Файл: Стабников, В. Н. Процессы и аппараты пищевых производств учебник.pdf

лов сахара, покрытых пленкой насыщенного сахарного раствора. Влага, находящаяся между кристаллами сахара, является в ос­ новном капиллярной. Сушка рафинада производится в туннель­ ных сушилках при атмосферном давлении или в камерных ва­ куумных сушилках. Режим конвективной сушки рафинада в тун­ нельной сушилке является переменным. Продолжительность сушки около 18 ч. При этом температура воздуха в течение пер­ вого часа составляет около 40° С; следующие 6 ч температура воздуха повышается до 70° С; в течение последующих 8 ч она достигает 80° С, а в конце процесса составляет 90° С. Значи­ тельное уменьшение скорости сушки в конце ее объясняется тем, что при удалении влаги концентрация межкристального раство­ ра увеличивается и происходит выпадение кристаллов, которые закупоривают поры, что затрудняет удаление влаги.

Мо л о к о . Чаще всего сушат молоко, предварительно сгу­ щенное до 50% СВ. Оно представляет собой коллоидную систе­ му. Сахара и соли содержатся в молоке в состоянии молекуляр­ ного раствора, белки — в коллоидном состоянии, а жир — в виде эмульсии.

Молоко сушат в распылительных сушилках. Оно диспергиру­ ется при помощи вращающихся дисков или форсунок. Диаметр капель достигает 40—50 мкм. Вследствие малого радиуса капель поверхность влагообмена велика и продолжительность сушки со­ ставляет 4—6 с. Сушка производится воздухом, имеющим на­ чальную температуру 130—140° С.

Выбор типа сушилок определяется в основном их производи­ тельностью и высушиваемым материалом. При сушке небольших количеств материала применяют камерные сушилки периодиче­ ского действия, хотя они имеют ряд существенных недостатков: потеря продукта при загрузочных и разгрузочных операциях, большие затраты труда; потеря тепла при открытии дверец су­ шилок.

Сушилки непрерывного действия лишены этих недостатков, и их применение всегда следует предпочитать, особенно при боль­ шом количестве высушиваемого материала.

Вид материала определяет тип сушилки. Для сушки крупно­ кусковых материалов используют туннельные сушилки; для сы­ пучих зернистых материалов — ленточные, пневматические или барабанные сушилки. Жидкие продукты высушивают в распыли-

306

тельных сушилках, а пастообразные в контактных (вальцовых

сушилках).

Максимально допустимая температура, до которой может быть нагрет данный материал без ухудшения его качества, опре­ деляет режим процесса сушки.

Наибольшее распространение получили сушильные агенты — воздух и топочные газы. Последние могут быть получены в спе­ циальной топке при сжигании топлива или из котельной.

Топочные газы и газы котельных используют для сушки полу­ фабрикатов и кормовых отходов. Однако и в этом случае топоч­ ные газы должны быть очищены от твердых частиц в циклонах, мультициклонах и электрофильтрах.

Если для сушки применяется воздух, нагретый до высокой температуры, то в сушилке следует организовать параллельный поток воздуха и материала. При этом влажный материал будет встречаться с высоконагретым воздухом, а подсушенный матери­ ал, более чувствительный к высокой температуре, с уже охлаж­ денным воздухом.

При высушивании материалов, качество которых ухудшается при высоких температурах, рекомендуется применять те вариан­ ты сушильного процесса, при которых он будет экономичным при сравнительно низкой температуре. Такими вариантами являются: сушка с промежуточным подогревом, сушка с подогревом внут­ ри камеры, сушка с возвратом отработанного воздуха.

Параметры сушильного процесса регулируют вручную или автоматически. Как указано выше, такими параметрами являют­ ся температура сушильного агента t и его относительная влаж­ ность ф. В сушилках непрерывного действия эти параметры под­ держиваются постоянными в определенных зонах. В сушилках периодического действия они изменяются в соответствии с за­ данной программой.

Глава XIX. ПЕРЕГОНКА

Перегонкой называют процесс разделения жидких смесей на составляющие их компоненты, основанный на различной летуче­ сти их. Выделяемые при этом компоненты при одинаковой темпе­ ратуре должны отличаться упругостью пара.

Если смесь таких компонентов привести в состояние кипения, то компонент, упругость пара которого больше (более летучий), будет переходить в паровую фазу в относительно большем коли­ честве. Это приводит к обогащению паровой фазы более летучим компонентом. Этот компонент, обладая большей упругостью па­ ра, будет кипеть при одинаковом давлении при более низкой температуре. Следовательно, он будет нижекипящим компонен­ том. Из этого следует, что при кипении смеси летучих компонен­ тов паровая фаза будет обогащаться нижекипящим компонентом.

307

В процессе перегонки используют это явление и разделяют смесь на более или менее чистые компоненты.

Процесс перегонки используется в спиртовом, винодельческом и ликерно-водочном производствах, а также в производстве эфирных масел. Перегонка играет большую роль также в неф­ теперегонном деле, в промышленности синтетического каучука

иво многих других отраслях народного хозяйства.

1.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПЕРЕГОНКИ

а) Классификация бинарных смесей

На практике чаще всего имеют дело с перегонкой многоком­ понентных смесей, однако теорию процесса целесообразно рас­ сматривать применительно к бинарным смесям. Такая смесь со­ стоит из двух компонентов: нижекипящего (н. к. к.) и вышекипящего (в. к. к.).

Д. П. Коновалов классифицировал бинарные смеси на основе зависимости общего давления паров бинарной смеси от состава жидкой фазы. На рис. 191

Такими системами являются, например, вода — нзобутиловый спирт, вода — изоамиловый спирт.

Для смеси, компоненты которых полностью и во всех соотно­

308

шениях взаимно растворимы, давление паров изменяется по ли­ нии 3. Общая.упругость пара этих смесей имеет максимум, соот­ ветствующий определенному составу жидкой фазы при данной температуре. Такой смесью является этиловый спирт — вода.

Линия 5 соответствует случаю полной растворимости компо­ нентов,с образованием особой точки, отвечающей минимуму об­ щего давления паров смеси. Такими смесями являются вода с муравьиной кислотой, ацетон с хлороформом.

Наконец, линия 4 соответствует случаю полной растворимо­ сти компонентов одного в другом, но без образования максимума плп минимума давления. Эти растворы называются идеальными. К ним относятся системы: метиловый спирт—вода, бензол—кси­ лол, аммиак—вода, метиловый спирт—этиловый спирт.

Вид линий p — f (х) обусловлен различными взаимодействия­ ми молекул компонентов системы.

В смеси, соответствующей линии давления 4, притяжение одинаковых и различных молекул одинаково. При образовании таких смесей объем их не уменьшается и не увеличивается, при смешении не наблюдается теплового эффекта.

В этом случае сила, с которой молекулы удерживаются в жид­ кости, зависит только от относительного количества того или

указывает на взаимодействие между молекулами компонентов. Если сила притяжения неодинаковых молекул меньше силы притяжения одинаковых, то давление паров смеси будет откло­ няться вверх от линии идеальных растворов (линии 1, 2 и 3). Если сила притяжения неодинаковых молекул больше силы при­ тяжения одинаковых молекул, то кривая пройдет ниже прямой

идеальных растворов (линия 5).

Если сила притяжения несходных молекул очень мала, то жидкая фаза расслаивается на два слоя. Каждый из них посы­ лает молекулы в паровую фазу так, как будто бы он находится в жидкой фазе один. В этом случае общее давление равно сумме давлений чистых компонентов при данной температуре (линии

1 и 2).