автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Научное обеспечение и разработка способа сушки топинамбура при комбинированных гидродинамических режимах

На правах рукописи

ЗУЕВ Игорь Анатольевич

Научное обеспечение и разработка способа сушки топинамбура при комбинированных гидродинамических режимах

Специальность 05.18.12 - Процессы и аппараты

пищевых производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2006

. Работа выполнена в Воронежской государственной технологической академии (ВГТА).

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Остриков Александр Николаевич

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Алексеев Геннадий Валентинович

доктор технических наук, профессор Дерканосова Наталья Митрофановна

Ведущая организация - ОАО «Воронежский экспериментальный

комбикормовый завод»

Защита диссертации состоится «19» октября 2006 г. в 10 00 на заседании диссертационного совета Д 212.035.01 при Воронежской государственной технологической академии по адресу: 394000, г. Воронеж, проспект Революции, 19, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГТА.

Автореферат разослан 18 сентября 2006 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. С давних пор топинамбур, или земляная груша (НеНапИшэ ШЬегозиэ), известен как продовольственная культура. В мировом земледелии земляная груша занимает около 0,5 млн. га. Содержание Сахаров (на сухое вещество) в клубнях топинамбура колеблется от 69,5 до 73,9 %, в надземной массе от 40,0 до 43,9 %, а белка - в клубнях до 6,31 %, в листьях до 21,5 %. В состав клубней и надземной массы входят другие ценные химические вещества (микроэлементы, пектины, аминокислоты и др.). Полезность топинамбура объясняется тем, что клубни содержат повышенное содержание до 16... 18 % инулина - полисахарида, легко усваиваемого организмом. С помощью гидролиза получают фруктозу - безвредной сахар для диабетиков.

Обладая высокой пищевой и биологической ценностью, сушеный топинамбур «Скороспелка» широко используется для получения диетических продуктов питания, лечебных препаратов. При производстве сушеного топинамбура очень важно соблюдать параметры, которые способствуют прохождению биохимических процессов, направленных на создание продукта с высокой пищевой ценностью и приятным вкусом. Однако традиционная сушка топинамбура воздухом сопряжена со значительными энергозатратами и низким качеством готового продукта.

Работа проводилась в соответствии с планом НИР кафедры процессов и аппаратов химических и пищевых производств Воронежской государственной технологической академии по теме «Исследование гидродинамики, тепло - и массообмена в системах: твердое тело — жидкость, твердое тело - газ при течении в каналах разной геометрической формы» (№ гос. регистрации 01.960.006217).

Цель и задачи диссертационной работы: научное обеспечение способа сушки топинамбура перегретым паром атмосферного давления при комбинированных гидродинамических режимах; повышение эффективности процесса за счет разработки нового способа сушки и сушильных установок для его реализации, обеспечивающих экономию теплоэнергетических ресурсов

при требуемом качестве готовой продукции.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Изучение топинамбура как объекта исследования; изучение структурно-механических и теплофизических характеристик топинамбура, систематизация полученных данных.

2. Изучение механизма и основных гидродинамических и кинетических закономерностей сушки топинамбура «Скороспелка» при комбинированных гидродинамических режимах с использованием в качестве теплоносителя воздуха, паровоздушной смеси и перегретого пара атмосферного давления.

3. Экспериментальное исследование процесса сущки топинамбура при комбинированных гидродинамических режимах с целью определения рациональной области изменения технологических параметров.

4. Изучение кинетики процесса термолиза топинамбура, полученной методом дифференциально-термического анализа; выявление температурных зон, соответствующих испарению влаги с различной энергией связи и термическому разложению белково-углеводнош комплекса.

5. Комплексная оценка качества топинамбура, высушенного воздухом, паровоздушной смесью и перегретым паром атмосферного давления.

6. Разработка математической модели процесса сушки топинамбура при комбинированных гидродинамических режимах.

7. Разработка способа производства сушеного топинамбура и конструкций сушильных установок периодического и непрерывного действия для его осуществления. Проведение промышленной апробации предлагаемого способа и конструкций сушильных установок.

Научная новизна. Обоснована целесообразность использования комбинированных гидродинамических режимов для сушки топинамбура.

Определены гидродинамические характеристики псевдо-ожиженного слоя топинамбура, позволяющие обеспечить равномерную обработку продукта.

Установлены кинетические закономерности процесса сушки топинамбура при комбинированных гидродинамических ре-

жимах. .

Выявлены температурные зоны, соответствующие испарению влаги с различной энергией связи и термическому разложению белково-углеводного комплекса.

Разработана математическая модель процесса сушки топи. намбура в виде системы дифференциальных уравнений в частных производных, описывающая процессы тепло - и массопереноса.

Практическая ценность. Разработано программное обеспечение процесса сушки топинамбура при комбинированных гидродинамических режимах.

Предложены способ сушки топинамбура «Скороспелка» и оригинальные конструкции сушильных установок для его реализации.

Проведено комплексное исследование качественных показателей топинамбура, высушенного с помощью перегретого пара атмосферного давления, паровоздушной смеси и воздуха, при комбинированных гидродинамических режимах. Установлено, что топинамбур «Скороспелка», высушенный воздухом, обладает хорошими потребительскими свойствами и имеет высокую пищевую и биологическую ценности.

Разработан инженерный метод расчета сушильных установок для топинамбура.

Новизна технических решений защищена 7 патентами РФ.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались: на научных конференциях в Воронежской государственной технологической академии (с 2002 по 2004 гг.); межрегиональной конференции молодых ученых «Пищевые технологии» (Казань, 2004 г.); научно-практической конференции «Качество и безопасность сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов» (Углич, 2004 г.); IV международной научно-практической конференции «Пища. Экология. Качество» (Новосибирск, 2004 г.); V международной научно-технической конференции «Техника и технология пищевых производств» (Могилев, 2005 г.). Соискатель является стипендиатом Президента РФ.

Результаты работы демонстрировались на 17-й межрегиональной выставке «Продторг» (22-24 октября 2003 г.), выставке «Центрагромаш» (14 ноября 2003 г.), IV Московском международном салоне инноваций и инвестиций и награждены дипломами. Со-

искатель принял участие в конкурсе инновационных проектов в рамках 17-й межрегиональной выставки и награжден дипломом.

Публикации. По теме диссертации опубликована 21 работа, в том числе 7 патентов РФ, 6 статей в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов и результатов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 160 страницах машинописного текста, содержит 51 рисунок и 21 таблицу. Список литературы включает 107 наименований, в том числе 27 на иностранных языках. Приложения к диссертации представлены на 42 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении охарактеризовано современное состояние производства топинамбура; обоснована актуальность темы диссертационной работы, научная новизна и практическая значимость выполненных исследований.

В первой главе систематизированы литературные данные о современном состоянии техники и технологии процесса сушки топинамбура, об основных направлениях совершенствования оборудования и технологии сушки топинамбура. Приведен обзор аппаратов для сушки топинамбура, и представлены их конструкции, выпускаемые в России и за рубежом. На основании проведенного анализа обоснован выбор объекта исследования, сформулированы задачи диссертационной работы и определены методы их решения.

Во второй главе исследован топинамбур как объект сушки.

Были получены зависимости коэффициентов внешнего и внутреннего трения по стали от влажности топинамбура. Их анализ показывает, что коэффициенты внешнего и внутреннего трения увеличиваются с ростом влажности.

Для получения информации о кинетике процесса термолиза топинамбура был использован дифференциально-термический анализ. Дериватограмма топинамбура имела характеристические температуры ступеней дегидратации, деструкции веществ и температурные интервалы устойчивости промежуточных соединений, определяемые пиками эндотермических эффектов, сопровождающихся испарением влаги и возможным отделением газообразных фракций.

Для получения данных о механизме влагоудаления, определения температурного интервала и количества влаги, десорби-руемой примерно с одинаковой скоростью, использовали кривую в координатах «(-^а) - (103/7)» (рис. 1). На рис. 1 отчетливо видны три линейных участка для топинамбура, что свидетельствует о ступенчатом выделении воды.

На первой стадии, при температуре 338 К, происходит нагрев и удаление «свободной» воды (участок АС на рис. 1) механически и осмотически связанной влаги, имеющей невысокую энергию связи с продуктом. Вода, выделяющаяся на второй стадии, образует несколько последующих слоев молекул, более прочно связанных с продуктом (участок С£) на рис. 1).

На третьей стадии (участок РЕ на рис. 1) в ин-

/А /1 1

с/ 1 1 1

Е ■393 К \ 1 1 |Т,=ЗЗЯ к 1 1 I 1Т.-308 К

Те =458 К >

2,0

2,3

3,2

2,6 2,9

юоо/т

Рис. 1. Зависимость-12« от 1000/7"

тервале температур около 338...393 К завершается удаление физико-механической связанной воды и начинается высвобождение незначительной части слабосвязанной адсорбционной влаги внешних полимолекулярных слоев внутри частиц продукта. С температуры 398...458 К наблюдается деструкция веществ. Пик эндотермического эффекта при температуре 398 К, сопровождающийся окончанием интенсивной потери массы, соответствует высвобождению молекул воды с физико-химической связью и удалению газообразных фракций. При температуре продукта свыше 398 К наблюдается начало распада веществ топинамбура.

Таким образом, анализ полученных данных позволил выделить три периода дегидратации воды и преобразования сухих веществ при термическом воздействии на топинамбур, а также выявить температурные зоны, которые соответствуют высвобождению влаги с различной формой и энергией связи.

Для правильной организации процесса сушки важно знать характер изменения теплофизических характеристик топинамбура. Для этого использован метод нестационарного теплового режима,- ' Обработка опытных данных на ЭВМ в среде статистического пакета «Statistica-5,0» позволила получить уравнения, описывающие теплофизические свойства топинамбура для интервала температур (263...333 К):

при W= 10%: C = 2126,5 + l,13f ; Л = 0,0985 + 0,0003 95г ;

а = 7,645 + 0,0242i. (1)

при 80%: C = 3455 + 8,375f; Л - 0,595 + 0,0015?;

а = 15,85 + 0,015/ . (2)

Сравнение экспериментальных и расчетных данных показывает, что влажность оказывает большее влияние на коэффициенты теплопроводности, температуропроводности и теплоемкости, чем температура (рис. 2, 3 и 4). Проанализировав данные, установили, что с повышением температуры удельная теплоемкость, теплопроводность и коэффициент температуропроводности топинамбура увеличиваются.

В третьей главе изложено описание экспериментальной установки для исследования процесса сушки топинамбура. В качестве объекта исследования использовали топинамбур «Скороспелка», который предварительно очищали, мыли и разрезали на кубики (с размером сторон от 5 до 8 мм).

Процесс сушки топинамбура при комбинированных гидродинамических режимах исследовали в следующих диапазонах изменения технологических параметров: температура перегретого пара — 337...443 К; скорость потока теплоносителя на входе в слой -0,8... 8,0 м/с; удельная нагрузка продукта на решетку - 15.. .30 кг/м2.

В качестве теплоносителя использовали перегретый пар атмосферного давления, паровоздушную смесь и воздух.

Анализ изменения гидравлического сопротивления слоя топинамбура в процессе сушки (рис. 5) указывает на экспоненциальное уменьшение АР, которое зависит от влажности продукта. Отмечено наличие участка (от 600 до 900 с) с незначительным изменением гидравлического сопротивления слоя продукта.

Это обусловлено тем, что в этот момент времени изменение влажности продукта незначительно, так как интенсивного испа-

рения влаги из топинамбура уже не наблюдается.

а б

Рис. 2. Зависимость удельной теплоемкости топинамбура от температуры: при влажности Ж = 10 % (а) и при влажности IV 80 % (б)

0,723 ' Вт'мК 0,700

0,125 Вт/ыК 0.120

0,115 0,110

60 70 С КО

0,675 0.650 0.625

Рис. 3. Зависимость коэффициента теплопроводности топинамбура от температуры: при влажности IV = 10 % (а) и при влажности IV 80 % (б)

4.50 м/с 9.25

|

■о 8,75

¡а

8.50 8,25 8.011

—^ к

1/

у у

к

20 ](1 4(1 50

70 t КО

16.25^

20 30 40 50 60 70 С 80

а б

Рис. 4. Зависимость коэффициента теплоотдачи топинамбура от температуры: при влажности = 10 % (а) и при влажности 80 % (б)

К о* к«**«|жммм цЙ <я»И

■V, — -

а

N о-п *-п млмыИ м»й

\ ч Ч V

\ -

Уменьшение АР связано с изменением пороз-ности слоя, влагосодержа-ния и усадки частиц продукта. Установлено также, что коэффициент гидравлического сопротивления слоя топинамбура Я зависит в основном от скорости перегретого пара и практически не зависит от величины удельной нагрузки слоя топинамбура на газораспределительную решетку (рис. 6). Обработка экспериментальных данных позволила определить эту зависимость в виде

Х = А/ Яе", (3) где А = 192,37 и я = 1,222.

Отклонение расчетных данных по формуле (3) от экспериментальных не превышало ± 28 % (рис. 6). При движении перегретого пара сквозь слой высушиваемого топинамбура его температура и насыщение влагой снижаются. Это меняет вязкость пара. Значения критерия Яе0, вычисленные с учетом варьирования всех входящих в него величин в процессе сушки топинамбура перегретым паром, изменялись в диапазоне от 140 до 1000.

С повышением температуры перегретого пара относительная усадка возрастает, что объясняется увеличением градиента влагосодержания внутри материала, которое обусловлено достижением продуктом более высокой температуры.

к \ ••> ЦиНмШ 1

N Гч и -

4 «у «

Рис. 5. Зависимость изменения гидравлического сопротивления слоя топинамбура «Скороспелка» от времени при различных температурах теплоносителя, К: а-413; 6-423; в — 433; <7„ = 1,5 кг/м2

0.30 0,20

0,10 0,080

0,060

□ 1М1

V О-403 К д-413 К □-423 К

\

ч

Ч

ь N

с к

[Ч 0

N

ч

„

ить

Рис. 6. Зависимость коэффициента гидравлического сопротивления слоя топинамбура от критерия Рейнольдса при различных температурах перегретого пара, К: 1 — 403; 2 - 413;3 - 423

1,0 0,9 .0,7 0,6 0,5 0,4 0^3

0,1 • 0,1

\ о

0-2 1-1 д 4 N

4

А

л

ч

л V

Л"»

0,2

0,3 0,4 0,5 0,71,0

и -5И~

2,0 3,0 4,0 5,0....6,0

Рис. 7. Зависимость усадки топинамбура от влаго-содержания при температуре перегретого пара, К: 1-413; 2-423; 3-433

Если постро-зависимость относительной усадки 8 от влаго-содержания и при различных значениях температуры перегретого пара в логарифмической анаморфозе (рис. 7), от отчетливо видны два участка. На первом участке в диапазоне изменения и = 5,5...1,1 кг/кг увеличение усадки 5 весьма значительно: от 0,10 до 0,75. На втором участке:

и = 1,1...0,1

кг/кг изменение усадки незначительно: от 0,75 до 0,78.

При математической обработке экс-

периментальных данных были получены эмпирические уравнения, выражающие зависимость величины усадки с> от текущего влагосодержания продукта, для различных значений температуры перегретого пара:

а) £ = 140 °С:

б) (= 150 °С:

¿>=0,759-0,219(7 + 0,01617

5=0,773 - 0,05и - 0,0103С/"

(4)

(5)

в)*= 160 °С:

8 = 0,698 + ОД 4и - 0,063^/2 , (6)

где 8 - величина относительной усадки топинамбура; (У - текущее влагосодержание топинамбура, кг/кг.

Обобщенное регрессионное уравнение:

8=36,96 + 5,3£/-0,21£/2 +0,491?-0,07?С/-(-0,003^<72 -

(7)

-0,0015г2 +0,0002?2С/-0,000009?2£/2 где I - температура перегретого пара, °С.

Среднее квадратичное отклонение усадки, полученной по уравнению (7), составляло ег= 9,14 %.

Кинетические закономерности процесса сушки кубиков топинамбура «Скороспелка» представлены кривыми сушки, кривыми скорости сушки и температурными кривыми процесса (рис. 8 а, б, в). Из анализа кривых (рис. 8, а, б) видно, что имеют место три периода: прогрев, постоянная и убывающая скорость сушки.

Вследствие высоких коэффициентов теплообмена при конденсации пара на поверхности кубиков топинамбура в периоде прогрева очень быстро повышается температура (рис. 8, в), и влага удаляется из продукта в виде пара.

В четвертой главе предложено математическое описание процесса сушки топинамбура при таких допущениях: частицы топинамбура рассматриваем в виде параллелепипеда; интенсивность процесса теплообмена описываем законом Ньютона-Рихмана: д=а(Т(М,1^м^—Тс); геометрическая форма высушиваемого продукта постоянна, теплофизические и массообменные параметры усреднены; начальное распределение температуры и влагосодер-жания по объему высушиваемого продукта постоянны.

Тогда уравнение теплопроводности с подвижными границами, при условии, что тепломассообменные коэффициенты постоянны на интервале времени [О, тк ], тк <тК, имеет вид

Ы

——а дт

(е2( э2( д2^

-+-г+ -

дх2 ду2 дг2

егс 8 и с дт.

(8)

с начальным условием

/ = гн при г = 0; (9)

,.... *

у А-1 в-з Х-4

к"""**- гг

//

II/'

кг кг 0.1)5

0.02 1.01

»•2 •к* 1М

.V- /

7 к

/

1

4 1 МУм 5

360 72» 1П80 1440 180» с 2160

Т——

б

0,1»

3611 72(1 10К0 Ы4>1 I Ч."1 С 21Ы1

,1

л

Рис. 8. Кривые сушки, скорости сушки и температурные кривые сушки топинамбура (и = 1,85 м/с; /гот= 0,06 м) при температуре теплоносителя Т„, К: а - воздух, 1 -333; 2 — 343; 3-353; 4 - 363 б-паровоздушная смесь, / -413; 2-423; 3 -433; 4-413^118-423; в-перегретый пар, / —413; 2—423; 3-433; '/-418-423

и граничными условиями: д1

д(

£(/-Гс) = 0 прих = -/; — + = 0 при х = 1

дх

+ /г(г-?с)=0 при у = / ;

дх

, ( \ п , дг

—-*(*-*с) = 0 при у = —1\ —

ду ду

—= 0 при г = -1; — — А:(г — ) = О при г ='/.(10)

& дг

Принимаем, что коэффициент теплообмена с окружающей средой к является постоянной величиной на всех гранях параллелепипеда к = к^ = к2 = ¿з .

Вводя безразмерные переменные, приводим систему уравнений (8)-(10) к виду

дт „ агу

■ = /1 Ко-

дРо

дЕо

дТ

дХ х=-

дТ

дУ У=-

дТ

дг

Ш

дТ дХ

(П) (12)

Л*=1

- 5/(1 - = 0;

+ = — - В/(1 -Г|у=]) = 0 ;

у=\

+ 5/(1 - Г|г=1) = 0 ; || _ -¿?/(1-Г|7=,) = 0. (13)

2=1

Для решения задачи теплопроводности с учетом теплоты на испарение влаги используем численный метод, основанный на локально-одномерной схеме. Рассмотрим нестационарное трехмерное уравнение теплопроводности для параллелепипеда

дТ

ср—=Х от

с граничным условием

г дг т д2т д2т\ +

дх1

\

Эуг Эг'

+

+1дт^ т

дп

= Яо п,!п> П=х,у,г,

(14)

(15)

п-0,1п

с начальным условием

Т(х,у,г]т=0=Т0,

(16)

здесь дх

£гс д и

с дт

Сравнительный анализ показал хорошую сходимость: отклонения расчетных от экспериментальных данных не превысило 12,6% (рис. 9, а, б).

ч

НИМ 12(10 140<1 Б 1»Ш1

25.(1 >|>»н 30.»

Рис. 9. Сравнение расчетной (-) и экспериментальной (о) кривой

сушки (а) и термограммы (б) процесса сушки топинамбура

В пятой главе проведены исследования комплексной оценки качества сушеного топинамбура по органолептическим и физико-химическим показателям, а также исследования по составу минеральных веществ и аминокислот. Химический состав свежего топинамбура и топинамбура, высушенного по заводской и предлагаемой технологиям, приведен на рис. 10.

70-

50-

$0-

40-

30- -V

20-

10-

0 Влажность бело» Жир Эол«

□ Скатай топинамбур "Скоростям* Ивысуш«ниый по »»одекей т«хнепегии_ □ бы суш« ими А по пр«дп«'ааыой т«хнологик во ов" 11 22 12 ___7 ........ 0.97 0.94 24.51 17*35' 58.04 63 . ^

Рис. 10. Химический состав свежего, высушенного по заводской и предлагаемой технологиям топинамбура «Скороспелка» при температуре теплоносителя 70 "С

Исследование показателей качества топинамбура проводили в соответствие с ТУ 9164-001-17912573-2001 «Порошок из клубней топинамбура». Он был исследован по органолептиче-ским, физико-химическим и химическим показателям минеральных веществ и аминокислот. Определение указанных показателей позволило выявить структурные изменения в топинамбуре, происходящие в процессе его сушки, и оценить качество полученного продукта. Определение токсичных элементов не выявило превышения допустимых уровней их содержания в топинамбуре.

Результаты исследований показали, что высушенный топинамбур соответствует требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 п. 6.6.1 «Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов». Таким образом, установлено, что высушенный топинамбур «Скороспелка» обладает хорошими потребительскими свойствами и имеет высокую пищевую ценность.

В шестой главе изложена методика инженерного расчета сушилок для топинамбура, позволяющая определять их конструктивные размеры, производительность и удельные энергозатраты. Разработаны способ сушки топинамбура и оригинальная конструкция сушильной установки (рис. 11), обеспечивающие рациональные режимы сушки топинамбура при минимальных материальных и энергетических затратах.

б

Рис. 11. Сушилка: 1 — корпус; 2 - стойки; 3 — бункер загрузки; 4 — ротационный питатель; 5 - вентилятор; б — калориферы; 7 - секционированные патрубки; 8 - патрубок; 9 — лоток; 10 - лента; 11 — паз; 12 - механизм образования «бегущей волны»; 13 - рама; 14 - копир; 15 - ось

Основные выводы и результаты

. 1. Проведены на основании системного подхода комплексные теоретические и экспериментальные исследования, в результате которых разработана энергосберегающая технология сушки топинамбура при комбинированных гидродинамических режимах, обеспечивающая высокую эффективность процесса, экономию теплоэнергетических ресурсов и хорошее качество готовой продукции.

2. Методом нестационарного теплового режима определены теплофизические характеристики топинамбура для интервала температур 263...333 К. Установлено, что влажность оказывает большее влияние на коэффициенты теплопроводности, температуропроводности и теплоемкости, чем температура. Анализ полученных данных показывает, что с повышением температуры удельная теплоемкость, теплопроводность и коэффициент температуропроводности топинамбура увеличиваются.

3. Исследованы основные гидродинамические закономерности процесса сушки топинамбура при комбинированных гидродинамических режимах с использованием в качестве теплоносителя перегретого пара атмосферного давления, воздуха и паровоздушной смеси. Установлено, что коэффициент гидравлического сопротивления зависит в основном от скорости теплоносителя и практически не зависит от величины удельной нагрузки слоя топинамбура на решетку.

4. Изучен механизм и основные кинетические закономерности процесса сушки топинамбура при комбинированных гидродинамических режимах. Выявлено, что основными факторами, влияющими на протекание процесса сушки топинамбура, являются: температура, скорость и частота пульсаций потока теплоносителя...

5. Разработана математическая модель процесса сушки топинамбура в виде системы дифференциальных уравнений в частных производных в сферических координатах, описывающая процессы тепло-и массопереноса.

6. Определены следующие рациональные режимы сушки топинамбура воздухом: температура теплоносителя 363 К; скорость теплоносителя 2,1 м/с; эквивалентный диаметр 8,7-10"3 м.

7. Проведено комплексное исследование качественных показателей топинамбура при комбинированных гидродинамических режимах. Установлено, что топинамбур «Скороспелка», высушенный с использованием в качестве теплоносителя воздуха, обладает хорошими потребительскими свойствами и имеет высокую пищевую и биологическую ценность. Исследованы органолептические и химические показатели качества топинамбура, высушенного по предлагаемой технологии. Подтверждено, что он содержит больше ценных питательных веществ, чем приготовленный по заводской технологии.

8. Исследована кинетика процесса термолиза топинамбура, что позволило выявить температурные зоны, соответствующие испарению влаги с различной энергией связи и термическому разложению, белково-углеводного комплекса.

9. Предложены оригинальные конструкции аппаратов для сушки топинамбура. Проведены производственные испытания способа сушки топинамбура на ООО «Топинамбур», которые подтвердили высокую эффективность разработанных технологических режимов. Ожидаемый экономический эффект от его промышленного внедрения составит 112,3 тыс. р./год.

Условные обозначения:

Т, Т„, Т„, Т$ - температура продукта, начальная, перегретого пара и насыщения, К; с - удельная теплоемкость продукта, кДм/(к:~- К); £ -критерий фазового превращения; Я - коэффициент теплопроводности, Вт/(мК); критерии: Не - Рейнольдса, /-с - Фурье, Ко - Коссовича, -Био теплообменный, В/„, - Био массообменный, II, и„ - влагосодержа-ние продукта текущее, начальное, кг/кг; ЛР - перепад давления, Па; \ -скорость, м/с;г- время, с; Д с/—диаметр, м; р — плотность, Кг/м3; //- коэффициент динамической вязкости, Па-с; а — коэффициент температуропроводности, м2/с; К; р„ — плотность высушиваемого продукта., кг/м ; - удельная теплота парообразования, кДж/кг; 5- величина усздки слэл топинамбура; а„, - коэффициент диффузии влаги, м2/с; а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2-К); /3 - коэффициент массоотдачи, м/с; г - координата, м; X, У, 2— безразмерные координаты; Т - безразмерная темге-ратура; 0 — безразмерное влагосодержание; ц, -температура теплоносителя, °С; равновесное значению влагосодержание продукта, кг/кг; я -половина стороны частицы, м.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Остриков, А. Н. Исследование форм связи влаги в топинамбуре методом дифференциально-термического анализа [Тексг] / А. Н. Остриков, И. В. Кузнецова, И.А. Зуев // Хранение и переработка сег.ь-хозсырья. - 2004. - № 7. - С. 33-35.

2. Остриков, А. Н. Исследование гидродинамики процесса сушки топинамбура перегретым паром [Текст] / А. Н. Остриков, И. А. Зуев // Вестник Белгородского университета потребительской кооперации. -2004. - № 4(9). - С. 234-237.

3. Остриков, А. Н. Кинетика суики топинамбура перегретым паром [Текст] / А. Н. Остриков, И. А. Зуев II Изв. вузов. Пищевая технология. - 2005. - № 2 - 3. - С. 87-89.

4. Остриков, А. Н. Комплексная оценка качества топинамбура, высушенного паровоздушной смесью атмосферного давления [ Текст] / А. Н. Остриков, И. А. Зуев // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2005. -№8.-С. 44-45.

5. Остриков, А. Н. Исследование усадки при сушке топинамбура перегретым паром [ Текст] / А. Н. Остриков, И. А. Зуев II Хранение и переработка сельхозсырья. -2005. - №8. - С. 48-49.

6. Остриков, А. Н. Расчет пропускной способности сушилки с гибким транспортирующим органом [Тек1.т] / А. Н. Остриков, А. Н. Чс й-кин, И. А. Зуев // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2003. - № 2 - 3. - С. 89-90.

7. Остриков, А. Н. Интенсификация сушки сыпучих продуктов при различных состояниях слоя [Текст] / А. Н. Остриков, А. Н. Чайкин, И. А. Зуев // Техника и технология пищевых производств: материалы III Международной научно-технической конференции. - Могилев, 2002 -С. 208-210.

8. Остриков, А. Н. Оценка распределения потока теплоносителя в сушилке с гибким транспортирующим органом [Текст] / А. Н. Остриков, И. А. Зуев // Научные оснозы процессов, аппаратов и машин пищевых производств: материалы международной научно - практической конференции. - Краснодар, 2002. -С. 115-116.

9. Остриков, А. Н. Разработка технологий сушки пищевого растительного сырья перегретым паром [Текст] / А. Н. Остриков, С. А. Шевцов, И. А. Зуев // Качество и безопасность сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов: матер, науч.-практ. конф.: в.2,ч, - Углич: Россельхозакадемия, 2004, - Ч. 2. - 292 с. - С. 17-21. .

10. Пат. 2237224 Российская федерация, МПК7 Г 26 В 17/04. Сушилка [Текст] / Остриков А. Н., Чайкин А. Н., Зуев И. А.; заявитель и патентообладатель Воронежская государственная технологическая академия.-:^ 2003109139, заявл. 31.03.2003; опубл. 27.09.2004, Бюл. № 27.

П.Паг. 2215957 Российская федерация, МПК7 Г 26 В 17/04. Сушилка [Текст] / Остриков А. Н., Чайкин А. Н., Зуев И. А.; заявитель и патентообладатель Воронежская государственная технологическая академия. - 2002111607, заявл. 29.04.2002; опубл. 10.11.2003, Бюл. №31.

12 Пат. 2256379 Российская федерация, МПК7 А 23 Ь 1/10. Способ производства сушеного топинамбура [Текст] / Остриков А. Н., Зуев И. Д.; заявитель и патентообладатель Воронежская государственна технологическая академия. - № 2004114518, заявл. 12.05.2004; опубл. 20.07.2005, Бюл. № 20.

13 Пат. 2256135 Российская федерация, МПК7 Р 26 В 17/04. Сушилка [Текст] / Остриков А. Н., Зуев И. А.; заявитель и патентообладатель Воронежская государственная технологическая- академия,- - № 2004129497, заявл. 06.10.2004; опубл. 10.07.2005, Бюл. № 19.

Подписано в печать 18.09.2006. Формат 60x84 '/|6. Бумага офсетная. Гарнитура Тайме. Ризография. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ V2.0

Веронгжская государственная технологическая академия (ВГТА) Участок оперативной полиграфии Адрес академии и участка оперативной полиграфии 394000 Воронеж, пр. Революции, 19

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

II Глава 1. Современное состояние теории, техники и технологии сушки топинамбура.

1.1. Комплексная оценка топинамбура как объекта исследования.

1.2. Краткий обзор техники и технологии сушки топинамбура.

1.3. Анализ закономерностей процесса сушки топинамбура.

1.3.1. Обоснование использования импульсного псевдоожиженного слоя для сушки топинамбура.

1.4. Анализ литературного обзора и задачи исследования.

Глава 2. Исследование топинамбура как объекта сушки.

2.1. Исследование фрикционных свойств топинамбура.

2.2. Исследование форм связи влаги в топинамбуре методом дифференциально-термического анализа.

2.3. Определение теплофизических характеристик топинамбура.

Глава 3. Исследование процесса сушки топинамбура при комбинированных гидродинамических режимах.

3.1. Экспериментальная установка и методика проведения экспериментов.

3.2. Исследование гидродинамики процесса сушки топинамбура

3.2.1. Гидродинамические характеристики слоя топинамбура, продуваемого теплоносителем.

3.2.2. Исследование усадки при сушке топинамбура.

3.3. Исследование кинетики процесса сушки топинамбура.

Глава 4. Математическое моделирование процесса сушки топинамбура.

4.1. Математическая модель процесса сушки частиц топинамбура.

4.2. Уравнение теплопроводности для частиц высушиваемого продукта.

4.3. Алгоритм решения задачи расчета температурного поля частицы топинамбура. ф 4.4. Решение задачи теплопроводности без учета внутренних источников теплоты.

4.5. Решение нестационарного трехмерного уравнения теплопроводности для параллелепипеда с учетом внутренних источников теплоты.

4.5.1. Локально - одномерная схема для решения многомерной задачи теплопроводности.

4.5.2. Зональный метод решения задачи нестационарного трех-~ мерного уравнения теплопроводности для параллелепипеда с учетом внутренних источников теплоты.

Глава 5. Комплексная оценка качества топинамбура «Скороспелка».

5.1. Исследование органолептических и физико - химических показателей качества топинамбура.

5.2. Исследование аминокислотного состава топинамбура.

5.3. Исследование влияния режимов сушки на содержание инулина в топинамбуре.

Глава 6. Разработка конструкции сушилки способа сушки топинамбура.

6.1. Методика расчета сушилки для топинамбура.

6.1.1. Исходные данные для расчета. ф 6.1.2. Методика расчета.

6.2. Разработка конструкции аппаратов для сушки топинамбура.

6.3. Разработка способа сушки топинамбура.

6.4. Расчет ожидаемого экономического эффекта от использования сушилки для топинамбура.

В последние годы в связи с осложнившейся экологической и экономической обстановкой в стране произошел резкий скачок заболеваемости взрослого населения, подростков, детей такими болезнями века как диабет, язва желудка, сердечно-сосудистые заболевания и др. В связи с этим для повышения устойчивости организма к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды и сохранения генофонда человечества большое внимание должно уделяться организации профилактического и лечебного питания, созданию продуктов питания нового поколения, призванных задерживать старение организма, связывать, нейтрализовывать и выводить из организма вредные вещества, препятствовать развитию болезней.

Ценным сырьем для производства продуктов питания лечебно-профилактического назначения может служить топинамбур. Топинамбур, или земляная груша (Helianthus tuberosus), известен в Европе сравнительно недавно. Он завезен из Америки в 1612 г. По химическому составу клубни топинамбура практически не уступают картофелю. Однако углеводы топинамбура имеют характерное отличие от углеводов картофеля. Спирто- и водорастворимые углеводы клубней топинамбура большей частью представлены фруктозанами, наиболее ценный из них - инулин, содержание которого составляет свыше 14 %.

Структурные полисахариды клубней топинамбура, входящие в клеточные стенки (пектиновые вещества, гемицеллюлоза, Х-целлюлоза), составляют от 1,56 до 2,88 % на сырую массу. Сумма пектиновых веществ колеблется от 0,56 до 2,18 % на сырую массу, при этом преобладает нерастворимый протопектин (51,0.75,0 % от их суммы). С пектиновыми веществами связано наличие радиопротекторных свойств клубней топинамбура. Клубни и вегетативная масса топинамбура содержат все незаменимые аминокислоты. Выявлено высокое содержание (в % на сухую массу) аргинина - 0,46, валина -1,33, триптофана - 0,82.

В клубнях топинамбура преобладают лимонная и яблочная кислоты (55 % и 27 % соответственно). Обнаружены также фумаровая, янтарная, хинная и следы шикимовой кислоты. Клубни топинамбура имеют богатый минеральный состав. Установлено, что в них не накапливаются тяжелые металлы даже в случае культивирования на зараженных почвах. Благодаря высокой пищевой ценности топинамбур с давних пор использовался как продукт питания человека. Однако применение его в пищевой промышленности тормозилось вследствие особенностей строения клубней и их нетехнологичности.

Переработка топинамбура на полноценные продукты питания стала возможной в настоящее время благодаря выращиванию Майкопской селекционной станцией новых сортов топинамбура с правильной грушевидной формой корнеплодов без глазков. С применением этих сортов разработаны рецептуры, технология изготовления и нормативная документация на пюреобраз-ные продукты питания.

Учитывая высокую пищевую ценность консервов из топинамбура, обладающего радиопротекторными свойствами, производство продуктов питания на его основе позволит в значительной степени решить проблему питания населения в районах с повышенным фоном радиации.

Порошок топинамбура различных фракций, выпускаемый по предложенной технологии, изготавливается из свежезамороженных клубней топинамбура путем резки клубней на чипсы, их сушки и последующего помола до заданного размера частиц продукта и облучения полученного продукта ультрафиолетом. Он предназначается для использования в качестве компонента при производстве пищевых продуктов и пищевой или биологически-активной добавки.

В последние годы значительно вырос интерес к земляной груше (топинамбуру) как культуре широких возможностей. Ценность ее определяется высокой экологической пластичностью и продуктивностью, экономичностью возделывания, уникальным химическим составом, универсальностью использования, устойчивостью к болезням и вредителям, возможностью производства продукции экологически чистым способом.

В отличие от картофеля у топинамбура используется как подземная, так и надземная часть растения. Размеры, масса клубневого гнезда топинамбура и связь клубней со столонами существенно выше, чем у картофеля. Топинамбур - культура многолетняя, хорошо переносит зиму и в отличие от картофеля имеет два срока посадки и уборки. Сроки нахождения клубней картофеля в почве (от клубнеобразования до уборки) до 4-х месяцев, топинамбура - до 11 месяцев. Топинамбур - многолетняя, т. е. «самовоспроизводящаяся» культура, поскольку клубни в почве хорошо переносят зиму. Основное содержание сухих веществ у топинамбура - сахар.

Посадки топинамбура требуют ухода и периодической уборки и посадки. В противном случае в течение 2.3 лет загущаются и теряют урожайность.

Топинамбур не требует применения гербицидов, фунгицидов и инсектицидов. Это в полном смысле «экологически чистое растение». Клубни топинамбура из-за отсутствия в кожуре пробкового слоя при хранении быстро теряют влагу и легко поражаются гнилью. За две недели хранения при комнатной температуре клубни теряют до 60 % веса.

Для центральной России лучшим сортом земляной груши является «Скороспелка» (авторы Устименко-Бакуновский Г.В., Усанова З.И.). Производством оригинальных семян данного сорта и разработкой технологии производства, адаптированной к агроэкологическим условиям региона, занимается Тверская государственная сельскохозяйственная академия. Сорт имеет самое широкое распространение в Нечерноземной зоне России, а также в ряде областей Черноземного Центра, в республике Беларусь и других регионах России и стран СНГ.

В Центральном районе России «Скороспелка» превосходит все другие сорта по клубневой продуктивности, технологичности, скороспелости.

Содержание Сахаров (на сухое вещество) в клубнях топинамбура колеблется от 69,5 до 73,9 %, в надземной массе от 40,0 до 43,9 %, а белка - в клубнях до 6,31 %, в листьях до 21,5 %. В состав клубней и надземной массы входят другие ценные химические вещества (микроэлементы, пектины, аминокислоты и др.). Благодаря своей технологичности и ценному химическому составу, сорт «Скороспелка» широко используется для получения диетических продуктов питания, лечебных препаратов.

Сорт «Скороспелка» представляет большую ценность также как кормовая культура. Силос из надземной массы превосходит по питательности кукурузный, а также из однолетних трав, ботвы кормовой свеклы и хорошо поедается всеми видами животных. Клубни могут использоваться в корм в свежем, запаренном и силосованном виде для сельскохозяйственных животных и птицы.

Актуальность работы. Обладая высокой пищевой ценностью, сушеный топинамбур «Скороспелка», как важный компонент, входит в состав некоторых вторых обеденных блюд, хлеба, вареных колбас и других видов продуктов.

Потребительские свойства топинамбура (его аромат и специфический вкус) формируются в процессе сушки [1, 17, 18, 19]]. Новые физические, вкусовые и ароматические свойства топинамбура, образующиеся при сушке, обусловлены существенными изменениями состава сырья, происходящими в результате биохимических реакций. При производстве сушеного топинамбура очень важно соблюдать параметры, которые способствуют прохождению биохимических процессов, направленных на создание продукта с высокими пищевыми достоинствами, сильным ароматом и приятным вкусом.

Однако традиционная сушка топинамбура воздухом сопряжена со значительными энергозатратами и невысоким качеством готового продукта [11, 20,31].

Необходима разработка новых сушильных установок с комбинированными гидродинамическими режимами [2, 8, 16, 26]. Создание таких высокоэффективных установок, обеспечивающих полную автоматизацию и механизацию технологических процессов, позволит изготовить поточно-механизированные линии, обеспечивающие значительное повышение производительности труда, безотходную переработку топинамбура и улучшение его качества.

Теоретические основы тепломассообмена в процессах сушки пищевого растительного сырья и их аппаратурное оформление отражены в работах А.В. Лыкова, А.С. Гинзбурга, Б.С. Сажина, В.И. Муштаева, В.В. Куцаковой, Б.И. Леончика, Ю.А. Михайлова и др.

Из зарубежных исследователей, работающих в этом направлении, следует отметить О. Кришера, Т. Хиодо, Р. Тоеи, Т. Масазуку, Т. Сигеру и др.

Развитие теории, техники и технологии тепломассообменных процессов подготовило условия для научного подхода к разработке новых способов сушки топинамбура и рациональных конструкций сушильных установок, обеспечивающих наименьшие потери теплоты и электроэнергии.

Работа проводилась в соответствии с планом НИР кафедры процессов и аппаратов химических и пищевых производств Воронежской государственной технологической академии по теме «Исследование гидродинамики, тепло- и массообмена в системах: твердое тело - жидкость, твердое тело -газ при течении в каналах разной геометрической формы» (№ гос. регистрации 01.960.006217).

Цель диссертационной работы: научное обеспечение процесса сушки топинамбура при комбинированных гидродинамических режимах; повышение эффективности процесса за счет разработки нового способа сушки и сушильных установок для его реализации, обеспечивающих экономию теплоэнергетических ресурсов при требуемом качестве готовой продукции.

Научная новизна. Обоснована целесообразность использования комбинированных гидродинамических режимов для сушки топинамбура.

Определены гидродинамические характеристики псевдоожиженного слоя топинамбура, позволяющие обеспечить стабильное поддержание заданных технологических режимов.

Установлены кинетические закономерности процесса сушки топинамбура при комбинированных гидродинамических режимах.

Выявлены температурные зоны, соответствующие испарению влаги с различной энергией связи и термическому разложению белково-углеводного комплекса.

Разработана математическая модель процесса сушки топинамбура в виде системы дифференциальных уравнений в частных производных, описывающая процессы тепло- и массопереноса.

Практическая ценность. Разработано программное обеспечение процесса сушки топинамбура при комбинированных гидродинамических режимах.

Предложен способ сушки топинамбура и оригинальные конструкции сушильных установок для его реализации.

Проведено комплексное исследование качественных показателей топинамбура «Скороспелка», высушенного при комбинированных гидродинамических режимах. Установлено, что высушенный топинамбур «Скороспелка» обладает хорошими потребительскими свойствами и имеет высокую пищевую ценность.

Разработан инженерный метод расчета сушильных установок для топинамбура.

Новизна технических решений защищена семью патентами РФ (№№ 2237224,2215957,2256379,2256135,2252564,2252565,2254001).

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на научных конференциях в Воронежской государственной технологической академии (с 2003 по 2005 г.г.); III международной научно-технической конференции «Техника и технология пищевых производств» (Могилев, 2002 г.); международной научно-практической конференции «Пища. Экология. Качество» (Новосибирск, 2003 г.); международной научнопрактической конференции «Научные основы процессов, аппаратов и машин пищевых производств» (Краснодар, 2002 г.); научно-практической конференции «Качество и безопасность сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов» (Углич, 2004 г.); V международной научно - технической конференции «Техника и технология пищевых производств» (Могилев, 2005 г.).

Результаты работы демонстрировались на 17-й межрегиональной выставке «Продторг» (22-24 октября 2003 г.), выставке «Центрагромаш» (14 ноября 2003 г.), IV московском международном салоне инноваций и'инвестиций и награждены дипломами. Соискатель принял участие в конкурсе инновационных проектов в рамках 17-й межрегиональной выставки «Продторг» и награжден дипломом. Соискатель является стипендиатом Президента РФ за 2005-2006 г.г.

Представленная диссертационная работа обобщает новые результаты теоретических и экспериментальных исследований процесса сушки топинамбура при комбинированных гидродинамических режимах, проведенных непосредственно автором под научным руководством д. т. н., профессора А.Н. Острикова.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Проведены на основании системного подхода комплексные теоретические и экспериментальные исследования, в результате которых разработана энергосберегающая технология сушки топинамбура при комбинированных гидродинамических режимах, основанная на использовании в качестве теплоносителя перегретого пара атмосферного давления, паровоздушную смесь и воздух, обеспечивающая высокую эффективность процесса, экономию теплоэнергетических ресурсов и хорошее качество готовой продукции.

2. Исследованы основные гидродинамические закономерности процесса сушки топинамбура при комбинированных гидродинамических режимах. Установлено, что коэффициент гидравлического сопротивления зависит в основном от скорости теплоносителя и практически не зависит от величины удельной нагрузки слоя топинамбура на решетку.

3. Изучен механизм и основные кинетические закономерности процесса сушки топинамбура при комбинированных гидродинамических режимах. Выявлено, что основными факторами, влияющими на протекание процесса сушки топинамбура, являются температура теплоносителя и его скорость.

4. Разработана математическая модель процесса сушки топинамбура в виде системы дифференциальных уравнений в частных производных, описывающая процессы тепло - и массопереноса.

5. Определены следующие рациональные режимы сушки топинамбура: температура воздуха 333.373 К; скорость воздуха 2,1 м/с; эквивалентный диаметр 8,7-10'3 м.

6. Проведено комплексное исследование качественных показателей топинамбура «Скороспелка», высушенного при комбинированных гидродинамических режимах. Установлено, что топинамбур, высушенный воздухом, обладает хорошими потребительскими свойствами и имеет высокую пищевую ценность.

7. Исследована кинетика процесса термолиза топинамбура, что позволило выявить температурные зоны, соответствующие испарению влаги с различной энергией связи и термическому разложению белково-углеводного комплекса.

8. Разработаны оригинальные конструкции аппаратов для сушки топинамбура. Проведены производственные испытания способа сушки топинамбура перегретым паром на ООО «Топинамбур», которые подтвердили высокую эффективность разработанных технологических режимов. Ожидаемый экономический эффект от его промышленного внедрения составит 112,3 тыс. р./год.

1. Артемова, А.А. Топинамбур, продлевающий жизнь Текст. / А. А. Артемова. - М.; С.-Пб.: Диля, 2003. - 90 с

2. Аэров, М. Э. Аппараты со стационарным зернистым слоем: Гидравлические и тепловые основы работы Текст. / М. Э. Аэров, О. М. Тодес, Д. А. Наринский. Л.: Химия, 1979. - 176 с.

3. Багаутдинова, Р. И. Продуктивность и фракционный состав углеводного комплекса разных по скороспелости сортов топинамбура Текст. / Р. И. Багаутдинова, Г. П. Федосеева // Сельскохозяйственная биология, 2000. №1 С. 2027.

4. Бачурская, А. Д. Пищевые концентраты. Современная технология Текст. / А. Д. Бачурская, В. Н. Гуляев. М.: Пищевая промышленность, 1976 -335 с.

5. Бексеев, Ш. Г. Огурец (Земляная груша) Текст. / Ш. Г. Бексеев. С.-Пб. :Лениздат, 1997-54 с.

6. Бронштейн, И. Н. Справочник по математике Текст. / И. И. Бронштейн, К. А. Семендяев. М.: Наука, 1986. - 544 с.

7. Броунштейн, Б. И. Гидродинамика, массо- и теплообмен в дисперсных системах Текст. / Б. И. Броунштейн, Г. А. Фишбейн Л.: Химия, 1977. - 279 с.

8. Бровина, Ф. Я. Топинамбур и топинсолнечник проблемы возделывания и использования Текст. / Ф. Я. Бровина, // Тез. Докл. 2 Всес. НПК. -Иркутск, 1990,- 116-118 е.

9. Ганжа, В. Л. Тепломассоперенос в зоне конденсации фильтрующегося в дисперсном слое пара Текст. / В. Л. Ганжа, Г. И. Журавский // ИФЖ. -1984. Т. 46. - № 3. - С. 438-441.

10. Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов Текст.: СанПиН 2.3.2.1078-01 п. 6.6.1. -М.: Изд-во стандартов, 2001. 269 с.

11. П.Гинзбург, А. С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов Текст. / А. С. Гинзбург М.: Пищевая пром-сть, 1973. - 528 с.

12. Гинзбург, А. С. Массовлагообменные характеристики пищевых продуктов Текст. / А. С. Гинзбург, И. М. Савина М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1982.-280 е.

13. Гинзбург, А. С. Теплофизические характеристика пищевых продуктов: Справочник Текст. / А. С. Гинзбург, М. А. Громов, Г. И. Красовская. -М.: Агропромиздат, 1990. 287 с.

14. Глинский, В. А. Экспериментальное исследование крупномасштабных пульсаций псевдоожиженного слоя Текст. / В. А. Глинский, И. О. Протодьяконов, Ю. Г. Чесноков // Журнал Прикладной химии. 1980. - Т. 53. - № 11.-С. 2466-2471.

15. Голубев, В. Н. Топинамбур. Состав, свойства, способы переработки, область применения Текст. / В. Н. Голубев. М., 1995. - 201 с.

16. Грачев, Ю. П. Моделирование и оптимизация тепло- и массообмен-ных процессов пищевых производств Текст. / Ю.П. Грачев, А.К. Тубольцев, В.К. Тубольцев М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984. - 216 с.

17. Зеленков, В. Н. Проблемы возделывания топинамбура и топинсол-нечника Текст. / В. Н. Зеленков, С. В. Богидаев. IV Межрегиональная НПК. Тез. докл. - Воронеж, 1993. - 9-10 с.

18. Зеленков, В. Н. Топинамбур (земляная груша) Текст. / В. Н. Зеленков, Н. К. Кочнев, Т. В. Шелкова, Новосибирск, 1993. - 34 с.

19. Идельчик, И. Е. Аэродинамика технологических аппаратов (Подвод, отвод и распределение потока по сечению аппаратов) Текст. / И. Е. Идельчик-М.: Машиностроение, 1983.-351 с.

20. Исаченко, В. П. Теплообмен при конденсации Текст. / В. П. Исаченко М.: Энергия, 1977. - 240 с.22. .Калашников, Г. В. Ресурсосберегающие технологии пищевых концентратов Текст. / Г. В. Калашников, А. Н. Остриков Воронеж: ВГУ, 2001. -355 с.

21. Кафаров, В. В. Анализ и синтез химико-технологических систем Текст. / В. В. Кафаров, В. П. Мешалкин М.: Химия, 1991. - 431 с.

22. Кретов, И. Т. Интенсификация процесса сушки овощей и круп Текст. / И. Т. Кретов, В. М. Кравченко, А. И. Остриков, С. А. Назаров М.: АгроНИИТЭИПП, 1988. - с. 1 - 25. - (Сер. 18. Консервн., овощесуш. И пище-конц. пром-сть. Обзор, информ. Вып. 1).

23. Кретов, И. Т. Технологическое оборудование предприятий пище-концентратной промышленности Текст. / И. Т. Кретов, А. Н. Остриков, В. М. Кравченко Воронеж. - Изд-во ВГУ, 1996. - 448 с.

24. Куницына, М. Справочник технолога плодоовощного производства Текст. / М. Куницына С.-Пб.: ПрофиКС, 2001. - 478 с.

25. Кутателадзе, С. С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление Текст.: Справ, пособие. / С. С. Кутателадзе. М.: Энергоатомиздат, 1990.-365 с.

26. Куц, П. С. Численное моделирование процесса увлажнения пористой гранулы паром. В сб.: Тепло- и массоперенос: от теории к практике Текст. / П. С. Куц, Н. Н. Гринчик. - Минск.: ИТМО им. А. В. Лыкова АН БССР, 1984.-с. 25-27.

27. Лебедев, Ф. С. Топинамбур и топинсолнечник проблемы возделывания и использования Текст. / Ф. С. Лебедев // III Всесоюзная научно практическая конференция, 7-11 октября - 1991.: Тез. докл.

28. Лыков, А. В. Теория сушки Текст. / А. В. Лыков. М.: Энергия, 1968.-470 с.

29. Лыков, А. В. Тепломассообмен Текст. / А. В. Лыков. М.: Энергия, 1978.-479 с.

30. Маслова, С. П. Особенности развития надземных и подземных органов представителей рода Helianthus Текст. // Бюл. ГБС, 2002. Вып. 184. с. 46-51.

31. Машины и аппараты пищевых производств Текст.: учеб. для вузов: в 2 т / С. Т. Антипов, И. Т. Кретов, А. Н. Остриков и др.; под ред. акад. РАСХН В. А. Панфилова. М.: Высш. шк., 2001.

32. Материалы 1 ой Международной научно - практической конференции: Растительные ресурсы для здоровья человека (возделывание, переработка, маркетинг) Текст. / М.: Типография «Арес», 2002. - 456 с.

33. Михайлов, Ю. А. Сушка перегретым паром Текст. / Ю. А. Михайлов М.: Энергия, 1967. - 200 с.

34. Мордасов, А. Г. Оптимальное использование и экономия энергоресурсов на промышленных предприятиях Текст. / А. г. Мордасов, В. Е. Доб-ромиров, В. Г. Стогней. Воронеж:Изд. ВГУ, 1997. - 240 с.

35. Мухамбетов, Д. Д. Изучение токсичности топинамбура Текст. / Д. Д. Мухамбетов, А. Б. Аканов // Ветеринария. Ежемесячный научно производственный журнал. - 2003. - №1. Москва, с. 23-26.

36. Муштаев, В. И. Сушка дисперсных материалов Текст. / В. И. Муш-таев, В.М. Ульянов М.: Химия, 1988. - 352 с.41.0стапчук, Н. В. Основы математического моделирования процессов пищевых производств Текст. / Н. В. Остапчук. Киев: Выща школа, 1991. - 368 с.

37. Остриков, А. Н. Развитие научных основ и разработка способов тепловой обработки пищевого растительного сырья с использованием перегретого пара Текст.: дисс. . докт. техн. наук: 05.18.12 / Остриков Александр Николаевич. Воронеж, 1993. - 350 с.

38. Остриков, А. Н. Исследование форм связи влаги в топинамбуре методом дифференциально-термического анализа Текст. / А. Н. Остриков, И. В. Кузнецова, И.А. Зуев // Хранение и переработка сельхозсырья. 2004. - № 7. - С. 33-35.

39. Остриков, А. Н. Исследование гидродинамики процесса сушки топинамбура перегретым паром Текст. / А. Н. Остриков, И. А. Зуев // Вестник Белгородского университета потребительской кооперации. 2004. - № 4(9). -С. 234-237.

40. Остриков, А. Н. Кинетика сушки топинамбура перегретым паром Текст. / А. Н. Остриков, И. А. Зуев // Изв. вузов. Пищевая технология. 2005. -№2-3.-С. 87-89.

41. Остриков, А. Н. Комплексная оценка качества топинамбура, высушенного паровоздушной смесью атмосферного давления Текст. / А. Н. Остриков, И. А. Зуев // Хранение и переработка сельхозсырья. 2005. - №8. - С. 44-45.

42. Остриков, А. Н. Исследование усадки при сушке топинамбура перегретым паром Текст. / А. Н. Остриков, И. А. Зуев // Хранение и переработка сельхозсырья. 2005. - №8. - С. 48-49.

43. Остриков, А. Н. Расчет пропускной способности сушилки с гибким транспортирующим органом Текст. / А. Н. Остриков, А. Н. Чайкин, и. а. Зуев // Изв. вузов. Пищевая технология. 2003. - № 2 - 3. - С. 89-90.

44. Пат. 2215957 Российская федерация. Сушилка Текст. / Остриков А. Н., Чайкин А. Н., Зуев И. А.; заявитель и патентообладатель Воронежская государственная технологическая академия. опубл. 10.11.2003.

45. Пат. 2237224 Российская федерация. Сушилка Текст. / Остриков

46. A. Н., Чайкин А. Н., Зуев И. А.; заявитель и патентообладатель Воронежская государственная технологическая академия. опубл. 27.09.2004.

47. Пат. 2070693 Российская федерация. Конвективная сушилка Текст. / И. П. Слободяник; заявитель и патентообладатель Слободяник И. П.; опубл. 20.12.1996.

48. Пат. 2102894 Российская федерация. Линия получения порошка из ягод и другого растительного сырья Текст. / Семин Л. Н., Топорков Н. В., Кирсанов Ю. А.; заявитель и патентообладатель Семин Л. Н.; Топорков Н. В., Кирсанов Ю. А.; опубл. 27.01.1998.

49. Пат. 2002106595 Российская федерация. Способ переработки клубней топинамбура Текст. / Карачун Ю. П., Кочнев Н. К., Воробейчиков Д.

50. B.; заявитель и патентообладатель Карачун Ю. П., Кочнев Н. К., Воробейчиков Д. В.; опубл. 27.11.2004.

51. Пат. 2002101710 Российская федерация. Способ получения сушеных клубней топинамбура Текст. / Сидоренко С. М., Горшков М. Ф.; заявитель и патентообладатель Сидоренко С. М., Горшков М. Ф.; опубл. 27.08.2003.

52. Пат. 2192761 Российская федерация. Способ производства порошка из клубней топинамбура Текст. / Кочнев Н. К., Калиничева М. В.; заявитель и патентообладатель Кочнев Н. К., Калиничева М. В.; опубл. 20.11.2002.

53. Пат. 2148588 Российская федерация. Способ получения инулина из клубней топинамбура Текст. / Манемин В. В., Артемьев В. Д., Васильева Ю. П.; заявитель и патентообладатель Манемин В. В., Артемьев В. Д., Васильева Ю. П.; опубл. 10.05.2000.

54. Пат. 2142239 Российская федерация. Концентрат топинамбура сушеный Текст. / Зеленков В. Н.; заявитель и патентообладатель Зеленков В. Н.; опубл. 10.12.1999.

55. Пат. 98108877 Российская федерация. Способ производства обезвоженного растительного сырья и способ приготовления блюд из него Текст. / Пейкер С. К., Пирогова Г. А.; заявитель и патентообладатель Пейкер С. К., ПироговаГ. А.; опубл. 10.04.1999.

56. Пат. 98110166 Российская федерация. Парафармацевтическое средство концентрат топинамбура (сушеный) и способ его получения Текст. / Зеленков В. Н.; заявитель и патентообладатель Зеленков В. Н.; опубл. 12.05.1999

57. Полянский, К. К. Топинамбур: перспективы использования в молочной промышленности Текст. / К. К. Полянский, Н. С. Родионова, Н. Э. Глаголева. Воронеж.: ВГУ, 1999.-94 с.

58. Поскребышева, Г. И. Топинамбур Текст. / Г. И. Поскребышева. -М.: Олма пресс, 2000. - 68 с.

59. Сажин, Б. С. Основы техники сушки Текст. / Б. С. Сажин. М.: Химия, 1984.-315 с.

60. Система научного и инженерного обеспечения пищевых и перерабатывающих отраслей АПК России Текст. / А. Н. Богатырев, В. А. Панфилов, В. И. Тужилкин и др. М.: Пищевая промышленность. 1995. - 528 с.

61. Скоблина, В. И. Топинамбур (Helianthus tuberosus) Текст. / В. И. Скоблина. -М.: Армада пресс, 2001. - 87 с.

62. Соболь, И. М. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями Текст. / И. М. Соболь, Р. Б. Статников. М.: Наука, 1981.- 110 с

63. Справочник технолога пищеконцентратного и овощесушильного производства Текст. / В. Н. Гуляев, Н. В. Дремина, 3. А. Кац и др.; под ред. В. Н. Гуляева. М.: Легкая и пищевая пром-ть, 1984. - 488 с.

64. Сысоев, В. В. Системное моделирование Текст. / В. В. Сысоев.

65. Воронеж.: ВТИ, 1991. 80 с.

66. Скурихин, И. М. Все о пище с точки зрения химика Текст.: Справ, издание / И. М. Скурихин, А. П. Нечаев. -М.: Высш. шк., 1991.-288 с.

67. Урьев, Н. Б. Физико химические основы технологии дисперсных систем и материалов Текст. / Н. Б. Урьев. - М.: Химия, 1988. - 256 с.

68. Усанова, 3. И. Биологические особенности и технологии возделывания картофеля и земляной груши Текст. / 3. И. Усанова, А. К. Осербаев. -Тверь.: Изд во «Триада», 2004. - 54 с.

69. Харин, В. М. Объемная усадка и изменение плотности влажных материалов при сушке Текст. / В. М. Харин, 10. И. Рудаков // Хранение и переработка сельхозсырья. 2002. - № 10. - С. 20-21.

70. Церевитинов, О. В. Изменение минеральных веществ и токсичности элементов при переработке плодоовощного сырья Текст. / О. В. Церевитинов, Н. Г. Чулков, Т. Н. Иванова // Хранение и переработка сельхозсырья. -1997.-№4.-С. 33-35.

71. Шаршунова, М. Тонкослойная хромотография в фармации и клинической биохимии. Ч. 2 Текст. / М. Шаршунова, В Шварц, Ч Михалец. М.: Мир, 1980.-295 с.

72. Шаин, С. С. Топинамбур: Новый путь к здоровью и красоте Текст. / С. С. Шаин. М.: Фитон+, 2000. - 97 с.

73. Шувалов, О. П. Целитель Топинамбур Текст. / О. П. Шувалов. -СПб.: Нев. Проспект, 2001. 43 с.

74. Энергосберегающие технологии и оборудование для сушки пищевого сырья Текст. / А. Н. Остриков, И. Т. Кретов, А. А. Шевцов, В. Е. Добромиров. -Воронеж.: ВГТА, 1998.-344 с.

75. Эйхе, Э. П. Топинамбур или земляная груша (Основы возделывания и народохозяйственное значение) Текст. / Э. П. Эйхе. M-JL: Изд-во Академии наук СССР, 1957.

76. Angermann, A. Stand der hydrochemischen Behandlung in der Schalmullerei Text. / A. Angermann Getreide, «Mehl und Brot», 1980, Vol. 34, № 1, S. 3-6.

77. Antioxidants in fruits and vegetables the milleniums Text. / Kaur Cha-ranjit, Kapoor Harish С. II Int. J. Food Sci. and Technol. - 2001. - 36, № 7. - P. 703-725.

78. Dorrel, D.G. // Irrigation, fertilizer, har vest dates and storag effects on the reducing sugar and fructose concentrations of Jerusalem artichocke tubers Text. / D.G. Dorrel, B.B. Chubey Can J. Plant Sci. 57. 591-596. 1977.

79. Dalla materia prima al prodotto finito. 2a parte Text./ Diemmi di Mario // Parma impianti: Food Process. Plants. 2000. - № 40. - P. 29-34, 37-42, 45-51, 53-59.

80. Effect du sechage sur le retrecissement de cubes de pomme de terre Text. / Amaral Paulo J., Lebert Andre, Bimbenet Jean-Jacques // Sci. alim. 2001. - 21, № 3. - P. 231-242.

81. Frites: les premiers pas duneligne modele Text. / Haxaire L. // Process: Magazine des technologies alimentaires. 2001. - № 1174. - P. 18-20.

82. Gurta Es Seyhan, F. Low temperature mushroom (A. bisporus) drying with desiccant dehumidifiers Text. / F. Gurta Es Seyhan, O. Evranuz // Drying Technology. 2000. - № 18. - C. 433-445.

83. Haxaire, L. Frites: les premiers pas duneligne modele Text. / L. Haxaire

84. Process : Magazine des technologies alimentaires. 2001. - № 1174. - P. 18-20.

85. Helianthus tuberosus Text. / C.J. Swanton, P.B. Cavers, D.R. Clements et al. // Can. J. Plant Sci., 1992. / Vol. 72, № 4. - P. 1367-1382.

86. Koch, K. Einfluss der Dungung auf Entvicklung Ertrag und Inhaltsstoffe von Topinambur Text. / К Koch. Zuckerindustrie, 2000. Bd 115. S. 9-12.

87. Methode rapide de mesure de la nuance colorante du rouge de betterave Text. / Jqnne V., Megard D. // Ind. alim. et agr. 1999. - 116, 9. - P. 13-20.

88. Optimum operating conditions in drying foodstuffs with superheated steam Text. / Elustondo D.M., Mujumdar A.S., Urbicain M. J. // Drying Technol. -2002. 20, №2.-P. 381-402.

89. Oscarson, M. Composition and microstructure of waxy, normal and high amilose barley samples Text. / M. Oscarson, T. Parkkonen, K. Autio, P. Aman // J. Cereal Sci. 1997. -№ 26. P. 259-264.

90. Productivity and fermentability of Jerusalem Artichoke according to havesting date Text. / Chabbert N., Braun P.H., Guirand J.P., Arnoux M., Galzy P. «Biomass», 2003, 3, N 3,204-224.

91. Rudiger, R. Die energetische Bedeutung der Trocknung. «Energiean-wendung» Text. / R. Rudiger 1983. - 32, № 5. - S. 165-166.

92. Viscoelastic behaviour of dehydrated products during rehydration Text. / Krokida M. K., Kiranoudis С. Т., Maroulis Z. B. // J. Food Eng. 1999. - 40. - № 4.-P. 269-277.

93. Roggow, G. Anbautechnische, norstoff und futterwirtschaft liche Unter-suchungen Zum. Problem der Anbauberechtigung der Topinambur in Mecklenburg Text. / Roggow G. Thesis, Universitat Rostock - 1962. - S 58-60.

94. Sahai, D. Structural and chemical Properties of Native Corn Starch Granules Text. / Sahai D., Jackson D.S J Starch/Starke.48. 1996. - № 7/8.

95. Sandall, O.C., Hanna O.T., Wilson C.L. Heat transfer, across turbulent falling liquid films Text. / Sandall O.C., Hanna O.T., Wilson C.L. «AlChe Symp.

96. Ser.", 1984 -80 -№236 -P. 3-9.

97. Soja, G. Harvest Dates, Fertilizer and Varietal Effects on Yield, centra-tion and Molecular Distribution of Fructan in Jerusutem Artichoke (Helianthus tu-berosus) Text. / Soja G., Dersch G., Praznik W. / Agronomy 1990 Crop Science 165, 181-189.

98. The biology of Canadian weedsText. / P.B. Cavers, D.R. Clements et al. // Can. J. Plant Sci., 1995. Vol. 74, № 5. P. 1374-1385.

99. Thermal conductivity prediction of fruits and vegetables using neural networks Text. / Hussain Mohamed Azlan, Rahman M. Shafiur // Int. J. Food Prop.- 1999.-2,2.-P. 121-137.

100. Watson, E. The genus Helianthus Text. / Michigan Academy of science, arts and letters, 1967 9, P. 305 - 476.

101. Yan Shao-qing. Shanghai ligong daxue xuebao Text. / Yan Shao-qing, Peng Hai-zhu, Hua Zse-zhao, Liu Bao-lin J. Univ. Shanghai Sci. and Technol. -2000. 22, №3.-P. 202-206.

102. Zvara, J. Einfluss von Klarschlamm and NPK auf Ertgrag und Zukker-gehalt bei Topinambur (Helianthus tuberosus L.) Text. / Zvara J., P. Herger / 1993.- Bodenkultur / 34. P. 13-21.

103. Zhao Yu-sheng. Zhengzhou liangshi xueyang xuebao Text. / Zhao Yu-sheng, Wang Yun-xia J. Zhengzhou Grain Coll. 2000. - 21,1. - P. 60-61.