Кондуктивная (контактная) сушка

Кондуктивная (контактная) сушка широко применяется для обезвоживания разнообразных высоковлажных материалов и продуктов: фруктовых и овощных пюреобразных продуктов и др.

В отличие от конвективной сушки при кондуктивном способе обезвоживания испарение влаги происходит за счет передачи тепла высушиваемому продукту через нагретую поверхность.

Основным преимуществом кондуктивной сушки является значительная интенсивность, обусловленная высоким коэффициентом теплопередачи (в десятки раз большим, чем при конвективной сушке) между горячей поверхностью и материалом, благодаря чему он быстро обезвоживается. Этот способ сушки отличается малыми затратами энергии, сравнительной простотой и невысокой стоимостью оборудования.

В пищевой промышленности кондуктивная сушка применяется главным образом в овощесушильной отрасли при производстве сухого картофельного пюре (хлопьев, крупки).

Закономерности тепло- и массообмена при кондуктивной сушке капиллярно-пористых и коллоидных капиллярно-пористых материалов детально исследованы В. В. Красниковым."

Установлено, что после фазы прогрева материала, составляющей примерно 7—10% от общей продолжительности процесса, обезвоживание протекает в два периода, причем во второй период кривая скорости сушки имеет вторую критическую точку. Температура материала быстро повышается, затем некоторое время остается примерно постоянной, потом снижается и во второй период вновь повышается.

Снижение температуры является следствием нарушения контакта между подсушенным слоем материала (непосредственно соприкасающегося с греющей поверхностью) и греющей поверхностью, в связи с чем уменьшается количество тепла, передаваемого материалу; однако интенсивность образования пара изменяется мало в связи с самоиспарением, происходящим за счет тепла, аккумулированного в материале. Этим и объясняется снижение температуры материала в первом периоде сушки. Более высокую температуру имеют слои, расположенные у контактной поверхности, а самую низкую — открытая поверхность материала.

Изменение влагосодержания материала происходит следующим образом. В начале процесса оно начинает уменьшаться на контактной и открытой поверхностях материала; с течением времени более резко уменьшается влажность слоев материала у контактной поверхности. При сушке коллоидных капиллярно- пористых тел максимальное количество влаги удаляется из слоя, расположенного ближе к открытой поверхности; при сушке коллоидных материалов — из слоя, расположенного ближе к греющей поверхности. Градиент влагосодержания в высушиваемом материале в основном обусловлен парообразованием в контактном слое и на открытой поверхности. Интенсивность парообразования и механизм переноса влаги зависят от температуры греющей поверхности и толщины материала.

При сравнительно невысокой температуре греющей поверхности (85—110° С) испарение происходит как на открытой, так и на контактной поверхности материала, откуда пар диффундирует к открытой поверхности. При высокой температуре греющей поверхности парообразование в основном происходит в  контактном слое материала, причем настолько интенсивно, что значительно превышает скорость рассасывания пара внутри материала. Вследствие этого в контактном слое возникает градиент общего давления, который и является движущей силой молярного переноса пара к открытой поверхности.

Для кондуктивной сушки характерно разделение второго периода на две временные зоны и образование двух слоев испарения в материале (у греющей и открытой поверхности). Во второй период имеет место углубление этих зон и разделение слоя материала на две области — «сухую» и «влажную» — с различными теплофизнческими и массообменными характеристиками.

Механизм переноса влаги зависит от толщины материала. Из относительно толстой пленки материала испарение происходит в основном в зоне у открытой поверхности, и влага перемещается в эту зону из контактного слоя в виде жидкости. Из тонкого слоя материала испарение происходит главным образом у греющей (контактной) поверхности, и миграция влаги внутри материала осуществляется как в виде пар^, так и в виде жидкости.

На основании закономерностей тепло- и массообмена разрабатываются рациональная технология кондуктивной сушки, оптимальные параметры (температура греющей поверхности, толщина слоя продукта, продолжительность процесса), обеспечивающие максимальную производительность сушильной установки и высокое качество готового продукта.