Инфракрасное оборудование в аграрно-пищевых отраслях

Одна из крупных проблем сельского хозяйства — сушка сельскохозяйственной продукции. Газ является лучшим видом топлива для сушки вообще и сельскохозяйственной продукции в особенности. Чистота продуктов сгорания газа позволяет в ряде случаев подавать их вместе с воздухом непосредственно в сушильные камеры. При использовании газа значительно упрощается конструкция сушильных агрегатов, улучшается регулировка процесса сушки, создаются условия для полной автоматизации процесса, полностью исключается загромождение и засорение территории, уменьшается пожароопасность (особенно по сравнению с твердым топливом, при применении которого необходимо использовать искроулавливатели). Большую часть сельскохозяйственных продуктов сушат в летнее время, когда имеются большие резервы газа. Сушка многих сельскохозяйственных продуктов ускоряет процесс уборки и повышает сохранность сельскохозяйственных продуктов.

Важнейшей проблемой животноводства до настоящего времени остается проблема заготовки кормов на зимний период. При естественной сушке и силосовании значительная часть питательных веществ разрушается: потери питательных веществ травами при сушке составляют около 50, а при силосовании — 20%. Даже в самых благоприятных условиях сохраняется не более 25% каротина. При искусственной сушке трав в сушильных установках, использующих газовое топливо сохраняется 80-95% питательных веществ и более 97% каротина. Таким образом, в результате искусственной сушки можно получить высококачественный продукт, не уступающий по своей питательности зерновым концентратам и содержащий такое же количество витаминов, какое имеет зеленая трава.

Для сушки трав, кукурузы в початках, гороха, бобов и фуражного зерна в ряде хозяйств применяют сушильную установку, в комплект которой входят теплогенератор, сушильные лотки с цепочными транспортерами, воздухопровод, соединяющий теплогенератор с сушильными лотками, а также молотковые дробилки, приемные бункера с циклонами, электрораспределительный щит и комплект контрольно-измерительной аппаратуры. Технология сушки с помощью такой установки заключается в продувке потоком горячей газовоздушной смеси неподвижного слоя травы, размещаемой на решетчатом полотне лотка.

Газовое топливо широко используют в тепловых установках пищевой промышленности: в хлебопекарных и кондитерских печах, для сушки и термической обработки различных продовольственных товаров, копчения мясных и рыбных продуктов и др. Применение газа улучшает санитарно-гигиенический уровень и культуру производства, значительно повышает производительность печей.

Горючие газы могут быть использованы в технологических процессах по двум направлениям:

для косвенного обогрева (замена в существующих установках твердого или жидкого видов топлива газом без значительной реконструкции агрегатов, при сохранении прежней технологии);
для прямого обогрева (применение новых агрегатов, непосредственно использующих контакт продуктов сгорания газа с обрабатываемыми изделиями, что обычно приводит к интенсификации процессов термической обработки и увеличению производительности оборудования).

Немаловажно, что газовые печи различного назначения с непосредственным обогревом не оказывают вредного влияния на качество выпускаемой продукции в силу экологической пассивности продуктов сгорания природного и сжиженного газа.

Канальные тупиковые печи, используемые в хлебопекарной и кондитерской промышленности, являются универсальными как по сжигаемому в них топливу, так и по выпекаемой продукции. Они относятся к печам с косвенным обогревом, т.е. продукты сгорания топлива не контактируют с выпекаемыми изделиями. В них применяются инжекционные горелки с а, < 1 при низком давлении газа или с а, > 1 при среднем давлении, устанавливаемые с фронта топки на месте топочной дверки или по разные стороны от нее. Для предохранения колосниковой решетки от пережога ее перекрывают асбестовым листом и слоем шамотного кирпича. Продукты сгорания из топки по нижнему газоходу и стоякам поступают в радиаторную коробку,

затем по передним или задним стоякам в два широких канала верхнего газохода. Передача теплоты в пекарную камеру осуществляется через стенки этих каналов и топки. Для изменения направления движения газов в зависимости от вида выпекаемой продукции используются шиберы.

Однако газовое топливо позволяет сжигать его непосредственно в печной камере. Поэтому эффективней использовать специализированные газовые хлебопекарные и кондитерские печи прямого нагрева, в которых интенсифицированы процессы термообработки, повышены производительность и качество продукции.

Применение в пекарной камере газовых горелок инфракрасного излучения позволяет интенсифицировать процессы выпечки и повысить качество продукции, так как важной особенностью инфракрасных лучей является их способность проникать на некоторую глубину материалов растительного происхождения (в т.ч. теста). Проникающая способность увеличивается с уменьшением длины волны. Кроме того, коротковолновые лучи почти не поглощаются водяными парами, находящимися в пекарной камере между излучателем и изделием. Применение «светлых» излучателей, имеющих более короткие волны, позволяет получить одновременно и аппетитную румяную корку, и хорошо пропекшийся мякиш.

Выпечка печенья и хлеба, поджаривание зерен кофе и какао или сухарей и другие процессы требуют довольно высокой температуры (около 200°С). Инфракрасные горелки позволяют достигать таких плотностей облучения изделий, которые приводят к ускорению их термообработки и дают экономический эффект. Наиболее благоприятные условия создаются при выпечке печенья. При этом достигаются следующие преимущества:

сокращается продолжительность выпечки;
повышается производительность печи без увеличения ее габаритных размеров;
значительно сокращается время разогрева печи;
обеспечивается возможность немедленной остановки печи во время перерывов и в случае неисправности;
уменьшаются удельные расходы теплоты;
повышается КПД печи;
обеспечивается хорошее качество выпечки и становится возможным автоматизированное поточное производство.

Преимущества газового топлива дали возможность перевести на этот вид топлива выпечку крупных изделий из теста, прежде всего хлеба. При выпечке хлеба необходимо одновременно соблюдать два температурных режима. С одной стороны, для образования качественного мякиша необходима температура около 100°С; с другой — для образования хорошей корки необходима температура до 170°С. Возможна ситуация, когда слишком быстро образуется корка, препятствующая равномерному пропеканию мякиша. Этот недостаток устраняется введением в пространство, окружающее выпекаемый хлеб, водяного пара, замедляющего образование корки.

Инфракрасная выпечка хлебобулочных изделий дает хорошие технико-экономические показатели. Время выпечки в зависимости от ассортимента изделий колеблется от 3 до 15 мин. Печи с радиационными горелками для хлебобулочных изделий, как правило, конвейерного туннельного типа.

Горелки инфракрасного излучения применяются для получения других продуктов. Так, сырой кофе поджаривается за 5-7 мин, сухая рожь — за 28 мин (с потерей массы 17,5%), солодовое зерно — за 18-20 мин.