SUSZARNIE PRÓŻNIOWE
Nasza firma zajmuje się projektowaniem i wykonawstwem urządzeń wykorzystujących różnorodne metody odprowadzenia wody z produktu, m.in. konwekcyjną, mikrofalową, promiennikową, czy też próżniową.
W poprzednich wpisach, w celu ułatwienia doboru adekwatnej w danym przypadku technologii suszenia, zostały przybliżone metody promiennikowai konwekcyjna. W niniejszym artykule przedstawiliśmy opis
i zastosowanie metody próżniowej.
Na czym polega metoda próżniowa?
W metodzie próżniowej wytwarzane jest obniżone, względem ciśnienia atmosferycznego, ciśnienie w komorze urządzenia. Powstający gradient ciśnień między wnętrzem produktu a jego otoczeniem wpływa na zwiększenie szybkości usuwania wody z produktu. Transfer masy wspomaga ponadto, wytworzony wskutek ogrzania materiału, gradient temperatury. Powyższy efekt uzyskuje się łącząc metodę próżniową z innymi, m.in. konwekcyjną, w której po etapie nagrzewania produktu gorącym powietrzem ma miejsce faza próżniowego odprowadzenia wody, a także mikrofalową, promiennikową, bądź ogrzewania kontaktowego produktu ułożonego na elementach grzewczych.
Na przemieszczenie się wody w produkcie w opisywanej metodzie wpływa, przede wszystkim, gradient ciśnień. To cecha charakterystyczna metody próżniowej odróżniająca ją od innych, np. konwekcyjnej, w której kluczową przyczyną ruchu wody w materiale jest gradient temperatury. W konsekwencji, w procesie suszenia próżniowego nie można wyróżnić trzech etapów, jak dla metody konwekcyjnej, lecz jeden, w trakcie którego szybkość suszenia stale maleje.
.
Cechy charakterystyczne metody próżniowej
Parametry dotyczące temperatury otoczenia i wartości ciśnienia panującego w komorze należy zawsze dobierać indywidualnie w zależności od rodzaju produktu oraz stopnia jego rozdrobnienia, wymiarów, ilości wody przewidzianej do odprowadzenia, oczekiwanej wydajności procesu i jakości otrzymanego suszu. Jednakże na podstawie licznie przeprowadzonych badań i danych zawartych w literaturze można zauważyć parę podstawowych zależności przedstawionych na rysunku poniżej.
Cechy charakterystyczne metody próżniowej
Stosując suszenie pod obniżonym ciśnieniem można uzyskać produkt wysokiej jakości. Wpływają na to następujące czynniki:
- Ograniczenie utleniania produktu, dzięki czemu otrzymywany susz charakteryzuje się większą zawartością składników odżywczych, w tym witamin oraz mniejszymi zmianami barwy suszu w stosunku do produktu surowego;
- Zabezpieczenie produktu przed możliwością zanieczyszczenia substancjami znajdującymi się w powietrzu;
- Lepsza zdolność otrzymanego suszu do rehydratyzacji;
- Korzystniejsze walory sensoryczne (smak, zapach) otrzymanego produktu, w tym większa zawartość związków aromatycznych;
- Możliwość obniżenia temperatury panującej w komorze urządzenia, a tym samym zmniejszenia wartości naprężeń wewnętrznych i ryzyka powstania pęknięć, bądź innych uszkodzeń struktury materiału oraz zapobieżenia utwardzeniu powierzchni materiału (powstania „zaskorupień”).
Otrzymany susz charakteryzuje się niższą, w porównaniu do metody konwekcyjnej, wilgotnością końcową. Jest to możliwe, ponieważ obniżeniu ulega wilgotność równowagowa, tj. wilgotność, przy której woda zawarta w produkcie znajduje się w stanie równowagi z parą wodną zawartą w otoczeniu, określająca poziom, do którego można maksymalnie wysuszyć produkt przy zastosowaniu określonego ciśnienia i temperatury. Ponadto wraz z obniżaniem ciśnienia maleje temperatura wrzenia wody, co pozwala na obniżenie temperatury panującej w komorze urządzenia bez wydłużenia czasu trwania samego procesu oraz wykorzystanie opisywanego sposobu odprowadzenia wody do produktów termolabilnych, tj. mogących ulec zniszczeniu, uszkodzeniu lub których właściwości mogą ulec pogorszeniu pod wpływem wysokiej temperatury, np. farmaceutyków, owoców i warzyw. Metoda ta jest ponadto zalecana w przypadku suszenia produktów, dla których występuje zagrożenie wybuchem, a także, gdy odparowywany rozpuszczalnik jest wartościowy i powinien zostać odzyskany.
Wzrost szybkości suszenia, uzyskiwany dzięki obniżeniu ciśnienia w komorze, skutkuje zwiększeniem wydajności procesu. Należy jednak przy tym pamiętać, że jest to możliwe dopiero po poniesieniu znacznych nakładów inwestycyjnych, które są większe niż dla metody konwekcyjnej. Wysokie koszty budowy urządzenia wynikają m.in. z konieczności zakupu pompy próżniowej i wykonania instalacji towarzyszącej oraz budowy hermetycznego urządzenia. Zużycie stali konstrukcyjnej na budowę suszarni jest większe, a wszystkie materiały muszą mieć wyższą wytrzymałość. Niezbędne są również liczne uszczelnienia pozwalające na utrzymanie wymaganego podciśnienia. Jest to jednak koszt który warto ponieść, gdyż szczelność urządzenia zapewnia zmniejszenie strat energetycznych, zmniejszenie poziomu hałasu w otoczeniu maszyny, ograniczenie emisji zanieczyszczeń do środowiska oraz uzyskanie produktu najwyższej jakości.
Niemniej suszenie próżniowe nie zawsze jest opłacalne. Dla niektórych produktów, np. ziaren, zastosowanie tej metody skutkuje dłuższym czasem trwania procesu niż w przypadku metody konwekcyjnej. Wynika to z właściwości danego materiału. W celu osiągnięcia określonej wydajności i jakości końcowej suszu ważne jest również dobranie odpowiedniego ciśnienia i temperatury panujących w komorze urządzenia. Posiadamy doświadczenie w zakresie projektowania i wykonawstwa suszarni próżniowych. W celu zakupu takiego urządzenia, mogą się z nami Państwo skontaktować poprzez zakładkę KONTAKT.