Zespół
Dr inż. Justyna Cybulska - kierownik zespołu, mgr inż. Jan Góźdź

Istota wynalazku

Celem wynalazku jest dostarczenie kompleksowego urządzenia suszącego, umożliwiającego wysuszenie dowolnych materiałów rolno-spożywczych, z zastosowaniem różnych technik suszenia. Materiały rolno-spożywcze, a szczególnie surowce roślinne, wymagają często szybkiego wysuszenia w celu ograniczenia ich niekorzystnych przemian i zepsucia. W postaci wysuszonej mogą one być bezpiecznie przechowywane i stosowane jako substrat do dalszego przetwórstwa. W przypadku surowców do przemysłu spożywczego, suszenie w wysokich temperaturach powoduje jednak znaczne straty cennych komponentów, np. witamin, a nawet niekorzystne przemiany chemiczne, np. węglowodanów i białek.

Opracowana suszarka umożliwia suszenie w niskich temperaturach, co pozwala na zachowanie większości labilnych składników.

Innowacyjność rozwiązania polega na zastosowaniu trzech rodzajów suszenia w jednym urządzeniu:
- suszenie fluidyzacyjne materiałów ziarnistych i rozdrobnionych,
- suszenie pneumatyczne materiałów pylistych (suszenie rozpyłowe),
- suszenie fluidyzacyjne połączone z natryskiem powierzchniowym.

Suszenie fluidyzacyjne przeznaczone jest do suszenia produktów, które mogą być unoszone przez strumień powietrza lub gazu. Ogrzane powietrze doprowadzane jest do komory suszenia poprzez płytę perforowaną lub sito fluidalne z prędkością odpowiednią do utrzymania cząstek produktu w fazie fluidalnej. Bąble powietrza tworzą się i pękają w masie produktu wymuszając wirowanie cząstek. Strugi powietrza przepływające przez sito tworzą wiry w masie produktu wymuszając intensywny ruch cząstek i towarzyszącą wymianę ciepła i masy. W tej fazie cząstki stałe zachowują się jak wrząca ciecz. Suszenie w warstwie fluidalnej pozwala na znaczne skrócenie czasu suszenia w porównaniu do suszenia konwekcyjnego. Przed wentylatorami nadmuchowym oraz wyciągowym znajdują się przepustnice, za pomocą których regulowana jest ich wydajność i utrzymywane podciśnienie dla prawidłowego przebiegu suszenia z zastosowaniem fluidyzacji.

Suszenie rozpyłowe stosowane jest w przemyśle do produkcji cząstek stałych w proszku i granulacie lub cząstek aglomerowanych. Strumień zasilający obejmuje roztwory, emulsje i nadające się do pompowania zawiesiny. W opracowanej suszarce zastosowano innowacyjne rozwiązanie polegające na unoszeniu rozpylonych przez atomizer cząsteczek roztworu o bardzo małych rozmiarach przez ogrzane powietrze. Podczas transportu przez kanał suszarki następuje odparowanie wilgoci i materiał w formie bardzo drobnego pyłu jest odbierany w komorze zaopatrzonej w filtr powietrza wylotowego i zasobnik pyłu. Odpowiednio dobrana geometria kanału wydłuża drogę przejścia i czas przebywania w ogrzanym powietrzu rozpylonego produktu, przez co daje możliwość stosowania niższej temperatury suszenia.

Instalację rozpylającą z atomizerem można umieszczać w trzech pozycjach, w zależności od rodzaju materiału suszonego oraz planowanego efektu. W najniższym położeniu umieszcza się instalację w celu zastosowania fluidyzacji połączonej z natryskiem, a do suszenia rozpyłowego wysokość dostosowuje się do rodzaju zawiesin. Suszarka przystosowana jest również do suszenia fluidyzacyjnego połączonego z natryskiem powierzchniowym. Wówczas na złoże fluidalne znajdujące się w intensywnym ruchu natryskuje się poprzez atomizer roztwór powlekający, co zapewnia ich równomierne pokrycie. Suszarka pozwala również na uzyskanie efektu enkapsulacji, polegającego na zamknięciu szczególnie wrażliwych na czynniki zewnętrzne czynników, jak np. oleje, suplementy diety, w kapsułkach z obojętnej matrycy ochronnej.

Potencjał komercjalizacji

Prototyp suszarki znajduje się w Instytucie Agrofizyki PAN i jest wykorzystywany do wielu prac badawczych. Wykazano, że suszarka doskonale nadaję się do takich materiałów jak wytłoki, rozdrobnione owoce i warzywa, nasiona roślin strączkowych, ziarna zbóż, płatki zbożowe, zioła, wysłodki buraczane. Zastosowanie odpowiednich ustawień temperatury suszenia i prędkości powietrza suszącego pozwala na suszenie szerokiego spektrum materiałów rozdrobnionych, ziarnistych i pylistych, z zachowaniem ich właściwości odżywczych i sensorycznych, jak np. barwa. Niskie temperatury ograniczają kurczenie się materiałów.

Suszenie w trybie rozpyłowym stosowano do suszenia pektyn i zawiesin polisacharydów. Możliwe jest suszenie każdego rodzaju zawiesin i emulsji, ponieważ czyszczenie suszarki odbywa się poprzez natrysk roztworu myjącego przez instalację rozpylającą.

Wynalazek jest gotowy do wdrożenia, możliwe są jego modyfikacje pod kątem określonego zapotrzebowania.