Ontwateren (van vast naar vast)

Ontwatering beïnvloedt de weefselstructuur en kleur en veroorzaakt het verlies van vluchtige componenten. Dit alles heeft een nadelig effect op zowel de kwaliteit als de voedingswaarde van het voedsel. Het ontwerp en de werking van ontwateringinstallaties heeft tot doel deze veranderingen te minimaliseren door passende droogomstandigheden voor individuele voedselproducten te selecteren. Wat het moutproces aangaat, de droogstap is essentieel en is vereist om de gewenste kleur en smaak te krijgen.

Toepassingsgebied

Enkele voorbeelden van gedroogde voedselproducten zijn gedroogde aardappelen, zetmeelderivaten, suiker, bietenpulp, meel, pasta, bonen, fruit, noten, graanproducten, meel van oliezaden, theebladen, groenten en kruiden. De ontwatering van nat ontkiemd graan wordt toegepast in de productie van mout.

Beschrijving van technieken, methodes en installatie

Voor ontwatering kunnen twee verschillende principes worden toegepast:

Hete lucht drogen
Hete lucht wordt gebruikt als een verwarmingsmedium en is in direct of indirect contact met het natte voedsel. De hete lucht wordt over of door het natte voedsel geblazen.

Oppervlaktedroging door hittegeleiding door een hittetransportsysteem (contactdrogers)
Het verhittingsmedium komt niet in contact met het natte voedsel, maar is ervan gescheiden door een warmtetransportoppervlak. De warmte wordt verplaatst door middel van geleiding door het oppervlak en door convectie van het hete oppervlak naar het voedselproduct voor het verdampen en verwijderen van water uit het voedsel. Dit heeft twee grote voordelen ten opzichte van hete luchtdrogers: minder luchtinhoud is nodig en daarom is de thermische efficiëntie hoger en het proces kan in afwezigheid van zuurstof worden uitgevoerd.

Methoden van installatie

a) Gefluïdiseerd bed drogers

Metalen bakken met een maas of geperforeerde basis hebben een bed van fijne voedingsmiddelen tot 15 cm diep. Hete lucht wordt door het bed geblazen wat ervoor zorgt dat het voedsel gesuspendeerd wordt en daarna krachtig geroerd wordt (gefluïdiseerd). De lucht functioneert zo als de droger en het fluïdiserend medium. Drogers kunnen in batch en continu worden uitgevoerd. Gefluïdiseerde bed drogers zijn compact en staan een goede controle toe over de droogomstandigheden, relatief hoge thermische competenties en hoge droog snelheden. De droger heeft zeer hoge snelheden van hitte- en massatransport en als gevolg korte droogtijden. Drogen kan bij luchttemperaturen onder de 100°C gebeuren, maar de temperatuur kan ook tot 170°C of hoger oplopen afhankelijk van het product/proces. Gefluïdiseerd bed drogen wordt vaak toegepast als een laatste droogstap na het sproeidrogen (zuivelindustrie).

b) Kastdrogers

Deze bestaan uit een geïsoleerde kast uitgerust met een ondiepe maas of geperforeerde bakken die ieder een dunnen voedsellaag bevatten. Hete lucht wordt door de kast gecirculeerd. Een systeem van buizen en schotten wordt gebruikt om de lucht over en/of door iedere bak te leiden om zo een gelijkmatige luchtverspreiding te bevorderen. Kastdrogers worden gebruikt voor kleinschalige productie. Deze hebben lage vermogens- en onderhoudskosten, maar zijn vrij moeilijk te besturen en produceren met een variabele productkwaliteit.

c) Transportdroger

Continue transportdrogers zijn tot 20 meter lang en 3 meter breed. Voedsel wordt gedroogd op een maasband. De luchtstroom wordt eerst omhoog geleid door het voedselbed en in latere fases omlaag om ervoor te zorgen dat gedroogd voedsel uit het bed wordt geblazen.

d) Pneumatische drogers, flits- of ringdrogers

In deze drogers worden poeders en fijne voedingsmiddelen continu gedroogd in verticale of horizontale metalen buizen. Een cycloonscheider of een zakfilter wordt gebruikt om de gedroogde producten te verwijderen. Het vochtige voedsel wordt in het buizensysteem gemeten (metered into) en in de hete lucht gesuspendeerd. Pneumatische drogers hebben relatieve vermogenskosten, hoge droogsnelheden en thermische competenties en andere beheersing van de droogomstandigheden.

e) Roterende drogers

Een licht afdalende roterende metalen cilinder is van binnen uitgerust met trappen om ervoor te zorgen dat het voedsel door een stroom van hete lucht valt als het door de droger beweegt. De luchtstroom kan parallel lopen of tegenstroom. Het roeren van het voedsel en het grote terrein aan voedsel dat aan de lucht wordt blootgesteld, produceren hoge droogsnelheden en een gelijkmatig gedroogd product. De methode is vooral geschikt voor voedselproducten die de neiging hebben om samen te klitten of te plakken in ketting- of bakdrogers. Het wordt op grote schaal in de suikerindustrie gebruikt voor het drogen van suiker en bietpulp. Bij pulp worden uitgeputte gassen van de verbrandingsfabriek gebruikt als hittebron en dit reduceert het brandstofgebruik.

f) Tunneldrogers

Dunne lagen voedsel worden gedroogd in bakken die op trucks opgestapeld staan, geprogrammeerd om halfcontinu door een geïsoleerde tunnel te gaan waarin hete lucht circuleert.

g) Stoombundeldrogers

Het verwarmingsmedium (stoom) komt niet in contact met het natte product; een hittetransportoppervlak wordt gebruikt om de warmte naar de oppervlakte van het product te leiden om het te drogen. De stoom gaat door cilindrische buizen/bundels door de droger heen. Deze bundels roteren om plaatselijke oververhitting te voorkomen en om een gelijkmatige droging te verbeteren. Deze droger gebruikt minder lucht wat daarom uitstoot in de atmosfeer beperkt.

h) Stoomdrogen

Een speciaal droogontwerp gebruikt oververhitte stoom die geproduceerd is via een warmtewisselaar. De droger bestaat uit een drukvat waarin het water uit het product gedreven wordt, veranderd in stoom en dan gebruikt wordt om meer product te drogen. Dit systeem wordt, op beperkte schaal, in de suikerindustrie gebruikt voor het drogen van bietpulp. Een voordeel is het lage energieverbruik bij het drogen.

i) Drogen in kilns

Hete lucht, dat van 40°C in het begin opklimt tot ongeveer 85°C voor bleekgekleurde mouten en tot 130°C voor donkerdere mouten, wordt door een laag groene mout van ongeveer 50-150 cm dikte geblazen zonder enige fluïdisering van de batch. Het blazen duurt 18-48 u. Aan het einde van het droogproces wordt het droge mout afgekoeld tot ongeveer 25-34°C en de geëeste mouten worden verwijderd.

j) Vacuümdrogen

In het geval van temperatuursgevoelige producten moet de externe druk verlaagd worden om droging bij een hoge temperatuur te vermijden. Een simpel type vacuümdroger is vacuüm walsdroger. Bij deze methode worden één of twee walzen in een vacuüm huizing geïnstalleerd. De resulterende damp slaat neer in een condensor dat tussen de vacuümkamer en de pomp zit. Het product wordt verwijderd door een schroeftransporteur.