Теоретические основы сушки (часть 1)

Принципы обезвоживания и методы сушки материалов различны. По энергетическому признаку можно выделить два основных принципа обезвоживания:
- удаление воды из материала без изменения ее агрегатного состояния, т. е. в виде жидкости;
- удаление воды с изменением ее агрегатного состояния, т.е. при фазовом превращении жидкости (льда) в пар.
Первый принцип обезвоживания может быть осуществлен механическим методом (прессование, центрифугирование, фильтрация) или при контакте влажного материала с веществами, имеющими более низкий потенциал переноса (контактный массообмен).
Затраты энергии при этом методе меньше, чем при сушке с фазовым переходом жидкости. В мясной промышленности таким способом обезвоживают шквару, коагулируют кровь, сушат шкуры и т. д.
Второй принцип сушки связан с затратой теплоты на фазовое превращение воды. В большинстве случаев теплота сообщается материалу извне известными способами — кондукцией, конвекцией, радиацией и т. д. Такая сушка называется тепловой и требует существенных затрат энергии.
Применение отдельных принципов обезвоживания и методов сушки обусловлено энергией связи с материалом. Очевидно, если агрегатное со стояние воды не изменяется, то может удаляться только вода, менее прочно связанная с материалом. При этом методе энергия затрачивается в основном на преодоление гидравлического сопротивления тела. При изменении агрегатного состояния воды скорость сушки в большей мере зависит от прочности связи воды с материалом. В этом случае энергия затрачивается как на преодоление силы этой связи, так и на теплоту парообразования.
В мясном сырье влага удерживается за счет различных видов связи приблизительно в таком соотношении: химически связанная и адсорбционная — около 23; вода микрокапилляров — около 7; осмотическая вода и вода макрокапилляров — около 70.
В процессе сушки из мяса в первую очередь удаляется свободная вода (вода макрокапилляров), а затем — микрокапилляров, осмотическая и адсорбционная.
Мясное сырье относится к капиллярно-пористым телам, в которых при сушке наблюдают все виды перемещения воды, обусловленные действием диффузионно-осмотических и капиллярных сил.