Operații unitare în industria alimentară - uscător cu tambur

Uscarea este operaţia prin care apa din materialele solide sau lichide este îndepărtată cu ajutorul aerului, care are rolul dublu de a aduce (în întregime sau parţial), căldura necesară vaporizării apei şi de a evacua vaporii de apă, rezultaţi din încălzire.

În lucrarea dată este cercetată uscătorul cu tambur, folosit în Industria Alimentară folosit la uscarea cartofilor Deasemenea se descriu principiile de funcţionare şi construcţie a celor mai vaste maşini de uscat din industria alimentară, întrebuinţate în ţara noastră cît şi peste hotarele ei. Sunt date şi caracteristicele tehnice ale acestor linii tehnologice. De asemenea, este descries principiul de funcţionare şi construcţia uscătorului cu tambur, dar şi instrucţiunile de exploatare şi măsurile de securitate a muncii şi a mediului ambiant la funcţionarea acestei maşini. Sunt arătate calculul termic şi constructiv al maşinii de uscat cartofi cu tambur.

Lucrarea este destinată studenţilor de la Facultatea de Tehnologie şi Management în Industria Alimentară ale Universităţii Tehnice a Moldovei, viitorilor specialişti din Industria Alimentară. Acest material poate ajuta specialiştii să resolve problemele tehnico-inginereşti ce ţin de introducerea tehnicii performante în diverse ramuri ale industriei alimentare, astfel încît să contribuie la îmbogăţirea cunoştinţelor tehnice ale specialiştilor din industria alimentară şi la atingerea nivelului tehnic solicitat de populaţie.

1. Bazele teoretice ale procesului

Pentru uscare, materia primă se poate prezenta în cele mai variate forme: soluţii, paste, granule, pulbere, foi, plăci, bulgări, pînze etc., de obicei cu conţinut mic de apă; cînd materia primă conţine multă apă, este raţional să se elimine cît mai multă apă prin procedee mecanice. Produsul rezultat de la uscare este practic anhibru sau conţine numai puţine procente de umiditate.

Caracteristic pentru uscare este faptul că presiunea parţială a vaporilor de apă, în faza gazoasă, este mai mică decît presiunea sub care se face uscarea sau, cu alte cuvinte, faza gazoasă este un amestec de vapori de apă cu aer, gaze de ardere sau alte gaze.

Termenul de uscare este folosit şi în înţelesul mai larg, echivalent cu îndepărtarea umidităţii; de exemplu, uscarea gazelor. De asemenea, el este folosit şi pentru îndepărtarea altui lichid (decît apa) dintr-un material solid, pastă sau suspensie, folosind un gaz oarecare (nu numai aerul sau gazele de ardere).

Operaţii pentru îndepărtarea apei

Clasificarea operaţiilor Starea fizică iniţială a materiei prime

Solidă Lichidă Gazoasă

Mecanice Sedimentare

Centrifugare

Filtrare

Presare

Fizico - chimice Materiale higroscopice

Adsorbţie

Extracţie Absorbţie

Termice Uscare Răcire

Sublimare Vaporizare

Distilare

Rectificare

Formele în care se găseşte umiditatea în materiale solide. După modul în care apa este legată, Licov considera următoarele forme ale umidităţii în materialele solide:

1. Apă legată chimic (stochiometric) prin valenţe secundare (moleculare); de exemplu, apa de cristalizare în hidraţii cristalini (CuSO4+5H2O). Legătura este strînsă, modificînd proprietăţile fizice ale substanţei anhidre. Îndepărtarea apei de cristalizare prin încălzire se face, în etape, în cantităţi stoechiometrice la temperaturi specifice fiecărei substanţe.

2. Apă legată adsorbtiv de către molecule aflate în soluţie (apa de solvatare).

3. Apa legată prin forţe de adsorbţie pe suprafeţe exterioare şi interioare ale granulelor şi miceleor. Legarea apei este însoţită de un efect termic, care descreşte cu creşterea cantităţii de apă adsorbită.

4. Apă legată prin presiune osmotică de către materialele celulare cu membrane semipermeabile. Legarea apei este însoţită de umflarea materialului, fără efect termic sensibil.

5. Apă legată structural, cu formaţie de geluri (uneori cu pînă la 99% apă şi 1% substanţă solidă).

6. Apă legată mecanic prin forţe de capilaritate.

7. Apă legată mecanic prin forţe de adeziune la suprafaţa materialelor.