Способ нагрева воздуха,предназначенного для высушивания продуктов Советский патент 1981 года по МПК F26B3/00 

образуется в белковом поодукте., ока зывается довольно стабильной и не подверженной легкой диссоциации или окислению с образованием нитритов, обладающих способностью удерживатьс в белковом продукте. Относительная стабильность азотистой кислоты в ки лой среде создает возможность для б Пее легкого ее удаления избeлкoвoг материала вместе с водой, при этом при высушивании белкового материала в кислой среда с рН меньше 6,0 обра зование нитритов, остающихся в белковом материале после его высушивания, снижается. Однако в том случае когда среда не кислая, наблюдается тенденция азотистой кислоты к иониз ции или диссоциации с образованием в итоге нитрита (N0), который довольно трудно удаляется из белкового материала с водой в пооцессе его высушивания, что обусловлено ионной ФОРМОЙ нитрита. В результате в состав высушенного белкового материала входит нежелательный нигрихный оста ток. Следовательно, возникает необходимость в разработке способа, кото рый бы обеспечЕ вал удош1етБОрительное обезвоживавие Ш1и вксушивание белковых ингредь ентов, включая и оас тите/цьньге белковые выделения е независимо от того. Кислая среда или кет при нагреваний воздушного потока, используемого в процессе высушивания непосредственно гЕяаменем горелки и который бы уменьишл образование нктритнык, остатков в BbJcyuteKHEiDv белковых ингредиентах. Целью изобретения является уменьшение образования продуктов сгорашгя загряэнякщкх воздух, подавае№-лй на сушку, путем увеличения степени сгорания топлива. Эта хель достигается, тем что сог ласно способу нагрева возлуха предназначенного для высушивания продуктов, путем создания смеси горючего топлива и воз.духа я подачи воздуха в образующееся пламя, для образования смеси берут стехиометрическое количество воздуха, при этом смесь подают в количестве 80% воздуха, обеспечивающем выход горелки 288000 768000 Вт/м, с последующим экранированием пламени, при этом воздух, подаваемый на сушку, имеет скорость 10,2 - 25,4 м/с и последний нагревают до 166 - 316 С. В соответствии с изобветеннем раз работан способ высушивания пищевых материалов, в частности, белковых ма териалов, основанный на непосредстве ном контакте пламени, или горелки с воздухом, используе им для высушивация, в котором загрязнение высушенно го материала нитритами или другими остаточными продуктами горения пламе ни уменьшено. В соответствии с изобретением разработан такой способ, в котором нагревание высушиваюшего воздуха осуществляется путем непосредственного контакта с горелкой (или с пламенем), действующей на горючем газе или топливной смеси, при зтом данный способ включает в себя создание горючего газа или топливной смеси путем смешивания горючего .газа с воздухом в стехиометрическом соотношении для обеспечения практически полного сгорания указанного газа или топлива; подведение указанной топливной смеси к горелке, используемой для нагревания высушивающего воздуха, обеспечивающей достаточно высокую скорость сгорания топливной смеси, при которой выделяется такое количество тепла, которого достаточно для высушивания, белкового материала (количество указанного тепла лежит в диапазоне 288000 - 768000 Вт/м). Скорость воздушного потока, который используется для высушивания, должна быть не менее 10,2 м/с, наиболее предпочтительное ее значение должно лежать в диапазоне 10,2 - 25,4 м/с. Кроме того, пламя экранируется от указанного потока высушивающего воздуха таким образом, чтобы практически исключить явление аэрации указанного пламени от высушивающего воздуха при горении. Выполнение указанных мер в процессе работы горелки, используемой для нагревания высушивающего воздуйа, сводит к. минимуму или, по крайней мере, уменьшает попадание продуктов горения в воздушный поток. Это, в свою очередь, приводит к снижению количества образующихся в высушиваемом белковом материале остаточных продуктов горения горелки, таких как НИТРИТЫ. Указанное действие горелки для нагревания используемого в процессе высушивания воздушного потока практически может быть использовано для распылительного высушивания пищерых материалов, которое является наиболее широко применяемой формой высушивания, однако рассмотренное действие горелки в равной степени может быть поименено и к другим способам высушивания нагревания воздушного потока, используемого для удаления влаги. Таким образом, изобретение конкоетизиоовано применительно к распылительному высушиванию белковых материалов и может быть использовано для осуществления нагревания высушивакшего воздуха в оаспылительных высушивающих установках различного типа, включая высушивание установки с горизонтальной и вертикальной камерами, в которых имеет место как протекание воздушного потока, так н удаление влаги из белкового материала поя действием указанного воздушного потока. В число рассмотренных мер входит соответствующее управление пламенем или горелкой, которая используется в процессе нагревания высушивающего воздуха. Целью такого управления является сведение к минимуму попадания ПРОДУКТОВ горения, образующихся при горении горелки, в высушивающий воздух. Необходимое сочетание указанных мер/ в первую очеоедь/ зависит от образования топливной или газовой смеси, которая используется в процессе гооения. При этом для практически полного сгорания топливисй смеси перед подачей топлива или газа в гооелки необходимо произвести его сл ешивание с воздухом в стехиометрическом соотношении. Пругой определяющей мереей работы горелки явля ется скорость сгорания, а следовательно, и тепловой выход, которыедолжны быть такими, чтобы обеспечить вьщеление достаточного количества тепла, необходимого для процесса высушивания. Однако СКОРОСТЬ сгорани а следовательно, тепловой выход не должны превышать некоторого значения при котором происходит значительное увеличение попгщания продуктов сгорания из пламени в высушивающий воздух. В состав указанных опоеделяющих мер входит также управление пламенем или горелкой с целью свести к миниму му аэрацию пламени в процессе горени возникшую под действием высушивающего воздуха. Все названные факторы (меры) оказывают существенное влияние на удовлетворительное высушивание белковых материалов без образова ния в этих материалах нежелательных остатков, обусловленных непосредственным соприкосновени-ем пламени или горелки с высушивающим воздухом. Важное значение для изобретения имеет то обстоятельство, что, когда пламя экранировано, скорость горени а следовательно, и тепловой выход горелки таковы, что обеспечивается достижение температуры, необходимой для удаления влаги из высушиваемого материала и его высушивания, при этом было установлено, что тепловой выход горелки не должен превышать величины 768000 Вт/м, так как в про тивном случае количество попадающих в высушивающий воздух окислов азота превысит допустимый уровень. Таким образом, необходимо обеспечить такой тепловой выход горелки, при котором воздух нагревается до 166 - в зависимости от объема и скорости про пускания высушивающего воздуха, при этом минимальный тепловой выход горелки, при котором обеспечивается удовлетворительное высушивание высу шивакшего материала и одновременно образование продуктов сгорания, попадающих в высушивающий воздух, минимально, в соответствии с изобретением составляет величину порялка В88000 Вт/м,а наиболее предпочтительное значение данной величины равняется 576000 Вт/м,Значение минимального теплового выхода, которое может быть использовано, нельзя рассматривать из УСЛОВИЯ только лишь обеспечения низких уровней окислов азота, попадающих в ВОЗДУШНЫЙ пЬток, так как ПРИ чрезмерно малых значениях теплового выхода горелки выделяющегося тепла может оказаться недостаточно для необходимого высушивания белкового материала. Исходя из этого, изобретение имеет ограничение в смысле обеспечения неабходимого теплового выхода, - позволяющего достигнуть удовлетворительное высушивание пищевого ма- теоиала пои условии, чтобы тепловой выход гооелки не превьлиал 576000 Вт/м.. Управление тепловым выходом в диапазоне, лежащем ниже указанного верхнего предела, позволяет избежать образования нежелательных количеств окислов азота, попалающи. в воздушный поток, котОпый .используется лля высушивания белкового матепиапа. Управление потоком высушивающего воздуха также имеет важное значение, хотя оно в меньшей степени влияет на образование нежелательных окислов азота, попадающих в высушивающий воздух, по сравнению с другими, оассмотренными выше факторами. Пои этом СКОРОСТЬ ВОЗДУШНОГО потока, который используется для высушивания пищевых продуктов, необходимо поддерживать на уровне не ниже 10,2 м/с, а наиболее ппедпсчтительное ее значение должно лежать в диапазоне 10,2 м/сек - . 25,4 м/с. При этом скорость воздушного потока измеряется на выхолных концах смешивающихся пластин горелки. ПРИ поддержании скорости воздушного потока в указанных пределах Достигается необходимый баланс между управлением пламенем, тепловым выходом горелки и скоростью воздчтиного потока, что в итоге приводит к получению оптимальных условий для эЛфективногчэ высушивания пищевых материалов в высушивающей камере с ОТКРЫТЫМ пламенем, используемым для нагревания воздушного потока, под действием которого происходит высушивание, ПРИ одно- временном существенном уменьшении попадания в высушивающий воздух нежелательных продуктов сгорания,образующихся в процессе работы горелки. Панные примеры иллюстрируют, какие количества (уровни) окислов азота получаются в различных потоках высуыивающего воздуха для высуишвакядей камеры с открытым пламенем. Ур.овень двуокиси азота в потоке высушивающего воздуха для каждого из примеров определается в соответствии с методикой рписАние которой привелено в работе Способы взятия пооб воздуха и их анализ, Амепиканская ассоциация об щественного ЗДОРОВЬЯ, 1972, с. 340. Вначале подготавливается цветной оеагент путем добавления в 860 мл дистиллиоованной воду 140 мл ледяно УКСУСНОЙ кислоты. Затем в данной смеси саствоояется 5,5 г сульфамидной кислоты с последующим добавлени ем 0,22 г N-(l-нaфтил)этилeн-пиaмин дигидpoxлoDИдa. Полученный оеагент хранится в герметично закрытом контейнере. Цветной реагент в количестве,кра ном 10 мл, помещается в 2-литровую колбу, объем которой таоирован. В ланнбй колбе затем создается частич ное разрежение, а возникающее при этом давление измеряется манометоом Путем снятия сазоежения в колбе про изводится взятие пообы газа. По поо шествии 30 мин с момента установления оавновесия в колбе между пробой возлуха и цветным оеагентом произво дится повторное измерение давления в колбе, а поглощение отсчитывается по калориметру на длине волны 550 ммк. Уровень ДВУОКИСИ азота в воздушном потоке отсчитывается по следующей формуле: V .(V -V ) --AP6QP x .298,2. в f 1 30-32,5 t+273,2 где УЛ объем пробного газа при те пературе 25°Cs V - тарированный объем колбы (2050 мл)5 V2 - объем цветного реагента (10 мл) ; д& - измеренная величина давления при частичном разрежеНИИ ( бар)- измеренная J, э величина давления в устано вившемся состоянии (1/32 бар) ; t - температура колбы в устано вившемся состоянии, °С. Если предположить, что t 25°С, то фоомула упрощается: V - 67,91 ДР. ««. - lf;f--- -где 24,47 - молекулярный объем при температуре 25°С; W - концентрация NOj в раство ре цветного реагента, мг/л; 46 - молекулярный вес N0. Так как 0,3 мг/л N02 034 едини поглощения, то.Формула упрощается: §2/.1 §5 31 Ц П2Г52Щ§Цй5 ЛР (для 550 ммк) . В приводимых ниже.примерах уровень двуокиси азота в высушивающем воздухе для удобства сравнения выражается в единицах, которые учитывают размеры горелки и скорость горения: N0 выход 5 йНйя величина МОа 2. скорость горения горелки X 10 т, 9 ГГО м 305 м Пример 1. Стандартная секция длиной в 0,915 м из серии 66 линейных горелок с воздушным потоком типа AL - 5, выпускаемая корпора- иией махоп (г. МанкаЯ, шт. Индиана), имеет скорость сгорания 1.14. при давлении на всасывании 0,0442 бар, что создает тепловой выход торелки в 464000 Вт/м.Скорость потока высушивающего воздуха составляет 13,2 м/с, а температура высушивающего воздуха достигает 221°П. перед поступлением на горелкУ смешивается с 97% воздуха, необходимого для обеспечения процесса горения. Пламя, создаваемое горелкой, узкое и экранируется от потока высушивакицего воз пуха смешинаютими пластинами, входящими в состав горелки типа AL-5. ПРИ этом измеренный выход лвуокиси азота в высушивающем воздухе составляет 0.84. Пример 2. Горелка, такгш же. как и в примере 1, действует обычным способом, используя в прпцессе горения топливной смеси некоторую часть высушияаюшего воздуха. В данном случае для создания теплового выхода горелки, равного 64000 Вт/м используется скорость сгораниятоплива 15,8--10 м/с и давления на всасывании 0,107 бар. Газ перед поступлением на горелку смешивается с 23% воздуха, необходимого для обеспечения процесса горения. Скорость потока высушивающего воздуха составляет 18,3 м/с, что дает в итоге температуру высушиваюшего воздуха 249°С. Пламя, создаваемое гооелкой, полностью заполняет смешииаюцие пластины горелки и, таким образом, вовлекает в процесс горения высушивающий воздух. ПРИ этом измеренный выход лвуокнси азота в внсутчивающем воздухе составляет 1,95. Из этого следует, что использование высушивакнлего воздуха в процессе горения прив« дит к существенному увеличению продуктов сгооания, попадающих в высушивающий воз ух. Пример 3. Для иллюстрации уменьшения уровня остаточных продуктов сгорания, попадающих в высушиваемый пищевой материал, была приготовлена белковая вытяжка nvTeM экстpaгиpoвaния 90 кг соевой чешУи, на