Сушка Температура воздуха

Влажность изделий, % Стабилизация Охлаждение

Рисунок 69 Схема установки для высокотемпературной сушки длинных макаронных изделий

Таким образом, влажность воздуха на стадиях окончательной сушки и стабилизации должна поддерживаться на уровне, обеспечивающем при данной температуре равновесную влажность изделий порядка 13%.

Окончательная сушка и стабилизация изделий осуществляются в пятиярусном туннеле, где движение воздуха протекает сверху вниз. Из­делия из предварительной сушилки поступают на верхний, сушильный ярус. На нижних четырех ярусах происходит стабилизация высушенных изделий — выравнивание влажности в толще изделий до устранения гра­диента влажности.

Доля влаги, испаряемой из изделий в зоне сушки (3...4%), позволя­ет поддерживать влажность воздуха в зоне стабилизации на требуемом уровне (82%), не прибегая к подаче в камеру дополнительного пара. На­грев воздуха в сушилке осуществляется калориферами, установленными в верхней ее части.

Охлаждение стабилизированных изделий без дальнейшего испаре­ния из них влаги осуществляется в двух зонах: в первой — обдувкой из­делий воздухом температурой 75 °С, во второй — воздухом температурой 28 °С. При этом строго соблюдается соответствие относительной влаж­ности воздуха при данных температурах и равновесной влажности на уровне 12,5...13%.

При высокотемпературной сушке резко уменьшаются пределы до­пустимых отклонений от заданных значений температуры и влажности воздуха на всех этапах сушки и стабилизации изделий. В противном слу­чае в значительной степени возрастает опасность образования трещин и лома. Поэтому применение высокотемпературных режимов сушки воз­можно только на оборудовании, оснащенном компьютерными система­ми контроля и регулирования заданного режима сушки. В еще большей степени это относится к сушильному оборудованию линий, в которых используются сверхвысокотемпературные режимы сушки, когда темпе­ратура воздуха на всем протяжении сушки или на отдельном ее этапе пре­вышает 90 °С.

Сверхвысокотемпературная сушка. К сверхвысокотемпературным режимам сушки макаронных изделий следует отнести разработанные Н. И. Назаровым режимы с гигротерми-ческой обработкой изделий перед сушкой. Сущность их заключается в обработке сырых изделий паровоздушной смесью в течение 2 мин (для макарон) или сухим паром в течение 30 с (для короткорезаных изделий) с последующей сушкой. Параметры паровоздушной смеси: температура 95...98°С, относительная влажность 95%. Температура перегретого пара от120до180°С.

Гигротермическая обработка изделий перед сушкой позволяет зна­чительно сократить последующий процесс их сушки за счет примене­ния жестких режимов без опасения появления трещин.

6.4 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ СУШИЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Суть теплового расчета сводится к определению количества испаренной влаги, расхода свежего воздуха и потребного количества теплоты, затрачиваемой на сушку макаронных изделий.

Количество испаренной влаги (кг/ч) определяется по формуле

(6.1)

где — производительность сушильной установки по сухим изделиям; — влажность сухих изделий ( = 13,5...14,0%); — влажность сырых изделий ( = 28…30%).

Удельный расход свежего воздуха (кг с. в. на 1 кг влаги)

, (6.2)

где — влагосодержание свежего воздуха и воздуха на выходе из сушилки, г/кг сухого воздуха.

Часовой расход свежего воздуха (кг/ч с. в.)

(6.3)

где К_з — коэффициент запаса (К_з= 1,06).

Объемный расход воздуха (м³/ч)

, (6.4)

где — удельный объем свежего воздуха, м³/кг сухого воздуха,

, (6.5)

здесь _в — газовая постоянная для воздуха, [ = 288 Дж/(кг • °К)]; Т— темпера­тура воздуха, "К; р — барометрическое давление свежего воздуха, Па; — отно­сительная влажность воздуха; р_нас — давление насыщенного пара при заданной температуре воздуха, Па.

Расход теплоты на сушку рассчитывают по формуле (Вт)

(6.6)

где К_п — коэффициент неучтенных потерь (К_п = 1,4); — потери теплоты (Вт), зат­рачиваемые на повышение теплосодержания отработанного воздуха:

(6.7)

здесь — теплосодержание свежего и отработанного воздуха, Дж/(кг сухого воздуха • °К). — потери теплоты на нагрев изделий (Вт):

(6.8)

с_п — теплоемкость сырых изделий, Дж/(кг·°К): '

с_п= 1650+15,49 (6.9)

— влажность изделий в пересчете на сухую массу:

(6.10)

— температура макарон на выходе и входе в сушильную камеру.

- потери теплоты на нагрев транспортных устройств и приспособлений (конвейеров, кассет, бастунов и т.п.) в сушильной камере:

(6.11)

где - масса транспортных устройств и приспособлений, проходящих через сушильную камеру в единицу времени (кг); - удельная теплоемкость материала, из которого изготовлены транспортные устройства [для стали =0,44 кДж/(кг·⁰К); для алюминия =0,896 кДж/(кг·⁰К)]; - температура транспортных устройств на входе и выходе из сушильной камеры.

- потери теплоты в окружающую среду:

(6.12)

где - коэффициент теплопередачи через стенки сушилки [ =0,44…0,53 Вт/(м²·⁰К)]; - суммарная площадь ограждений сушилки (м²); - средний температурный перепад между наружной стенкой сушилки и окружающим воздухом.

Поверхность нагрева калорифера (м²)

, (6.13)

где - коэффициент теплопередачи стенкой калорифера [ =13,3…32,8 Вт/(м²·⁰К)]; - средняя разность температур греющего теплоносителя и воздуха для всей поверхности нагрева:

, (6.14)

где - наибольшая разность температур греющего теплоносителя и воздуха; - наименьшая разность температур греющего теплоносителя и воздуха.

6 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ НАКОПЛЕНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

На выходе из сушилки макаронные изделия имеют температу­ру, приблизительно равную температуре сушильного воздуха. Поэтому перед упаковкой их надо охладить до температуры упа­ковочного отделения, иначе неконтролируемый процесс даль­нейшего испарения влаги из теплых упакованных изделий будет продолжаться в упаковке, а при использовании герметичной упа­ковки, например, полиэтиленовых пакетов, произойдет конденса­ция влаги на внутренней поверхности упаковки.

Предпочтительнее использовать медленное охлаждение в тече­ние не менее 4 ч, в процессе которого изделия омываются воз­духом температурой 25...30 °С и относительной влажностью 60...65 %. При этом происходит стабилизация изделий: оконча­тельное выравнивание влажности по всей толще изделий, расса­сывание внутренних напряжений сдвига, которые могли остаться после интенсивной сушки изделий, а также некоторое снижение массы остывающих изделий за счет испарения из них 0,5... 1,0 % влаги.

Быстрое охлаждение высушенных изделий интенсивной об­дувкой в охладителях различных конструкций или остывание их на ленточных транспортерах при подаче на упаковку менее же­лательны. Несмотря на то, что готовые изделия за короткое время (около 5 мин) успевают остыть до температуры цеха и последующей усушки их в упаковке не происходит, за такой короткий промежуток времени внутренние напряжения сдвига в нестаби­лизированных изделиях не только не успевают исчезнуть, но увеличиваются за счет испарения влаги с поверхности изделий и увеличения градиента влажности. И если изделия были подверг­нуты жесткой сушке, то растрескивание и превращение их в лом и крошку могут произойти уже после упаковывания.

Накопители-стабилизаторы представляют собой установки различ­ной вместимости, в которые после сушки поступают макаронные изде­лия, где накапливаются в течение одной или двух смен и стабилизируют­ся (охлаждаются) до температуры, необходимой для их упаковки. По способу размещения продукта данные установки разделяются на два типа: бункерные и конвейерные.

7.1 СТАБИЛИЗАТОРЫ НАКОПИТЕЛИ КОРОТКИХ МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Накопители-стабилизаторы бункерного типа состоят из комплекта одинаковых по емкости секций, загружаемых с помощью конвейера до определенного уровня. По истечении необходимого времени бункера индивидуально разгружаются на сборный конвейер, который достав­ляет продукт к фасовочным автоматам.