автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Разработка и научное обоснование способа сушки пищевых волокон

На правах рукописи

0034695 Ю

ТИТОВА

Любовь Михайловна

РАЗРАБОТКА И НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА СУШКИ ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН

Специальность 05.18.12 - Процессы и аппараты пищевых производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

'4 гит,

Воронеж-2009

003469510

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет» на кафедре «Технологические машины и оборудование»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Алексанян Игорь Юрьевич

Официальные оппоненты: Заслуженный изобретатель РФ,

доктор технических наук, профессор Шевцов Александр Анатольевич (ГОУВПО Воронежская государственная технологическая академия)

Доктор технических наук Ангелюк Валентин Петрович (ФГОУ ВПО Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова)

Ведущая организация: Московский государственный

университет прикладной биотехнологии (МГУПБ)

Защита состоится «4» июня 2009 года в 14 часов 30 мин. на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.035.01 при ГОУВПО «Воронежская государственная технологическая академия» по адресу: 394000, г. Воронеж, проспект Революции, 19, конференц-зал. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГТА. Автореферат размещен на официальном сайте ВГТА www.vgta.vrn.ru. Автореферат разослан «_» апреля 2009 г.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.035.01 д.т.н., профессор

Г.В. Калашников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Вследствие загрязнения окружающей среды проблема функционального питания по значимости занимает ведущее место в мире. Важную физиологическую роль в функционировании пищеварительной системы человека играют балластные вещества (пищевые волокна (ПВ), клетчатка). В настоящее время отмечается серьезный дисбаланс в обеспечении населения микроингредиентами, в частности, ПВ. Один из путей решения проблемы дефицита ПВ - выделение их в виде изолированных препаратов для дальнейшего использования при производстве пищевых продуктов.

Реализация этого направления осуществляется с большими трудностями, т.к. предусматривает привлечение в производство различных видов сырья, что требует индивидуального подхода при его переработке. Привлекательна с экономической точки зрения возможность выделения ПВ из производственных отходов, что позволяет решить вопрос их утилизации и возвращения в производство. Несмотря на изобилие и низкую стоимость сырья, российский производитель предлагает потребителю крайне ограниченный ассортимент ПВ, что сдерживает выпуск профилактических биологически активных добавок и продуктов функционального назначения на их основе. Поэтому актуальна задача создания промышленных технологий получения ПВ и организация специальных производств на территории РФ.

Одним из заключительных этапов производства ПВ является сушка. Процессы теплового обезвоживания характеризуются значительной энергоемкостью. Использование традиционных способов обработки и сушки для ПВ затруднено в виду того, что они не адаптированы для нетрадиционных продуктов, поэтому проведение дополнительных исследований с целью выбора рациональных способа обезвоживания, типа сушильного аппарата, обеспечивающих соответствующие технико-экономические показатели, актуально и требует научного подхода с учетом специфики технологии и свойств сырья.

Настоящая диссертационная работа выполнена в рамках Перечня критических технологий Российской Федерации, утвержденного Президентом РФ В.В. Путиным 21 мая 2006 г. Пр-842 (п. «Технологии экологически безопасного ресурсосберегающего производства и переработки сельскохозяйственного сырья и продуктов питания»); Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно- технологического комплекса России на 2007-2012 г.г.» (распоряжение Правительства РФ от 6 июля 2006 г. № 977-р.), а также в соответствии с координационным планом НИР на кафедре ФГОУ ВПО АГТУ «Технологические машины и оборудование».

Целью работы является разработка рационального способа обезвоживания на основе экспериментально-аналитического изучения тепломассообмена при сушке ПВ и конструкции аппарата для его осуществления.

Задачи работы:

- комплексно исследовать объект сушки, изучив экспериментально и на основе обобщения известных литературных данных его дисперсные, морфологические, гигроскопические характеристики и проанализировав основные термодинамические закономерности взаимодействия ПВ с водой;

- экспериментально обосновать рациональный способ и режимы обезвоживания на основе исследования кинетики влагоудаления и качества получаемых сухих ПВ при различных вариантах энергоподвода; выявить влияние основных факторов на процесс сушки для выбранного способа обезвоживания, получить расчетные зависимости кинетики влагоудаления и удельного съема сухого продукта от влияющих факторов;

- исследовать экспериментально гидродинамику потока газовзвеси дисперсного материала для обоснования рационального режима сушки и выработки практических рекомендаций по выбору рациональных вариантов конструкций сушильной установки;

- численно реализовать и проанализировать эволюцию температурных полей в продукте путем физико-математического моделирования процесса сушки;

- методом анализа размерностей теории подобия обобщить полученные экспериментальные данные по кинетике обезвоживания;

- на основе анализа комплекса проведенных теоретических и экспериментальных исследований по интенсификации тепломассообмена с учетом целевого исследования литературных данных предложить конструкторские решения реализации разработанного способа сушки ПВ.

Научная новизна. Впервые экспериментально определены и обобщены дисперсные, гигроскопические, структурно-механические и гигротермические характеристики, аппроксимированы эмпирическими уравнениями теплофизиче-ские характеристики ПВ для диапазонов обезвоживания с использованием литературных данных и формул аддитивности.

Установлены кинетические закономерности процесса сушки ПВ, получены полиномиальные аппроксимирующие зависимости от влияющих факторов удельного съема сухого продукта, кривых скорости конвективной сушки в кипящем слое и кинетических коэффициентов для различных зон влагоудаления.

Получена система критериального и линейного уравнений процесса сушки ПВ в псевдоожиженном слое для различных зон удаления влаги, которая может быть использована при проектировании сушильных установок кипящего слоя с учетом масштабного перехода от модели к промышленному образцу.

Определены рациональные значения влияющих на интенсивность тепломассообмена факторов с учетом технологических ограничений и гидродинамики взвешенного слоя ПВ.

Проведен анализ температурных полей в процессе сушки ПВ, полученных на основе численной реализации математической модели процесса.

Практическая значимость работы. Впервые получены математические зависимости величины удельного съема сухого продукта, зависимость скорости сушки от основных факторов, влияющих на интенсивность процесса.

Для оперативного использования в инженерных расчетах впервые получены аппроксимирующие зависимости теплофизических характеристик ПВ от влажности и температуры.

Разработан и обоснован способ обезвоживания ПВ (заявка на изобретение № 2008130429/13(037709), приоритет от 22.07.2008), определены и обоснованы рациональные режимы в зависимости от производственных условий, а также ор-

ганизадии процесса сушки и технологических ограничений. Предложена оригинальная конструкция установки для сушки продуктов с повышенными адгези-онно-когезионными свойствами (Установка для сушки дисперсных материалов, МПК F26B 17/00/ И.Ю. Алексанян, JI.M. Титова, Ю.А. Максименко, П.Н. Ларин; заявл. 02.12.2008; заявитель ФГОУ ВПО «АГТУ», положительное решение о выдаче патента на полезную модель№ 2008147611 от 10.03.2009).

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Астраханского государственного технического университета (г. Астрахань, 2007, 2008 г.г.), Международной конференции «Биотехнология и медицина» (г. Москва, 2006 г.), научно-практической конференции «Российский пектин: история, настоящее, перспективы» (г. Воронеж, 2006 г.), Международной научно-практической конференции «Биотехнология. Вода и пищевые продукты» (г. Москва, 2008 г.), I Международной научно-практической конференции «Биотехнологические процессы и продукты переработки биоресурсов водных и наземных экосистем» (г. Астрахань, 2008 г.), Каспийском инновационном форуме (г. Астрахань, 2009 г.). Работа «Безотходная технология глубокой переработки плодов и овощей и производства пектина», выполненная при участии автора, отмечена дипломом и золотой медалью на VII Московском Международном салоне инноваций и инвестиций 2007 г., результаты диссертационной работы отмечены золотой медалью на 12-ом Московском международном салоне промышленной собственности «Архимед» 2009 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе 3 в издании по перечню ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов и заключения, списка литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 125 страницах машинописного текста, содержит 8 таблиц, 45 рисунков, список литературы из 216 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Приложения представлены на 47 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы и ее практическое значение.

В первой главе «Пищевые волокна: характеристика, области использования и перспективы производства» дана общая характеристика и классификация ПВ, описаны их физико-химические и метаболические эффекты. Рассмотрены основные направления использования ПВ в технологии продуктов питания. Проведен сравнительный анализ достоинств и недостатков современных способов и оборудования для сушки дисперсных материалов. Выявлены перспективные направления дальнейшего поиска рациональных условий сушки ПВ. Сформулированы цель и задачи, определена структура диссертационной работы.

Во второй главе «Статика процесса сушки ПВ» изложены результаты экспериментально-аналитических исследований ПВ как объекта сушки путем изучения их гигроскопических свойств, дисперсных и теплофизических характеристик и термодинамики взаимодействия ПВ с водой.

Исследуемый объект сушки - сечка тыквы обыкновенной, прошедшей по-

следовательно стадии обработки: подготовка, дробление, прессование, смешивание жома с высокоочищенной водой, ферментирование и навигационная обработка, вакуум - фильтрование и сепарирование пульпы с отделением ПВ (рис. 1). Дисперсные и морфологические характеристики ПВ были определены методом микрофотографирования (рис. 2). Микроскопический анализ показал, что форма частиц ПВ значительно отличается от изометрической. На основе анализа литературных данных принят фактор формы у/ =0,82. Расчетным методом определена удельная поверхность частицы материала зу=4,32 1/мм и средний эквивалентный диаметр с1э- 1,69 мм.

" ' ШШШЛ. ЯИ -б. е>%

. те ш^гш я м

0 12 Змм

Рис. 1. Микрофотография ПВ

Рис. 2. Кривые распределения частиц ПВ по размерам: /-диффереициальная, ii - интегральная

Экспериментальным статическим методом Ван Бамелена исследовано состояние равновесия между влажным воздухом и клетчаткой, зависимости равновесной влажности ПВ И';, от активности воды /!„. для различных температур представлены на рис. 3. Относительная ошибка среднего результата измерений составляет 3-6 %, при А„, >0,7 она возрастает до 10 %.

Полученные изотермы десорбции имеют типичную для коллоидных капиллярно-пористых тел В-образную форму. Кривую можно условно разбить на 4 участка, при этом выявляются сингулярные точки, соответствующие критическим значениям влагосодержания, которые свидетельствуют об изменении механизма сорбции. На участке в интервале Щ, от 0,090 до 0,177 кг/кг (равновесное влагосодержание ир от 0,086 до 0,215 кг/кг), кривая имеет выпуклость к оси абсцисс, что характерно для мономолекулярной адсорбции. Увлажнение на этом участке сопровождается значительным выделением тепла. При удалении влаги эта теплота сорбции должна быть затрачена. Участок изотермы в интервале Шр от 0,177 до 0,307 кг/кг (Ь'р от 0,215 до 0,443 кг/кг) обращен выпуклостью к оси ординат, что характерно для полимолекулярной адсорбции. Влага полимолекулярной адсорбции поглощается при значительно меньшем выделении тепла. На 3 участке изотермы посредством сорбции из влажного воздуха жидкость заполняет микрокапилляры. Далее происходит поглощение влаги без выделения тепла и сжатия системы. Так как внутри клеток концентрация растворимой фракции больше, чем вне их, вода диффундирует в виде жидкости через клеточные оболочки путем осмоса. Наблюдается сильное набухание и частичное растворение. Первая сингулярная точка соответствует насыщению монослоя, третья -

Ам 1

0,6 0,4 0,2

N г

/-Г=' »зк

я-г= 1 313 к

началу капиллярной конденсации.

Математическая обработка экспериментальных данных позволила описать изотермы линейной зависимостью логарифма активности воды от температуры и влагосодержания:

\пА,=(а,Т + Ь,)ир+01Т + <11) (1), где й„ Ь„ у,, с/, - эмпирические коэффициенты; /' - порядковый номер участка изотермы (г=1...4).

Адсорбционным методом исследована пористая структура ПВ. Для расчета использована экспериментальная

* /1

о 0,2 0,4 0,6 0,11 УУр

Рис. 3. Изотермы десорбции ПВ

изотерма десорбции при Т=293 К в области Ли.<0,4, получены значения емкости монослоя (влагосодержание, соответствующее мономолекулярному слою) (/„=0,1706 кг/кг, удельной поверхности ПВ =597,1 м2/г, относительной

влажности воздуха, при которой происходит адсорбция монослоя влаги, <рт =11,3%, энергии связи монослоя /-„=2473 кДж/кг. Значение величины емкости монослоя Ит дает возможность обосновать значение остаточной влажности при сушке материалов длительного хранения (10%), величина определяет условия и режим хранения сухих ПВ, а также вид упаковки (герметичная), значение характеризует пористость ПВ и соответственно скорость их восстановления (растворения) как высокую.

Расчетным методом получены структурные кривые распределения объемов пор ПВ по радиусу (рис. 4). Анализ кривых показал, что структура ПВ разнопористая с преобладанием пор радиусом 2-20 нм и незначительным объемом крупных пор радиусом более 20 нм. Сушка связана с необходимостью удаления влаги из объема пор, диаметр которых изменяется от 120 до 4 нм, что потребует дополнительных затрат на преодоление энергии связи материала с влагой и удаления ее из микрокапилляров.

Проанализирована термодинамика внутреннего массопереноса при взаимодействии ПВ с водой (рис. 5). С учетом (1) определены числовые значения энергии связи Е, которую для влажных материалов в области гигроскопического состояния можно принять потенциалом влагопереноса: Е = Ам = -КГ ((а, Г + Ь,) ир + ]\ ■/' + <).

3

2,5 1

1,5 1

0,5 0

» 10 29 30 40 50 60 г, ш

Рис. 4. Кривые распределения объемов пор по радиусу:

/-интегральная (кумулятивная) V = /(г) //-дифференциальная = /(г)

Изменение свободной энергии найдем, продифференцировав дважды известное уравнение Гиббса-Гельмгольца af = ae-T-as, где as- изменение энтропии, Т ■ as - величина связанной энергии, по Up при Р, Т= const, затем полу-Э

ченное уравнение по Т:

дТ

' £>ДРЛ 8 AS ^

SU о 8U „

\ р ) Т,Р \ Р J Т,Р

, откуда выражение для диф-

ференциального изменения энтропии связанной воды:

адs

д(нт\пл„. ат

кДж:/ ^ /кюль

OS 0,6 0,4 0,2 О -0,2 -0,4 -0,6 -0.s -1

\ от 1..............

'х а

у. ""1 i

аи,

р у I,г

Таким образом:

ад5 ei/„

О 0,2 0,4 0,6

0,S 1 Up,кг/ кг

Рис. 5. Зависимость от up в процессе сорбции ПВ дифференциального изменения энергий:

/эдf) ,--

к Р jt.P

I - свободной

II - внутренней

Для анализа движущих сил в процессе сорбции (десорбции) с целью выбора оптимальных режимов энергоподвода с учетом уравнения (1) получена функциональная зависимость термоградиентного коэффициента 8Р от ир:

' Т-(а,Т + Ь,)

Кривая изменения 8Р (рис. 6) в зависимости от ир имеет максимум, который соответствует границе между коллоидно-связанной и свободной (капиллярной и осмотической) влагой. До экстремальной точки при небольших значениях влажности движение влаги в этой области главным образом происходит в виде пара за счет диффузионных сил (эффект Соре). На этом участке с уменьшением ир поры ПВ постепенно заполняются воздухом, который препятствует термодиффузии пара. За экстремальной точкой влага движется в виде жидкости за счет действия защемленного воздуха, между величиной 8р и ир материала существует обратная зависимость, т.к. с увеличением влажности ПВ поры его заполняются водой, количество защемленного воздуха уменьшается, и при полном насыщении жидкостью 8р ®0. При ир>0,443 кг/кг величина 8р имеет отрицательное значение, что свидельствует о перемещении влаги против потока тепла, имеет место явление термоосмотического эффекта, скорость которого пропорциональна УТ и не зависит от радиуса капилляра.

Из этих данных следует, что для интенсификации процесса сушки ПВ с целью исключения эффекта стеклования целесообразно диспергирование продукта (кипящий слой), т.е. увеличение поверхности влагообмена и уменьшение

е&е

'зи.

, III - связанной Г

8U.

5Т 103, К1 контакта между отдельными частица-

ми ПВ.

Т=29Ж

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 и„, кг/кг

Теплофизические характеристики продукта были определены расчетным методом, посредством обобщения экспериментальных и литературных данных.

Удельная теплоемкость сухого вещества ПВ при Т=293 К была опреде-

-7 „ Л..___________I...................лена расчетным методом

с„„ =139оДу^г Анализ литературных данных показывает, что в диапазоне Г от 293 до 363 К с клетчатки и удельная теплоемкость воды практически

не зависят от Т. Тогда теплоемкость ПВ см в указанном диапазоне в зависимости от влажности (рис. 7) по формуле аддитивности:

с„(и') = 1390 +2797-и-. Коэффициент теплопроводности Я ПВ для диапазонов 7=293-330 К и влажности ПВ IV = 0,1 — 0,9 кг/кг на основе обобщения литературных данных: Л(и>,Т) = (о,398 • и<2 + 0,0498 • и + 0,0029 • г)- 0,693 (рис. 8).

Я, Вт/(»К)

3 2 1

0 0,2 0,4 0,6 0,8 -».кг/ ' /кг

Рис.7. Зависимость теплоемкости клетчатки рис. 8. Поле значений коэффициента теоло-от влажности »■ в диапазоне проводности Я ПВ в процессе сушки Т = 293-363 К (Г= 293 - 330 К, м> = 0,1 - 0,9 кг/кг) Зависимость истинной плотности клетчатки (плотность монолита) от влажности была определена по формуле аддитивности р =—. Рм ,р"-, гдер ,

кг/м3 — истинная плотность вещества, рв = 1000- плотность воды. С учетом

данных различных источников ри клетчатки практически не зависит от температуры (рис. 9) и в диапазоне Т-293-330 К выражается уравнением:

1390 Р" " 1 + 0,39 -1/

Физическая плотность рф определяется с учетом объема газов, содержащих-

ся в продукте. Зависимость рф ПВ от влажности была найдена экспериментально при помощи градуировочного мерника с использованием керосина в качестве индифферентной жидкости (рис. 10):

р (и) = 869,91 • №2 -132,61 ■ IV + 413,56.

ри,кг / м~ 14-00

РФ 1100

300

О 0,2 0,4 0,6 0,8 ™-кг/Кг

Рис.10. Зависимость физической плотности ПВ в зависимости от влажности и'

Зависимость коэффициента температуропроводности а ПВ от варьируемых параметров (7=293-330 К, ^=0,1-0,9 кг/кг) была найдена по соотношению:

фУ,7> (рис.11).

сл,И' рлщ

1200 поо

О 0.2 0.4 0.6 0,8 № ку

Рис.9. Зависимость истинной плотности клетчатки в зависимости от влажности в диапазоне Т=293-330 К

130 120 т. К

100

Рис. 11. Поле значений коэффициента температуропроводности а ПВ от варьируемых параметров (7=293-330 К, №=0,1-0,9 кг/кг)

В третьей главе «Исследование влияния основных факторов на интенсивность тепломассообмена при сушке ПВ на базе исследования кинетических закономерностей процесса обезвоживания» изложены результаты экспери-

ментально-аналитического изучения кинетики сушки ПВ при радиационном энергоподводе и в псевдоожиженном слое, обоснован выбор рационального способа обезвоживания и режимы проведения процесса. При исследовании кинетики обезвоживания использовались ПВ тыквы обыкновенной, начальное влагосодержание которых контролировалось посредством высушивания навесок в вакууме до постоянного веса. Конечная влажность продукта после обезвоживания (и;. = 10 %) принята из анализа параметров монослоя. Исследования проводились с помощью вероятностно-статистических методов планирования и обработки экспериментальных данных. В качестве целевой функции выбрана величина съема сухого продукта с единицы рабочего объема сушильной камеры в единицу времени П.

»!', кг/к.'

: лшн

Проведен ряд поисковых экспериментов по сушке ПВ при инфракрасном (ИК) энергоподводе на экспериментальной сушильной установке. ПВ наносились ровным слоем толщиной 1, 2 мм и площадью 0,0026 м2 на пластину из нержавеющей стали. Продолжительность сушки до требуемой влажности составила 35-50 мин., соответственно съем сухого продукта 2,9-2,4 кг/(м3 час). Некоторые кривые сушки ПВ при варьировании толщины слоя продукта представлены на рис. 12.

О 10 20 30 40 Рис. 12. Кривые сушки ПВ при ИК-энергоподводе (плотность теплового потока Е=0,9 кВт/м2)

Анализ литературных и экспериментальных данных показал, что конку-рентноспособным с ИК-сушкой ПВ способом является сушка в кипящем слое. Несмотря на ряд достоинств радиационного энергоподвода при обезвоживании, в процессе исследований выявились его недостатки: во-первых, ПВ в процессе сушки проявляют сильно выраженные адгезионные свойства, после обезвоживания продукт стеклуется и с трудом отделяется от подложки; во-вторых, сложность равномерного нанесения и обеспечения оптически тонкого слоя продукта является причиной локального подгорания и различной влажности выходящего из сушилки продукта, что снижает его качество, в-третьих, способ более энергоемок. Более рациональным способом сушки ПВ по энергоемкости процесса и простоте конструктивного исполнения сушильного аппарата, качеству готового продукта является сушка в псевдоожиженном слое.

Исследование процессов тепломассообмена при конвективной сушке в псевдоожиженном слое проводились на разработанной сотрудниками кафедры ТМО ФГОУ ВПО АГТУ оригинальной экспериментальной установке (рис. 13).

Исследуемый образец продукта вводился в объем сушильной камеры посредством специального пробоотборника однократного использования, который представляет собой изготовленную из металлической мягкой сетки трубку. Определенная масса продукта известной исходной влажности помещалась в пробоотборник, концы которого обминались с целью ликвидации возможного уноса продукта во время сушки. Продукт периодически взвешивался на весах с точностью до 0,0001г. Относительная погрешность результатов определения влажности не превышала 13 %.

Экспериментальные исследования кинетики сушки клетчатки в кипящем слое проводились по полному многоуровневому многофакторному плану с помощью вероятностно-статистических методов планирования и обработки экспериментальных данных. Основными факторами, влияющими на интенсивность тепломассообмена в процессе конвективной сушки в псевдоожиженном слое, являются: начальная влажность продукта (кг/кг), температура Т (К) и скорость V (м/с) сушильного агента.

Границы варьирования факторов выбраны исходя из технологических ограничений и возможностей технического осуществления процесса сушки: Т =

110-150 °С (363-423 К); и'„ = 0,75-0,93 кг/кг; У = 10,82-12,74 м/с. Границы варьирования по м>„ обусловлены тем, что жом ПВ, вышедший из сепарационных установок, содержит около 6-8 % сухих веществ. После сепарации целесообразно жом подвергнуть прессованию, поскольку механический способ удаления влаги является более дешевым, чем сушка. Степень прессования жома зависит от технических возможностей прессов. Прессы глубокого отжима позволяют достичь концентрации сухих веществ в прессованном жоме около 23-26 %. Потому нижняя граница варьирования ПВ составляет 0,75 кг/кг. Границы варьирования Г и V обоснованы экспериментально.

Рис. 13. Схема экспериментальной установки для сушки в псевдоожиженном слое продукта: 1 - водокольцевой вакуум-насос; 2 - вентиль регулировки расхода сушильного агента;

3 - трубопровод; 4 - камера определения влажности и скорости сушильного агента;

5,14 - психрометры; 6 - электрокалорифер; 7 - анемометр; 8 - мультиметр;

9 - трубопровод нагретого теплоносителя; 10 - термопара «медь-константан»;

11 - газораспределительная решетка; 12 - сушильная камера; 13 - пробоотборник;

15 - микроманометр ММН-240; 16-рама; 17-пьезометрические трубки; I-поток сушильного агента; II - поток нагретого сушильного агента; III - поток отработанного

сушильного агента

Полученные данные показали, что характер кривых сушки остается неизменным, а интенсивность процесса возрастает с увеличением К (рис. 14, а). При сушке в кипящем слое процесс необходимо осуществлять при V, обеспечивающей интенсивное перемешивание и равномерность кипящего слоя, исключая преждевременный унос продукта, поэтому значение V необходимо обосновывать на основе изучения гидродинамики взвешенного слоя ПВ.

Экспериментальные исследования процесса сушки в псевдоожиженном слое подтвердили возможность применения повышенных температур (140-150 °С) нагретого воздуха. При сушке в кипящем слое интенсивное перемешивание частиц в вихревом потоке воздуха выравнивает температуру нагретого воздуха и частиц, исключая местные перегревы материала. На рис. 14, б показаны кривые сушки в зависимости от Т при постоянных V и Увеличение Т значительно интенсифицирует процесс, резко сокращая продолжительность сушки. Анализ качественных показателей сухих ПВ в результате комплекса экспериментов по-

зволил рекомендовать верхний предел значения Г =150 °С. Его превышение приводит к подгоранию отдельных частиц продукта. Для обеспечения максимальной скорости сушки необходимо поддерживать Т по возможности более близкой к предельно допустимому уровню.

Очевидно, что скорость обезвоживания в значительной мере зависит от продукта, подвергаемого сушке. Экспериментально подтверждено, что при уменьшении 1с„ ПВ процесс сушки протекает быстрее (рис. 14, в), что объясняется сокращением количества удаляемой влаги.

К кг/кг

кг/кг

J-y-12'Амс 2 -Г=12,02.м'с - i ~ >M0.82.u'r

I-w-OSi кг/кг \

20 ; мм

a) wH=QM кг/кг б) \vH =0,93 кг/кг ") г=403 К

т=363 К К= 10,82 м/с К= 12,02 м/с

Рис. 14. Экспериментальные кривые сушки ПВ в кипящем слое и их математическая

аппроксимация

Многомерный статистический анализ данных позволил получить адекватную математическую зависимость удельного съема П от варьируемых параметров (2), оценка достоверности аппроксимации R2 не менее 0,9.

"(0001614699Гг —1,250151299 Г+241,01965824^-К2 +

n(w,v,t)= + (- 0,036939084 т2 + 28,58111575 Г- 550^84059251Г + -<y! + +0,209522321Т2 -162,014509318 Г+3119Q759222114

[(-0,002807523 Т2 + 2,172634136Г-41^70818268|-К2 +1 + +(0,0641271- Т1 -49,595335209r+955Q5549343|F- (2)

-0,0363349712Г2 +28Q837570175 Г-54046847110308 '(0001212878Г2 -0,938021224Г+18Ц68987313^К2 + + +(-0,027662161 г2 +2U8140070ir-41U58206456f v + +0,156551530 Т2 -12(\931436877 74 2326^764086611

Зависимость (2) адекватна для использования в инженерных расчетах в строго определенных пределах, обоснованных выше с точки зрения целесообразности варьирования факторов в реальном технологическом процессе.

Установлено, что максимуму целевой функции П = 0,399 кг/(м3-с) при сушке в кипящем слое соответствуют следующие значения режимных параметров: w, = 0,75 кг/кг, Г= 150 °С (423 К); V= 12,74 м/с.

Для математического описания кривых сушки и скорости влагоудаления

использован многозонный метод, предложенный И.Ю. Алексаняном в развитие двухзонального метода A.B. Лыкова, согласно которому кривую сушки можно с определенной погрешностью в пределах зоны аппроксимировать параболической функцией, получив, таким образом, приближенные уравнения кривой сушки на различных этапах обезвоживания. Кривые скорости сушки ПВ получены

дифференцированием уравнений кривых обезвоживания: ) =---,

4 ' ат'> А,-w + Bi

где / - порядковый номер зоны сушки (/ = 1-3), А, и В, - кинетические коэффициенты сушки:А, = f(T,v,wn), В, = f(T,V,w„). Влажность на границе каждой зоны Wk,=f(T,V,w,).

•10

а) w»=0,75 кг/кг; Г=363 К 'кг-с

S- W=0,75 K.VK,*~

б) =0, 88 кг/кг; У= 12,74 м/с На рис. 15 показаны кривые скорости сушки ПВ, где, для того чтобы оба аргумента, по которым ведется дифференцирование, возрастали в процессе сушки, влажность н> заменена концентрацией сухих веществ с, учитывая формулу их связи. Полученные зависимости позволяют рассчитать производительность процесса и время сушки, соответствующие определенной высушенного продукта. Анализируя в) Т=423 К; К=12,74 м/с кривые скорости сушки, можно сде-

Рис. 15. Кривые скорости сушки ПВ лахь выводы о механизме переноса влаги. Характер кривых свидетельствует о сложном механизме обезвоживания. Процесс сушки материала состоит из нескольких неравнозначных по скорости этапов. В начальный период сушки происходит испарение свободной влаги с поверхности материала. На рис. 15 видно, что при с=0,2-0,3 кг/кг на кривых скорости сушки имеется точка перегиба и на следующем этапе наблюдается аномальный рост скорости, который обусловлен внутренней структурой ПВ, являющегося капиллярно-пористым коллоидным телом. Осмотическая, иммоби-лизационная и структурная влага являются свободной влагой, механически удерживаемой стенками полупроницаемых оболочек и осмотическими силами.

При разрушении клеточных мембран при повышении внутреннего давления и образовании молярных потоков пара, создании существенных градиентов общего давления резко снижается энергия связи влаги с материалом и наблюдается отмеченный выше рост скорости сушки.

В четвертой главе «Изучение гидродинамики взвешенного слоя ПВ» рассмотрены вопросы, обеспечивающие решение основных задач гидродинамики кипящего слоя ПВ. Экспериментальное исследование гидродинамических параметров ожижения слоя клетчатки проводилось на экспериментальной установке для изучения кинетики сушки в кипящем слое при продувании слоя восходящим потоком воздуха.

В процессе исследований были определены потери напора теплоносителя в системе Ар, Па критическая скорость псевдоожижения Укр, м/с и скорость витания частиц Увит, м/с порозность неподвижного и взвешенного слоев е0 и е. Варьировалась скорость сушильного агента V, м/с, влажность IV, кг/кг и удельная нагрузка на решетку М, кг/м2.

Постановочные эксперименты показали, что Укр значительно уменьшается при снижении 1с продукта, поэтому рационально обезвоживание ПВ при высоких скоростях сушильного агента с последующим выносом в камеру досушки для удаления связанной влаги. Для ПВ влажностью 0,75 кг (соответствующей

Лр, хПа

1 0,8 0,6 0,4 0,2

1 - М= 48 кг/м2

2 - М= 63 кг/м2

3 - М= 19 кг/м2

4 - М= 95 кг/м2

11

13

15

У,м/с

Рис. 16. Семейство кривых псевдоожижения ПВ влажностью 0,75 кг/кг при различных удельных нагрузках на решетку М, кг/м

рациональной и'„ клетчатки, подаваемой на сушку) и 0,2 кг/кг (и-ПВ, содержащих в основном связанную влагу) соответственно в процессе исследований установлены следующие гидродинамические параметры: критическая область скоростей псевдоожижения У^,-10,8-12,8 м/с и Укр = 4,5-5 м/с; скорость уноса мелкой фракции Увит= 19,8-20 м/с и Утт =13-13,5 м/с. Семейство кривых псевдоожижения ПВ влажностью 0,75 кг/кг для

различных удельных нагрузок на решетку М, кг/м показано на рис. 16. Для ПВ влажностью 0,75 кг/кг определено значение коэффициента расширения слоя при

1 —е

сушке к = -—- = 5,042, которое необходимо учитывать при расчете П по уравне-

1-е

нию(2). Величина удельного съема продукта П' с учетом к и -у^-

Учитывая данные о внутренней поровой структуре ПВ и результаты экспериментальных исследований гидродинамики слоя, одним из рациональных вариантов их обезвоживания является сушка в режиме проходящего кипящего слоя либо свободного фонтанирования в зависимости от формы сушильной камеры. Эти режимы используются для обезвоживания частиц с существенно уменьшающейся в процессе Увит и обладают достоинствами в отличие от обычного кипящего слоя: малым гидравлическим сопротивлением и более высокой

гидродинамической устойчивостью. Учитывая ярко выраженные адгезионно-когезионные свойства влажных ПВ, для интенсификации процесса обезвоживания на начальном этапе сушки рекомендуется использование механических побудителей слоя.

В пятой главе «Моделирование процесса конвективной сушки в псевдо-ожиженном слое ПВ» рассмотрены вопросы моделирования процесса сушки ПВ с целью расчета эволюции полей температур и обобщения экспериментальных данных по кинетике обезвоживания.

Разработка математической модели проводилась с учетом допущений и положений, обоснованных И.Ю. Алексаняном в оригинальной численно-аналитической методике расчета эволюции полей температур и определения коэффициентов массопроводности и молярного переноса пара в неизотермических условиях с учетом динамики высокоинтенсивного обезвоживания, и основана на аналитическом решении системы дифференциальных уравнений влаго- и тепло-переноса численным методом конечных разностей.

При построении математической модели распределения полей температур полагаем, что частица ПВ имеет шарообразную форму, потому энергоподвод будет осуществляться в равной степени по всей поверхности частицы и за абсциссу можно принять ее диаметр.

Уравнение переноса тепла при одномерной задаче в случае объемного энергоподвода имеет вид:

дт 8х\ дх) дт

где х — координата глубины частицы, м; ср (х, Т, н>) - объемная теплоемкость, Дж/(К-м3); г(м/,х, Т) - теплота испарения, найденная при термодинамическом анализе механизма внутреннего массопереноса; коэффициент фазовых превращений = 1, т.к. перенос влаги в процессе высокоинтенсивной сушки происходит в основном в виде пара при изотропности структуры (равномерности м> по слою), и д\м/д т можно заменить на дифференциальное изменение средней по слою влажности дм/дг. Чтобы оба аргумента, по которым ведется дифференцирование, возрастали в процессе сушки, и' заменим с, учитывая формулу их связи. Внутренний источник тепла (объемный энергоподвод при ИК и СВЧ сушке) отсутствует: \У^,х,т) = 0. После преобразований получим:

ВТ _ а д2Т | г р ^

Эй» Эи>/Эг (¡х^ ср

Решением уравнения (3) при краевых условиях является функция / = /(«>,*), подставив в которую ы = /(г, г, V), получим искомую функцию I = /(х,т,Т,У). Расчеты проводились позонно.

Обозначим начальные и граничные условия. В начальный момент времени, соответствующий влажности продукта и>„, температура /0 во всех точках принимается одинаковой, потому для первой зоны зададим следующие начальные условия: при V = н<„ / = /0, т.е. ;(*,№„)= /0. При этом конечные условия (распределение температур по диаметру частицы) предыдущего участка, явля-

ются начальными для последующего. Лучистым теплообменом между поверхностями частиц можно пренебречь, т.к. фактически отражателем является поверхность продукта на соседних частицах, имеющего такую же температуру Т . Теплообмен на границе задается граничными условиями 2-го рода. Ввиду того, что основной целью облучения является создание оптимального распределения плотности теплового потока на поверхности продукта при сушке, имеют место

граничные условия:

-Л(и-)^=«(Г,

дх

=0{поверх

j), где а - коэффициент теп-

лоотдачи, Вт/(м К); Тжрсреды - температура окружающей среды, К; -

температура на поверхности частицы, К.

Адекватность построенной модели проверялась экспериментально по средней по диаметру температуре продукта при конечной влажности. Отклонение расчетных данных от экспериментальных при различных режимных параметрах составило не более 7 %.

В результате реализации математической модели процесса сушки ПВ в псевдоожиженном слое получено поле распределения температур по диаметру частицы в зависимости от с (рис. 17), которая показывает незначительные температурные перепады в материале. Общий перепад температуры составляет не более 70 °С, т.е. температура продукта не превышает 360 К, что обуславливает «мягкие» режимы обезвоживания. Таким образом, установлено, что предложенный способ сушки и реализованные при нем режимы обеспечивают

1Шт\\ш

FT ! i i 1 ! 'I i Г> 'Mi ll! Mi ml

Рис. 17. Поле распределения температур по диаметру частицы ПВ в процессе сушки при w„ = 0,75 кг/кг, Т= 150 °С (423 К); V= 12,74 м/с: к, i - порядковый номер шага сетки по с и х соответственно

достаточно равномерный прогрев продукта и высокую интенсивность процесса обезвоживания.

Методом анализа размерностей теории подобия была получена критериальная зависимость скорости сушки ПВ от влияющих факторов для зон свободной, капиллярной и структурной влаги.

.. ¿С

Из опытных данных известно, что скорость процесса сушки —, с зави-

с!т

сит от: скорости сушильного агента V и его температуры Т, плотности д тепло-

1 кг

емкости с„ и теплопроводности л продукта, начальной концентрации с„, — и

кг

текущей концентрации сухих веществ с,

кг кг

На основании второго допущения теории размерностей и в соответствии с тг-теоремой Бэкингема критериальное уравнение в общем виде:

Неизвестные коэффициенты были найдены путем обработки полученных кривых скорости сушки для зон свободной, капиллярной и структурной влаги влаги (с от 0,07 до критического содержания сухих веществ на границе 2-ой и 3-ей зоны С2|г0,7-0,8 кг/кг): <; = ехр(-25,6145), <7=0,6785, «=0,1163.

Расчет скорости сушки по полученной критериальной зависимости при определенных режимных параметрах дает результат с относительной погрешностью не более 15 % (рис. 18).

с, кг/кг с. к/к'

Рис. 18. Экспериментальные (—о—) и рассчитанные по критериальной зависимости (—) кривые скорости сушки ПВ

Анализ кривых скорости сушки на 3-ем участке, соответствующем удалению влаги, связанной с материалом тепловыми эффектами, показал, что зависимость скорости влагоудаления от с можно принять линейной ввиду характера кривой изменения скорости, а также небольшого диапазона изменения с (от Сгк=0,7-0,8 кг/кг до 0,9 кг/кг), причем для различных режимов обезвоживания наблюдается незначительный разброс величины тангенса угла наклона прямых к оси абсцисс, поэтому можно принять среднее значение /#(а)= 1,5399. Тогда скорость сушки на участке удаления связанной влаги можно выразить в виде: ¿/С

— = 1,5399 с + р (5), где, учитывая тот факт, что при достижении равновесной ат

влажности скорость сушки становится равной 0, коэффициент р = 1,5399 • ср. Значение величины равновесной концентрации сухих веществ ср можно определить из анализа изотерм сорбции продукта для заданных параметров сушильного агента. Критическое содержание сухих веществ на границе 2-ой и 3-ей зоны С2к вычисляется путем решения системы уравнений (4) и (5).

Интегрирование уравнений (4) и (5) в указанных пределах изменения с высушиваемого продукта дает продолжительность процесса сушки. Суммирование рассчитанных значений определит общую продолжительность процесса обезвоживания от начального с до с готового продукта.

В шестой главе «Практические рекомендации по аппаратурному оформлению процесса сушки ПВ» на базе комплекса исследований свойств ПВ, кине-

тики их обезвоживания, гидродинамики взвешенного слоя предложен оригинальный способ сушки ПВ, обеспечивающий щадящие режимы обезвоживания и позволяющий получить сухие ПВ высокого качества. Разработана оригинальная конструкция сушилки для дисперсных материалов с повышенными адгези-онно-когезионными свойствами, которая позволяет интенсифицировать процесс обезвоживания за счет создания устойчивой гидродинамической обстановки и увеличения поверхности тепломассобмена.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведено комплексное изучение объекта сушки, получены аппроксимирующие уравнения зависимости свойств ПВ от температуры и влажности в реальных диапазонах обезвоживания для их оперативного применения в инженерных расчетах и моделировании процесса.

2. Термодинамический анализ изотерм десорбции показал структурный механизм взаимодействия ПВ с водой и позволил отнести их к стеклующимся биополимерам. При Ь'р >0,443 кг/кг имеет место явление термоосмотического эффекта, т.е. перемещение влаги против потока тепла, что подтверждает целесообразность объемного подвода энергии (ИК-энергоподвод, сушка в кипящем слое) для исключения эффекта стеклования.

3. Исследованы кинетика сушки ПВ во взвешенном состоянии. Для оценки влияния на эффективность тепломассообмена основных факторов с учетом технологических ограничений получены зависимость удельного съема сухого продукта и уравнения для расчета кинетических коэффициентов при зональной аппроксимации кривых скорости влагоудаления. Рекомендованы режимные параметры проведения процесса, обоснован интенсивный способ сушки в кипящем слое для получения сухих ПВ высокого качества.

4. Экспериментально изучена гидродинамика взвешенного слоя ПВ. Определены и обоснованы критическая область скоростей псевдоожижения Уч, и Кит, экспериментально найдены зависимости Ар от скорости воздуха для ПВ с различной влажностью. Рекомендованы режимы проходящего кипящего слоя или свободного фонтанирования для обеспечения щадящих режимов сушки.

5. Анализ рассчитанных температурных полей в частице ПВ в процессе сушки показал, что предложенный способ обеспечивает равномерный прогрев продукта, «мягкий» режим и высокую интенсивность процесса.

6. Получена система критериального и линейного уравнений процесса сушки ПВ в псевдоожиженном слое для различных зон удаления влаги, которая может быть использована при проектировании сушильных установок кипящего слоя с учетом масштабного перехода от модели к промышленному образцу.

7. Разработана рациональная конструкция сушилки для ПВ.

Конечные результаты и рекомендации, полученные в диссертационной работе на основе проведенных исследований, приняты к использованию и дальнейшему внедрению на предприятии ЗАО «Астраханский пектин», ООО «Био-техсинтез», ООО Кондитерская фабрика КАРОН, где были отмечены высокий научно-технический уровень и актуальность исследований, анализ сухих ПВ,

проведенный в лаборатории ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Астраханской области», показал их высокое качество.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Титова, Л. М. Влияние основных факторов на интенсивность сушки пищевых волокон [Текст] / Л. М. Титова, А. В. Ревина, Ю. А. Максименко // Вестник АГТУ. -№6 (41). - 2007. - С. 132-133.

2. Нугманов, А, X. Совершенствование кулинарных процессов и оборудования путем оптимизации режимов комплексной обработки пищевого сырья [Текст] / А. X. Нугманов, Л. М. Титова, Н. А. Подледнева // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. - № 4. - 2008. - С. 112.

3. Алексанян, И. Ю. Энергосберегающие технологии пектиносодержащих концентратов [Текст] / И. Ю. Алексанян, Ю. А. Максименко, Л. М. Титова, Е. Д. Кромский // Вестник АГТУ. -№ 2 (43). - 2008. - С. 208-210.

Статьи и материалы конференций:

4. Титова, Л. М. Термодинамика внутреннего массопереноса при взаимодействии пищевых волокон с водой [Текст] / Л. М. Титова // Вестник АГТУ. - №6 (47). -2008.-С. 86-90.

5. Титова, Л. М. Экспериментально-аналитическое обоснование рационального способа сушки пищевых волокон [Текст] / Л. М. Титова, Т. Г. Васильева //1 Международная науч.-практ. конф. «Биотехнологические процессы и продукты переработки биоресурсов водных и наземных экосистем» (Астрахань, 30 сентября - 3 октября 2008 г.): Материалы I Международной науч.-практ. конф., посвященной 450-летию города Астрахани. - Астрахань: изд-во АГТУ, 2008. - С. 250-253.

6. Титова, Л. М. Сорбционно-структурные характеристики пектиносодержа-щей клетчатки [Текст] / Л. М. Титова, Ю. А. Максименко //1 Международная науч.-практ. конф. «Биотехнологические процессы и продукты переработки биоресурсов водных и наземных экосистем» (Астрахань, 30 сентября - 3 октября 2008 г.): Материалы I Международной науч.-практ. конф., посвященной 450-летию города Астрахани. - Астрахань: изд-во АГТУ, 2008. - С. 246-249.

7. Алексанян, И. Ю. Изучение кинетики конвективной сушки пектиносодержащих пищевых волокон [Текст] / И. Ю. Алексанян, Л. М. Титова, А. В. Ревина // Международная науч.-практ. конф. «Биотехнология. Вода и пищевые продукты» (Москва, 11-13 марта, 2008 г.): материалы международной науч.-практ. конф., РХТУ им. Д.И. Менделеева. -М.: ЗАО «Экспо-биохим-технологии», 2008. —С. 298.

8. Алексанян, И. Ю. Интенсификация тепломассообмена при конвективной сушке пектиносодержащих пищевых волокон [Текст] / И. Ю. Алексанян, Ю. А. Максименко, Л. М. Титова // 51-я науч.-практ. конф. профессорско-преподавательского состава Астраханского гос. техн. университета (23-27 апреля 2007 г.), Астраханский гос. техн. университет: тез. докл. В 2 т. Т.1. - Астрахань: изд-

во АГТУ, 2007. - С.114.

9. Алексаиян, И. Ю. Оригинальные технологии пектина и пектиносодержа-щих продуктов [Текст] / И. Ю. Алексанян, Ю. А. Максименко, J1. М. Головизина (Титова) // Московская международная конф. «Биотехнология и медицина»: Материалы международной конф. (Москва 14-17 марта 2006 г.), РХТУ им. Д.И. Менделеева. - М.: ЗАО «Экспо-биохим-технология», 2006. - С. 286-287.

10. Алексанян, И. Ю, Зависимость теплофизических свойств пектиновых концентратов от влияющих факторов [Текст] / И. Ю. Алексанян, О. А. Петровичев, Ю. А. Максименко, Л. М. Головизина (Титова) // Материалы науч.-практ. конф. «Российский пектин: история, - настоящее, - перспективы» (Воронеж, 1-3 ноября 2006 г.): Материалы науч.-практ. конф., ФГОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени К.Д. Глинки». - Воронеж: ИСТОКИ, 2006. - С. 61-64.

И. Титова, JI. М. Разработка и научное обоснование технологии сухих лечебно-функциональных ингредиентов (пищевых волокон) на основе сырьевой базы Астраханской области [Текст] / JI. М. Титова // Каспийский инновационный форум: материалы выступлений (8-10 февраля 2009 г., г. Астрахань) / отв. ред. Г. Г. Глинин, И. Ю. Петрова. - Астрахань: издательский дом «Астраханский университет», 2009. -С. 141-143.

12. Титова, JI. М. Научные основы разработки рационального метода обезвоживания пищевых волокон [Электронный ресурс] / Л. М. Титова, И. Ю. Алексанян // 52-я науч.-практ. конф. профессорско-преподавательского состава Астраханского государственного технического университета (15-19 апреля 2008 г.): тез. докл., Астраханский гос. техн. университет. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2008. - Режим доступа: 1 электрон, опт. диск (CD-ROM). -№ гос. регистрации 0320802636. - ISBN 9785-89154-285-3.

Типография ФГОУ ВПО «АГТУ» 414025 г. Астрахань, ул. Татищева, Тираж 100 экземпляров. Заказ № ¿Ь^ . Подписано в печать «2? ». РУ .2009.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПИЩЕВЫЕ ВОЛОКНА: ХАРАКТЕРИСТИКА, ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОИЗВОДСТВА

1.1 Общая характеристика пищевых волокон, физико-химические и метаболические эффекты

1.2 Перспективы использования пищевых волокон в технологии продуктов питания

1.3 Цель и задачи исследования, структура диссертационной работы

1.4 Выбор перспективного способа сушки пищевых волокон и конструкторских решений для его осуществления

ГЛАВА 2. СТАТИКА ПРОЦЕССА СУШКИ

2.1 Дисперсные и морфологические характеристики пищевых волокон

2.2 Состояние равновесия между влажным воздухом и клетчаткой

2.3 Внутренняя структура пищевых волокон

2.4 Термодинамика внутреннего массопереноса при взаимодействии пищевых волокон с водой

2.5 Теплофизические свойства пищевых волокон

ГЛАВА 3. КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОТЕКАНИЯ ПРОЦЕССА СУШКИ ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН, ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ТЕПЛОМАССООБМЕНА

ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ ВЗВЕШЕННОГО СЛОЯ ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН

ГЛАВА 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН

5.1 Аналитический численный расчет распределения полей температур частице пищевого волокна в процессе сушки

5.2 Кинетическая модель обезвоживания пищевых волокон в псевдоожиженном слое

В связи с большим ростом населения в мире все более четко выявляется потребность в обеспечении человечества продуктами питания. Проблема биологически полноценного питания, сбалансированного по составу основных пищевых веществ и обогащенного целевыми физиологически активными компонентами, в настоящее время является одной из наиболее приоритетных научно-технических, экономических и социальных задач мирового масштаба, подлежащих решению на государственном уровне.

Исследования, проведенные в Российской Федерации Министерством здравоохранения, выявили серьезный дисбаланс в обеспечении населения микроингредиентами, в частности, было отмечено снижение уровня потребления полноценного белка, полиненасыщенных жирных кислот, ряда витаминов и минеральных веществ, пищевых волокон при повышенном уровне потребления насыщенных жиров и сахара. Это способствует возникновению различных заболеваний, в том числе ожирения. Поэтому в соответствии с разработанной и закрепленной Постановлением Правительства РФ № 917 от 10.08.1998г. в "Концепции государственной политики в области здорового питания населения РФ до 2005 года" и в Проекте "Основы политики Российской Федерации в области здорового питания населения Российской Федерации на период 2006-2010 г.г.". в разряд государственной политики поднят вопрос рационального здорового питания, адекватного медико-биологическим нормам и требованиям.

В настоящее время в нашей стране быстро развивается профилактическая медицина и производство обогащенных функциональными ингредиентами продуктов питания параллельно с ростом интереса населения к собственному здоровью. Все четче вырисовывается необходимость разрабатывать новый ассортимент доступных по стоимости продуктов животного и растительного происхождения с высокой биологической ценностью и гарантированной безопасностью. Разработка и пропагандирование среди населения обоснованных рационов, построенных на включении в них доступных биологически активных и обладающих достаточными вкусовыми достоинствами ингредиентов, определяет возможность увеличения продолжительности жизни и профилактики заболеваемости.

Развитие технологии производства пищевых продуктов опирается на теорию сбалансированного питания, которая фокусирует внимание на важной физиологической роли балластных веществ (пищевых волокон, клетчатки) в функционировании пищеварительной системы человека. Отсутствие и недостаток пищевых волокон в пище привел к уменьшению сопротивляемости человеческого организма негативному воздействию окружающей среды. Увеличение потребления овощей, фруктов, продуктов переработки злаковых культур не может полностью восполнить дефицит пищевых волокон из-за невысокого их содержания (менее 1%). ВОЗ рекомендует увеличивать потребление фруктов и овощей до 400 г/сут., в то время как среднестатистическое потребление овощей и фруктов россиянами составляет примерно половину от рекомендуемой нормы. Другой наиболее существенный путь решения этой проблемы - выделение пищевых волокон в виде изолированных препаратов для дальнейшего использования их при разработке различных продуктов.

Реализация этого направления осуществляется с большими трудностями, т.к. предусматривает привлечение в производство различных видов сырья, что требует индивидуального подхода при его переработке. Привлекательна с экономической точки зрения возможность выделения балластных веществ из производственных отходов, что позволяет решить вопрос их утилизации и возвращения в производство как полноценного сырья. Несмотря на изобилие и низкую стоимость сырья для производства ПВ, российский производитель предлагает потребителю крайне ограниченный ассортимент ПВ, что сдерживает выпуск профилактических биологически активных добавок и продуктов функционального назначения на их основе. Поэтому актуальна задача создания промышленных технологий получения ПВ и организация специальных производств на территории РФ.

Одним из заключительных этапов производства ПВ является сушка. Процессы теплового обезвоживания характеризуются значительной энергоемкостью. В современных условиях возрастающего потребления энергии, с одной стороны, и дефицита энергетических ресурсов, с другой, все более остро ставятся вопросы энергосбережения в технологии сушения. Несмотря на сформировавшиеся принципы энергосбережения в технологии и технике сушки, нет однозначного решения в их реализации. Поэтому решение задач экономии энергии при получении сухих пищевых волокон, в частности, проведение дополнительных исследований с целью выбора рациональных способа обезвоживания, типа сушильного аппарата, обеспечивающих соответствующие технико-экономические показатели, актуально и требует научного подхода с учетом специфики технологии и свойств сырья.

Диссертационная работа выполнена в рамках Перечня критических технологий Российской Федерации, утвержденного Президентом Российской Федерации В.В. Путиным 21 мая 2006 г. Пр-842 (п. «Технологии экологически безопасного ресурсосберегающего производства и переработки сельскохозяйственного сырья и продуктов питания»), Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно- технологического комплекса России на 2007- 2012 годы» (распоряжение Правительства Российской Федерации от 6 июля 2006 г. № 977-р.), а также в соответствии с координационным планом НИР на кафедре ФГОУ ВПО АГТУ «Технологические машины и оборудование» под руководством профессора, доктора технических наук Алексаняна Игоря Юрьевича.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Исследованный образец соответствует требованиям Сан ПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» по микробиологическим и токсикологическим показателям, по содержанию пестицидов. Исследованный образец соответствует требованиям МУК 2.6.1.1194-03 по радиологическим показателям.

Ф.И.О., должность: эксперт по ГП /Н.С. Дементьева/ подписи /расшифровка/ ^ '''' ] ' ' " Форма 01 ПМ-2008 федеральная служб а по интеллекту^ собственности^* ; i ; патентам и товарным знакам

-^ -^": (РОСПАТЕНТ). V \Y'':v ■

Берсжковская'наб., 30, корп. 1, Москва, Г-59, ГСП-5, 123995. Телефон (8-499) 240- 60- 15. Факс (8-495) 234- 30- 58

На№ J- - : .ОТ

414025,т. Астрахань, ул. Татищева, 1 б, Ыаш №|2008147611/22(062303) . ■ ФГОУ ГЗПО АГТУ, Патентный отдел .••;. и

При переписке просим ссыпаться на номер заявки и сообщить дату пйлучения настоящей корреспонденции от ■ 1 "■.'■■ -:.■ тШ-Ш

L . J решение о выдаче патента на полезную модель

21) Заявка № 2008147611/22(062303) (22) Дата подачи заявки:02.12.2008

В результате экспертизы заявки на полезную модель установлено, что * • [х] заявленная полезная модель - •■.- ' - , ; • , . ' заявленная группа полезных моделей •. относится к объектам. патентных прав, заявка подана на техническое решение, охраняемое в • качестве полезной модели, и документы заявки соответствуют . установленным требованиям, предусмотренным Гражданским кодексом Российской Федерации, в связи с чем принято решение о выдаче патента на полезную модель. Заключение по результатам экспертизы прилагается.

1. Агарков, В.А. Влияние пищевых волокон на С1руктурно-механические свойства творожных десертов Текст. / В.А. Агарков, Н.И. Дунченко, СВ. Купцова, В.В. Пряничников // Известия вузов. Пищевая технология. - 2001. -№ 1. - 29-32

2. Азаров, А.И. Промышленные вихревые трубы: производство, применение, развитие Текст. / А.И. Азаров // Техномир: промышленный журнал. - 2007. - № 1 (31).-С.20-22.

3. Азрилевич, М.Я. Оборудование свеклосахарных заводов Текст. / М.Я. Азрилевич. - 3-е изд. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 392 с.

4. Алексанян, И.Ю. Развитие научных основ процессов высокоинтенсивной сушки продуктов животного и растительного происхождения Текст. : автореф, дис. ... доктора техн. наук : 05.18.12 / Алексанян Игорь Юрьевич.- М. : МГУПБ, 2001.-52 с.

5. Алексанян, И.Ю. Высокоинтенсивная сушка пищевых продуктов. Пеносушка. Теория. Практика. Моделирование: Монография Текст. / И.Ю. Алексанян, А.А. Буйнов. - Астрахань: АГТУ, 2004. - 380 с.

6. Аппараты сушильные. Методика выбора типа сушилки Текст. : Руководящий нормативный материал. РД РТМ 26-01-131-81.- М.: НИИхиммаш, 1981.-65 с.

7. Аэрон, М.Э. Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящем зернистым слоем Текст. / М.Э. Аэров, О.М. Тодес- Л.: Химия, 1968.-510 с.

8. Бармашев, В.А. О гидравлическом сопротивлении псевдоожиженного слоя мелкозернистого материала в аппарате со щелевидным горизонтальным подводом газа Текст. / В.А. Бармашев, П.Г. Романков, П.А. Яблонский // ТОХТ. - 1974. -№3.-С. 131.

9. Бахвалов, Н.С. Численные методы Текст. / Н.С. Бахвалов, Н.П. Жидков, Г.М. Кобельков ; под общ. ред. Н.И. Тихонова. - 3-е изд., перераб. и доп.- М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003.- 632 с : ил.

10. Боллингер, X. Пищевые волокна Витацель - уникальный продукт XXI века Текст. / X. Боллингер, В.В. Прянишников, Т.А. Банщикова // Пищевые ингредиенты: сырье и добавки. Научно-теоретический и производственный журнал. - 2004. - №1.- 22-24.

11. Браунштейн, Б.Ц. Гидравлика слоя твердых частиц, взвешенных в восходящем потоке газа Текст. / Б.Ц. Браунштейн, О.М. Тодес // Нефтяное хозяйство. - 1951. - Т. 29, № 4. - 32.

12. Брунауэр, Адсорбция газов и паров Текст. В 2-х т. Т. 1. Физическая адсорбция / Брунауэр; пер. с англ. под ред. М.Н. Дубинина.. - М.: Госиздат иностр. лит., 1948. - 784 с.

13. Бусройд, Р. Течение газа со взвешенными частицами Текст. / Р. Бусройд; пер. с нем. под ред. З.Р. Горбиса. — М.: Мир, 1975. - 378 с.

14. Ванли, К.М. Интенсификация тепломассообмена при сушке свеклы в нативном и замороженном состоянии Текст. : автореф. дис. ... канд. техн. наук: 01.04.14 / Ванли Кончу Морис. - Астрахань, 2005.- 21 с.

15. Веников, В.А. Теория подобия и моделирования Текст. / В.А. Веников. - 2- е изд. - М.: Высшая школа, 1976. - 479 с.

16. Влага в зерне Текст. / [А.С. Гинзбург и др.]. - М.: Колос,1969. - 224 с.

17. Вода в пищевых продуктах Текст. / под ред. Р.Б. Дакуорта. - М: Пищевая промышленность, 1980. - 376 с.

18. Воловик, П.Н. Инфракрасная сушилка для плодов и овощей Текст. / П.Н. Воловик, Б.И. Вербицкий, Ю.П. Луцик // Всесоюзная научно-техн. конф. «Электрофизические методы обработки пищевых продуктов и с.-х. сырья»: тез. докл. - М., 1989. - 393-394.

19. Воскобойников, В.А. О классификации пищевых волокон Текст. / В.А. Воскобойников // Пищевые ингредиенты: сырье и добавки. Научно-теоретический и производственный журнал. - 2004. - №1 - 18-20.

20. Гельперин, Н.И. Основы техники псевдоожижения Текст. / Н. И. Гельперин, В.Г. Айнштейн, В.Б. Кваша. — М.: Химия, 1967. — 664 с.

21. Гемицеллюлозы Текст. / [М.С. Дудкин и др.]. - Рига: Знание, 1991. - 448с.

22. Гинзбург, А.С. Инфракрасная техника в пищевой промышленности Текст. / А.С. Гинзбург. - М.: Пищевая промышленность, 1966. - 408 с.

23. Гинзбург, А.С. Массовлагообменные характеристики пищевых продуктов Текст. / А.С. Гинзбург, И.М. Савина. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 280 с.

24. Гинзбург, А.С. Теплофизические характеристики картофеля, овощей и плодов Текст. / А.С. Гинзбург, М.А. Громов. - М.: Агропромиздат,1987. - 272 с.

25. Гинзбург, А.С. Основные аэродинамические и структурные характеристики псевдоожиженного слоя зерна Текст. / А.С. Гинзбург, В.А. Резчиков // Инженерно-физический журнал. - 1965. - Т. 5, №. 5. - 55.

26. Гинзбург, А.С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов Текст. / А.С. Гинзбург. - М.: Пищевая промышленность, 1975. - 527 с.

27. Горошко, В.Д. Приближенные закономерности гидравлики взвешенного слоя и стесненного падения Текст. / В.Д. Горошко, Р.Б. Розенбаум, О.М. Тодес // Известия вузов СССР. Нефть и газ. - 1958. - № 1. - 125.

28. Грачев, Ю.П. Математические методы планирования экспериментов Текст. /Ю.П. Грачев. - М . : Пищевая промышленность, 1973. - 200 с.

29. Гребенюк, СМ. Технологическое оборудование сахарных заводов Текст. / СМ. Гребенюк. - 2-е изд., перераб. и доп.- М: Легкая и пищевая промышленность, 1983.-520 с.

30. Гупало, Ю.П. О некоторых закономерностях псевдоожиженного слоя и стесненного падения Текст. / Ю.П. Гупало // Инженерно-физический журнал. -1962.-Т. 5 , № 1 . - С . 96.

31. Гутер, Р.С. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта Текст. / Р.С. Гутер, Б.В. Овчинский. - 2-е изд., перераб. - М.: Наука, 1970.-428 с.

32. Гухман, А.А. Введение в теорию подобия Текст. / А.А. Гухман. - М.: Высшая школа, 1973.-295 с.

33. Гухман, А.А. Применение теории подобия к исследованию процессов тепло- и массообмена Текст. / А.А. Гухман. - М.: Высшая школа, 1974. - 328 с.

34. Дементьев, В.М. Некоторые вопросы ожижения крупных частиц Текст. / В.М. Дементьев, Я. Графман // ТОХТ. - 1975. - № 9. - С 470.

35. Донская, Г.Л. Пищевые волокна - стимуляторы роста полезной микрофлоры организма человека Текст. / Г.Л. Донская, М.В. Ишмаметьева // Пищевые ингредиенты: сырье и добавки. Научно-теоретический и производственный журнал. - 2004. - №1. - С 21.

36. Дуденко, Н.В. Опыт использования отрубей в приготовлении продукции общественного питания Текст. / Н.В. Дуденко // Пищевые волокна в рациональном питании человека : сб. трудов ВНПО «Зернопродукт». - М, 1989.- 101-106.

37. Дунченко, Н.И. Мороженое, обогащенное пищевыми волокнами Текст. / Н.И. Дунченко, В.Г. Сулимина // Пищевая промышленность. - 2008. - № 1. - 60.

38. Жадан, В.З, Теплоемкость пищевых продуктов Текст. / В.З. Жадан // Консервная и овощесушильная промышленность. - 1939. - №1. - 27.

39. Жадан, В.З. Теплофизические основы хранения сочного растительного сырья на пищевых предприятиях Текст. / В.З. Жадан.- М.: Пищевая промышленность, 1976.-238 с.

40. Значение показателя «активность воды» для оценки сельскохозяйственного сырья: Обзорная информация Текст. / [Рогов А.И и др.]. - М: АгроНИИТЭИММП, 1987-44 с.

41. Ильина, И.А. Научные основы технологии модифицированных пектинов Текст. / И.А. Ильина. - Краснодар: изд-во Северо-кавказского зонального научно-исследовательского института садоводства и виноградства РАСХН, 2001. - 312 с.

42. Интенсификация технологических процессов пищевой промышленности с помощью энергии СВЧ Текст. / [Адаменко В.Я. и др.]. - М.: ЦНИИТЭИлегпищмаш, 1975. - 80 с.

43. Исследование тепло- и массообмена в технологических процессах и аппаратах Текст. : сб. статей / под общ. ред. А.В. Лыкова. - Минск: Наука и техника, 1985. - 314 с.

44. Кабалдин, Г.С. Модернизация распылительных и барабанных сушильных установок: производственно-практическое издание Текст. / Г.С. Кабалдин. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 112 с.

45. Каганович, Ю.Я. Промышленные установки для сушки в кипящем слое Текст. / Ю.Я. Каганович, А.Г. Злобинский. - Л.: Химия, - 1970. - 175 с.

46. Калиновская, О.П. Новые вибрационные сушилки для комбикормовой промышленности Текст. / О.П. Калиновская, В.И. Лабай. - М.: ЦНИИТЭИ Мингаза СССР, 1974. - 40 с.

47. Коновалов, В.И. Расчет кинетики процессов сушки на базе соотношений теплопереноса Текст. / В.И. Коновалов. - Тамбов, 1978. - 32 с.

48. Коровин, Ф.Н. Зерно хлебных, бобовых и масличных культур Текст. / Ф.Н. Коровин. -М.: Пищевая промышленность, 1964.-463 с.

49. Красников, В.В. Кондуктивная сушка Текст. / В.В. Красников. - М.: Энергия,- 1973.-288 с.

50. Кричман, Е.С. Новое поколение пищевых волокон Текст. / Е.С. Кричман // Пищевые ингредиенты: сырье и добавки. Научно-теоретический и производственный журнал. - 2004. - №1. - 28-30.

51. Куний, Д. Промышленное псевдоожижение Текст. / Д. Куний, О. Левеншпиль; пер с англ. под. ред . М.Г. Слинько и Г.С. Яблонского. - М.: Химия, 1976. - -448 с.

52. Купцова, СВ. Исследование и разработка технологии творожных десертов на основе бинарной композиции пищевых волокон и каррагинанов Текст. /: Дис.... канд. техн. наук : 05.18.04 ./ Купцова Светлана Вячеславовна. - М., 2003. - 199 с.

53. Куц, П.С. Обобщенное уравнение кинетики процесса конвективной сушки влажных материалов Текст. / П.С. Куц, В.Я. Шкляр, А.И. Ольшанский // Инженерно-физический журнал. -1987. - Т. 53, № 1. - 90-96. ИЗ

54. Куцакова, В.Е. Интенсификация тепло- и массообмена при сушке пищевых продуктов Текст. / В.Е. Куцакова, А.Н. Богатырев. - М:. Агропромиздат, 1987. -236 с.

55. Куцакова, В.Е. Динамика омывания частиц в вихревом слое Текст. / В.Е. Куцакова, Л.И. Логинов, Ф. Демидов // ЖПХ. - 1979. - Т. 52, № 11. - 2519 — 2524.

56. Лебедев, П.Д. Высокотемпературная сушка материалов под действием внутреннего градиента давлений пара Текст. / П.Д. Лебедев // Труды МЭИ. - 1958. -вып.ЗО.-С. 169-178.

57. Лева, М. Псевдоожижение Текст. / М. Лева; пер с англ. под ред. Н.И. Гельперина. - М.: Гостоптехиздат, 1961. - 400 с.

58. Липатов, С М . Физико-химия коллоидов Текст. / С М . Липатов. - Л.: ГОСХИМИЗДАТ, 1948. - 372 с.

59. Лыков, А.В. К исследованию динамики сушки. Уравнения диффузии влаги для плоских материалов в процессе сушки Текст. / А.В. Лыков // Известия ВТИ. -1933.-№3.-С. 20.

60. Лыков, А.В. Сушка в химической промышленности Текст. / А.В. Лыков.- М.: Химия, 1970.-499 с.

61. Лыков, А.В. Теория сушки Текст. / А.В. Лыков. - М.: Энергия, 1968. - 471 с.

62. Лыков, А.В. Тепломассобмен Текст. / А.В. Лыков. - М.: Энергия, 1978. - 478 с.

63. Лыков, А.В. Тепло- и массообмен в процессах сушки Текст. / А.В. Лыков. - М.: Гостоптехиздат, 1956. - 464 с.

64. Любошиц, А.И. Сушка казеина в псевдоожиженном слое Текст. / А.И. Любошиц, Л.Я. Фадеева, B.C. Казакевич // Молочная промышленность. - 1974. -№2. - С 26—28.

65. Любошиц, И.Л. Сушка дисперсных термочувствительных материалов Текст. / И.Л. Любошиц, Л.С. Слободкин, И.Ф. Пикус. - Минск: Наука и техника, 1969.-213 с.

66. Матур, К. Фонтанирующий слой Текст. / К. Матур, Н. Эпстайн. — Л.: Химия, 1978.—288 с.

67. Митев, Д.Т. Исследование пределов устойчивости работы аппаратов со щелевидным подводом газа Текст. / Д.Т. Митев, П.Г. Романков // ТОХТ.- 1968. -№ 4. - 587.

68. Михайлов, Г.М. Гидродинамика относительного движения дисперсных частиц и среды. Скорость начала псевдоожижения. Текст. / Г.М. Михайлов, A.M. Николаев // Труды КХТИ.— 1963. - Вып. 31. - 59.

69. Могильный, М. Нетрадиционное сырье в продуктах питания Текст. / М. Могильный, А. Баласанян //Актуальные проблемы современной науки,- 2004. - № 1,-С. 199-202.

70. Мухин, М.С. Химические основы производства и использования пищевых волокон Текст. / М.С. Мухин // Пищевые волокна в рациональном питании человека : сб. трудов ВНПО «Зернопродукт». - М., 1989. - 70-72.

71. Муштаев, В.И. Сушка дисперсных материалов Текст. / В.И. Муштаев, В.М. Ульянов. - М.: Химия, 1988. - 352 с.

72. Муштаев, В.И. Сущка в условиях пневмотранспорта Текст. / В.И. Муштаев, В.М. Ульянов, А.С. Тимонин.- М.: Химия, 1984. - 232 с.

73. Намсараева, З.М. Разработка технологии готового быстрозамороженного мясопродукта, обогащенного функциональными ингредиентами Текст.: автореферат дисс.... канд. техн. наук. - Улан-Удэ: изд-во ВСГТУ, 2007. - 21 с.

74. Неклюдов, А.Д. Пищевые волокна животного происхождения. Коллаген и его фракции как необходимые компоненты новых и эффективных пищевых продуктов Текст. / А.Д. Неклюдов // Прикладная биохимия и микробиология. -2003. -Т. 39, № 3. - 273-277.

75. Неужил, Л. Влияние решетки на неравномерность псевдоожиженного слоя Текст. / Л. Неужил, Б. Майргофер, Г.К. Сурис // ЖПХ. - 1976. - Т. 49, № 10. - 2266—2273.

76. Никитина, Л.М. Термодинамические параметры и коэффициенты массопереноса во влажных материалах Текст. / Л.М. Никитина. - М.: Энергия, 1968.-500 с:

77. Одуд, Е.А. Планирование питания при сахарном диабете Текст. / Е.А. Одуд //Русский медицинский журнал. - 2005. - Т. 13, № 6. - 1-5.

78. Пат. 2297581 Российская Федерация, МПК F26B9/06. Сушилка для поточной сушки пищевых продуктов Текст. / Реш X. [и др.] ; заявитель и патентообладатель БЮЛЕР АГ. - № 2004119857/06 ; заявл. 20.09.2002 ; опубл. 10.05.2007, Бюл. № 11 (II ч.). - 1с.

79. Пат. 2306509 Российская Федерация, МПК F26B17/10. Аэрофонтанная сушилка Текст. / Кочетов О.С. [и др.] ; заявитель и патентообладатель Кочетов О.С. - № 2006114474/06 ; заявл. 28.04.2006 ; опубл. 20.09.2007, Бюл. № 26 (III ч.). - 1с.

80. Пат. 2314470 Российская Федерация, МПК F26B11/14. Барабанная сушилка Текст. / Лобанов В.И. . [и др.] ; заявитель и патентообладатель Лобанов В.И. - № 2006117613/06 ; заявл. 22.05.2006 ; опубл. 10.01.2007, Бюл. № 1 (III ч.). -1с.

81. Пат. 2315930 Российская Федерация, МПК F26B11/04. Сушилка для сыпучих продуктов Текст. / Палагин В.В. ; заявитель и патентообладатель Палагин В.В. - № 2004138660/06 ; заявл. 28.12.2006 ; опубл. 27.01.2007, Бюл. № 3 (Уч.).-1с.

82. Пат. 2329747 Российская Федерация, МПК A23L3/40. Сушилка с инертной насадкой Текст. / Кочетов О.С. [и др.] ; заявитель и патентообладатель Кочетов О.С. - № 2007100042/13 ; заявл. 09.01.2007 ; опубл. 27.07.2008, Бюл. № 19 (III ч.).-1с.

83. Петров, В.Н. Определение критической скорости псевдоожижения бинарного слоя зернистого материала Текст. / В.Н. Петров // Известия вузов СССР. Нефть и газ. - 1962. - № 6. - 71.

84. Пищевые волокна Текст. / [М.С. Дудкин и др.] - К.: Урожай, 1988. - 152 с.

85. Пищевые добавки Текст. / А.П. Нечаев, А.Н. Зайцев, А.А. Кочеткова. - М.: Колос, Колос-пресс, 2002. - 255 с.

86. Пищевые продукты с промежуточной влажностью Текст. / [Е. Дж. Гольфи и др..; пер. с англ. А.Н. Иваненко, под ред. А.Ф. Наместникова. - М: Пищевая промышленность, 1980 - 208с.

87. Плановский, А.Н. Сушка дисперсных материалов в химической промышленности Текст. / А.Н. Плановский, В.И. Муштаев, В.М. Ульянов. - М.: Химия, 1979. - 288 с.

88. Плащина, И.Г. Гуммиарабик: функциональные свойства и области применения Текст. / [И.Г. Плащина и др.] // Пищевая промышленность.- 2002. - № 6. - 54-55.

89. Погожева А.В. Пищевые волокна в лечебно-профилактическом питании Текст. / А.В. Погожева // Вопросы питания. — 1998. — № 1. — 39—42.

90. Попова, СБ. Совершенствование процесса сушки тыквы в технологии плодовоовощных концентратов Текст. : автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.18.12 / Попова Светлана Борисовна. - М., 2004.- 24 с.

91. Поттер, Д. Вычислительные методы в физике Текст. / Д. Поттер ; пер. с англ. под ред. Ю.Н. Днестровского. - М.: Мир, 1975. - 386 с.

92. Псевдоожижение Текст. / под ред. И. Ф. Девидсона, Д. Харрисона; пер. с англ. В.Г. Айнштейна и др..; под ред. [с предисл.] Н.И. Гельперипа. — М.: Химия, 1974.—725 с.

93. Псевдоожижение Текст. / [В.Г. Айнштейн и др.]; под ред. В.Г. Айнштейна, А.П. Баскакова. — М.: Химия, 1991. —397 с.

94. Разумов, И.М. Псевдоожижение и пневмотранспорт сыпучих материалов Текст. / И.М. Разумов. - М,: Химия, 1972. - 239 с.

95. Расчеты аппаратов кипящего слоя: Справочник Текст. / под ред. И.П. Мухленова, Б.С, Сажина, В.Ф. Фролова. - Л.:, 1986. — 352 с.

96. Репницкий, В.В. Расчет коэффициента сопротивления одиночной частицы в псевдоожиженном слое Текст. /В.В. Репницкий, М. Б. Кондуков // Химическая промышленность. - 1973. - №3. - 229.

97. Рогов, И.А. Сверхвысокочастотный и инфракрасный нагрев пищевых продуктов Текст. / И.А. Рогов, С В . Некрутман. - М.: Пищевая промышленность, 1976.-212 с.

98. Розен, A.M. Масштабный переход в химической технологии Текст. / A.M. Розен. - М.: Химия, 1980. - 23 с.

99. Романков, П.Г. Сушка во взвешенном состоянии Текст. / П. Г. Романков, Н. Б. Рашковская.- изд. 3-е, перераб. и доп. - Л.: Химия, 1979. - 272 с-(Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии).

100. Рудобашта, С П . Исследование кинетики процесса конвективной сушки с учетом массопроводности Текст.: дисс. ... канд. техн. наук / Степан Павлович Рудобашта. - М.: МИХМ, 1967. - 136 с.

101. Рудобашта, С П . Математическое моделирование процесса сушки дисперсных материалов Текст. / СП. Рудобашта // Известия Академии наук. Энергетика. - 2000. - № 4. - С 98-109.

102. Рудобашта, С П . Зональный метод расчета кинетитш процесса сушки Текст. / СП. Рудобашта, Э.Н. Очнев, А.Н. Плановский // Теоретические основы хим. технологии. - 1975. - Т. 9, № 2. - 185-192.

103. Сажин, Б.С. Аппараты с активными гидродинамическими режимами для сушки дисперсных волокнообразующих полимеров Текст. / Б.С. Сажин. - М.: изд. МТИ.-1987, 43 с.

104. Сажин, Б.С. Основы техники сушки Текст. / Б.С. Сажин. - М.: Химия, 1984.-320 с.

105. Сажин, Б.С. Современные методы сушки Текст. / Б.С. Сажин. - М.: Знание, 1973.-64 с.

106. Сажин, Б.С. Обзорная информация. Серия ХМ-1 Текст. / Б.С. Сажин, Е.А. Чувпило.- М.: ЦИНТИХимнефтемаш, 1974. - 49 с.

107. Седов, Л.И. Методы подобия и размерностей в механике Текст. / Л.И. Седов. -М.: Наука, 1965.- 386 с.

108. Справочник химика -Текст.. В 7 т. Т.З. Химическое равновесие и кинетика. Свойства растворов. Электродные процессы./ ред. коллегия Б.П. Никольский (гл. ред.) и др... - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1964. - 1005 с.

109. Столяров, Е.А. Расчет физико-химических свойств жидкостей Текст. / Е.А. Столяров, Н.Г. Орлова. - М.: Химия, 1974. - 112 с.

110. Сульг, E.G. Исследование пределов устойчивости работы щелевых аппаратов вихревого слоя с прерывистой щелью Текст. / Е.О. Сульг, Д.М. Митев, Н.Б. Рашковская // ЖПХ. - 1970. - № 10. - 2204.

111. Суханов, Б.П. Гигиенические основы элементарной профилактики болезней цивилизации Текст. / Б.П. Суханов.— М.: ВЬШИМИ, 1988.—75 с.

112. Сушилки кипящего слоя с механическими побудителями Текст. / Б.С. Сажин и др.. - М.: ЦИНТИХимнефтемаш, 1974. - 223 с.

113. Сушильные аппараты и установки Текст.: каталог. - 5-е изд., исправ. и доп. - М.: ЦИНТИХимнефтемаш, 1988. - 72 с.

114. Сушка картофеля и овощей при радиационно-конвективном теплоподводе Текст. / З.А. Кац, Э.А.Гусева, А.П. Рысин, Э.А. Шевцова // Труды ВНИИКОПа. - М., 1973.-Вып. XVIII. - 91-112.

115. Сушеные овощи и фрукты Текст. / [В.А. Воскобойников и др.]. - М: Пищевая промышленность, 1980. - 191с.

116. Сушка пищевых растительных материалов Текст. / [Г.К. Филоненко и др.. - М . : Пищевая промышленность, 1971.-439 с.

117. Таганов, И.Н. Моделирование процессов массо- и энергопереноса Текст. / И.Н. Таганов. - Л.: Химия, 1979. - 204 с.

118. Тарасенко, Н.А. Пищевые волокна в производстве вафель Текст. / Н.А. Тарасенко, Н.В. Зубко, И.Б. Красина // Современные проблемы науки и образования. - 2008. - №6. - 7.

119. Термо- и влагометрия пищевых продуктов Текст. / И.Б. Моик, Н.А. Рогов, А.В. Горбунов; под ред. И.А. Рогова. - М.: Агропромиздат, 1988. - 304 с.

120. Титова, Л.М. Влияние основных факторов на интенсивность сушки пищевых волокон Текст. / Л.М. Титова, А.В. Ревина, Ю.А. Максименко // Вестник АГТУ. - №6 (41). - 2007. - 132-133.

121. Тодес, О.М. Аппараты с кипящим и зернистым слоем Текст. / О.М. Тодес, О.Б. Цитович. — Л . : Химия, 1981.—296 с.

122. Толстопят, А.П. О критической скорости псевдоожижения и моделировании технологических аппаратов Текст. / А.П. Толстопят, В.И. Елисеев // ТОХТ. - 1978. - № 12. - 555.

123. Устройство и эксплуатация оборудования предприятий пищевой промышленности Текст. / под ред. А.И. Драгилева. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1988. - 399 с.

124. Филиппов, В.А. Конструкция, расчет и эксплуатация устройств для сушки минерального сырья Текст. / В.А. Филиппов. - М.: Недра, 1979. - 309 с.

125. Филоненко, Г.К. Кинетика сушильного процесса Текст. / Г.К. Филоненко; Иван, энергет. ин-т им. В.И.Ленина. - М. - Л.: Оборониздат, 1939. -140 с.

126. Фролов, В.Ф. Моделирование сушки дисперсных материалов Текст. / В.Ф. Фролов. - Л.: Химия, 1987. - 207 с.

127. Фролов, Ю.Г. Курс коллоидной химии (поверхностные явления и дисперсные системы) Текст. / Ю.Г. Фролов. - М.: Химия , 1982. - 400с.

128. Хавкин, А. И. Пищевые волокна в коррекции микроэкологических нарушений у детей Текст. / А. И. Хавкин, В. Бельмер, Н. Жихарева //Лечащий Врач. - 2002. - № 6. - 5-10.

129. Шаззо, Р.И. Функциональные продукты питания Текст. / Р.И. Шаззо. - М.: «Колосс», 2000. - 202 с.

130. Шевцов, А.А. Некоторые аспекты совершенствования технологий сушки свекловичного жома Текст. / А.А. Шевцов, А.В. Дранников // Фундаментальные исследования. Российская академия естествознания. - 2008.-№1.-С.З.

131. Шендеров, Б.А. Медицинская микробная экология и функциональное питание Текст. / Б.А. Шендеров. - М.: Грантъ, 2001.- 321 с.

132. Членов, В.А. Виброкипящий слой Текст. / В.А. Членов, Н.В. Михайлов. - М.: Наука, 1972. - 344 с.

133. Чудновекий, А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов Текст. / А.Ф. Чудновекий. - М.: Физматгиз, 1962. - 456 с.

135. Burkitt, D. Effect of dietary fiber on stools and transit times and its role in the causation of disease Text. / D. Burkitt, A. Waker, N. Painter // Lancet.—1972.— Vol.2.-P. 1408—1412.

136. Berry, D. Dietary fibres in dairy products Text. / D. Berry // Dairy Foods. -2004.- Vol.105,№2.-P. 30.

137. Bingen, J. Agricultural Standards. The Shape of the Global Food and Fiber System Text. / J. Bingen, L. Busch. - Dordrecht, Netherlands: Springer, 2006.- 259 p. -(The International Library of Environmental, Agricultural and Food Ethics).

138. Chen, X.D. Drying Technologies in Food Processing Text. / X.D. Chen, Mujumdar A.S. - Oxford: Blackwell Publishers, 2008.- 360 p. ISBN: 1405157631 ISBN-13(EAN): 9781405157636

139. Chou, S.K. New hybrid drying technologies for heat sensitive foodstuffs Text. / S.K. Chou, K.J. Chua // Trends in Food Sc.Technol.-2001.-Vol.l2, № 10. -P.359-369.-AHra.-Bibliogr.:p.368-369. Шифр П 32582 2001 12(10).

140. Cummings, J.H. Nutritional Implications of Dietary Fiber Text. / J.H. Cummings //Am. L Clin. Nutr. - 1978. -№ 31. - P . 521.

141. Dietary Fiber: A Scientific Status Summary by the Institute of Food Technologists Expert Panel on Food Safety and Nutrition Text. // Food Technology. -1979.-Vol. 33.

142. Dietary Reference Intakes: Energy, Carbohydrates, Fiber, Fat, Fatty Acids, Cholesterol, Protein, and Amino Acids (Macronutrients) Text. / National Academies Press. - Washington, 2002. - 46 p.

143. Doering, E. Der Druckverlust bei der Durchstromung von Schuttschichten Text. / E. Doering// Allg. Warmetechnik. - 1955. - № 6. - S. 82—89.

144. Elgeti, K. Materialtransport in Drehrofen mit taschenformigen Einbauten Text. / K. Elgeti, A. Wohlfahrt // Aupbereitungs- Techn. - 1969. - №10. - S. 477-485.

145. Eastwood, M. The effect of the polysacharide composition and structure of dietary fibers on fecal fermentation and fecal excretion Text. / M. Eastwood, W. Brydon, D.Anderson //Amer. J. din. Nutr.-1986.-Vol. 44.- P. 51—55

146. Friedman, S.J. Studies in Rotary Drying Text. / S.J. Friedman, W.R. Marshall // Chem. Engng. Progr. - 1949. -№ 45. - P. 482-493, 573-588.

147. Hiliman, L. The effects of the fiber components pectin, cellulose and lignin on serum cholesterol levds Text. / L. Hiliman, S. Peters, С Fisher [et al.] //Amer. J. din. Nutr.-1985.-Vol. 42.—P. 207—213.

148. Hoize, H. Untersuchungen uber den Stromungswiderstand landwirtschaftlicher Halmgiiter Text. / H. Hoize. - Diisseldorf : VDJ-Forschungsheft , 1971.-545 S.

149. Huang, C.T.L. Fiber, Intestinal Sterols, and Colon Cancer Text. / C.T.L. Huang, G.S. Gopalakrishna, B.L. Nichols //Am. J. Clin. Nutr. - 1978. - № 31: - P. 516.

150. Jinescu, V.V. Verfahrenstechnische Berechnungsgrundlagen fiir Drehtrommelanlagen Text. / V.V. Jinescu, J. Jinescu // Aufbereitungs-Techn. -1972. - KU 13. - S. 573-579.

151. Ю8Ыто1о, Y. Hypocholesterolemic effect of dietary fiber: Relation to intestinal fermentation and bile acidexcretion Text. / Y. Kishimoto, S. Wakabayashi, H.Takada // J. Nutr. Sci. Vitaminol. - 1995. - JVb 41. - P.151.

152. Krischer, O. Trocloiungstechnik. In 3 Banden. B. 3: Trocloien und Trockner in der Produktion Text. / O. Krischer, K. bCroU. -2., voUig neubearb. u. erw. Aufl.-Berlin: Springer, 1989.-632 S.

153. Kritchevsky, D. Dietary fiber in health and dease Text. / D. Kritchevsky, С Bonfield. - St Paul: Eagan Press, 1995. - 234 p.

154. Kritchevsky, D. Protective role of wheat bran fiber: preclinical data Text. / D. bCritchevsky // Am. J. Med. - 1999. - JVb 106. - S. 28 - 31.

155. Lanza, E. A critical review of food fiber analysis and data Text. / E. 1.anza, R. Butrum // J. Amer. diet. Assoc-1986.-Vol. 86, J^ o 6. — P. 732—743.

156. Lefroy, G.A. The mechanics of spouted beds Text. / G.A. Lefroy, I.F. Davidson // Trans Inst. Chem. Eng. - 1969. - V. 47, N2 5.- P. 120.

157. Lin, K. Dietary lipids, sugar, fiber and mortality from coronary heart disease. Arteriosclerosis. Text. / K. Lin, J. Stamler, M. Trevisan [et al.] — 1982.—Vol. 2.—P. 221—227.

158. May, B.K. The importance of considering exchange surface area reduction to exhibit a constant drying flux period in foodstuffs Text. / B.K. May, P. Perre // Journal of Food Eng. - 2002. - Vol. 54, № 4. - P. 271-282.

159. May, B.K. Quantitative analysis of drying behaviour of fruit and vegetables Text. / B.K. May, A.J. Sinclair, A.L. Halmos, V.N. Tran // Drying Technol. - 1999. - № 17.-P. 1441-1448.

160. May, B.K. A Study of Temperature and Sample Dimension on the Drying of Potatoes Text. / [B.K. May et al.] // Drying Technology. - 2000. - № 18. - P. 2291-2306.

161. Mccleary Barry. Advanced Dietary Fiber Technology Text. / Mccleary Barry, White Peter R, Prosky Leon, Franke. - Oxford : Blackwell Publishers, 2000.- 560 p. ISBN: 0632056347 ISBN-13(EAN): 9780632056347

162. Mersmann, A. Thermische Verfahrenstechnik: Grundlagen und Methoden Text. / A. Mersmann, M. Kind, J. Stichlmair. - Springer, 2005. - 664 S.

163. Miskell, F. A study of Retention time on a Rotary Dryer Text. / F, Miskell, W.R. Marshall // Chem. Engng. Progr. - 1956. - №. 52. - P. 35-38.

164. Mokdad, A. H. The continuing epidemics of obesity and diabetes in the United States Text. / [A.H. Mokdad et al.] // . J. Am. Med. Assoc. - 2001. - № 286. - P. 1195.

165. MuUer, F. Vermischung und Entmischung trockener, komiger Massen durch Eigebewegung im Drehrohr ud durch rotierende Mischwerrkzeuge Text. : Dr.-Ing.-Diss./ F. Miiller. - MUnchen: Miinchen Technische Hochschule, 1965. - 254 S.

166. Narisman, G. On a Generalized Expression for Prediction of Minimum Fluidization Velocity Text. / G. Narisman // Am. Inst. Chem. Eng. - 1965. - V. 11. - № 3.-P. 550.

167. Nenstiel, W. Neuer Trockner fur rieselfahige Gilter Text. / W. Nenstiel // Keramische Zeitschrift. - 1964. - № 16. - S. 146-149.

168. Perre, P. The existence of the first drying stage proved by two independent experimental evidences Text. / P. Perre, B.K. May // Proceedings of of the 14th International Drying Symposium, Brazil. - 2004.

169. Perre, P. A numerical drying model that accounts for the coupling between transfers and solid mechanics. Case of highly deformable products Text. / P. Perre, B.K. May//DryingTechnol.-2001.-№19.-P. 1629-1643.

170. Piralishvili, Sh.A. Vortex effects: theory, experiment, industrial application, prospects Text. / Sh.A. Piralishvili, A.I. Azarov // Heat Transfer Research. -2006. - Vol. 37. - P. 707-730.

171. Pocun, A. Einstellen von Drehofen- Haufhoffen-Zement-KalkGips Text. / A. Pocun.- 1965. -№ 18. - S. 589-592.

172. Rasquin-Weber, A. Chilhood functional gastrointestinal disorders Text. / A. Rasquin-Weber, P.E. Hyman, S. Cucchiara // Gut. - 1999. - № 45. - P. 1160-1168.

173. Reddy, R.V. Maximum Spoutade Bed Deps of Mixed Particle size beds et al. Text. / R.V. Reddy // Can. J. chem. Eng. - 1968. - Vol. 46. - №. 3. - P. 329.

174. Sharp, P.F. Wheat and Flour. Text. / P.F. 8Ьаф // Gereal Chem. - Studies IX. - 1972. - №1. - P.193-197.

175. Spilier, G.A. Fiber in Human Nutrition Text. / G.A. Spiller, R.J. Amen. - New York : Plenum Press, 1976.

176. Steigman, A. All Dietary Fiber is fundamentally functional Text. / A. Steigman // Cereal foods world. - 2003. - Vol. 48, №3. - P. 128-132.

177. Stockbrugger, R.W. Nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) in the prevention of colorectal cancer Text. / R.W. Stockbrugger// Eur. J. Cancer. Prev.-1999. -№ 9 (Suppl. 1). - S. 21- 25.

178. Stockburger, D. Fortschritte und Entwicklungstentenzen in der Trocknungstechnik bei der Trocknung formloser Gutter Text. / D. Stockburger// Chem. Ing. Techn. - 1976. -№ 48. - S. 199-205.

179. Trowell, H. Diabetes Mellitus and Dietary Fiber of Starchy Foods Text. / H. Trowell // Am. J. Clin. Nutr. - 1978. - № 31. -P. 552.

180. Walker, A.R.P. The Relationship between Bowel Cancer and Fiber Content in the Diet Text. / A.R.P. Walker // Am. J. Clin. Nutr. - 1978. - № 31. -P. 524 -528.