Разработка способа и установки для сушки пшеничных зародышей и ржаных отрубей инфракрасным излучением

• Автор: Беляева, Светлана Сергеевна
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ТЕХНИКИ СУШКИ ПШЕНИЧНЫХ ЗАРОДЫШЕЙ И РЖАНЫХ ОТРУБЕЙ
ЕЕ Пшеничные зародыши как объект сушки
Е2. Ржаные отруби как объект сушки
1.3. Современное состояние процессов и техники обработки диетических зерновых продуктов питания
1.4. Существующие физические и математические модели процесса сушки пшеничных зародышей
1.5. Отражатели теплового потока
Выводы по главе
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ ЗАРОДЫШЕВЫХ ХЛОПЬЕВ ПШЕНИЦЫ И РЖАНЫХ ОТРУБЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИК-ИЗЛУЧЕНИЯ
2.1. Экспериментальный стенд для исследования процесса сушки пшеничных зародышей и ржаных отрубей инфракрасным излучением
2.2. Методика экспериментальных исследований процесса сушки пшеничных зародышей и ржаных отрубей при ИК-излучении..
2.3 Анализ экспериментальных данных процесса сушки пшеничных зародышей при ИК-излучении
2.4 Анализ экспериментальных данных процесса сушки ржаных отрубей при ИК-излучении
2.6 Анализ экспериментальных данных процесса сушки возвратного пшеничного хлеба при ИК-излучении
Выводы по главе
Глава 3. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВНУТРЕННЕГО ТЕПЛО-И МАССОПЕРЕНОСА ПРИ ИНФРАКРАСНОМ НАГРЕВЕ ПШЕНИЧНЫХ
ЗАРОДЫШЕЙ
ЗЛ Аналитическое решение дифференциальных уравнений тепло- и
влагопереноса при инфракрасном нагреве пшеничных зародышей.
3.2 Моделирование тепло- и влагопереноса при инфракрасном нагреве
пшеничных зародышей
Выводы по главе
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ИК-СУШКИ ПШЕНИЧНЫХ ЗАРОДЫШЕЙ И РЖАНЫХ ОТРУБЕЙ НА ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКЕ
4.1. Исследование процесса равномерности инфракрасной сушки пшеничных зародышей на промышленной установке в зависимости от конструкции отражателей
4.2. Исследование температурного поля инфракрасной нагревательной системы для сушки пшеничных зародышей и ржаных отрубей.
Выводы по главе
Глава 5. МЕТОДИКА ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЁТА УСТАНОВКИ
ИНФРАКРАСНОЙ СУШКИ ПШЕНИЧНЫХ ЗАРОДЫШЕЙ
Выводы по главе
Глава 6. РАСЧЁТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение
На мукомольных заводах РФ ежегодно перерабатываются десятки миллионов тонн зерна. В результате образуется значительное количество побочных продуктов: зародышевые хлопья пшеницы, отруби, мучка, рациональное использование которых для зерноперерабатывающей отрасли имеет важное значение.
Отделяемые зародыши используются нерационально в качестве отрубей. Их широко применяют в комбикормовой, косметической, пекарной, кондитерской промышленностях. Использование пшеничных зародышей в качестве диетического, лечебно-профилактического питания актуально из-за высокого содержания в них группы витаминов, микроэлементов, а главное полиненасыщенных жирных кислот.
При взаимодействии с кислородом воздуха изменяются органолептические показатели пшеничных зародышей, такие как вкус и запах, то есть происходит окисление полиненасыщенных жирных кислот под действием фермента липазы и липоксигеназы. Также повышается микрофлора из-за большого вл аго содержания.
Для сохранения органолептических показателей необходимо сушить пшеничные зародыши до влаге содержания 6 кг вл./кг абс. сух.вещ.
В настоящее время сушка пшеничных зародышей осуществляется в вакуум-сублимационных установках. Она сопряжена со значительными затратами электроэнергии, металлоёмкая и дорогостоящая. Также сушка пшеничных зародышей осуществляется и в конвективных установках с осциллирующим режимом. Она сопряжена с длительным временем обработки продукта.
Математических моделей, особенно взаимосвязанных тепломассообменных процессов термической обработки пшеничных зародышей, недостаточно. Актуальным является математическое моделирование процесса сушки

уравнением прямой:
в = вд0 n — qW, (1.20)
где 9доп — предельно допустимое значение температуры нагрева пшеничных зародышей, К; q — коэффициент, определяемый экспериментально. - сложный вид кривых периодических температурных колебаний (осциллирующий режим) изменяется по косинусоидальному закону:
{0Ат-0& )(К0+1) 4 ,2 7т т
—--------------=Agcos(—г^-М) . (1.21)
cat ^
Выразим текущее значение температуры зародышевых хлопьев пшеницы из уравнения:
2 7ТТ _
^T=l^ocos(^r^-M)(rca-0Tiiii/(/:o+i))j+6Tii_t , (1.22)
2 I тт , 2тт
здесь 0 < т1Ч < т/2, Ао = (1+-^~ + я2.я-т ; С1-23)
arctan (
М= j +J*LL - X- (1-24)

Для определения температуры сушильного агента на каждом шаге дискретизации на интервалах нагрева и охлаждения использовалось уравнение теплового баланса для пшеничных зародышей. С учётом (1.20) и (1.22) и после интегрирования получим уравнение для определения текущего значения температуры пшеничных зародышей:
0(т )-[ <х„(т,-т,,_ц)
Рп„(т,,с])сс1Ш(т,,д) Р(т„?)4(Г„т„(/)
(т(,_!), g)—.40cos(2 7T.T'V —М)(Гса1_1 — в(т1_1, q)/(Ko +1)))
X Т +

Р (г, ■ 9) г L, (. т,, g) р м„ (■Т,, q) са„, (^,, т,, q)

(eQ-e(T,,q))/q (eo-0{T,_i}q))/q
P,jT,,q)-----------глтр-----РпЛт,-i.?)J (1-25)