X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Сушка - это процесс удаления влаги из твердого или пастообразного материала путем испарения содержащейся в нем жидкости за счет подведенного к материалу тепла.

Сушка широко используется в различных отраслях: в химическом, сельском хозяйстве и в химико-фармацевтическом производстве. Она применяется на различных стадиях технологического процесса: для подготовки сырья и получения полуфабрикатов; часто сушка является завершающим этапом производства, определяющим качество готового лекарственного вещества.

В промышленной технологии лекарственных препаратов сушка, как завершающий этап производства, существенным образом сказывается на качестве выпускаемой продукции (сухие экстракты, ферменты, витамины, антибиотики и др.).

Благодаря применению сушильной техники с каждого гектара посевных площадей можно получить на 20 – 30% больше питательных веществ и биопрепаратов. Уже начиная с середины 70-х годов прошлого века, процент препаратов, созданный при помощи сушки возрастает в среднем на 10-15%. Среди них можно назвать такие современные продукты сушки, имеющие большое значение для производства кормов в животноводстве, как брикеты из безобмолотной массы зернофуражных культур и кукурузы, а также соломы, обогащенные сахарной свеклой и добавками азотофосфорсодержащих соединений. Частично или полностью готовые для употребления такие продукты позволяют по-новому организовать режим кормления и создают предпосылки для автоматизации процесса кормления скота в специализированных животноводческих комплексах. Благодаря искусственной сушке достигается более эффективное расходование финансовых средств, выделяемых сельскому хозяйству на химизацию и мелиорацию, улучшается обеспечение белком поголовья скота.

Конвективный метод высушивания является самым распространенным в биологической промышленности, на нем основана работа подавляющего большинства сушильных установок. В качестве сушильного агента применяют нагретый воздух, топочный газ или перегретый пар. Сушильный агент передает тепло материалу, под действием которого из материала удаляется влага в виде пара, поступающая в окружающую среду. Таким образом, сушильный агент при конвективной сушке является теплоносителем и влагопоглотителем [7].

В зависимости от назначения используют камерные, туннельные, ленточные и барабанные сушилки.

Конвективный метод высушивания биопрепаратов нашел применение в камерных сушильных установках.

Камерные сушилки являются аппаратами периодического действия, работающими при атмосферном давлении. Их используют в малотоннажных производствах при невысокой температуре сушки, например при сушке таблеточной массы. Материал в этих сушилках сушится на лотках (противнях), установленных на стеллажах или вагонетках, находящихся внутри сушильной камеры. На каркасе камеры, между вагонетками, установлены козырьки, которые делят пространство камеры на три, расположенные друг над другом зоны, вдоль которых последовательно движется горячий воздух. Свежий воздух, нагретый в калорифере, подается вентилятором вниз камеры сушилки. Здесь он движется (путь воздуха показан на рисунке стрелками), два раза меняя направление и дважды нагреваясь в промежуточных калориферах. Часть отработанного воздуха с помощью шибера (как задвижка у печной трубы) направляется на смешивание со свежим. В результате сушилка работает с частичной рециркуляцией воздуха и промежуточным подогревом, т.е. по варианту, обеспечивающему низкую температуру и более мягкие условия сушки [2].

Однако вследствие сушки в неподвижном толстом слое сушилки указанного типа имеют низкую производительность, а длительность процесса в них большая. Кроме того, в этих сушилках имеют место большие потери тепла при выгрузке материала и большие затраты ручного труда.

В таких аппаратах сушка производится периодически при атмосферном давлении. Сушилки имеют одну или несколько прямоугольных камер, в которых материал, находящийся на вагонетках или полках, сушится в неподвижном состоянии. Камеры загружают и выгружают через дверь, причем вагонетки перемещают вручную или при помощи лебедок.

Конвективный метод в камерных сушилках имеют существенные недостатки, к числу которых относятся:

1) большая продолжительность сушки, т.к. слой высушиваемого материала неподвижен;

2) неравномерность сушки;

3) потери тепла при загрузке и выгрузке камер;

4) трудные и негигиеничные условия обслуживания и контроля процесса;

5) сравнительно большой расход энергии из-за недостаточной полноты использования тепла сушильного агента (особенно в конечный период сушки).

Необходимость современной пищевой и медицинской промышленности, требует не только увеличения числа сублимированных полуфабрикатов, но и повышения их качества и уменьшения себестоимости. Однако применение исключительно конвекционных методов сушки является неперспективным, ввиду проблем связанных с технологическим процессом. Но применение агрегатов, использующих иные принципы сублимированния, приводят к понижению либо количества производства, либо к увеличению стоимости итоговой продукции. Поэтому единственным и рациональным решением данной проблемы является синтез конвективного метода с иными методами сушки.

В данном случае, наиболее перспективным вариантом является применение инфракрасных и СВЧ- сушек, интегрированные в аппараты конвекционных сушилок. Таким образом за счет применения микроволн и инфракрасного излучения удастся избежать перегрева (или наоборот недосушивания) вещества, повысить стерильность, увеличить интенсификацию в 1,5 раза при снижении энергозатрат в 2 раза. При этом удастся сохранить массовость и большой темп производства биопрепаратов.

Библиографический список

Сушильные установки сельскохозяйственного назначения[ Текст] :учебное пособие для инженерно – технических работников / В.Мальтри , Э. Петре, Б. Шнайдер.; пер. с немец. под ред. В. Г. Евдокимова. – Москва: «Машиностроение», 1979. -525 с.

Антипов С.Т. Тепло- и массообмен при конвективной сушке вдвижущемся слое продукта //Модернизация существующего и разработкановых видов оборудования для пищевой промышленности : Сб. науч.тр./Воронеж. гос.технол.акад. –Воронеж, 2003. –Вып. 13. С. 6-9

Информационный портал «Пищевик» [Электронный ресурс]. -Режим доступа:http://mppnik.ru/publ/mashiny_i_apparaty_pischevyh_proizvodstv. – дата обращения: 28.11. 2017.

Код для цитирования: Скопировать