способ сушки материалов для пищевой и фармацевтической промышленности

Формула изобретения

Способ сушки материалов для пищевой и фармацевтической промышленности путем их замораживания и сублимации, отличающийся тем, что перед замораживанием материалы обезвоживают микроволновым излучением при температуре, не превышающей критическую для высушиваемого материала, а после сублимации материал досушивают микроволновым излучением под вакуумом до заданной влажности, причем весь процесс сушки проводят в сушильном аппарате.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сушильной технике и может найти применение в пищевой, медицинской, фармацевтической и химической отраслях промышленности.

Известен способ вакуумной сушки жидковязких материалов, сущность которого заключается в том, что высушиваемый материал непрерывно подают в вакуумированную шахтную сушилку при температуре, превышающей температуру кипения воды, соответствующую значению остаточного давления, и СВЧ - излучения с частотой 0,8-10 ГГц, при этом поток энергии в сушилке совпадает по направлению с движением высушиваемого материала /патент РФ №2027964, публ. 27.01.95 г./.

Недостатком данного способа является высокая стоимость высушиваемого материала, т.к. весь процесс сушки осуществляется за счет СВЧ-излучения.

Известен способ сушки биологически активных материалов растительного происхождения, сущность которого заключается в том, что высушиваемый материал замораживают с последующей сублимацией до заданной конечной влажности. Причем, перед замораживанием материал перемешивают до гомогенного состояния с гидрокарбонатом натрия /авт.св. №1612191, публ.07.12.90 г./.

Недостатком данного способа является нежелательное внесение посторонних примесей в процесс. Способ дорогостоящий и требует дополнительного оборудования.

Известен способ сушки биологически активных материалов путем замораживания их в камере при атмосферном давлении и последующей возгонки льда в той же камере в условиях вакуума до заданной остаточной влажности /авт.св. №191413, публ. 1967 г. - прототип/.

Недостатком данного способа является длительность процесса сушки.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение энергозатрат, ускорение процесса сушки и повышение качества высушиваемых материалов.

Технический результат достигается за счет того, что материалы сначала обезвоживают микроволновым излучением под вакуумом при температуре, не превышающей критическую для высушиваемого материала, затем замораживают и сублимируют, а после сублимации материал досушивают микроволновым излучением под вакуумом до заданной влажности, причем весь процесс сушки проводят в сушильном аппарате.

Снижение энергозатрат на сушку достигается за счет того, что процесс сушки разделяется на 4 этапа.

На 1 этапе происходит обезвоживание материала микроволновым излучением под вакуумом при температуре, не превышающей критическую для высушиваемого материала.

На втором этапе замораживают материал.

На третьем этапе осуществляют сублимацию материала для удаления оставшейся свободной влаги и частично связанной влаги.

На четвертом этапе происходит досушивание материала под вакуумом микроволновым излучением до заданной влажности.

На этих этапах происходит как бы перераспределение энергии, что снижает общие энергозатраты, т.к. энергозатраты на замораживание и сублимацию намного выше энергозатрат на микроволновое излучение.

Ускорение процесса сушки происходит за счет использования микроволнового излучения, которое ведется при максимальном вакууме.

Улучшение качества высушиваемых материалов достигается за счет того, что сушку осуществляют поэтапно, т.е. обезвоживание происходит по мере перехода в состояние свободной влаги. Кроме того, температура обезвоживания материала от температуры хранения до температуры кипения свободной влаги выбрана в связи с тем, что материал может храниться как при температуре окружающей среды, так и при более низких температурах /в соответствии с ГОСТ/. Эта температура для каждого вида материала будет разной, а при температуре выше температуры кипения свободной влаги происходит подгорание, что сказывается на качестве. Все стадии процесса сушки проводят в одном сушильном аппарате.

Примеры осуществления способа.

Пример 1

Патоку с температурой окружающей среды влажностью 30% загружают в сушильный аппарат и нагревают СВЧ-излучением под вакуумом 15-25 мм рт.ст. при температуре 20-25°С (для удаления свободной влаги). Затем патоку замораживают до температуры минус 18-20°С и сублимируют (для удаления оставшейся свободной и части связанной влаги материала).

После сублимации патоку досушивают под вакуумом 15-25 мм рт.ст. СВЧ-излучением до заданной влажности 1-2%. Общая продолжительность процесса сушки - 5-6 часов. Восстанавливаемость продукта составила 96%.

Пример 2

Листья зверобоя влажностью 80% загружают в сушильный аппарат и нагревают СВЧ-излучением под вакуумом 15-25 мм рт.ст. при температуре 20-25°С (для удаления части свободной влаги). Затем листья зверобоя охлаждают до температуры минус 18-20°С и сублимируют (для удаления оставшейся свободной и части связанной влаги). После сублимации влагу досушивают под вакуумом 15-20 мм рт.ст. СВЧ-излучением до заданной влажности 3-4%. Общая продолжительность процесса составляет 6-8 часов. Восстанавливаемость сырья составляет 98%.

Пример 3

Экстракт зостеры с влажностью 94% загружают в сушильный аппарат и выпаривают до влажности 60% под вакуумом 15-20 мм рт.ст. при температуре 20-25°С, затем продукт охлаждают до температуры минус 18-20°С за счет снижения давления до 0,01 мм рт.ст. и проводят процесс сублимации с использованием СВЧ-излучения. После завершения процесса сублимации продукт досушивают до влажности 3-4% СВЧ-излучением при давлении 15-20 мм рт.ст. Общая продолжительность 7 часов. Восстанавливаемость ˜98%.

Предлагаемый способ сушки прошел испытания на многих пищевых продуктах, лекарственных травах и фармацевтических материалах и показал хорошие результаты, доказывая, что использование этого способа найдет широкое применение в промышленности.