Процесно сушене на въздух при производството на храни

Техническа статия за овлажняване на производството на храни

Безопасно изсушаване в хранително-вкусовата промишленост

Сух въздух - благословия и проклятие?

Изображение 1: Луксозни храни, които изискват сух въздух за обработка Има места на нашата планета, където екстремна суша, като например в Пиадо/Чили, където няма валежи от почти 100 години.

Не винаги трябва да е толкова сух при производството и преработката на хранителни продукти и луксозни храни, но при определени процеси ниското ниво на влажност в технологичния въздух е голямо предимство и следователно от съществено значение за срока на годност, преработката и опаковането на хранителните продукти.

Желаната сухота на необходимия технологичен въздух при преработката и производството на храна зависи до голяма степен от съответния цялостен метод на процеса, стоките, които трябва да бъдат изсушени. Както въздухът в производствения процес, така и технологичният въздух в складовото помещение оказват силно влияние върху най-добрата дата или външния вид и вкуса на продукта. Също така е много важно върху продукта да не се образува кондензат, за да се избегне образуването на микроби и възможни неприятни миризми. Следователно намалената влажност в процеса на сушене помага при производството на висококачествена и трайна храна.

Храната и луксозните храни изискват висока степен на сухота

Фигура 2: Производство на шоколад - влажността на въздуха тук трябва да е ниска. По време на производството и съхранението на дехидратирани прахове за незабавна супа са необходими постоянна температура и ниско съдържание на влага в технологичния въздух, тъй като в противен случай може да се получи слепване и образуване на плесени.

По-специално при преработката на месо, хигиената е основен приоритет за производителите и потребителите. От една страна, трябва непрекъснато да се спазва цялата студена верига, докато не бъде продадена на потребителите. От друга страна, трябва да се гарантира, че по време на процеса на опаковане и съхранение на месни продукти не се образуват микроби и патогени. Изключително сухият околен въздух предотвратява образуването и размножаването на микроби, вируси и бактерии.

По-специално кристализацията на захарта се гарантира от постоянно ниско ниво на влажност. Следователно сухият технологичен въздух е много полезен при производството на сладкарски изделия и за времето за сушене на продукта преди опаковането. Шоколадът, сладкишите или продуктите, съдържащи желатин, не трябва да се придържат към повърхността на опаковката или един към друг.

Често техническото сушене на продукти, например в случай на сушени плодове или сушени гъби, се разглежда като оптималното средство за съхранение, за да се гарантира възможно най-дълъг срок на годност.

Производителите могат да гарантират оптимално и безопасно качество за потребителя само с обработен, сух технологичен въздух при производството и опаковането на храни и луксозни стоки.

Сорбционни процеси за въздушно сушене

В повечето случаи конвенционалните методи като кондензация на водна пара върху охлаждащи регистри или топлообменници вече не са достатъчни за генериране на сух технологичен въздух. За да се намали съдържанието на остатъчна влага във въздуха до минимум, са необходими сорбционни процеси.

Фигура 3: Пример за процес на сушене на въздух при сорбционен процес Ако в производствените процеси, опаковането и съхранението на храните се изисква относителна влажност (RH) по-малка от 40%, става интересно от технологична и термодинамична гледна точка. В тези области на процесното въздушно сушене понастоящем няма голям избор от системи, които могат да постигнат много ниско съдържание на остатъчна влага за процесите на сушене.

Използването на ротационни сушилни се оказа особено изгодно тук. Влажният въздушен поток се прекарва през въртящо се сорбционно колело, покрито с адсорбент и по този начин се изсушава. От противоположната страна колелото се регенерира, за да се осигури непрекъснатата подготовка на въздуха или технологичните газове, които трябва да бъдат изсушени.

В същото време водните молекули във всмукания въздух непрекъснато се изтласкват от адсорбента посредством десорбция чрез топлина и накрая се водят като адсорбат в отделен въздушен поток от системата във външната атмосфера.

Чрез разширяване на системната технология, например с модули преди и след охлаждане, могат да се постигнат точки на оросяване (Tp) до -65 ° C и по този начин относителна влажност на въздуха от 0,05%. Тези изисквания за ниска точка на оросяване обикновено се изискват за чувствителни продукти като сушене или обработка на прахообразни продукти в хранителната промишленост.

Адсорбция на водна пара

Въздухът е смес от газове. Един от тези газове е водната пара. Количеството водна пара, което може да се съдържа във въздуха, е ограничено. Колкото по-топъл е въздухът, толкова повече водна пара може да съдържа. Относителната влажност показва какъв процент от максималното съдържание на водна пара съдържа процесният въздух. Тъй като максималното съдържание на водна пара се увеличава с повишаване на температурата, относителната влажност намалява с повишаване на температурата и обратно.

Температурата на точката на оросяване се определя като температурата, при която въздухът е наситен с максимално съдържание на водна пара в технологичния въздух - 100% относителна влажност. Това е температурата, която трябва да падне под постоянно налягане, за да кондензира водната пара. Следователно температурата на точката на оросяване е променлива, която не зависи от текущата температура.

Абсолютното съдържание на влага във въздуха в грамове водна пара на кубичен метър може също да се изчисли от температурата и относителната влажност или температурата на точката на оросяване.

Използваните технически адсорбенти са силно активни хигроскопични, т.е. физически свързващи вода технически адсорбенти, напр. Силикагел (силикагел, SiO2), зеолити и технически молекулярни сита. Но има и други по-рядко срещани сушители, които в зависимост от приложението и свойствата на газа, който трябва да се изсуши, се използват в други области: калциев сулфат, калиев карбонат и алуминиев оксид. Те обаче са относително трудни за регенериране.

Тъй като силикагелът има добри физически и химически обратими свойства по отношение на екстракционния капацитет на водните молекули от технологичния въздух и способността да се регенерира с топлина (десорбция), този вариант обикновено се използва ефективно и целенасочено в цялата хранителна индустрия.

Изсушаване и филтриране на технологичния въздух

Фигура 4: ULT Dry-Tec® модулна концепция Системата ULT Dry-Tec® от ULT AG наскоро се превърна в решение за изключително сух технологичен въздух.Иновативната концепция на модулната система позволява да се постигнат температури на точката на оросяване до -65 ° C (Tp).

Серията продуктови модули ULT Dry-Tec® включва следните компоненти: Модулът за сорбция ULT Dry-Tec®, който се използва за адсорбция и десорбция в системата, както и модулът за предварително охлаждане ULT Cool-Tec ™ V и модулът за допълнително охлаждане ULT Cool-Tec ™ N Модулите за предварително охлаждане и охлаждане могат по избор да бъдат оборудвани с различни филтърни елементи от съответните класове филтри (G, M или F или също H). Това означава, че по време на целия процес на сушене се постига необходимата ниска относителна влажност (r. F.) и въздушният поток на входа или изхода на модулната система също остава почти без частици.

Оптимизираната концепция за въздушния поток през вътрешността на сушилните модули позволява ефективна работа с изключително ниски вътрешни загуби на налягане.

Модулната концепция за изсушаване включва също контролируеми вентилатори за потока на технологичния въздух и въздушния поток за регенерация. Интегрираното оползотворяване на топлината в десорбционната верига на обемния поток за регенерация се предлага по избор.

Цялата концепция се основава на гореспоменатия процес на ротационна сорбция. Бавно въртящият се структуриран сорбционен ротор с форма на пчелна пита е покрит по цялата повърхност на сорбционното колело със силно активирана специална смес от силикагел. Предлагат се и други специални смеси от адсорбционни материали, например за изключително ниски температури на точката на оросяване.

Dipl.-Ing. Франк Шимелман, ръководител на отдел за технологично сушене на въздух в ULT AG в Löbau