Методологическое обоснование агрегата и процесса распылительной сушки в нестационарных аэродинамических потоках

• Автор: Михалева, Татьяна Владимировна
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Состояние вопроса
1.1 Состояние изученности процесса распылительной сушки
1.2 Особенности сушки распылением и конструкций распылительных сушилок
1.3 Пути интенсификации процесса сушки за счет использования нестационарных аэродинамических потоков
1.4 Обобщение данных о влиянии процесса распылительной сушки на физико-химические свойства и состав готового продукта
Выводы по первой части
2 Математическая модель процесса распылительной сушки
2.1 Анализ движения капли под воздействием колебания потока
2.2 Математическое моделирование массообменных процессов с учетом нестационарных аэродинамических потоков
Выводы и результаты исследования по второму разделу
3 Методики проведения экспериментов и обработки экспериментальных данных
3.1 Экспериментальная установка, приборы и оборудование, применяемые при исследованиях
3.2 Объект исследования
3.3 Методики проведения экспериментальных исследований
3.3.1 Определение параметров входящих в математическую модель
3.3.2 Методики определения влажности, температуры продукта и сушильного агента
3.4 Экспериментальные исследования процесса распылительной сушки
3.4.1 Ход экспериментальных исследований
3.4.2 Исследования изменения параметров, входящих в математическую модель
3.4.3 Верификация математической модели
Выводы и результаты исследований по третьему разделу

4 Экспериментальное исследование воздействия параметров процесса сушки распылением на эффективность его протекания и на качество готового продукта
4.1 Влияния изменения вязкости и влажности на процесс сушки
4.2 Анализ процесса распылительной сушки в нестационарном аэродинамическом потоке
4.3 Определение показателей качества молочных продуктов
4.4 Процесс распылительной сушки при оптимальных режимах
Выводы и результаты исследований по четвертому разделу
5 Совершенствование конструкции распылительной сушилки с пульсатором
5.1 Модернизация распылительной сушилки
5.2 Экономический расчет
Выводы и результаты исследований по пятому разделу
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
Список используемых символов
Список использованных источников
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д
Приложение Д
Приложение Д
Приложение Е
Приложение Е
Приложение Е
Приложение Ж
Приложение Ж
Приложение Ж

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Наиболее распространенным методом, применяемым для получения мелкодисперсной пищевой продукции, является воздушная сушка. Процесс сушки пищевого сырья с получением высококачественных порошков осуществляется распылительными сушилками с прямоточным, противоточным и смешанным движением сушильного агента - воздуха.
Современная тенденция развития сушильной технологии - обеспечение максимальной интенсификации процессов распылительной сушки при одновременном улучшении качества высушиваемого материала.
Недостатки существующих распылительных сушилок - большие габаритные размеры и значительные энергозатраты, ограниченная возможность оперативного влияния на протекание процесса сушки, низкая пищевая ценность получаемых продуктов. Устранение этих недостатков требует разработки и внедрения оборудования на базе новых принципов с автоматизированным управлением технологическими процессами.
Приоритетным направлением исследований в области получения высококачественных молочных порошков и сохранения их пищевой ценности является применение щадящих технологических процессов, использование в аппаратах нескольких потоков сушильного агента.
В связи с вышесказанным, является целесообразным методологическое обоснование с разработкой соответствующего математического аппарата и создание распылительных сушильных установок с организованными аэродинамическими потоками сушильного агента и систем управления ими.
Работа выполнена в рамках госбюджетных тем «Совершенствование производственных процессов в пищевой промышленности и АПК на основе био-и нанотехнологий» (№ ГБ 01200902661) и «Управление свойствами сырья, технологическими процессами в пищевой промышленности и АПК инженерными и физико-химическими методами» (№ ГБ 01990000123).
Целью работы является снижение энергозатрат процесса распылительной

1.4 Обобщение данных о влиянии процесса распылительной сушки на физико-химические свойства и состав готового продукта
Анализу изменения физико-химического состава молока при тепловой обработке посвящены следующие работы [21, 27, 37, 39-47, 57, 65, 68, 76]. С физико-химических позиций молоко представляет собой сложную
полидисперсную систему, в которой дисперсионной средой является вода, а дисперсной фазой — вещества, находящиеся в молекулярном, коллоидном и эмульсионном состоянии.
В среднем же молоко имеет следующий состав (процент):
- вода - 87,5;
- сухое вещество - 12,5.
В том числе:
а) молочный жир - 3,8;
б) белки 3,3 (казеин - 2,7, альбумин - 0,5, глобулин - 0,1);
в) молочный сахар - 4,7;
г) минеральные вещества - 0,7.
При нагревании пищевая и биологическая ценность молока снижается. Ферменты разрушаются полностью даже при нагревании до 85-95 °С, но молочный жир при нагревании до 100 °С почти не изменяется. Более высокая температура вызывает побурение молока.
В работах [21, 27, 37] доказывается, что тепловое воздействие на молоко вызывает как обратимые так и необратимые последствия в зависимости от силы воздействия на продукт.
Процесс сушки и сгущения влияет на содержание витаминов в готовом продукте. Например, уменьшается содержание витамина А на 10-19 % (каротина - на 12-15), В7 - на 8-21, С - на 20, В6 и В]2 - на 40, Е - на 3-12 %, витамин С разрушается на 20 %, витамины В! и В,- на 30, В[2- на 10-35, В&- па 34 %.