автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Интенсификация процесса сушки мандариновой крупки при комбинированном энергоподводе

Шшистэрство наука, внский школы а технической яодотикн РФ

косшвсшй ордш трудового красного шшнй тзшолпшсшй шяшт шестой прог.ишенности

На правах рукошш

НРЩСЗ шдари ХУСЕЙШИ

, ш 65Э/654«03(043'3)

+ (664*144: 634.222). 047( 043.3) + ( 664.689: <34.222)»047(043.3) 1 + (637.352:641.144) (043*3)

шшвиштя процесса сшш мищшсвой круши '

ПРИ ПШВКРОПАШШ ЗНЕЕТОШДЗОДЗ

Сйогщшшкюгь CG.I0.I2 ■» ]^оцосса» исизщ а отрогам.

. гпадзоЗ щю&яазвшкндеа

' _ ШСШЗВД. 'двЬсвртецпи- па оокожавю здешЗ сховена

шщвддта ттз&2сж£я тщп ■

Мооша «1533

Работа выполнена на кафедре "Процессы и аппарата пищевых производств" Московского ордена Сурового Красного Знамени технологического института пидавой промышленности.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Бабенко В.Е.

Научная консультант: кацпидат технических наук, доцент Плаксин Ю.М.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Рысин А.П.

доктор технических наук, и.о.профессора Тюрев Е.П.

Ведущая организация: Московская иоциитерская фабрика "Большевик".

Зашита диссертации состоится * *СЗ " 1992 года

на заседании Социализированного Совета К 063.51.07 Московского ордена Трудового * Красного Знамени технологического института пищевой промышленности.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЫТЙПП.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печать» учреждения, лросьба направлять по указанному адресу.

Адрес института: 125080, г.Москва, А-80 Волоколамское шоссе.д.П

Авторе4ерат разослан * ... * ____1992г.

' *

Ученый секретарь Специализированного Совата

канвндат технических иаук.допент Савина 11.1!.

л«»

этдций

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Основные пройдами, которие стоят перед шрУдом в суверенных государствах, являются оздоровление экономики и улучшение продовольственного снабжения. Решение юс должно базироваться на рациональном использовании сельскохозяйственного сырья и совершенствовании технологических процессов, обеспечивающих высокую производительность при хороием качестве продукции.

В нашей стране и за рубежом большую часть урожая мандаринов используют для производства соков. При этом выход основного продукта составляет 38$, а остальные 62$ составляют выжимки, которые мало используются из-за отсутствия рациональных методов и установок для их переработки. Изучение химического состава показало, что выжимки являются богатым источником биологически актявних веществ и могут служить ценным сырьем для получения пищевых полуфабрикатов, используемых разными отраслями пищевой промышленности,

Во Всесоюзном научно-исследовательском и экспериментально-конструкторском институте по хранению и переработке субтропических плодов разработана технология производства мандариновой крупки, включающая дробление выжимок, их бланширование и последующую варку в сахарном сиропе до содержания СВ 73$. Мандариновая крутша является полуфабрикатом для кондитерской, хлебобулочной и молочной промышленности.

Основным процессом при получении крупки с массовой долей СВ 83$ является процесс сушки.

В настоящее время сушку крупки производят в туннельных конвективных сушильных агрегатах или во многоярусных сушилках в течение 3-4 часов при температуре воздуха 60-?0°С. Зтот спо-

соб сушки малоэффективен из-за длительности процесса, низких энергетических КПД установок, их большой металлоемкости. Все это существенно влияет на качество и себестоимость продукции, используемый метод и способ подвода тепла при сушке крупки не являются оптимальными с экономической точки зрения.

Поэтому разработка конструкций сушильных установок, использование рациональных методов энергопсдвода, создание технологических линий для производства сушеной крупки является актуальной задачей. Решение этой проблемы позволит повысить эффективность ерши, сократить ее продолжительность, уменьшить металлоемкость сушилок, а такяе расширить ассортимент выпускаемых изделий ч повысить их биологическую ценность.

Цель ,и задачи исследований. Цель диссертационной работы -исследование процесса сушки крупки, научное обоснование выбора оптимального режима сушки с учетом максимального сохранения качественных показателей готовой продукции, разработка на этой основе способа производства сушеной крупки и подготовка исходных данных на проектирование опытно-промышленной установки.

Для реализации поставленной цели решались следующие задачи: исследование теллофизических, гигроскопических и адгезионно-когезионшос свойств исходного продукта; определение коэффициентов влаго- и термовлагопроводности, оптических характеристик крупки; обоснование выбора генератора Щ-излучения, методов знергоподвода и режимов сушки крупки» исследование закономерностей конвективной и радаащвонно-конвективной сушки крушш и влияния варьируемых параметров на процесс} определение влияния ИК облучения на качественные показатели сушеной крупки; разработка программы расчета на ЭВМ - внутреннего тепло- и массопе-реноса в слое продукта при радиационно-конвективной сушке и инженерного расчета сушильной установки; аналитический расчет

лрамэтров рационального резнещевня кварцевых излучателей в здиеционко-когшактивной супшкэ я полай энергетического облу-зикя от линейных ИК-лзлучатаяей, снабсетшх отражателями параболической формы, а также подготовка исходных данных и тах-этоского евдвнея на установку для производства сушеной крупка.

Научная новизна, Вперввд бнлп асслздосаии п опрэделшш гшкфнзичзскпз характеристики (ТФХ) мандариновой круют п. за-есеглостп от теилерятури, гигроскопические» вдгвввогшо-яогаза-гашо свойства, козффгцпзнта влаго- п термовлагопровадноста, пглческге .харЕитервстисй врупкп. Разработав способ и устрой-тва для определения оптачсскпх харакгернстпн пищоешс продуктов, способ производства шщэсого кондитерского полуфабриката з Б1Ш2лок цитрусовых плодов, устройство для тзрмообработкн газовых продутаов, Предкогаа катод аналитического расчета пера-з?ров ращопаяького размещения генераторов ИК-излученгя а бьоктсв облучешш э рабочих дайрах установки, снабгзнннх от-агатедяйи парсболхгсосноЗ фэрлн» а таща разработана прогршзт асчэта на ЭВМ - спугрсшого' тепло- п кассопзрэноса в сгое ен-ушшаемого катераала а ншккэрного расчета сушшшй установка.

ДШШШШЯЛШШЙЗЗЬ» Определены раццоналышэ рэвша орпообрабопсл шадаршовей крупки при радкедаонно-конвэкиш-ш аноргоподводо, Предноинш -параметры рационального, раэмещэ-'пя ИО-пздучато/гай I ека&ешшх ограаателяш шрабоянчзской фор*» :а в рабочей кемзрэ су.гпякп, которхге обзспзчтавт рагнокорноо олз осергатетоского облучения (ПЗО) па поверхности продукта. !одготовла1ш исзодешз требоведяя ц газзшчоокоо задание па шю-'ояруснуп радяациошю-кмшектпзнуэ установку. На ах основа во МИЭЮВПз разработала рабочая конструкторская докукепгацая для ¡зготовязипя сшино-вроцшпиечяой установки в состава телта.ча* ялвских язай пропзводотаа сувзной иавдараиозой ярудаш. ярояз-

водите льшстыэ 370 кг/ч. Оквдаеыый экономический аффект от внедрения предложенного способа суща крупки по проектируемому варианту составляет 113,03 тыс.руб. в год на одну установку Aupo б,-лия работы. Материалы диссертации докладывались на третьей Всесоюзной научно-технической конференции "Теоретические и практические аспекты применения методов шшенершй фаз»-ко-химической механика с целы) совершенствования и интенсификации технологических процессов лицевых производств в г.Мэсквз в IS90 г., "на пестой Республиканской научной конференции "Дуги коренного улучшения продовольственного обеспечения в новых условиях хозяйствования" в г.Сумы в 1990 г.$ на второй Всесоюзной научной конференции "Проблемы влияния тепловой обработан на пшцевую ценность продуктов питания" в г.Харкксша в 1930 г.} на восьмой конференции молодых ученых и специалистов Ш5ПП в г.Москве в 1991 г. и распаренной заседании кафедра ДпАШ ШИШ ЛЯШШШ' теш диссертации опубликовано II пэчатшк работ, получены три решения ВШПИЭ о выдаче патента.

Структура и обьеы диссертации: Диссертация состоит из вве-дзная, семи глав» внэодов, списка литературы и пршшенпй. Работа аэлогона на ¿¿о страницах шпшошювого текста, содержат

lt¿ рисунков, ¿4 таблиц. Список литературы вминает zoo наименований, в том члслэ 15 иностранных. Лрнлогенпя к диссертации представлены на страницах,

. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ До вво^ешта обоснованы актуальность теш, цель и задача исследования» дана краткая характеристика работы, показана новизна я практическая ценность диссертации.

В рворой, главе изложи обзор традиционных катодов переработки цитрусовых плодов, обзор научных исследований н патентно! литературы в области техники и технологии суаки павдсвых продук-

тов растительного происхоздения, а такав технология производства мандариновой крупка.

Анализ традиционных методов переработки цитрусовых выжимок показе-!»- что в настоящее время при переработке мандариновых плодов используется только IÖ-I2/S образуются выжимок. Однако канда;-иновы9 вккишш обладают бояишм количеством биологически активных веществ и их Необходимо использовать на пицевые цели.

Акшшз сушествувдих методов сушш пищевых продувов расти-то льного лропсховденЕя показал, что притеняемый способ kc.jjsk«

гибкой сушки-недостаточно зф^ектввен. Проведенные исследовшшя j

показали целесообразность сувкн крупки с использованием КК-об~ лучения, который позволяет сущзотвонно интенсифицировать внут-рэняпй а внопшй теп?о~ и глассоперенос»

IIa основании анализа литературные ксточшшээ и патентного поиска сфоргтулировшш цель и направления исследований,

В?-Ж2йс3-£2032 йрнведеяи результата тепдофизпческих, гш?-" рссконЕчосшпс и адуэзЕ05шо-когезяон1ЩХ свойств крутши» опредо-лэш! коэффициента вяагопроводностп п термовлагопроводности.

При определенна теплофпзичооках характеристик крупки используется зовдовнй экспросс-метод, оевдвшшна на ярпмакзкшх твплоиззрцвекшхх свойств тераонарн в зависшзосги от показате«» лей среда, в которуя она помещена. . ' •.

Одрздоклш зпачзши коз^фидавктов тешературопроводдосгп а, , тепяопроводаостя J , удельной теплоемкости с а платности J) крушш п гавйсшоста от шлвдратурн в дншазо-иэ 20~Ю0°С.

В результате обработки зкепэршкштальшг дсянж получены слздупвдо гкппричеекгз завпоппосги:

■а* \г-10'Ч1 -%Чт~Ч +2,№Ю", «г/с; (!)• J = 4,07-10"tA- p?-W~{t 0,244, Вт/м.К; (Я)

- б. г = 13.5П + 103?-10* ДяЛгК} (3) f=1161,4W-0, fâ3tl кгЛ»3| (4)

Гигроскопические свойства крупки определялись тензшетра» ческим методом пра температуре 20°0 Е в интервале относительной влажности воздуха У : = 10-1003. Установлено, что изотер-ш сор&рш и десорйуш- крупка шет тялтйув для коллоидных капиллярно-пористых теп форау. По изотерцаы десорбции раооча» тана энергия связи влага с материалом н выявлены различия: структурннх характеристик крупки в гигроскопической области» " Вэ лучены эавясшости равновеснойвлвааостп крупки W/ от относительной влажности воздуха V ,

Хранение сушеной крупки делесообразпо s герметичной упаковке, изготовленной из волаотвлевовнх« пзргаиенгнш: шш парафинированных бумажных Пешков.

В работе всследовавн адгезпонно-когезпонные свойства врувй* »а. Для исследований использовали адгезиометр нормального otj№ ва. Установлено, что при повышенна температуры крушш уменьшав етсяее Едтезш, что обусловлено снагекизы вязкости сахарного раствора в крупке.

В результате математикеокой обработки опытных данных полу-. чет еширачэскш зависимости, которш позволяй? определить вязкость , прочность адгезия . рщ и силу отрнва при температура от 0 до 80°0»

/6= о, ме-OMit +Q0004t<- a-fo't*-1з-ш\ па.е? (5) + 0,9t\; liai . (б)

t j[Щ M-flâ3t+0.M t jH; (7)

Исследования показали, что цршенаш© обдува крупка воэду» хоа позволяет снизить адгезии я когезии. На величину адгезия влияет такае ковструкцшишв материала. На основанвЕ псследова» кий в качестве конструкционного цатсрвала контактЕрувдего о

.. -7 - .

- продуктои рекомендованы алшинлй а Ст.Н18Н9Т,

Для решения задач» связанных с моделированием процессов тепло-п массосбыена в работе определены коэффициенты влагопро-водаости н твраовлагопроводности , которые зависят . от температуры а влажноотн материала. Исследования по определен , шяэ величин л^ и проводила на разработанной и изготов» гкшюй наш установке. Метод измерения величин ал а основан на стационарной потока влаги и тепла внутри исслэдуемого образце, Излучены зависимости величин ал и а.Ц от влагосодеряания и температуры крушен.

й третьей уларе изложены нсслэдованая спектральных и нн-тегралышх терморадиедаошшзс характеристик крупки. Результата , отпх иоследований использованы при выборе типа Й5«генератара а-рационального реякма его работы при сушке крупки.

С целью сокращения длительности определения оптических ,.. ■ рвойств свзторассепвающах материалов д повышения точности измерений при исследовании объектов с нзиекшщшися свойствами нами .' была разработана установка я способ одновременного измерения спектральных пропускателыгой Т4 и отражательной Ял характеристик в диапазона длин волн 0,4-15,0 мкм.

Дано описание мэтодака определения спектральных оптических аарактерастЕк пвдевых продуктов и устройства для его осущя«. ствления.

Используя иетод многократных отражений, нами получено оушарпое значение спектральной отражательной способности двухсложной плаотвш (стекло а Еослодуегай продукт) о экраном

и отаовяшю лучистого потока, происшдшзго в кввете через трехслойную пластину (стекло, нсслэдуешЭ продукт, стаю» .то) а отраженному лучистому потоку.

О _ D + . ZÍ К" . íD ■ D , * \ги

1 ¡С \

Rj.4 1_

(9)

НЛлУ

На диаграмма спектрофотометра непрерывно аалвсывагшсь значения попаремзнно и . Еная спектральную отражательную способность экрана ftA¿ и спектральные про-пускательше в отрааателыше способности боковых стекол нпветы ( f{4i ; R Jb ; ; ), путеы совместного рзшшя системы уравнений (8) в (9) определяла спектральные продускагель-ную и отрааателькуа способности исследуемого продукта.

На основе методики, которая учитывает-технологические требование процесса» оптические свойства материалов, излучатель-кыа способности е енергетическиэ характеристики излучателей, а таказ свойства отражателей и среда в рабочей камера выбран тип и рвани работы ИО-генератора - ¡{Г 220-1000.

• ' ' р четвертой главе пзлоазно исследование процзсса' конвок-гавдой сушка крузаш до массовой дола СБ 83$.

В процессе внсдвриаентальшг исследований выявили влияние на процесс сушки крупки толщины слоя материалу д , температуры сушильного воздуха, t и его скорости & . .,

Б качестве критерия оптимизации предложена прибыль от производства сушеной крупки Э (руб/ч).

t*-LUP*- <I0>

• - 9 -

Получали обобщенное уравнение, адекватно описывающее выход процеоса.

Э -0,24+0.1051 ЩООЗУч- 0.09 $-0,022VI+ +О, 0014 ±5 - 0,023 гГ0- 0.010,0,0610* (И)

Выяснилось, что характер кривых сушки п скорости сушки свидетельствует о протекании процесса убыли влаги в основном в периоде вадавщей скорости. Эхспершэнташга показано, что удаление влаги пз крупка в основном зависит от температуры и скорости сушильного агента. Посла углубления зоны испарзшш на последней стадии с унии влияние этих факторов снигяется. йгаен-впвность испарения влаги из крупки определяется не только ус-ковпдан подвода энергии' н влагообызна на поверхности крупка, но а танке скорости миграции влаги от центра на поверхность слоя хрупка. Шходя из иолучекпнх кривых сугаш а скорости сушсц по-чучено, что для интенсификации процесса сушки крупка необходимо создавать условия, при которах возрастает внутренняя дкффу-¡ия влаги при уиеныэзнии внутреннего градиента температуры.

Выяснено, что при продувке горячего воздуха через слой групки и увеличении его скорости укенькается слипаеыость час-'иц в слое крупки* С увеличением пысогц слоя бойее 30.км не ■олько возрастает продолкптельность суша!, до и такке увелзча-|аотоя энергетические затраты, ухудсат:й. качественные характер-тстика продукта и его товарный вцд. С повнезнием температура ¡оздуха более 85?С время сукка крушш уменьшается» но при втои худаается качество крупка. Оптгмалышцз решгнаш цараматршлн ушкп при конвективном ввергоподводе являются сладузоио г

- температура сушильного агента - 85°С{

~ скорость сушильного агента - 1,1 ц/с* .

- толщина слоя крупки - 22,5 ым.

В одтой глаяд азлокено исследование радайдаоннсМсонЕЗк^ив-

ной сушки крутая. План экспериментальных исследований составлен на основе латинских квадратов. План предусматривает варьирова-. ние на пяти уровнях пяти факторов. В качестве варьируемых параметров процесса была выбраны: толщина слоя 5 , температураЪ и скорость теплоносителя # , напряаения на Ш-нздучателях В (плотность лучистого -потока Ц, ) и время облучения .

В качестве критерия опташацпв принята шсонодачзская эффективность производства крушш при содзрашии СВ 83-84$. йсслздова.» ние проведет на экспериментальной установко» схема которой показана од рас.1.

В работе проведена статистическая обработка результатов вкопэраиэнталшос исследований, рассчитана доворигелыш ошибки намерявши величин, проведен анализ на наличие грубнх ошибок в экспбршентадышх дашшх при доверительной вероятности Р « 0,95.

Влияние факторов на процесс получено в виде адекватных уравнений регрессии (13-16) при безразиэриоа вирагэнзш факторов. Эффекты описываит вяшшае на процесс, соответственно,

скорости воздуха 2Г , его тсгллературц £ , толщина слоя б , напряжения 6 '3 длительность излучения Ж - лучами

$¿0,061-0,191Г- Ц006^~ от я3.

э^о,об+о,о2ь-0,031 ьг-уют* э3= о, 05 г+о.гт-оть1- о. от2,

Зц -~0,022- 0,023В + 0,009В*-*'0.031 В*у Эг* 0; 052 + О.ЗЗЪ^- 0,016Т^Г 0,083>

На основании провздешпи исследований радиациоино-конвек-тпвной сушш крупки получзно обобранное уравнение (17), адекватно опасиваздзе процесс по прсдлолзшюау экономическому критерии оптимизации. ■

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

925 -0,19 гг- 0,0221+ а2135-0,0293ф5г,1л--о.оов^-о.ози^о,009&\0,01д%х~а0т*- о,т зг-

-0,01П$- 0,0415V 0,03т3-0,0в9т^й. (17)

Проверку адекватности полученного уравнения производили по коэффициенту нелинейной множественной корреляции.

11а основании полученных экспериментальных данных рекоыен-дованн рационалыше параметры радиационно-конвективной сушки мандариновой крупки. При влажности крупки 1^/°= 21...195? целесообразна проводить процесс без ИК-облучення, т.к. при незначительном -эффекте на процесс возрастает дополнительные энергозатраты и ухудшатся качество готового продукта. При меньшей влажности в процессе сушки замедляется подвод влаги из внутренних слоев крупки н поверхности. Вследствие этого температура начинает постепенно возрастать и приближаться к критической величине (108-1Ю°С), при которой ухудшается качество крупка. Проведение сушки без НК-облучения предотвращает перегрев поверхности материала при углублении зоны испарения в толщину материала. Это обеспечивает максимальное сохранение качества круши. Конвективный способ суши на последней стадии исключает образование корочки на поверхности материала, которая увеличивает диффузионное сопротивление поверхностного слоя крупки и обеспечивает достижение равномерной влажности крупки по всему объему. В результате реализации программа оптимизации сушки крупки найдены оптимальные режимные параметры независимых факторов: Ь ш 78...85 °С; V = 1,3 м/с; 5 = 26 мм} Ь = 190 В; ( (¡г = 10,8 кВт/ы2); 1~с£л = 26 мин.

Расстояние мевду ПН-излучателем и продуктом к- 160 ми. Для анализа полученных данных по кинетике процесса сушки мандариновой крупки при конвективном и радианионно-нонвективноы

знергоподводе использован метод обобщения, предложенный акад. В.В.Красниковым. Сравнение обобщенных кривых сушки показывает, что применение'Комбинированного энергоподвода позволяет значительно сократить длительность процесса (рис.2).

Сценка сохраняемости комплекса биологически активных веществ проводилась нами путем определения отношения интенсивности люминесценции в полосах излучения, расположенных при 460 нм (1460) и 530 нм (I5ü0).

шестой главе, изложены результаты аналитического исследования внутреннего тепло- и массопереноса в слое мандариновой крупки при радиадионно-конвективной суюке. Произведены расчеты температурных полей и полей влагосодержания внутри материала в процессе сушки. Этот расчет позволяет определить кинетику подвода тепла в виде излучения и конвективного нагрева в проектируемых сушильных установках в зависимости от теплофизических массообменных и оптических свойств материала. IIa рис.3 представлены экспериментальные данные и результаты расчетов внутреннего тепло- и массопереноса в процессе сушки мандариновой крупки. Выявлена совпадав!,юсть экспериментальных и расчетных данных. Составлена программа указанных расчетов на ЭШ.

В седьмой главе приведены практические рекомендации и реализация результатов исследования, проведено аналитическое исследование полей энергетического облучения в рабочей камере радиа-ционно-конвективной сушилки с отражателями параболической формы, определены геометрические параметры рационального размещения кварцевых излучателей в рабочей камере установки, выполнен инженерный расчет сушилки для крупки, определена,экономическая эффективность предложенной установки.

Приводится описание разработанного способа интенсификации производства пищевого кондитерского полуфабриката из выкшок

цитрусовых плодов, на установке для термообработки пищевых продуктов.

На основе сравиитрльного анализа при разных режимах оиерго-подаода разработаны исходные данные для расчета и проектирования опытно-проютленной установки для производства крупки. Показано, что для повышения эффективности суши мандариновой круглей . целесообразно провести термообработку па две стадии. Термообработку на первой стадии следует довести температуру поверхности материала до 10б-Ю8°С с влажностью 19-2$ при плотности лучис~ гого потока 9,5-10,5 кВт/м^ с одновременным обдувом горячим юздухом. Оптимальная высота слоя крупки 20-30 ш. На второй ■.тадаи сушки до конечной влажности сунну целесообразно .произво--лть при конвективном нагреве. При сушке с использованием преложенного способа и устройства интенсифицируется вышеизложенный* роцесс в &~4 раза при высоком качестве готового продукта (цве-а, товарного вида, вкуса п аромата)..

Получено уравнение для расчета полей энергетического облу-!ния (ПЭО) на поверхности слоя крупки непосредственно от из'лу-телей а от поверхности отражателя.

Уравнение для расчета ПЭО в результате отражения пзлуче-я от рефлектора параболической формы тлеет следующий вид.

^ = | [Ч>Ш-<р(Хн)] 1

1 , У-УТ 1

Аналитическое описание плотности лучистого потока, падао-о от элементарной площадки поверхности отражателя на иссле-муи площадку на поверхности крупки.

Суммарный лучистый поток определяли суммированием лучистых потоков, падающих на элементарную площадку слоя крупки непосредственно от каждого излучателя, отраженных от рефлекторов и излучаемых непосредственно отражателями. На основе расчетов выбра- ' ли параметры рационального размещения •излучателей в рабочей камере и рассчитали ПЭО на поверхности слоя крупки (Рис. 4-5). При использовании отражателей параболической формы неравномерность ПЭО на поверхности крупки в поперечном к транспортеру направлении снижается в 6-12 раз. Выявлена совпадаемосгь экспериментальных и расчетных данных.

'■ В работе составлёна программа инженерного расчета сушильной установки на ЭВМ.

«- Выполненный в работе инженерный расчет предложенной установки позволяет снизить тепловые потери в окружавшую среду до 5%,

■ На.основании проведенных экспериментальных и аналитических доследований разработаны исходные данные и техническое задание на опытно-промышленную установку для сушки мандариновой крупки, которые пзреданы во ВШ1ЭКИСП. На основа их в настоящее время разработана рабочая документация установки (рис. 6) в технологической леннн для производства сушеной крупки производительностью 370 кг/ч. Ожидаемый экономический 'з^ект от внедрения предложенной установки для сушга мандаринской крупки по проектируемому варианту составляет 113,03 тыс. руб. в год на 20 тонн сушеной продукции на одной установке (но ценам на апрель 1991 г.)

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ

1. Ирследованн теплофизические характеристики ( с, Л ) мандариновой крушш в диапазоне температур 20-Ю0°С, а такнсе' коэффициента влаго- и термовлагопроводностд. Пэ лучены омпириче-ские зависимости для их расчета, которые были использованы для обоснования режима сушки, а такпе для расчета сушильной установки и аналитического исследования внутреннего тепло- и массо-переноса в процессе суики мандариновой крупки.

2. Исследованы гигроскопические, адгезионно-когезионные свойства мандариновой крупки. Получены уравнения для расчета равномерной влашостп крупка в зависимости от относительной влвпности воздуха, а тамв змшрические зависимости вязкости,, силы отрыва п протности адгезии от температуры мандариновой крупки. Наследованию свойства использованы для обоснования рационального реяпма сугагл крушш, условий ее хранения, а такта . при выбора конструкционных материалов сушильной установки.

3. Разработаны способ и устройство для одновременного оп-ределэюхя-спектральных оптических характеристик шшрвта продуктов. о пспояьзованиэи эллипсоидов вращения, которое поззоляет сократить продоланхельпость энсперЕментелышх исследований а

юс точность. Шследоваш оптические• спедтральше .и интегральные терморадпацпонпае характеристики мандариновой круша, кото^ рио попользовали для выбора типа генератора ИИ-излучения и регяка его работы.

4. Цровэдеш псследоштя конвективной п радаадиогшо-коп« . езктшшой сушки мандаранозой крупки, доказана технологическая

п эяонктвсаал целесообразность прилетела» комбинированного ' зпоргоподвода для сушки крушш. Подучэгш урэзнешгя регрессии . для расчета эхсяошчэсксЯ эффективности, адекватно опаснзавдаз процесс сутгш крупка в рассмотренной диапазона азхзЕзния режаи^

ннх параметров. Обоснованы оптимальные режишша параметры процесса: t «= 76...85 °С; V » 1,3 м/с; 5 » 26 ш; ^ * 10,5 кВт/ы2; ^ » 26 мин; расстояние ыезду ИК-излучателем и продуктом ■» 160 мм .

5. Показано, что при радиавдонно-конвективной сушке достигается улучшение товарного вида п цвета крушш» лучше сохранится ценные питательные а биологические активные вещества, чем при конвективном методе сушки.

6. Разработен иетод аналитического расчета параметров рационального размещения генераторов.ИК-азлучения.и полей онер-гетпческого облучения ка поверхности продукта от линейных кварцевых ИК-издучатедай, снабженных отражателями параболлической форш.

7. Составлена программа расчета на ЭВМ внутреннего тепло-а массопереноса по слоям материала, учитывающая теплофизическка И терглорадасццошшз характеристики шщевих продуктов» а таккэ ас влаго- п тераовлагопроБодаость.

„ 0. Ршработана программа инЕвнзрного расчета проектируемых инфракрасных установок, учитывавшая геометрические характеристики рабочей кеыары, отрекатеяыша свойства ев поверхности и слоя продукта, йареиетры размещения излучателей и пх установленную тдаоать.

'" " " Разработан способ производства пищевого кондитерского полуфабриката аз' внякаок цитрусовых плодов» позвоияздий снизить длительность процесса в раза, /а гадам улучпить качество и товарный вид готового^продукта. -

10. Разработано устройство для термообработки падевых продуктов,. позволяющее рационально использовать рабочий объем камеры, устранить неравномерное распределение влаги по всему объеду продукта, а таквз коштианиз и слипание на поверхности

контактирующих тел.

11. Разработана рабочая конструкторская документация для изготовления оптно-прошшшнного образца установки.

12. Родовой экономический эффект составляет 113,03 тнс. руб. при внедрении одной установки производительности) 370 кг/ч сушеной крупки.

РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ЛО ТЕШ ЛССЕРТЛЦИИ

1. Беридзе Н.Х. Адгезионные свойства субтропических продуктов.// Теоретические и практические аспект применения методов инженерной физико-химической механики с целью совершенствования н интенсификации технологических процессов килевых производств: Тез. докл. ШБоесоюзн. научн. техн. коиф., 1-4 ноября 1990. - М.: 1990. - С.016.

2. Боридзе Н.Х. Разработка радлацаонно-нонвектпвной установки для производства мандариновой крупки.// Совершенствование оборудования тадевшс производств: Сбор. тез. докл. Л1 коп-фзренцвн молодых учешх и специалистов, посвященной 60-летнзо образования МГИПП» II-I4 пеня 1991. - .4.: 1991. - С.82.

3. Бзрздзо Н.Х., Шакеин D.M., Панин A.C. .Топлофпзнческш характеристики мандариновой.цукатной крушен«// 11кг,звал промни-'-лднность. - 1950. - $ II. - С.48.

4. Берцдзэ Н.Х., Киракооян В.Р., Шакс'ш D.M. Аналитические исследования полей обдучення от лщййинх излучателей с па-роболитическпия отрагатедямп.// Совершенствование оборудования пегэвшс производств: Сбор. тез. докл. УШ конференция г/.олоднх ученых и специалистов, посвященной СО-.чэтш образования ШТИЛ» II—14 няня 1991. - Ы.5 IS9I. - C.I36. '

5. Езрвдзе Н.Х., Плакоин Ю.Н. К вопросу сушки терглолзбиль-них субтропических продуктов.// Цутн icopsmiorp улучшения про-

довольственнаго обеспечения в новшс условиях хозяйствования;. Тез. докл. Респ. научн. конф. > 9-11 октября, 1900. г.Сумы. Киев. 1990. Часть П. - С.23-24, .

6. Еервдзе Н.Х., Шаксин D.M., 1]рач0в D.M. Оптимизация процесса сушки мандариновой крупки но экономическому показателю.// Разработка комбинированных продуктов питания; Тез. докл. 1У Всесоюзн. научн.-техн. конф., &-7 декабря 1991» - Кемерово: 1991. - С.68-70-

7. Еабекко Б.Е., Плахсгн K.M., Бервдзе Н.Х. Адгеэиошо-когэзионные свойства мандариновой нрушш.// Машины, агрегаты, процессы а аппараты пищевой технологии: Мзквуз» сб. научн. тр,-Л.: ДРИШ, 1990. - C.99-I02.

8. Бабенко В.Е., Плаксзш D.M., Беридяе Н.Х. Теплофизтаэс-кяе свойства мандариновой цукатной крупки.// Проблемы влияния тепловой обработки на щяцевую ценность продуктов питания: Тез. докл. П Всесоюзн, научн. конф,, Э-5 декабря 1990. - Харьков,'

. I9S0. - С.226-227.

9. Пггаксин Ю.И., Бервдзе Н.Х. Расчет полей енергетическо-гс облучения от лаыд с параболическими отражателями.// Теория н практика комлле;:оной оптимизации радиационного тегаюо&лена

д горения при скигаааи органических топлкв в енергетшсе и про-швиенности: Тез. докл. УП Всесоюзн. кскф. по радиационному теиооби., 21-23 октября, 1991. - Ташкент, 1991,- С.90-92.

10.*Шакаш'Ю.М., Бэредзе Н.Х., фачев Ю.П. Радиационно-конвектЕваая сушка мандариновой крупки.// Пищевая прошшяон-ность, - 1991. - & 9. - C.S4-35.

11. Способ производства пищевого кондитерского полуфабриката ю вгаодок цитрусовых плодов./ Б.Е.Бабенко, Ю.И.Плаксин, Н.Х.Бервдза, Г.А.Дйшшвдза // Рзшше БНИИГОЭ о выдача патента во заявке ß 4844129/13 - 072053 от 30 мая IS9I г.

12. Способ определения оптических свойств пищевых продуктов н устройство его осуществления / В.Е.Бабенко, Ю.М.Плаксин, Д.Г.АрвелаДзе, Н.А.Кахидзе, Н.Х.Берпдзе.// Регккие ВШИТО о выдача патента по заявке й 4872276/13-100832 от 22 ноября 1991 г».

13. Устройство для термообработка пищевых цродуктов / В.Е» Еабекко, В.М.Шшссин, Н.Х.Езридзе 'и др.// Решзние ВНШГПЭ о выдаче патента по заявке Л 4897449/13 - I24I93 от 18 сентября 1991 г.

14. Характеристики кварцевых излучателей для выбора ^птв-

яаяьного регшаа их работы в пищевой промышленности./ В.Е.Ба-/

бешсо^ О.Ы.Плакснн, Н.Х.Беридзе и др.// Г^ти коренного улучшения продовольственного обеспечения в новых условиях хозяйство-заная: Тээ. докл. Респ. наузя.гконф.; 9-II октября, 1990. í.Cyiffl. - Киев: 1990. - часть Л. - C.40-4I» .

Условию обозначение .

t - температура, °С» JU. - вязкость, Еа«:} F„f -прочность.' дгезии, Еа» - сала отрыва» Н» 1А - пропускательзшя сто-обность) Rj - отражательная способность» Ц. - цена су-зпого продукта - руб/кг» Цал - ВДНа исходного продукта -у б/кг | Ц», - цена эл.бнергш - руб/кВт«Ч| 5 - толщина лоя продукта, mj р - плотность продукта,- vpfiP\ ^. - площадь, ¡ппяльноа каыерц, ьг| Рх - мощность эл.калорвфэра, кВт» -рас« од воздуха, м3/Ч| ^ - площадь сечения воздухопровода, и-зщяость электродвигателя вентилятора, кВт» V - скорость воз-да, t,»/c» «Г - время сушкп, ч|- прибыль - руб/ч} Б - иг-)Я£ЗШ!9, В» - плотйооть лучистого потока, кБт/п^} й, - ' юргатпческая яркость спирали, Бг/сы2.

стер* <¿"f¡, — цгашндри-!С5Шй эквивалент спирали, зд - интегральная плотность пзлу-1шя спирали лампы, Вт/а?.

/^fczz

P¿o. I» Czsm sscrispкшатальной комбшодэованнсй радиацвонно-кошзактшшой уотшожки.

I - сугшльная катара; 2 - вовдухорасщродблитолъ; :3 - рабочая кассета; 4 - диа$ргага; 5 - трехходовой крап? G -рогулдругзая саслопка; 7 - вентилятор; 8 - элекгроваяо-pEjap; 9 - давроиаиодавр} 10 - йабораторвнй евтотрешс-фориатор? IIД2 - готэЕцаоштры;. 13,14 - тор:,эаари? I5t. 16" - Ж генареторк.

»

0,5

<А

%ь

36

. зо

Я

т

1г

■21-¿7

52

3?

41

V •

V \| \ 1 \ 1 к /

\ [ V » X 1 Г

\ / У

■ / у 1

•Г & . 9 « . ЛТ

Рпо. 2. Обобгдонгше крише суикп и кривые скорости оуэга кандаряно-вой крупки при радпацпошю-конвектавном и конвективной энергоподводз.

1,1 - радиадионно-конпоктивный зпвргоподаодг 2, 2 - конвективный знергогодвод».

г»I ¿а3 ■ с ■

Рис. 3. Нестагоонарннэ шля температур ■а пергод езгрешат.

в период нагревания»

г

от поверхности параболического отраяателя.

11 01 И'1 >У | у| ).х[

А-А Л.

/

а - размещение блоков о кварцевыми ИК-яампами над транспортером: I - транспортер; 2 - ИК-излу-чатеик; б - кривив поперечной неравномерности 11Э0 (краово;! поперечный зр-ет) е на слоо ¡,;ан-¡ыршовой крушен при: и • 2; и = 220 В; 4; 4= 5, разных значении п соотношений величии г*' 5 • '(»•

40 il

Peo.6. Общий вид устройства дня сушки мандариновой крупки.

1-яерегородка; 2-верхняя секция; 5-нишяя секцвя; 4-п.частин-чатий транспортер; о-узел для перегрузки продукта; 6-Ж-излу-чателв; 7-огражагели; 8-элеватор для подачи продукта; 9-шлю-зовой затвор для выгрузки продукта; 10-веигиляторн; 11-кало-рвферн; 12,13-разравнивагелв;

з 32лз ВмГг,ЩЕл -iw »на¿"