Разработка способа сублимационной сушки в поле СВЧ продукта на основе форменных элементов крови убойных животных

• Автор: Белозерцев, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 184 с. : ил.

1.1. Вакуумное сублимационное обезвоживание

при различных видах энергоподвода.

1.2. Анализ существующий конструкций вакуумсублимационных сушильных установок

с СВЧ эиергоподводом

1.3. Анализ существующих моделей

процесса сублимационного обезвоживания.

1.4. Обоснование выбора форменных элементов

крови убойных животных как объекта сушки.

1.5. Цели и задачи исследований

Глава 2. Определение рецептурного состава продукта. Исследование

его свойств как объекта вакуумсублимационпой сушки

2.1. Подбор компонентов и оптимизация рецептурного состава исследуемого продукта на основе
форменных элементов крови
2.2. Определение криоскоппчсской температуры
и количества вымороженной влаги
2.3. Определение теплофизических характеристик
и сел еду е м о го п р оду кта.
2.4. Определение электрофизических характеристик исследуемого продукта
Глава 3. Моделирование процесса вакуумсублимационной сушки высокопористого материала в сверхвысокочастотном поле.
3.1. Обший анализ процесса.
3.2. Общая формулировка модели тепло и массообмеиа
3.3. Объем и пористость материала в процессе сушки.
3.4. Удельное массосодержаиис льда в процессе сушки
3.5. Моделирование СВЧ нагрева.
3.6. Численный анализ модели.
3.6.1. Сетка разностной аппроксимации
3.6.2. Разностная схема для вычисления температуры, влагосодержания и давления
3.6.3. Численный анализ удельного
массосодержания льда.
3.7. Анализ и интерпретация машинного эксперимента
Глава 4. Исследование процесса вакуумсублпмационной сушки
в сверхвысокочастотном поле.
4.1. Экспериментальная установка и методика проведения экспериментов
4.2. Изучение процесса замораживания
исследуемого продукта.
4.3. Изучение кинетики процесса вакуумсублнмационной сушки
4.3.1. Влияние начальной влажности продукта на продолжительность обезвоживания
4.3.2. Влияние способа замораживания на продолжительностьсублимациоиного обезвоживания
4.3.3. Влияние напряженности электромагнитного ноля на продолжительность сублимационного обезвоживания
4.4. Исследование качественных показателей
полученного продукта
4.4.1. Пищевая ценность.
4.4.2. Биологическая ценность.
4.5. Проверка адекватности разработанной
математической модели.
Глава 5. Практическое применение результатов исследований.
5.1. Разработка способа получения сублимированных
пищевых продуктов н установка для его осуществления
5.2. Разработка способа получения сублимированных пищевых продуктов с заданными свойствами
5.3. Разработка сублимационной сушилки непрерывного
действия с СВЧ энергоподводом
5.4. Способ автоматического управления процессом вакуумсублимацнонпой сушки пищевых продуктов сверхвысокочастотпом поле.
5.5. Расчет экономической эффективности.
5.5.1. Расчет производительности сублимационной
установки.
5.5.2. Расчет стоимости затрат электроэнергии.
5.5.3. Расчет капитальных вложений.
5.5.4. Расчет текущих затрат.
5.5.5. Расчет экономического эффекта.
Основные выводы и результаты
Список использованной литературы
Приложение
ВВЕДЕНИЕ


Вопросам исследования процесса сублимации льда в вакууме, при различных частотах электромагнитного излучения, разной его плотности и проникающей способности, иосвящеиы работы А. З. Волынца , , . Рис. Результаты исследования показали, что процесс сублимации с геометрической поверхности образца неустойчив и может существовать непродолжительное время. Вслед за ним устанавливается зона сублимации по толщине образца и начинается объемное испарение в образующиеся щели, трещины и полости. СВЧэнергоподводс область объемной сублимации охватывает весь образец. Я
Ау 1. Длительность периода, постоянной скорости сушки определяется величиной комплекса Ат, который предложено называть критерием Ермаковой. Толщина материала не оказывает влияния на длительность периода постоянной скорости сушки. Относительное количество влаги, удаляемой в периоде постоянной скорости, уменьшается с ростом комплекса. Из формулы 1. СВЧполя. I см5. При этом напряженность поля должна быть ниже пробивной. Для выполнения этого требования следует использовать очень высокие частоты сотни мегагерц и выше, применять тщательно сконструированные камеры и поддерживать в них рабочее давление, при котором полностью исключаются электрические разряды. В связи с этим, известные конструкции СВЧ нагревательных устройств можно разбить па две группы системы резонаторного типа и системы, использующие бегущую электромагнитную волну. Основным недостатком системы первого типа является зависимость ее электродинамических характеристик от частоты, добротности от электрофизических свойств материала и диапазона их изменения в процессе сушки, который обусловлен дискретностью собственных колебаний резонатора и трудностью осуществлять в процессе работы оптимальную связь генератора с резонатором во всем динамическом диапазоне изменений с. Рассогласование резонатора приводит к ухудшению устойчивости работы генератора, усложнению схемы появляется необходимость в развязке н к уменьшению коэффициента использования высокочастотной энергии. Системы второго типа идеально подходят для применения в непрерывных процессах. В этом случае нагрузка и передающая линия дополняют друг друга так, что образуется канал, в котором вся мощность потерь используется для нагрева. В устройствах такого типа можно осуществить высокую эффективность связи между мощностью, излучаемой генератором, и получаемой нагрузкой. Системы с бегущей волной могут иметь значительную полосу согласования с СВЧисточнпком. При этом их электродинамические характеристики слабо зависят от параметров материала и изменения их в процессе нагрева. Требование к однородности электрического поля остается, но оно оказывается менее жестким в направлении движения обрабатываемого материала. В качестве источников энергии для нагрева диэлектриков и полупроводников используют магнетроны непрерывного генерированиягклистроны и амплнтроны. При разработке способа нагрева диэлектриков в поле СВЧ важно и необходимо знать основные зависимости электрофизических параметров материала и от температуры, влагосодержания, агрегатного состояния. Выяснению закономерностей кинетики процесса на стадии сублимации посвящены работы , , . Мри этом были проверены две модели процесса. Первая основана на предположении, что эиерговыдслсиис внутренних источников пропорционально массе нслросублимировавшегося льда, вторая на том, что эго энерговыделение пропорционально содержанию незамороженной влаги, количество которой остается неизменным, вплоть до начала стадии удаления незамороженной влаги досушки. В первой модели масса об
разца изменяется по экспоненциальному закону С С0 и , а во второй по линейному закону. Большое количество экспериментальных данных доказывает правильность второй модели, на основе которой удается удовлетворительно объяснить известные результаты экспериментальных исследований процесса сублимационного обезвоживания в электромагнитном поле СВЧ. Для осуществления оптимального режима сублимационного обезвоживания материала, необходимо выяснение закономерностей протекания процесса во всех трех стадиях начальной замораживания и установления режимных параметров и следующих сублимации и досушки. Самой малоизученной стадией является досушка.