Uscare de aer procesată în producția de alimente

Articol tehnic dezumidificând producția de alimente

Dezumidificare sigură în industria alimentară și a ambalajelor

Aer uscat - o binecuvântare și un blestem?

Imaginea 1: Mâncăruri de lux care necesită aer uscat de proces Există pe planeta noastră locuri unde secetă extremă, cum ar fi în Piado/Chile, unde nu au fost precipitații de aproape 100 de ani.

Nu trebuie să fie întotdeauna atât de uscat în producția și prelucrarea produselor alimentare și a alimentelor de lux, dar în anumite procese un nivel scăzut de umiditate în aerul de proces este un mare avantaj și, prin urmare, esențial pentru durata de valabilitate, prelucrarea și ambalarea produselor alimentare.

Uscarea dorită a aerului de proces necesar în procesarea și producția alimentelor depinde foarte mult de metoda de proces respectivă respectivă, de mărfurile care trebuie uscate. Atât aerul în procesul de fabricație, cât și aerul de procesare al camerei de depozitare, de exemplu, au o influență puternică asupra datei mai bune înainte sau a aspectului și gustului unui produs. De asemenea, este foarte important să nu se formeze condens pe produs pentru a evita formarea de germeni și posibile mirosuri neplăcute. Prin urmare, o umiditate redusă în procesul de uscare ajută la producerea de alimente de înaltă calitate și durabile.

Alimentele și alimentele de lux necesită un grad ridicat de uscăciune

Imaginea 2: Producția de ciocolată - umiditatea aerului trebuie să fie scăzută aici. În timpul producției și depozitării pudrelor instantanee deshidratate, este necesară o temperatură constantă și un conținut scăzut de umiditate în aerul de proces, deoarece altfel poate apărea aglomerarea și formarea mucegaiului.

Mai ales atunci când vine vorba de procesarea cărnii, igiena este o prioritate absolută pentru producători și consumatori. Pe de o parte, întregul lanț de frig trebuie respectat continuu până când este vândut consumatorilor. Pe de altă parte, trebuie să se asigure că nu se formează germeni și agenți patogeni în timpul procesului de ambalare și depozitare a produselor din carne. Aerul ambiental extrem de uscat previne formarea și multiplicarea germenilor, virușilor și bacteriilor.

Cristalizarea zahărului în special este garantată de o umiditate constantă scăzută. Prin urmare, aerul de proces uscat este foarte benefic în fabricarea produselor de cofetărie și pentru timpul de uscare a produsului înainte de ambalare. Ciocolata, bomboanele sau produsele care conțin gelatină nu trebuie să se lipească de suprafața ambalajului sau una de cealaltă.

Uscarea tehnică a produselor, de exemplu în cazul fructelor uscate sau a ciupercilor uscate, este adesea privită ca mijlocul optim de conservare pentru a asigura cea mai lungă perioadă de valabilitate.

Producătorii pot garanta consumatorului o calitate optimă și sigură doar cu aer de procesat, uscat, în producția și ambalarea produselor alimentare și de lux.

Procese de absorbție pentru uscarea aerului

În majoritatea cazurilor, metodele convenționale precum condensarea vaporilor de apă pe registrele de răcire sau schimbătoarele de căldură nu mai sunt suficiente pentru a genera aer uscat de proces. Pentru a reduce conținutul de umiditate reziduală al aerului la minimum, sunt necesare procese de absorbție.

Fig. 3: Exemplu de proces de absorbție a aerului în procesul sorptiv Dacă în procesele de producție, ambalarea și depozitarea alimentelor este necesară o umiditate relativă (HR) mai mică de 40%, devine interesant din punct de vedere al ingineriei proceselor și al punctului de vedere termodinamic. În aceste zone de uscare a aerului de proces, în prezent nu există o selecție largă de sisteme care sunt capabile să obțină un conținut de umiditate reziduală foarte scăzut pentru procesele de uscare.

Utilizarea uscătoarelor rotative sa dovedit a fi deosebit de avantajoasă aici. Fluxul de aer umed este trecut printr-o roată rotativă de absorbție acoperită cu adsorbant și astfel uscată. Pe partea opusă, roata este regenerată pentru a asigura prelucrarea continuă a aerului sau a gazelor de proces care urmează să fie uscate.

În același timp, moleculele de apă din aerul aspirat sunt scoase continuu din adsorbant prin desorbție prin intermediul căldurii și în cele din urmă sunt conduse din sistem în atmosfera exterioară ca adsorbat într-un flux de aer separat.

Prin extinderea tehnologiei sistemului, de exemplu, cu module de pre-și post-răcire, se pot atinge puncte de rouă (Tp) până la -65 ° C și, astfel, o umiditate relativă a aerului de proces de 0,05%. Aceste cerințe de punct de rouă scăzut sunt de obicei necesare pentru produsele sensibile, cum ar fi uscarea sau manipularea produselor sub formă de pulbere în industria alimentară.

Adsorbția vaporilor de apă

Aerul este un amestec de gaze. Unul dintre aceste gaze este vaporii de apă. Cu toate acestea, cantitatea de vapori de apă care poate fi conținută în aer este limitată. Cu cât aerul este mai cald, cu atât poate conține mai mulți vapori de apă. Umiditatea relativă indică ce procent din conținutul maxim de vapori de apă conține aerul procesat. Deoarece conținutul maxim de vapori de apă crește odată cu creșterea temperaturii, umiditatea relativă scade odată cu creșterea temperaturii și invers.

Temperatura punctului de rouă este definită ca temperatura la care aerul este saturat cu un conținut maxim de vapori de apă în aerul procesat - umiditate relativă de 100%. Este temperatura care trebuie scăzută sub o presiune constantă pentru a condensa vaporii de apă. Prin urmare, temperatura punctului de rouă este o variabilă care este independentă de temperatura actuală.

Conținutul absolut de umiditate al aerului în grame de vapori de apă pe metru cub poate fi calculat și din temperatura și umiditatea relativă sau temperatura punctului de rouă.

Adsorbanții tehnici utilizați sunt higroscopici foarte activi, adică adsorbanți tehnici care leagă apa fizic, de ex. Silice gel (silicagel, SiO2), zeoliți și site moleculare tehnice. Dar există și alți agenți de uscare mai puțin obișnuiți care, în funcție de aplicația și proprietățile gazului care trebuie uscat, sunt utilizați în alte zone: sulfat de calciu, carbonat de potasiu și oxid de aluminiu. Cu toate acestea, acestea sunt relativ dificil de regenerat.

Deoarece gelul de silice are proprietăți reversibile fizice și chimice bune în ceea ce privește capacitatea de extracție a moleculelor de apă din aerul procesat și capacitatea de a fi regenerată cu căldură (desorbție), această variantă este de obicei utilizată eficient și intenționat în întreaga industrie alimentară.

Uscarea și filtrarea aerului de proces

Fig. 4: Conceptul modular ULT Dry-Tec® Sistemul ULT Dry-Tec® de la ULT AG a devenit recent disponibil ca soluție pentru aerul de proces extrem de uscat. Conceptul inovator de sistem modular permite atingerea temperaturilor punctului de rouă de până la -65 ° C (Tp).

Seria de module de produse ULT Dry-Tec® include următoarele componente: Modulul de sorbție ULT Dry-Tec®, care este utilizat pentru adsorbție și desorbție în sistem, precum și modulul de pre-răcire ULT Cool-Tec ™ V și modulul de răcire ulterioară ULT Cool-Tec ™ N Modulele pre și aftercooler pot fi echipate opțional cu diferite elemente de filtrare din clasele de filtrare corespunzătoare (G, M sau F sau, de asemenea, H). Aceasta înseamnă că întregul proces de uscare atinge umiditatea relativă scăzută necesară (r. F.) și fluxul de aer de proces la intrarea sau ieșirea sistemului modular rămâne, de asemenea, aproape lipsit de particule.

Un concept optimizat al fluxului de aer prin interiorul modulelor de uscare permite funcționarea eficientă cu pierderi de presiune interne extrem de mici.

Conceptul modular de dezumidificare include, de asemenea, ventilatoare controlabile pentru fluxul de aer proces și fluxul de aer de regenerare. Opțional este disponibilă recuperarea integrată a căldurii în circuitul de desorbție a debitului volumic de regenerare.

Întregul concept se bazează pe procesul de sorbție prin rotație menționat anterior. Rotorul de sorbție structurat în formă de fagure cu rotație lentă este acoperit pe întreaga suprafață a roții de sorbție cu un amestec special de silicagel special activat. Sunt disponibile și alte amestecuri speciale de materiale de adsorbție, de exemplu pentru temperaturi extrem de scăzute ale punctului de rouă.

Dipl.-Ing. Frank Schimmelmann, director de divizie Uscare aer de proces la ULT AG din Löbau