Совершенствование процесса сушки семян кориандра в аппарате с СВЧ-энергоподводом

• Автор: Казарцев, Дмитрий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 147 с. : ил.

1.1. Общая характеристика семян кориандра.

1.2. Способы и аппараты для сушки пищевых продуктов

с использованием СВЧэнергоподвода.

1.3. Особенности воздействия СВЧэнергии

на пищевые продукты

1.3.1. Взаимодействие электромагнитного

СВЧполя с пищевыми продуктами.

1.3.2. Влияние СВЧнагрева на качественные

показатели пищевых продуктов.

1.4. Анализ существующих подходов к математическому описанию переноса теплоты и массы при сушке продуктов с СВЧэнергоподводом

1.5. Цель и задачи исследования

Г л а в а 2. Изучение характеристик семян кориандра как
объекта сушки
2.1. Исследование гигроскопических свойств
семян кориандра
2.1.1. Изучение изотерм десорбции
семян кориандра
2.1.2. Выявление форм связи влаги в семенах кориандра методом дериватографического анализа.
2.2. Определение тенлофизических характеристик
семян кориандра.
2.3. Определение электрофизических свойств
семян кориандра.
Г л а в а 3. Исследование процесса сушки семян кориандра
в аппарате с комбинированным энергоподводом
3.1. Описание экспериментальной установки и методика проведения эксперимента.
3.2. Планирование и обработка результатов эксперимента
3.3. Влияние различных факторов на кинетику сушки
семян кориандра.
3.3.1. Исследование зависимости кинетики сушки
от начального влагосодержания.
3.3.2. Определение зависимости кинетики сушки
от температуры сушильного агента
3.3.3. Влияние СВЧмощности на кинетику сушки
3.3.4. Выявление зависимости кинетики сушки
от расхода сушильного агента
3.3.5. Изучение влияния высоты слоя
на кинетику сушки.
3.4. Воздействие СВЧэнергии на качественные
показатели семян кориандра
Г л а в а 4. Математическое моделирование процесса СВЧ
сушки семян кориандра.
4.1. Разработка общей структуры математического
описания процесса сушки семян кориандра.
4. Математическое описание кинетики сушки
в периоде убывающей скорости
4.3 Расчет продолжительности процесса сушки
на основе эквивалентного влагосодержания
4.4 Экспериментальная проверка полученной математической модели.
4.4.1. Проверка уравнения взаимосвязи
тепло и массобмена.
4.4.2. Сопоставление теоретической и
экспериментальной температурной кривой сушки
4.4.3. Экспериментальная проверка адекватности математической модели.
Г л а в а 5. Практическая реализация научных и проектнотехнических решений.
5.1. Экспериментальная проверка способа определения прочности связи влаги с веществом.
5.2. Разработка конструкций аппаратов
с СВЧэнергоподводом
5.2.1. СВЧустановка для сушки сыпучих материалов
5.2.2. Сушилка для сыпучих материалов.
5.3. Рекомендации по выбору режимов СВЧсушки
семян кориандра
5.4. Расчет экономической эффективности СВЧустановки.
5.4.1. Эффективность применения СВЧэнергоподвода.
5.4.2. Расчет материальных затрат и экономического эффекта при реализации проекта.
Основные выводы и результаты.
Библиографический список
Приложение
Основные условные обозначения
сI диаметр, м
й коэффициент диффузии, мс
Е энергия
И высота слоя, м
т масса, кг кинетический коэффициент
2 расход м3ч
г удельная теплота парообразования, Джмоль
Я универсальная газовая постоянная, ДжмольК и влагосодержанис материала, кгвлкгс.Нещ
V объем, м
а коэффициент температуропроводности, м2с коэффициент теплообмена, Втм2К степень превращения вещества
А разность, приращение
5 угол диэлектрических потерь е порозиость слоя
е коэффициент диэлектрических потерь екоэффициент диэлектрической проницаемости
О угол естественного откоса, град
X коэффициент теплопроводности, Втм К р плотность, кгм3 г время, с
а эмпирический коэффициент
Р мощность Вт р парциальное давление, Па
Р энергозатраты, Вт с удельная теплоемкость, ДжкгК
Т, температура, К
СВЧ сверхвысокая частота
ЭМП электромагнитное поле.
Безразмерные числа, критерии
число Рейнольдса
число Нуссельта
число Архимеда.
Индексы
тах максимальный i минимальный н начальное к конечное кр критическое вл влага с.вещ сухие вещества р равновесная са сушильный агент ср средняя уд удельная св связи.
ВВЕДЕНИЕ


В последнее время, вследствие многих достоинств, проявляющихся при взаимодействии с пищевыми продуктами, широкое распространение в различных технологических процессах получила энергия электромагнитных колебаний сверхвысоких частот. Принцип преобразования СВЧэнергии в теплоту основан на эффективном поглощении влагой нагреваемого продукта подводимой к нему СВЧэиергии. При этом теплота генерируется во всем объеме обрабатываемого продукта, а подводимая СВЧэнергия практически полностью поглощается им независимо от его формы и массы. Процесс тепловой обработки пищевых продуктов в электромагнитном поле характеризуется высокой скоростью нагрева и небольшой продолжительностью, что сокращает длительность воздействия на продукт повышенных температур и способствует сохранению питательной ценности, в частности, термолабильных витаминов, повышению качества и увеличению выхода готовой продукции. Интенсифицирование технологического процесса без снижения экономической эффективности работы сушильного аппарата, обеспечение высокого качества готового продукта с требуемой остаточной влажностью, возможно осуществить путем сочетания конвективного и СВЧэиергоподвода. За последние годы предложены различные варианты сушильных установок с использованием СВЧэнергии в чистом виде, а также в различных комбинациях с другими методами энергоподвода. Важным фактором, определяющим качество готового продукта, является равномерность воздействия СВЧэнергии на весь объем загружаемого продукта, а также использование рациональных режимов сушки. Повышение равномерности распределения СВЧэнергии по объему рабочей камеры, правильный выбор температурного режима сушки позволяют значительно интенсифицировать процесс, снизить энергозатраты и получить продукт высокого качества. Настоящая диссертационная работа посвящена исследованию комбинированной сушки семян кориандра и совершенствованию на этой основе сушильных аппаратов с СВЧэнергоподводом. ГЛАВА 1. Кориандр древнейшая культура, давно известная на Востоке и в Европе. Родина растения Средиземноморье. Кориандр возделывается в центральночерноземных и юговосточных областях европейской части России, на Украине и Северном Кавказе . На рис. Рис. Продукты переработки кориандра. Из кориандра добывают эфирное масло, содержащее в себе много ценных компонентов, использующихся в парфюмерной, медицинской и других отраслях промышленности. Главная составная часть кориандрового масла спирт линалоол, имеющий запах ландыша. Помимо этого из кориандрового масла химическим путем добывают цитраль, имеющий запах лимона, гераниол с запахом розы, ионом с запахом фиалки и другие вещества, по запаху напоминающие цветы липы, лилии и бергамота. Поэтому кориандровое масло широко используется для приготовления одеколонов, духов, кремов и других косметических товаров. Используется кориандр и для приготовления разных пищевых экстрактов, эссенций и т. После извлечения эфирного масла из семян кориандра добывается еще . Конечный продукт, получающийся после переработки кориандра, называется шротом. Он составляет до веса переработанных семян кориандра и по своим кормовым качествам равноценен зернофуражным культурам. Кориандровое зерно употребляется и как пряность в хлебопечении, при консервировании, копчении, солении и мариновании пищевых продуктов. Кориандр относится к семейству зонтичных и является однолетним растением. Плоды двухсемянки состоящие из двух плодиков шаровидной или шаровидноудлиненной формы диаметром 2. Оболочки плода составляют . На внутренней стороне обеих половинок плода под семенной оболочкой расположены по две эфиромасличных железки. При разделении плодов на половинки и разрушении семенной оболочки эфирное масло быстро испаряется. Химический состав плодов кориандра белок . Аминокислотный состав семян кориандра представлен в таблице 1. Аминокислотный состав семян кориандра Таблица 1. Гистидин 2, Цистин 3. Общее количество аминокислот . Семена кориандра представляют собой дисперсную систему, в которой содержатся частицы различного размера. Зависимость некоторых физикомеханических свойств семян кориандра от влажности представлена на рис. Рис.