Как ультразвук высушивает материал
Термическая сушка удаляет влагу теплом: чем выше температура, тем быстрее испаряется. Но вместе с водой уходят и летучие вещества — витамины, эфирные масла, ароматизаторы.
Ультразвуковые колебания воздействуют на связь влаги с материалом. Микропотоки и кавитация ослабляют капиллярные силы, которые держат воду в порах и на поверхности, и влага начинает испаряться при гораздо более низкой температуре.
Отсюда рабочий режим: 40–60 °C вместо 100–180 °C, которые нужны термической сушке. При этом цикл короткий, а энергозатраты ниже, поскольку нагрев не идёт на испарение всей массы материала.
Термическая сушка и сублимационная
Термическая сушка дёшева в оборудовании, но требует высокой температуры. Витамины разрушаются уже при 40–60 °C при длительном нагреве, белки денатурируют, эфирные масла испаряются.
Сублимационная сушка — высушивание в вакууме при заморозке — сохраняет вещества полностью, но стоит дорого и требует холодильного оборудования, вакуумной сушилки и криогенератора. Для большинства задач это экономически неподъёмно.
Ультразвуковая сушка занимает промежуточное положение: температура ниже термической, оборудование дешевле сублимационной, а вещества сохраняются при условии контроля температуры.
Сохранение свойств продукта
Основной выигрыш — сохранность активных веществ. Витамины, аминокислоты, ферменты, эфирные масла, ароматизаторы не подвергаются тому тепловому воздействию, которое даёт обычная сушка.
Отдельный эффект — сохранение структуры. Термическая сушка может вызывать усадку и изменение реологии порошков, ультразвуковая работает при меньшей температуре и не даёт такого эффекта.
На конечное качество влияет и то, что сушка идёт быстрее: чем меньше время воздействия, тем меньше любых нежелательных превращений.
Какие продукты сушатся
Метод применяется для материалов, чувствительных к температуре и структуре:
- Фармацевтические препараты. Порошки, гранулы, капсулы. Сохранение действующего вещества.
- Пищевые продукты. Сушка овощей, фруктов, зелени, специй при щадящем температурном режиме.
- Биологические препараты. Белковые и ферментные порошки, пробиотики.
- Экстракты и концентраты. Сухие экстракты трав, корневищ, ягод.
- Полимерные порошки и гранулы. Без изменения реологии.
- Тонкие слои и плёнки. Плёнки толщиной в десятки микрон, лаковые покрытия.
Материалы, склонные к стеклованию или усадке при нагреве, обрабатываются без деформации.
Встраивание в действующую линию
Ультразвуковая сушилка встраивается в существующую линию как отдельный модуль: излучатели располагаются над движущимся полотном или в корпусе сушильной камеры, а горячий воздух или сушильный агент подаётся штатно.
Такое решение не требует замены существующей сушилки — аппарат добавляется в схему на этапе вытяжки влаги. Установка выполняется без остановки производства.
Время сушки
Цикл сушки короткий. Для тонких слоёв и плёнок — минуты, для гранул и порошков — десятки минут в зависимости от толщины слоя и содержания влаги.
На длительность влияют: толщина слоя и количество влаги, вязкость жидкости в порах материала, температура окружающей среды и площадь контакта излучателя с материалом.
Энергопотребление
Энергопотребление ниже термической сушки, потому что нагрев идёт до 40–60 °C, а не до 100–180 °C, и большая часть энергии уходит на испарение, а не на прогрев объёма.
Дополнительный выигрыш — отсутствие паровых камер с их подводом пара, что упрощает эксплуатацию линии и снижает требования к обслуживанию.
Почему не нужны расходные материалы
Сушка — физический процесс, и аппарат не требует фильтров, пеногасителей, реагентов. Расходные материалы — редкая роскошь для ультразвукового оборудования: его эксплуатационные затраты сводятся к электричеству и осмотру излучателя.
Мы проектируем и производим ультразвуковое оборудование с 1994 года и поставляем сушилки с настроенной системой под материал и производительность линии.
