CC BY
120
УДК 665.937.6:66.084
СПОСОБ СУШКИ ШИНКОВАННОЙ ЛАМИНАРИИ, ОБРАБОТАННОЙ СУХОЙ КРУПКОЙ, ПОЛУЧЕННОЙ ИЗ ВОДОРОСЛИ,
И ГИДРОДИНАМИКА ПРОЦЕССА ЕЕ КИПЕНИЯ
В.И. Погонец, Дальрыбвтуз, Владивосток
Предложен новый способ удаления биополимеров с поверхности шинкованных частиц ламинарии. Способ полностью предотвращает слипаемость и комкование продукта в процессе его сушки в камерах с кипящими слоями.
Обезвоживание шинкованной морской капусты в сушилках со взвешенно-вращающимися слоями происходит в активных гидродинамических режимах и сопровождается организованным перемешиванием и циркуляцией продукта.
При этом значительная доля энергии струй теплоносителя, выходящих из отверстий газораспределительных решеток, приходится на преодоление поверхностных сил сцепления, вызванных слипаемостью частиц шинкованной ламинарии, а также приводит их в относительное движение между собой.
Установлено [1], что гидравлическое сопротивление взвешенно -вращающегося слоя зависит от нескольких факторов и в первую очередь от удельной нагрузки продукта на решетку, а также от размеров, формы и физических свойств частиц ламинарии. Выделение на поверхности шинкованных частиц морской капусты слизи обуславливает взаимное сцепление частиц в начальный период сушки, которое значительно уменьшается при снижении влажности в процессе сушки и прекращается при достижении у продукта остаточной влажности 5 %.
Одним из путей по предотвращению слипаемости является удаление слизи с поверхности частиц посредством перераспределения ее на сухую крупку морской капусты при смешивании этих двух исходных компонентов.
На рис. 1 приведены результаты по экспериментальным исследованиям изменения гидравлического сопротивления взвешенно-вращаю-щегося слоя при различном времени смешивания с сухой крупкой размером частиц 1,6 мм. Здесь приведены значения гидравлического сопротивления морской капусты со слизью при начальной влажности, равной V = 83 % и удельной нагрузке щ = 80 кг/м2. Нелинейная зависимость снижения гидравлического сопротивления взвешенно-вращаю-щегося слоя определяется неравномерным перераспределением слизи на поверхности частиц
крупки и увеличением ее влажности, определяемой диффузией влаги в глубь частиц.
Рис. 1. Г идравлическое сопротивление взвешенно-вращающегося слоя морской капусты в развитой стадии кипения в зависимости от времени перемешивания с сухой крупкой ламинарии (фракция - 1,6 мм; щ = 80 кг/м2)
Перераспределение слизи на крупку обусловливается способностью смачивания поверхностей частиц крупки в зависимости от времени перемешивания. Так, перемешивание капусты с крупкой в течение 20 мин позволяет снизить гидравлическое сопротивление продукта на 10 % по сравнению с морской капустой, не обработанной крупкой. Такое уменьшение сопротивления при одинаковой нагрузке на решетку улучшает гидродинамику кипения взвешенно-вращающегося слоя. При визуальном наблюдении слой морской капусты со слизью образует два-три комка, медленно вращающихся и перемешивающихся, с прорывом теплоносителя через свободные участки решетки, что сопровождается скачкообразным характером гидравлического сопротивления слоя.
Слой морской капусты, обработанный сухой крупкой, не образует отдельных комков при интенсивном перемешивании, что подтверждается величиной изменения гидравлического сопротивления на кривой от среднего ее значения (см. рис. 1).
Для оценки этих рекомендаций и сравнения гидравлического сопротивления морской капусты со слизью и морской капусты, обработанной крупкой, были проделаны циклы экспериментов с шинкованными частицами ламинарии при начальной их влажности V =
83 % и максимальных удельных нагрузках продукта на
газораспределительные решетки щ = 80 кг/м2. В результате
многократных опытов было установлено, что слой морской капусты, обработанной крупкой, при указанной начальной влажности не образует отдельных комков, при этом не происходит оголения решетки от продукта, наблюдаются более стабильное вращение слоя и активное перемешивание частиц.
Длительные исследования этого процесса позволили авторам [1, 2, 3] предложить рекомендации по предварительной обработке сырья морской капусты перед сушкой и разработать новый аппаратурнотехнологический способ предварительной обработки шинкованной ламинарии, он нацелен на устранение слипаемости частиц слизью, выделяющейся на их поверхности при шинковании слоевищ морской капусты машинами МКРМ.
По результатам исследований способа предварительной обработки сырья морской капусты перед сушкой выявлены особенности этого процесса, на основании которых могут быть предложены следующие рекомендации:
- в качестве адсорбента для отбора поверхностной слизи с шинкованной морской капусты необходимо использовать сухую крупку ламинарии, которая обладает большой адсорбционной способностью и одинакова по химическому составу к исходному сырью;
- крупку для обработки морской капусты необходимо использовать в пределах размерных фракций 1-1,6 мм, так как при снижении размера сухих частиц ламинарии ниже 1 мм происходит значительное налипание частиц крупки на морскую капусту и затрудняет в дальнейшем процесс сушки. Увеличение частиц крупки свыше 1,6 мм приводит к необходимости увеличения соотношения смешиваемых компонентов;
- соотношение при смешивании фракций крупки с шинкованной морской капустой в интервале рекомендуемых размеров необходимо принимать 1 : 2. Снижение соотношения ухудшает разделение этих исходных компонентов на вибросите;
- для последующего рассева смешиваемых компонентов
необходимо использовать вибрационное сито с рекомендуемыми параметрами колебаний в пределах:
амплитуда колебаний вибросита равна А = 23-30 мм,
частота колебаний вибросита - со =250-600 кол/мин, это дает наиболее полный рассев фракций при скорости движения массы, подвергаемой рассеву, 0,1 -0,4 м/с;
- время перемешивания исходных продуктов желательно
принимать в пределах 15-20 мин;
- сухую крупку ламинарии рекомендуется использовать
многократно, предварительно высушив её на установках кипящего слоя до остаточной влажности 20-22 %, при температуре 80 °С с удельной нагрузкой на решетку щ = 80 кг/м2;
- для перемешивания исходных продуктов желательно применять мешалку лопастного типа.
На рис. 2 приведена новая аппаратурно-технологическая линия, позволяющая реализовать способ предварительной обработки перед сушкой шинкованной ламинарии сухой крупкой из морской капусты.
Рис. 2. Схема аппаратурно-технологической линии для сушки шинкованной ламинарии, предварительно обработанной крупкой из водоросли
Аппаратурно-технологический способ процесса реализуется при использовании нескольких единиц технологического оборудования, которые скомпонованы в определенной последовательности в линию при выполнении всех операций обработки сырья. Линия содержит машину 1 для шинковки ламинарии, емкость 2 для сбора шинкованной ламинарии, агрегат 3 и 5 для смешивания и рассева крупки и шинкованной ламинарии, промежуточную емкость 4, емкость 6 для сбора сырой шинкованной ламинарии, емкость 7 для увлажненной крупки, сушилку 8 кипящего слоя, вихревую сушилку 9, емкость 10 для сбора сухого продукта (крупки), высушенного в сушилке 8 кипящего слоя, емкость 11 для сбора сухой шинкованной ламинарии после вихревой сушилки 9.
Ламинария шинкуется машиной 1 и затем собирается в емкость 2, две весовые части сырой шинкованной ламинарии из емкости 2 подаются в лопастную мешалку 3, в которую добавляется одна весовая часть сухого продукта (крупки) из промежуточной емкости 4. Перемешивание сырой шинкованной ламинарии и промежуточной емкости 4. Перемешивание сырой шинкованной ламинарии и сухого
продукта происходит в мешалке 3 в течение 5-7 мин для увлажнения сухой крупки слизью, выделившейся при шинковании слоевищ ламинарии.
Смесь из мешалки 3 направляется на вибросито 5, где разделяется на фракции сырой шинкованной ламинарии и увлажненную крупку. Вибросито 5 имеет две качающиеся сетчатые поверхности, причем верхняя из них имеет ячейки, через которые проваливается увлажненная крупка ламинарии размерами до 1,5 мм, а сырая шинкованная ламинария идет по поверхности сита и собирается в емкость 6. Провалившаяся увлажненная крупка попадает на нижнюю поверхность вибросита 5 и собирается в емкость 7.
Отделение увлажненного продукта от смеси определяется по отсеву в отношении 90-96 % в пересчете к сухому продукту.
Из емкости 7 для увлажненной крупки она направляется на сушку в сушилку 8 кипящего слоя, а из емкости 6 для сбора сырой шинкованной ламинарии - на сушку в вихревую сушилку 9.
Сухой продукт (крупка), высушенный в сушилке 8 кипящего слоя, собирается в емкости 10 для сбора сухого продукта и направляется на повторное 3-4-разовое смешивание с сырой шинкованной ламинарией в промежуточной емкости 4. Сырая шинкованная ламинария, высушенная в вихревой сушилке 9, поступает в емкость 11 для сбора сухой шинкованной ламинарии и идет на дальнейшие технологические операции (измельчение, рассев).
Сухая крупка, необходимая для первоначального смешивания с сырой шинкованной ламинарией, используется частично в последующей технологической операции рассева. После 3-4-разового использования сухой крупки для смешивания с сырой шинкованной ламинарией она направляется на получение маннита, и далее цикл повторяется с новой партией продукта.
При использовании этого технологического способа обработки морской капусты сушку сырой шинкованной ламинарии осуществляют при температуре теплоносителя 90-100 °С, сушку увлажненного продукта проводят при температуре теплоносителя 50-60 °С, при этом сухой продукт смешивается с сырой массой шинкованной ламинарии 3-4 раза. Температура теплоносителя в сушилке кипящего слоя равна 5060 °С, она определяется температурой разложения маннита.
Целесообразность многократного (3-4-разового) смешивания сухого продукта с сырой шинкованной ламинарией заключается в максимальном обогащении его маннитом.
Библиографический список
1. А.с. 1097877. Способ сушки пищевых продуктов / А.Н. Доронин, В.И. Погонец, Е.А. Супрунова, Ю.П. Маслюков. 2000. № 22.
2. Погонец В.И. Сушка морепродуктов во взвешенно-закрученных потоках: Моногр. Владивосток, 2000. 193 с.
3. Погонец В.И. Новое оборудование для сушки морепродуктов и основы его расчета. Владивосток: Дальрыбвтуз, 1996. 108 с.
