Aktualności

Proces fluidyzacji

Zgodnie z jedną z ogólnodostępnych definicji, fluidyzacja to stan wzajemnych relacji zachodzących pomiędzy ciałem stałym, gazem lub cieczą powodujących pozorne zawieszenie cząstki ciała stałego w ośrodku fluidyzującym (fluidyzacja stacjonarna) lub jej przemieszczenie w określonych warunkach (fluidyzacja cyrkulacyjna). Rozróżniany jest proces fluidalny gazowy, ciekły, a także fluidyzacja trójfazowa (trójczynnikowa) – ciało stałe, ciecz (ciecze) oraz gaz.

Patrząc przez pryzmat współczesnego przemysłu spożywczego, fluidyzacja to proces dwufazowy, w którym warstwa produktu sypkiego ułożona na ruszcie jest doprowadzana do stanu pseudopłynnego za pomocą strugi płynu w postaci cieczy lub gazu, podawanego od dołu dna sitowego (dystrybutora). Fluidyzacja w przemyśle spożywczym odbywa się zazwyczaj z wykorzystaniem tuneli zamrażalniczych taśmowych lub rynnowych – w tym tuneli chłodniczych kaskadowych, w których produkt w stanie sypkim układany jest na perforowanych taśmach.

Zalety złoża fluidalnego

- intensywna wymiana ciepła lub masy pomiędzy płynem a cząstkami stałymi

- stała temperatura w złożu (izotermiczność złoża fluidalnego)

- duża powierzchnia kontaktu pomiędzy cząstkami stałymi a płynem

- dobre wymieszanie materiału sypkiego z płynem

Fluidyzacja zastosowanie

Proces fluidyzacji jest często wykorzystywany w przemyśle, m.in. chemicznym, metalurgicznym (np. do zgazowania miału węglowego, spalania rud siarkowych), do prowadzenia reakcji kontaktowych (np. krakingu), do suszenia surowców lub produktów drobnoziarnistych (np. ziarna, cukru). Urządzenia fluidyzacyjne znajdują częste zastosowanie jako wymienniki ciepła, piece fluidalne, zamrażalniki produktów spożywczych, a także jako urządzenia transportowe do ciał sypkich.

Fluidyzacja w przemyśle spożywczym wykorzystywana jest m.in. do zamrażania lub ogrzewania produktów (np. suszenie warzyw i owoców, palenie kawy, zamrażanie warzyw i owoców, mrożenie frytek itp.). Kluczowymi zaletami złoża fluidalnego w tym sektorze jest bez wątpienia zawieszenie cząstek w płynącym gazie, brak styku pomiędzy cząstkami, indywidualne owiewanie przez gaz cząstek (równomierne wymiana ciepła zapewniająca proces bez lokalnych przypaleń (np. podczas suszenia owoców czy palenia kawy) oraz brak uszkodzeń delikatnego surowca w wyniku procesu wymiany ciepła (np. mrożenie malin).

Zjawisko impingement i odwrócona fluidyzacja

Mrożenie żywności w okresie maksymalnej podaży ma na celu zachowanie jej wysokiej jakości, maksymalnie zbliżonej do jakości produktu świeżego i jego wysokiej atrakcyjności handlowej. Niestety, dobre rezultaty natychmiastowego zamrożenia mięsa, owoców czy warzyw zostają często zaprzepaszczone na skutek nieodpowiedniego rozmrażania. Brak jest również w wielu przypadkach odpowiednich wskazówek ze strony producenta artykułów spożywczych w zakresie prawidłowego rozmrażania i zastosowania surowców mrożonych.

Na współczesnym rynku dostępne są urządzenia wykorzystujące zjawisko impingement, które jest związane z dużą intensyfikacją wymiany ciepła przede wszystkim na skutek wzrostu współczynnika wnikania ciepła, co wpływa na znaczne skrócenie czasu obróbki produktu.

Zjawisko impingement może mieć swoje zastosowanie również w przypadku fluidyzacji poprzez tworzenie tzw. odwróconej fluidyzacji, która polega na odpowiednim wyprowadzeniu gazu z dysz z dużą prędkością przez warstwę produktu zlokalizowanego na poziomej taśmie lub rynnie. Zwiększenie szybkości tego procesu jest związane z precyzyjnym oszacowaniem czasu rozmrażania pod względem warunków oraz kształtów geometrycznych danego produktu. Pozwala to na dokładne zaprojektowanie oraz późniejszą kontrolę technologii rozmrażania.

Użycie techniki impingement daje możliwość uzyskania szybkości zbliżonej do szybkości rozmrażania w łaźni wodnej przy identycznych temperaturach środowiska rozmrażającego. Zwiększenie szybkości rozmrażania, co jednocześnie wpływa na skrócenie czasu całego procesu, ma kluczowy wpływ na zachowanie jak najlepszych właściwości smakowych oraz zdrowotnych produktu, a także może korzystnie wpływać na jakość produktu (ograniczenie rozwoju mikroflory na powierzchni surowca).

Czytaj również:

Czy tunele zamrażalniczo-fluidyzacyjne wpływają na jakość i świeżość zamrożonej żywności? Tak, ale jest to wpływ wyłącznie pozytywny

Innowacyjne rozwiązania w przemyśle chłodniczym. W jaki sposób tunele fluidyzacyjne wpłynęły i wpływają nadal na efektywność procesu zamrażania?

Co warto wiedzieć o tunelach kompaktowych IQF. Kto i dlaczego powinien się na nie zdecydować?