Введение

Процессы сушки широко применяются в промышленности и сельском хозяйстве. Объектами сушки могут быть разнообразные материалы на различных стадиях их переработки (сырьё, полуфабрикаты, готовые изделия).

Сушкой называется процесс удаления из материала любой жидкости, в результате чего в нём увеличивается относительное содержание сухой части. На практике при сушке влажных материалов, в том числе пищевых продуктов, удаляют главным образом воду, поэтому под сушкой понимают процесс обезвоживания материалов. Т.о., хотя понятие сушка является более общим, однако практически термин «сушка» и «обезвоживание» являются идентичными.

Материалы сушатся с различной целью: для уменьшения массы (это удешевляет их транспортировку), увеличения прочности (керамические изделия, древесина), повышения теплоты сгорания (топливо), повышения стойкости при хранении и для консервирования (зерно, пищевые продукты, биопрепараты).

Большинство пищевых продуктов являются влажными телами, содержащими значительное количество воды. Вода входит в состав растительных и животных тканей и являются необходимой составной частью пищи человека. Однако избыток воды снижает питательную ценность пищевых продуктов, значительно удорожает их транспортировку и может вызвать порчу продуктов вследствие жизнедеятельности различных микроорганизмов в водной среде. Поэтому большинство пищевых продуктов подвергают сушке, в процессе которой  их влажность значительно снижается.

Сушка - это сложный технологический (физико-химический) процесс, который должен обеспечить не только сохранение качественных показателей материала, но в ряде случаев и улучшение этих показателей.

Процесс тепловой сушки пищевых продуктов заключается в переводе влаги, находящейся в них, в парообразное состояние и удаление образующегося пара во внешнюю, окружающую продукты, среду.

Существуют  различные методы сушки материалов. Можно выделить 2 основных принципа:

1.     удаление влаги из материала без изменения её агрегатного состояния в виде жидкости,

2.     удаление влаги из материала с изменением её агрегатного состояния, т.е. при фазовом преобразовании жидкости в пар.

Повышение производительности сушильных установок может быть достигнуто как экстенсивным методом, т.е. путём увеличения габаритов сушильной камеры, сокращением простоев и т.п., так и более эффективными интенсивными методами, путём повышения скорости сушки и соответствующего сокращения продолжительности процесса. Повышение концентрации сухого вещества, в очень сложных системах путём выпаривания при многократном использовании тепла в многокорпусной выпарной установке является так же более экономичным, чем процесс сушки испарением. Одним из распространенных способов конвективной сушки жидких продуктов является сушка их в распыленном (тонкодиспер­гированном) состоянии, или, как обычно говорят, сушка распылением (распылительная сушка). Этот способ широко применяется для сушки истинных и коллоидных растворов, суспензий, эмульсий, пульп и “подвижных” паст в химической, пищевой, биологической, фармацевтической и других отраслях промышленности и, в частности, для сушки молока и молочных продуктов, яиц, фруктовых соков, кормовых дрожжей, витаминов, крови и кровезаменителей, мыла, синтетических моющих средств, томатных продуктов, кофе, крупяных отваров и т. п.

При сушке распылением материал диспергируется на частицы (капли) весьма малых размеров (10-100 мкм), что значительно увеличивает поверхность контакта их с сушильным агентом (поверхность испарения) и соответственно повышает интенсивность сушки. При этом способе продолжительность сушки и время пребывания материала в сушильной зоне аппарата составляет 5-30 с. В этих условиях решающее значение приобретает гидродинамика распыления (характер, скорость движения частиц и т. п.), которая влияет на тепло- и массообмен в процессе сушки; при этом массообмен (уменьшение размеров и массы частиц в результате испарения) оказывает в свою очередь влияние на гидродинамику процесса.

Специфические условия сушки материалов в распыленном состоянии обусловливают ряд характерных достоинств этого способа сушки, к которым относятся:

1.       высокое качество высушенного продукта, температура которого в значительной части процесса не превышает температуры мокрого термометра, причем качественные и количественные по­казатели (величину частиц, насыпную плотность сухого порошка, конечную влажность и температуру) можно регулировать;

2.       отсутствие необходимости дополнительного измельчения готового продукта, высокая его растворимость;

3.       значительная начальная влажность продуктов (растворов) и достаточно низкая конечная влажность (на сушку могут поступать и “липкие” аморфные продукты, например отвары в виде пульпы или пасты);

4.       высокая стойкость ограждений сушильной камеры, так как влажный материал не соприкасается с ними;

5.       достаточная надежность пылеулавливающих устройств (ба­тарейные циклоны, рукавные фильтры, электрофильтры, скруб­беры), что предотвращает попадание пыли в помещение и т. д.;

6.       высокая производительность установок, что способствует повышению их технико-экономических показателей и т. д.

Наряду с этим следует отметить и недостатки, присущие сушке в распыленном состоянии:

1.       значительные удельные габариты установок, работающих при мягких режимах;

2.       сложность и высокая стоимость оборудования для распыления продуктов и улавливания пыли;

3.       сравнительно высокие энергетические затраты (теплоты и электроэнергии).