Сокращение энергетических затрат сушки капиллярно-пористых материалов растительного происхождения за счет направленного подвода инфракрасного излучения

• Автор: Авроров, Глеб Валерьевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Смоленск
• Количество страниц: 181 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Состояние технологии сушки капиллярно-пористых
материалов растительного происхождения
1.1 Аналитический обзор способов сушки растительных
материалов и используемого сушильного оборудования
1.2 Анализ исследований процесса тепломассопереноса
при сушке материалов растительного происхождения
1.3 Анализ влияния свойств материалов на эффективность сушки
Выводы
2 Аналитическое исследование процесса тепловой обработки пищевых материалов растительного происхождения
2.1 Аналитическое исследование движения влаги
в капиллярно-пористых материалах при их высушивании
2.2 Аналитическое исследование теплопереноса
в туннельной сушилке при воздействии ИК излучения
2.3 Использование численных методов при решении уравнения
теплообмена
Выводы
3 Методика и результаты экспериментальных исследований
3.1 Обоснование и выбор источника излучения и марки
конструкционного материала рабочей зоны туннельной сушилки
3.2 Разработка экспериментального образца
туннельной сушилки
3.3 Определение величины прогибов ведущего вала конвейера туннельной сушилки
3.4 Определение материального и теплового баланса сушилки
Выводы

4 Экспериментальные исследования процесса сушки материалов растительного происхождения и анализ полученных
результатов
4.1 Обоснование целесообразности обогащения мучных изделий высушенными порошкообразными обогатителями
растительного происхождения
4.2 Тестирование экспериментального образца туннельной сушилки
4.3 Экспериментальные исследования процесса сушки растительных
материалов
Выводы
5 Оценка экономической эффективности- туннельной конвейерной сушилки и производства высушенных
натуральных обогатителей растительного происхождения
5.1 .Оценка себестоимости изготовления туннельной сушилки
5.2.0ценка экономической эффективности использования туннельной сушилки при производстве высушенных натуральных
обогатителей
Выводы
Общие выводы
Литература
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
Обеспечение населения РФ качественными продуктами питания в необходимом количестве требует от перерабатывающих отраслей агропромышленного комплекса ускорения внедрения ресурсосберегающих экологически чистых технологий и энергосберегающего технологического оборудования [115,134].
Одним из важных направлений развития современных технологий является производство новых видов продуктов питания с заданными функциональными или лечебно-профилактическими свойствами. Среди всего ассортимента продуктов питания особую роль играют хлебобулочные и мучные кондитерские изделия [1,10,19,53,74,104,109]. Выработка этих продуктов относится к энергоемким процессам, причем это касается не только тепловых процессов конечной стадии - расстойки теста и выпечки, но также и процесса сушки растительного сырья, используемого в качестве обогатителей мучных изделий. Например, сушка товарного зерна помимо улучшения качества муки, способствует повышению производительности мукомольно-крупяных производств и снижению степени износа технологического оборудования.
Сушка, как отмечается в [66], относится к одной из основных операций тепловой обработки капиллярно-пористых материалов растительного происхождения, позволяющей обеспечить их длительное хранение, удобное транспортирование и получать из них различные порошкообразные натуральные обогатители [64,68].
В настоящее время в промышленных масштабах сушку материалов растительного происхождения преимущественно осуществляют перегретым паром, смесью горячего воздуха и топочных газов в различных конструкциях сушильных установок, которые относятся к энергоемкому оборудованию и характеризуются продолжительным временем высушивания.
В связи с этим актуальным является сокращение энергетических затрат сушки с возможностью интенсификации процесса, что может быть обеспечено за счет использования более эффективных способов энергоподвода. Одним из

Сушка с помощью электромагнитных полей обладает рядом преимуществ, среди которых не требуется применения теплоносителей, загрязняющих обрабатываемый материал, не возникают взрывоопасные концентрации, отсутствует унос материала из зоны сушки, материал не испытывает перегрева от теплопередающих стенок, тепловыделение происходит в глубине материала.
Процесс передачи теплоты излучением между двумя разделенными средой телами осуществляется поэтапно: сначала происходит превращение части внутренней энергии тела в энергию излучения, затем распространение волн в пространстве и далее поглощение энергии излучения другим телом. Перенос энергии может быть осуществлен инфракрасными лучами, вихревыми токами, токами СВЧ и др.
Электромагнитные волны, передающие энергию, различаются длиной волны и частотой колебаний. Для теплопередачи излучением наибольший интерес представляют волны с Л = 0,8...40мкм [56,58,82,86].
При различных температурах между телами существует непрерывный теплообмен излучением. При температурном равновесии количество излученной энергии равно количеству поглощенной энергии. Плотность интегрального излучения тела равна интегральному лучистому потоку с единицы поверхности, £ = Общее количество энергии излучения, приходящейся на тело равно (2 = О.а + йг + ба) ГДе О.а ~ часть поглощенной энергии, QR - часть отраженной энергии, QD— часть энергии, прошедшей через тело.
Если тело участвует в теплообмене излучением с другими телами, то на него падает извне энергия излучения в количестве Еп. Часть этой энергии в количестве АЕп телом поглощается и превращается в его внутреннюю энергию, остальная часть КЕп отражается от тела, где А - поглотительная способность, представляющая отношение поглощенной энергии излучения к общему количеству энергии, я - отражательная способность.