Этот способ сушки является самым распространенным, на нем основана работа подавляющего большинства сушильных установок. В качестве сушильного агента применяются нагретый воздух, топочные газы или перегретый пар. Сушильный агент передает материалу теплоту, под действием которой из материала удаляется влага в виде пара, поступающая в окружающую среду. Таким образом, сушильный агент при конвективной сушке является теплоносителем и влагопоглотителем.
Конвективный способ сушки отличается простотой и возможностью регулирования температуры материала. Недостатком его является противоположное направление градиентов влагосодержания ΔU и температуры ΔТ. Градиент температуры тормозит перемещение влаги изнутри материала наружу. Кроме того, при конвективном способе коэффициент теплоотдачи от сушильного агента к поверхности материала имеет незначительную величину — 11,6—23,2 Вт/(м2∙К). Несколько большее значение коэффициента теплоотдачи имеет перегретый пар.
В сушильных установках пищевой промышленности в качестве сушильного агента в основном применяется нагретый воздух; смесь топочных газов с воздухом применяется только в туннельных сушилках для сушки плодов, а перегретый пар пока что применяется только при экспериментальных исследованиях. Конвективная сушка с применением топочных газов не отличается от таковой с применением воздуха.
Сушка перегретым паром является эффективной и перспективна для применения в пищевой промышленности. Преимуществами перегретого водяного пара по сравнению с другими теплоносителями являются повышение тепловой экономичности и интенсификация процесса, отсутствие контакта с кислородом, исключающее окислительные явления при сушке. Лабораторные исследования по сушке пищевых продуктов паром показали, что овощи и плоды дают меньшую усадку, лучше сохраняют витамины и водорастворимые вещества, имеют лучшую набухаемость и развариваемость, чем при сушке нагретым воздухом.
Недостатками способа сушки перегретым паром являются сложность оборудования, необходимость повышенной герметизации системы и др.
Интенсификация конвективной сушки происходит за счет увеличения теплообмена материала и сушильного агента путем повышения скорости и температуры сушильного агента либо уменьшения размера частиц. А. В. Лыков указывает, что при движении сушильного агента перпендикулярно материалу теплообмен увеличивается примерно вдвое по сравнению с параллельным движением. Поэтому для сушки материалов в неподвижном слое применение ленточных конвейерных сушилок более эффективно, чем туннельных.
Туннельные сушильные установки используются для сушки плодов, особенно слив. Они просты по устройству, надежны в работе. Применение смеси топочных газов с воздухом в этих аппаратах, хотя и экономично по затратам теплоты, не исключает возможности появления канцерогенных веществ, поэтому требуется строгий контроль, и для многих пищевых материалов эти установки не рекомендуются.
Основной недостаток туннельных сушильных установок — параллельное движение воздуха и материала, что значительно уменьшает контакт и теплообмен между сушильным агентом и материалом. Кроме того, обслуживание туннельных сушилок требует больших затрат ручного труда на загрузку и выгрузку материала на сита и тележки.
Шахтные сушильные установки типов ВИС-2 и ВИС-42 с опрокидывающимися полками обеспечивают непрерывность процесса сушки. Однако сушка пищевых материалов в этих аппаратах происходит в 2—3 раза медленнее, чем в ленточных конвейерных сушильных установках.
Ленточные конвейерные сушильные установки обеспечивают непрерывность процесса сушки и снижают затраты ручного труда на их обслуживание. Однако, несмотря на ряд достоинств, они имеют существенные недостатки: ограниченная скорость и неравномерное распределение воздуха приводят к неравномерному распределению теплоты и влаги, к возможным местным перегревам материала. Поэтому температура нагретого воздуха при сушке картофеля, овощей и плодов на этих установках не должна превышать 80 °С из-за возможного подгорания продукта. Это, в свою очередь, заставляет работать на малых удельных нагрузках материала — от 5 до 16 кг/м2, что снижает производительность сушильной установки. Все это приводит к увеличению продолжительности сушки: картофеля, моркови, свеклы, цикория, нарезанных кубиками 8X8X8 мм, а также лука, капусты, зеленого горошка до остаточной влажности 12—14% — 3,5—4,5 ч, а до влажности 6—8% — 5—6 ч. Продолжительность сушки круп пищеконцентратного производства до остаточной влажности 8—9% составляет 1 ч, абрикосов в виде половинок до остаточной влажности 18—21% — 6—7 ч и яблок, нарезанных мелкими столбиками 5X5X30 мм, до остаточной влажности 20% — 3—3,5 ч.
Улучшение качества сушеных пищевых растительных материалов всегда связано с сокращением продолжительности сушки, т. е. продолжительности теплового воздействия, а также равномерностью нагрева материала в процессе сушки и с возможно большим снижением влажности материала.
Источник: Б.Л. Флауменбаум, С.С. Танчев, М.А. Гришин. Основы консервирования пищевых продуктов. Агропромиздат. Москва. 1986