Научное обоснование и разработка способов СВЧ-конвективной сушки фруктов

• Автор: Демьянов, Виталий Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 223 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1 Современное состояние теории, техники и технологии

сушки айвы, груш, персиков и абрикосов

1.1 Комплексная оценка айвы, груш, персиков и абрикосов

и объектов исследования

1.2 Краткий обзор техники сушки айвы, груш, персиков

и абрикосов

1.3 Анализ существующих подходов к математическому описа-

нию процесса тепломассообмена при сушке продуктов с применением СВЧ - энергии

1.4 Анализ литературного обзора и задачи исследования
Глава 2 Исследование айвы, груш, персиков и абрикосов
как объекта сушки
2.1 Исследование форм связи влаги в айвы, грушах, персиках
и абрикосах методом термического анализа
2.2 Определение теплофизических характеристик айвы, груш, персиков и абрикосов
2.3 Экспресс-метод определения диэлектрических свойств айвы,
груш, абрикосов и персиков в диапазоне СВЧ
Глава 3 Моделирование процесса сушки сферической частицы
при комбинированном энергонодводе
3.1 Постановка задачи
3.2 Численное моделирование процесса сушки
3.3 Описание и текст программы
3.4 Адекватность математической модели процесса сушки
3.5 Анализ режимов сушки
Глава 4 Исследование кинетических закономерностей процесса СВЧ

- конвективной сушки айвы, груш, персиков и абрикосов
4.1 Экспериментальная установка и методика проведения
исследований
4.2 Исследование кинетики процесса СВЧ - конвективной сушки
айвы, груш, персиков и абрикосов
4.3 Разработка и обоснование выбора комбинированных режимов
сушки айвы, груш, персиков и абрикосов
4.4 Построение номограмм для определения влагосодержания при СВЧ-конвективной сушки айвы, груш, персиков и абрикосов
Глава 5 Комплексная оценка качества плодов айвы, груши,
персиков и абрикос
5.1 Определение антиоксидантної! активности айвы, груш,
персиков и абрикосов
5.2 Определение химического состава айвы, груш, персиков
и абрикосов
Глава 6 Разработка конструкций аппаратов, технологии и способов
производства цукатов
6.1 Разработка конструкций аппарата для производства цукатов
6.2 Разработка технологической линии для производства цукатов .
6.3 Разработка способов сушки айвы, груш, персиков и абрикосов
6.4 Оценка термодинамического совершенства процесса
производства цукатов методом эксергетического анализа
Основные выводы и результаты
Литература
Приложение

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Аи, Лп, Аз,, А22 - коэффициенты переноса;
ат - коэффициент диффузии влаги в материале частицы;
д - относительный коэффициент термодиффузии;
г - теплота конденсации пара;
с - относительный коэффициент диффузии пара;
а1щ - коэффициент диффузии пара в материале;
с - теплоемкость высушиваемого материала; а - коэффициент температуропроводности;
и - влагосодсржание высушиваемого материала;
I -температура;
с - объемная интенсивность тепловых источников;
Хт - коэффициент массопроводности материла;
Хч - коэффициент теплопроводности; р - плотность высушиваемого материала,
- температура воздуха, ию1 _ равновесное влагосодержание материала частицы для параметров воздуха,
/0 - начальная температура частицы, ио - начальное влагосодержание частицы,
Я, - радиус частицы,
- число интервалов дискретной сетки по радиусу,
Ат - шаг по времени, г - продолжительность процесса сушки.
Безразмерные числа и критерии Яе- критерий Рейнольдса, Ыи- критерий Нуссельта, Рг- критерий Прандтля, -критерий Био.

— = а ■ V2£/ + а Ч-У2Т + е-—, (1.21)
81 т' дг
дР „2 е ди л
- = ар-Чр —, (1.22)
дг Су дг
где Т - температура материала, К; а - коэффициент температуропроводности, м2/с; V2 - оператор Лапласа, м'2; е - коэффициент фазового превращения жидкости в пар; г - удельная теплота парообразования, Дж/кг; с - удельная теплоемкость материала, Дж/(кг-К); и - влагосодержание материала, кгвл/кгсе; - мощность внутренних источников теплоты, Вт/м3; р0 - плотность сухого вещества материала, кг/м3; ат - коэффициент диффузии жидкости, м2/с; 32 - относительный коэффициент термодиффузии, 1/К; Р - избыточное давление в материале, Па; ар - коэффициент конвективной диффузии, м2/с; су — коэффициент емкости влажного воздуха в пористом теле, Па"1.
Автор принимал следующие допущения: семена рапса имеют сферическую форму с радиусом г0, постоянное геометрическое сечение и постоянную плотность, мощность электромагнитного излучения по всем семенам распределена равномерно.
С учетом сферической симметричности и зависимости коэффициентов в уравнениях (1.20-1.22) от температуры и влагосодержания система дифференциальных уравнений примет вид:
J_ д_ dt г2 дг

dU , Qv
8U 1 д ( 2 dU} 1 д(.(- гА 2 дТ} 8U . ..
dt г дг дг) dt
Б * Г С
где а2=а; bt =-; а2= а ; b2 = ат ■ <52; а = а ; Ь3 = —; г - радиальная пере-
с 22 cv
менная.