Способ циклической вакуум-сублимационной сушки

 

Использование: в пищевой, микробиологической и фармацевтической отраслях промышленности. Сущность: циклический способ вакуум-сублимационной сушки включает насыщение продукта инертным газом и его замораживание с последующей сушкой при давлении ниже тройной точки, продукт наносят на поверхность транспортирующего элемента после насыщения, причем последние ведут до вспенивания продукта при давлении не ниже тройной точки. Техническим результатом изобретения является интенсификация процесса сушки, повышение надежности и уменьшение энергозатрат при инфракрасном энергоподводе. 1 табл.

Изобретение относится к способам сушки жидких термолабильных продуктов и может быть использовано в пищевой, микробиологической и фармацевтической отраслях промышленности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ сушки жидких пищевых экстрактов (авторское свидетельство СССР N 1554872, F 26 B 5/06, 1990), включающий образование на поверхности транспортирующего элемента слоя продукта, насыщение продукта инертным газом, замораживание с последующей сублимационной сушкой в вакууме.

Недостатками известного способа являются низкая интенсивность процесса сушки, обусловленная малой площадью поверхности тепло- и массопередачи, малый коэффициент поглощения при инфракрасном энергоподводе и вследствие этого большие энергозатраты.

Задачей изобретения является интенсификация процесса сушки, повышение надежности, уменьшение энергозатрат при инфракрасном энергоподводе.

Поставленная задача достигается тем, что в циклическом способе вакуум-сублимационной сушки, включающем насыщение продукта инертным газом и его замораживание с последующей сушкой при давлении ниже тройной точки, продукт наносят на поверхность транспортирующего элемента после насыщения, причем последнее ведут до вспенивания продукта при давлении не ниже тройной точки.

На основании исследований, проведенных по источникам патентной и научно-технической литературы, можно сделать вывод о том, что совокупность существенных признаков является новой и позволяет интенсифицировать процесс сушки, повысить надежность и уменьшить энергозатраты при инфракрасном энергоподводе.

Способ сушки осуществляется следующим образом.

Давление в сушилке повышается до тройной точки или выше и на поверхность транспортирующего элемента наносится слой вспененного продукта. Затем продукт замораживается контактным способом или самозамораживанием. Давление понижается ниже тройной точки и осуществляется процесс сублимационной сушки при инфракрасном энергоподводе. По окончании процесса сушки слой сухого продукта удаляется с поверхности транспортирующего элемента. Давление в сушилке повышается до тройной точки и цикл повторяется.

При сушке вспененных продуктов по данному способу, в том числе, замороженных, площадь поверхности тепло- и массопередачи многократно увеличивается за счет свободной поверхности пузырьков. Кроме этого, резко снижается диффузионное сопротивление слоя высохшего продукта и тонких пленок, образующих структуру. Скорость сушки при этом значительно возрастает.

Давление меняется циклически во всем объеме сушилки. Вследствие этого отпадает необходимость в ненадежных устройствах, обеспечивающих выход нанесенного слоя продукта из испарительной камеры.

Пузырьки представляют модель абсолютно черного тела с полупрозрачными стенками. Вследствие многократных отражений лучистая энергия поглощается, а коэффициент поглощения увеличивается.

Нанесение продукта в предварительно вспененном состоянии позволяет обеспечить однородную структуру равных по размеру пузырьков, что способствует равномерному распределению лучистой энергии по всему объему продукта и более эффективному поглощению ее продуктом.

Пример.

Молочно-бактериальный концентрат, в состав которого входят культуры Str. Lactis, Str. Cremoris, Str. Acetdnicus Str. Diqcetilactis с содержанием сухих веществ 10% подвергали замораживанию на трех противнях различными способами: в холодильнике с образованием монолитного слоя, самозамораживанием, а также путем замораживания и самозамораживания предварительно вспененного продукта. После чего осуществляли сушку продукта под действием инфракрасных источников энергии при остаточном давлении в сублиматоре, равном 50 Па.

Сравнительный анализ эффективности предлагаемого способа приведен в таблице.

Предлагаемый способ позволяет интенсифицировать процесс сушки, повысить надежность, снизить энергозатраты и создать конструктивно простые вакуум-сублимационные сушилки.

Формула изобретения

Циклический способ вакуум-сублимационной сушки, включающий насыщение продукта инертным газом и его замораживание с последующей сушкой при давлении ниже тройной точки, отличающийся тем, что продукт наносят на поверхность транспортирующего элемента после насыщения, причем последнее ведут до вспенивания продукта при давлении не ниже тройной точки.

РИСУНКИ

Рисунок 1