Инфракрасные лучи (ИКЛ) — невидимые тепловые лучи, отличающиеся от видимых только длиной волн: у инфракрасных 0,77—340 мкм, у видимых 0,38—0,76 мкм. Максимальная длина волны излучения определяется уравнением для черного тела согласно закону Вина: λmax — 2897/T. С повышением температуры излучателя максимум излучения смещается в сторону более коротких волн.
Для сушки растительных пищевых материалов практическое применение получили коротковолновые ИКЛ с длиной волны около 1,6—2,2 мкм. При сушке ИКЛ к материалу подводится тепловой поток в несколько десятков (от 30 до 70) раз мощнее, чем при конвективной сушке.
Скорость сушки инфракрасными лучами увеличивается по сравнению с конвективной, но не пропорционально увеличению теплового потока. Так, например, для плодов и овощей сушка ИКЛ ускоряется по сравнению с интенсифицированными способами конвективной сушки на 25—95%. Это можно объяснить тем, что скорость сушки зависит не столько от скорости передачи теплоты, сколько от скорости перемещения влаги внутри материала. В целях сохранения высоких химико-технологических показателей высушенного продукта применение мощных потоков ИКЛ не рекомендуется.
Для интенсификации термоизоляционной сушки необходимо, чтобы ИКЛ проникали в материал на возможно большую глубину, что зависит как от пропускной способности материала, так и от длины волны ИКЛ: чем меньше длина волны, тем больше проникающая способность инфракрасных лучей. Проницаемость пищевых растительных материалов увеличивается с уменьшением толщины слоя и с понижением влажности материала. Так, например, проницаемость ИКЛ в сырой картофель достигает 6 мм, а в сухой — 15—18 мм.
При сушке частиц пищевых материалов, характеризующихся малой проницаемостью, может произойти быстрое высушивание поверхностного слоя, и значительные градиенты температуры и влажности внутри частиц материала приведут к короблению и растрескиванию материала.
При сушке инфракрасными лучами в материале возникают перепады температур, под действием которых влага перемещается по направлению теплового потока внутрь материала. Кроме того, влага частично испаряется с поверхности, в результате чего происходит возрастание градиента влагосодержания ΔU, величина которого становится больше ΔT, и влага начинает перемещаться к наружной поверхности. Таким образом, градиент температуры ΔT оказывает тормозящее действие на перемешивание влаги. Поэтому для материалов, у которых размер частиц больше глубины проникновения инфракрасных лучей, рекомендуется прерывистое облучение. В период прекращения подачи ИКЛ температура на поверхности частиц материала падает вследствие продолжающегося интенсивного испарения, температурный градиент меняет свое направление (так как температура внутри частицы больше, чем на поверхности), и влага начинает перемещаться из центральных слоев к поверхностным под действием обоих градиентов: температуры и влагосодержания.
По характеру излучателей инфракрасных лучей различают терморадиационные сушилки с электрическим и газовым обогревом. Сушилки с электрическим обогревом компактны, просты в обращении и эксплуатации, безынерционны. Однако высокий расход электроэнергии и неравномерность сушки ограничивают их применение.
Терморадиационные сушилки с газовыми панельными излучателями более экономичны и обеспечивают более равномерную сушку, чем сушилки с электрообогревом.
Источник: Б.Л. Флауменбаум, С.С. Танчев, М.А. Гришин. Основы консервирования пищевых продуктов. Агропромиздат. Москва. 1986