Теория и усовершенствование конвективной сушки мелкодисперсных пищевых продуктов на основе законов химической кинетики

Теория и усовершенствование конвективной сушки мелкодисперсных пищевых продуктов на основе законов химической кинетики

Автор: Арапов, Владимир Михайлович

Год защиты: 2003

Место защиты: Воронеж

Количество страниц: 352 с. ил.

Артикул: 3296377

Автор: Арапов, Владимир Михайлович

Шифр специальности: 05.18.12

Научная степень: Докторская

Стоимость: 250 руб.

Теория и усовершенствование конвективной сушки мелкодисперсных пищевых продуктов на основе законов химической кинетики  Теория и усовершенствование конвективной сушки мелкодисперсных пищевых продуктов на основе законов химической кинетики 

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ТЕОРИИ ТЕХНИКИ КОНВЕКТИВНОЙИ СУШКИ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
1.1. Характеристика явлений при высушивании влажных пищевых продуктов
1.1.1. Поверхностные явления на границе системы твердое тело жидкость
1.1.2. Явления массопереноса в капиллярнопористых коллоидных телах
1.1.3. Характеристика явлений теплообмена в процессах конвективной сушки
1.1.4. Характеристика явлений массообмена
1.2. Особенности и стратегия проектирования конвективных сушилок для пищевых продуктов
1.2.1. Особенность технологии сушки пищевых продуктов
1.2.2. Стратегия проектирования технологии сушки пищевых продуктов
1.3. Основные теоретические подходы к математическому описанию процесса конвективной сушки
1.3.1. Основные признаки классификации математических моделей сушки
1.3.2. Моделирование кинетики конвективной сушки на основе классической теории диффузии.
1.3.3. Моделирование сушки на основе законов термодинамики
1.3.4. Экспериментальные модели кинетики сушки
1.4. Тенденции развития конвективной сушки мелкодисперсных пищевых продуктов
1.5. Общие выводы к 1ой главе
1.6. Формулирование основной научной гипотезы и постановка задач исследования
ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ КАК ГЕТЕРОГЕННОГО ФИЗИКОХИМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗДЕЛЕНИЯ
2.1. Теоретические и экспериментальные предпосылки применения законов кинетики химических реакций к моделированию процессов сушки
2.2. Основные положения теории кинетики химических реакций
2.3. Разработка общего вида математической модели конвективной сушки мелкодисперсных пищевых продуктов на основе законов кинетики химических реакций
2.4. Математические модели периода убывающей скорости сушки
2.4.1. Математическая модель периода убывающей скорости сушки для капиллярнопористых тел
2.4.2. Математическая модель периода убывающей скорости сушки для коллоидных капиллярнопористых тел
2.4.3. Определение физического смысла критериев в уравнениях кинетики сушки второго периода
2.5. Основное уравнение кинетики сушки .
2.6. Определение количества теплоты на сушку влажного материала
2.7 Определение продолжительности конвективной сушки
мелкодисперсного материала и эквивалентного влагосодержания
ГЛАВА 3 ФИЗИКОХИМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМОВ СУШКИ
3.1. Анализ температурных режимов и методов оценки теплового воздействия на продукт в процессе сушки
3.1.1. Воздействие теплоты на термолабильные компоненты пищевых
продуктов в процессе сушки
3.1.2. Анализ критериев определения допустимых температурных режимов сушки термолабильных продуктов
3.2. Кинетика физикохимических и биохимических превращений в
термолабильных компонентах пищевых продуктов вод воздействием теплоты
3.3 Разработка физикохимической модели допустимых температурных режимов сушки пищевых продуктов
3.Экспериментальная проверка физикохимической модели допустимых температурных режимов сушки
3.4.1. Экспериментальная установка для исследования сушки пищевых продуктов в фонтанирующем слое
3.4.2. Методика и результаты экспериментального исследования воздействия теплоты на молочный белок в процессе сушки
3.4.3. Экспериментальное исследование области допустимых температурных режимов сушки кукурузы
3.5. Анализ и установление области допустимых температурных режимов сушки пищевых продуктов в промышленных аппаратах
3.6. Выводы
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА НАУЧНОЙ
ГИПОТЕЗЫ НА ОСНОВЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕТИКИ СУШКИ МАТЕРИАЛОВ
4.1. Методики экспериментального исследования сушки казеина в фонтанирующем слое
4.2. Влияние основных факторов процесса на кинетику сушки казеина в фонтанирующем слое
4.3. Экспериментальная проверка функциональной зависимости скорости первого периода сушки от температурного режима сушки
4.4. Экспериментальная проверка уравнения температурной кривой сушки
4.5. Анализ процесса сушки казеина в периоде падающей скорости
4.6. Экспериментальная проверка уравнения взаимосвязи тепло и массообмена ,
4.7. Экспериментальное определение эквивалентного и относительного эквивалентного влагосодержания в продуктах
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАСЧЕТА КИНЕТИКИ КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ПРОДУКТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДОВ ИНЖЕНЕРНОЙ ФИЗИКОХИМИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ И ФИЗИКОХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА НА ПРИМЕРЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ СУШКИ КАЗЕИНА
5.1. Общая схема расчета кинетики конвективной сушки мелкодисперсных материалов в аппаратах с активным
гидродинамическим режимом
5.2. Структура исследования конвективной сушки мелкодисперсного материала
5.3. Исследование свойств казеина как объекта прессования, гранулирования и сушки методами инженерной физикохимической механики
5.3.1. Реологические свойства казеина
5.3.1.1. Обоснование методов и описание приборов для
изучения реологических свойств казеина
5.3.1.2. Анализ кривых течения казеина
5.3.1.3. Исследование предельного напряжения сдвига казеина
5.3.2. Физикомеханические свойства гранулированного казеина
5.4. Исследование свойств казеина как объекта сушки методами физикохимического анализа
5.4.1. Изучение форм и энергии связи влаги в казеине методами
физикохимического анализа
5.4.2. Исследование форм связи влаги с казеином методом ядерного магнитного резонанса
5.4.2.1. Экспериментальная установка ЯМР и методика исследования
5.4.2.2. Обсуждение результатов исследования форм связи влаги в казеине методом ЯМР
5.5. Применение дериватографического анализа к исследованию конвективной сушки мелкодисперсных продуктов
5.6. Выводы по результатам исследования свойств казеина
ГЛАВА 6. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ПРИМЕРАХ РАЗРАБОТКИ НОВОГО СПОСОБА СУШКИ КАЗЕИНА И ЛИНИИ СУШКИ ХЛЕБНОЙ КРОШКИ
6.1 Разработка конструкции установки для осуществления комбинированного способа сушки казеина
6.2. Исследование и обоснование гидродинамического режима сушки казеина на стадии фонтанирования
6.2.1. Основные теоретические положения гидродинамики фонтанирующего слоя
6.2.2. Анализ результатов экспериментального исследования гидродинамики фонтанирующего слоя казеина и получение основных расчетных зависимостей
6.2.2.1. Анализ кривых псевдожижения фонтанирующего слоя казеина
6.2.2.2. Методика получения расчетных зависимостей гидродинамических параметров фонтанирующего слоя казеина
6.2.2.3. Определение перепада давления фонтанирующего слоя казеина
6.2.2.4. Определение скорости газа фонтанирующего слоя казеина
6.2.3 Выводы по результатам исследования и обоснование
гидродинамического режима сушки казеина в фонтанирующем слое
6.3. Реологический расчет гранулятора сушильной установки
6.4. Обсуждение результатов заводских испытаний опытнопромышленного образца сушильной установки
6.5. Разработка линии сушки хлебной крошки
6.5.1. Основные закономерности сушки хлеба
6.5.2. Анализ технологии, способов и конструкций сушилок для хлеба и хлебной крошки
6.5.3. Устройство и работа линии сушки хлебной крошки
Основные результаты и выводы
Список использованной литературы


Это объясняется невозможностью моделирования по плотности, расположению частиц, размеров капилляров одной и той же структуры пищевого продукта в параллельных экспериментах 2, . Как установлено , размеры и расположение квазичастиц на молекулярном уровне имеют различный характер даже для одного и того же сорта продукта, но произведенного в различных условиях. Из изложенного очевидно, что имеющиеся в литературе сведения о характеристиках технологических свойств пищевых продуктов носят ориентировочный характер. Использование этих характеристик для расчета производственных процессов сушки и установок может привести к большим погрешностям, так как условия лабораторного эксперимента отличаются от производственных условий. Например, как справедливо отмечает А. Это обстоятельство обуславливает актуальность решения нескольких задач. Вопервых, для определения характеристик технологических свойств пищевых продуктов необходимо создавать наиболее совершенные методы и приборы, в наибольшей степени моделирующие условия производственных процессов и обеспечивающие достоверность полученных данных 3. Вовторых, необходимо получать информацию о характеристиках технологических свойств для каждой новой партии перерабатываемого продукта и на этой основе определять оптимальный режим ведения процесса, а не настраивать работу сушильного оборудования по некоторым осреднеиным показателям 5. Втретьих, необходимо разрабатывать методы расчета сушки с использованием некоторых обобщенных характеристик, которые бы позволили интегрально отобразить различные свойства пищевых продуктов и увязать их с производственными условиями. Например, если применять молекулярнокинетический метод расчета кинетики процесса, при котором математическое описание обычно дается в виде системы нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка в частных производных, то необходимо знать как минимум 6 или 7 теплофизических и массообменных характеристик 2, которые являются функциями температуры и влагосодержания. Если к тому же сделать некоторые упрощения при решении этих уравнений, то точность прогнозирования кинетики сушки в промышленном аппарате окажется невысокой. Применение термодинамического метода расчета сушки, при котором определяются по уравнениям линейности конечные результаты процесса под действием движущих сил плотность потока массы, позволяет сократить количество экспериментально определяемых характеристик материала. Кинетические коэффициенты в линейных уравнениях термодинамики необратимых процессов характеризуют переносные свойства объектов обработки их проводимость. Для анализа этих свойств целесообразно применять метод обобщенной проводимости. Можно предположить, что чем больше свойств продукта обобщает характеристика, тем меньшему влиянию она подвержена от незакономерно изменяющихся факторов воздействия. Сушка является одним из самых энергоемких процессов пищевой технологии, во многом определяющей качество готового продукта. Поэтому оптимизация технологии сушильного процесса необходимое условие обеспечения надлежащего качества продукта, сокращения продолжительности процесса, экономии энергетических и материальных ресурсов, улучшения экологических условий производства. Разработка и проектирование процесса сушки включает решение комплекса взаимосвязанных задач исследование свойств продуктов, обоснование на их основе способа ведения процесса и энергоподвода, выполнение гидравлических, тепломассообменных и конструктивных расчетов сушильной установки, выбор и расчет системы автоматического регулирования и управления ,8, 2. В последнее время эффективным средством для решения указанных задач становится применение системного анализа , задачей которого в данном случае является управление системой выбора технологического режима сушки и конструкции установки с учетом свойств продукта как объекта сушки, требований к его качеству, конкретным условиям производства и экологической обстановке. Системный анализ исследует системы со сложными внутренними физикохимическими связями. Сушка яркий пример таких систем. Системный анализ сушки выполняется на нескольких уровнях иерархии.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.201, запросов: 240