PL227386B1

PL227386B1 - Method for the microstream drying of vegetable and meat products

Info

Publication number: PL227386B1
Application number: PL407893A
Authority: PL
Inventors: Piotr Baranowski; Artur Rusowicz; Maciej Leszczyński; Maciej Leszczynski
Original assignee: Centralny Ośrodek Badawczo Rozwojowy Aparatury Badawczej I Dydaktycznej Cobrabid Spółka
Priority date: 2014-04-14
Filing date: 2014-04-14
Publication date: 2017-11-30
Also published as: PL407893A1

Abstract

Sposób charakteryzuje się tym, że w odległości od kilku do kilkudziesięciu milimetrów od suszonej powierzchni (1) umieszcza się głowicę (3) z mikrostrumieniowymi dyszami (2), do których podaje się suszący gaz z regulatora (5), przy czym proces prowadzi się w temperaturze od -30 do 90°C i przy regulowanym na bieżąco ciśnieniu w zakresie od 0,5 do 15 barów, wydatku wilgotności i temperaturze gazu i jednocześnie kontroluje się temperaturę i wilgotność suszonej powierzchni (1).The method is characterized by the fact that a head (3) with micro-stream nozzles (2) is placed at a distance of several to several dozen millimeters from the dried surface (1), to which drying gas is fed from the regulator (5), and the process is carried out in temperature from -30 to 90°C and continuously regulated pressure in the range from 0.5 to 15 bar, humidity output and gas temperature, and at the same time the temperature and humidity of the dried surface are controlled (1).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób suszenia mikrostrumieniami produktów roślinnych i zwierzęcych, wykorzystujący mikrostrumienie gazu.The subject of the invention is a micro-jet drying method for plant and animal products using micro-jets of gas.

Znane są rozmaite sposoby suszenia produktów roślinnych i zwierzęcych w technologiach spożywczych. Dzięki suszeniu, następuje zmniejszenie ilości rozpuszczalnika (np. wody), a w związku z tym zwolnienie reakcji chemicznych, enzymatycznych oraz rozwoju drobnoustrojów. Znane metody suszenia charakteryzują się różnymi rozwiązaniami technicznymi w zależności od rodzaju suszonych produktów (np. tkanki roślinne i zwierzęce, pasty, skóra, drewno itd.), jak i sił napędowych procesu (konwekcyjne, kontaktowe, akustyczne, mikrofalowe, radiacyjne). Np., z opisu patentowego nr P.311876 znany jest sposób suszenia natryskowego syropu glukozowego razem z zawracaną do obiegu suchą sproszkowaną glukozą dla utworzenia materiału cząsteczkowego. Znany sposób pozwala na wytwarzanie swobodnie sypkiego, osuszonego produktu glukozowego o wysokiej jakości i jednolitej konsystencji. Ponadto, z opisu patentowego nr P.395165 znany jest sposób schładzania i ogrzewania produktów płynnych, zwłaszcza płynnych produktów spożywczych, który charakteryzuje się tym, że stosuje się bezpośrednio działający grzewczy lub chłodzący gaz w postaci mikropęcherzyków, które przemieszczają się równomiernie w całej płynnej masie jako chłodzące lub ogrzewające medium.Various methods of drying plant and animal products in food technologies are known. Due to drying, the amount of solvent (e.g. water) is reduced, thus slowing down chemical and enzymatic reactions as well as microbial growth. Known drying methods are characterized by different technical solutions depending on the type of dried products (e.g. plant and animal tissues, pastes, leather, wood, etc.) and driving forces of the process (convection, contact, acoustic, microwave, radiation). For example, the patent specification No. P.311876 discloses a method of spray drying glucose syrup together with recycled dry powdered glucose to form a particulate material. The known method allows for the production of a free-flowing, dried glucose product of high quality and uniform consistency. Moreover, from the patent specification No. P.395165 there is known a method of cooling and heating liquid products, in particular liquid food products, which is characterized in that a direct-acting heating or cooling gas in the form of microbubbles is used, which moves evenly throughout the liquid mass as cooling or heating medium.

Celem wynalazku było opracowanie sposobu umożliwiającego suszenie mikrostrumieniami produktów roślinnych i zwierzęcych i zapewniającego, przy tym, prowadzenie procesu w sposób kontrolowany przy jednoczesnym zwiększeniu szybkości suszenia, ograniczeniu zapotrzebowania na energię i wprowadzeniu gazów obojętnych zapobiegających utlenianiu się suszonego materiału.The aim of the invention was to develop a method that enables the drying of plant and animal products with micro-jets and ensures that the process is carried out in a controlled manner while increasing the drying speed, reducing energy consumption and introducing inert gases preventing oxidation of the dried material.

Stwierdzono, że cel ten spełnia sposób według wynalazku.This object has been found to be accomplished by the method according to the invention.

Sposób suszenia produktów roślinnych i zwierzęcych mikrostrumieniami według wynalazku polega na tym, że w odległości od kilku do kilkudziesięciu milimetrów od powierzchni suszonej umieszcza się głowicę z dyszami mikrostrumieniowymi, do których podaje się suszący gaz, przy czym proces suszenia prowadzi się w temperaturze od -30°C do 90°C. Podczas procesu reguluje się na bieżąco ciśnienie gazu zasilającego głowicę w zakresie od 0,5 do 15 barów. Dysze mikrostrumieni o przekroju kołowym o średnicach 30 do 300 μm lub prostokątnym o wymiarach boku od 40 do 300 μm umieszcza się w rzędach o podziałce liniowej lub przestawnej. Liczba dysz w głowicy może wynosić od kilku do kilkudziesięciu tysięcy w zależności od wielkości elementu suszonego. Podczas procesu według wynalazku, reguluje ciśnienie gazu zasilającego głowicę, wydatek oraz jego temperatura i wilgotność. Prędkość gazu osiąga wartości od 20 do 200 m/s., przy tym współczynniki wnikania ciepła osiągają dla gazów wartości od 0,1 do 2 kW/m-K. Analogicznie bardzo wysokie wartości osiągają współczynniki wnikania masy. Mikrostrumienie suszącego gazu są precyzyjnie kierowane na element suszony. Jednocześnie kontroluje się temperaturę i wilgotność powierzchni suszonej, aby nie przekroczyć wartości granicznych. Suszenie odbywa się bez kontaktu z innym elementem, wyeliminowany jest cieplny opór kontaktowy. W procesie według wynalazku można zastosować gazy obojętnie (np. azot, argon itp.) eliminujące możliwości utleniania produktu suszonego, a więc pozostawiając jego charakterystyczne właściwości.The method of drying plant and animal products with micro-jets according to the invention consists in placing a head with micro-jet nozzles to which the drying gas is fed, and the drying process is carried out at a temperature of -30 ° C. C to 90 ° C. During the process, the pressure of the gas supplying the head is constantly regulated in the range from 0.5 to 15 bar. Nozzles of micro-jets with a circular cross-section with diameters of 30 to 300 μm or rectangular with side dimensions from 40 to 300 μm are placed in rows with a linear or staggered scale. The number of nozzles in the head may vary from several to tens of thousands, depending on the size of the dried element. During the process according to the invention, it regulates the pressure of the gas supplying the head, the output, as well as its temperature and humidity. The gas velocity is between 20 and 200 m / s, while the heat transfer coefficients for gases are between 0.1 and 2 kW / m-K. Similarly, very high values are achieved by the mass penetration coefficients. The micro-jets of the drying gas are precisely directed to the dried element. At the same time, the temperature and humidity of the dried surface are controlled in order not to exceed the limit values. Drying takes place without contact with another element, thermal contact resistance is eliminated. In the process according to the invention, it is possible to use inert gases (e.g. nitrogen, argon, etc.) that eliminate the possibility of oxidation of the dried product, thus leaving its characteristic properties.

Zastosowanie sposobu według wynalazku pozwala osiągać znaczne wartości strumieni przekazywanego ciepła i masy podczas suszenia powierzchni. Związane jest to ze znacznymi wartościami współczynników wnikania ciepła uzyskiwanymi od mikrostrumieni do suszonej powierzchni produktów. W związku z tym, ilość energii dostarczanej lub odbieranej jest minimalizowana tylko do elementu suszonego. Strumień ciepła jest precyzyjnie odprowadzany (lub doprowadzany) tylko w konkretne miejsce, nie występuje niepotrzebne schładzanie (lub ogrzewanie) obudowy lub podłoża sąsiadującego z materiałem suszonym. Możliwe jest zastosowanie sposobu suszenia mikrostrumieniowego według wynalazku, jako dodatkowego sposobu suszenia w połączeniu z innymi sposobami np. suszenie podczerwienią, radiacyjne, mikrofalowe, kontaktowe. Przedmiot wynalazku został objaśniony w przykładzie wykonania, na załączonym rysunku, na którym schematycznie przedstawiono etapy procesu.The application of the method according to the invention makes it possible to achieve significant values of the heat and mass transfer fluxes during surface drying. This is due to the significant values of the heat transfer coefficients obtained from the micro-jets to the dried surface of the products. Consequently, the amount of energy supplied or received is minimized to the item being dried only. The heat stream is precisely discharged (or delivered) only to a specific place, there is no unnecessary cooling (or heating) of the casing or the substrate adjacent to the dried material. It is possible to use the microfluidic drying method according to the invention as an additional drying method in combination with other methods, e.g. infrared, radiation, microwave, contact drying. The subject matter of the invention has been elucidated in an exemplary embodiment in the accompanying drawing, which shows the process steps schematically.

W pobliżu suszonej powierzchni 1 umieszcza się mikrostrumieniowe dysze 2 zasilane z głowicy 3. Głowicę 3 zasila się, poprzez wlot 4 sprężonego gazu, z regulatora 5 sterującego ciśnieniem i przepływem gazu suszącego oraz jego temperaturą i wilgotnością. Jednocześnie kontroluje się temperaturę i wilgotność suszonej próbki 1.Near the dried surface 1, micro-jet nozzles 2 are fed from the head 3. The head 3 is fed, through the compressed gas inlet 4, from a regulator 5 controlling the pressure and flow of the drying gas as well as its temperature and humidity. At the same time, the temperature and humidity of the dried sample 1 are monitored.

Claims

Method of drying plant and animal products with micro-jets, characterized in that a head (3) with micro-jet nozzles (2) is placed at a distance of several to several dozen millimeters from the surface to be dried (1), to which the drying gas from the regulator (5) is fed. ), the process is carried out at a temperature of -30 to 90 ° C and with continuously regulated pressure in the range of 0.5 to 15 bar, humidity and gas temperature, and at the same time, the temperature and humidity of the dried surface are controlled (1).

2. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the nozzles (2) of the micro-jets of circular cross-section with diameters from 30 to 300 μm or rectangular with side dimensions from 40 to 300 μm are placed in rows with a linear or staggered scale.