Совершенствование технологии сушки плодов рябины с разработкой вибрационного сушильного аппарата

• Автор: Щербаков, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Мичуринск
• Количество страниц: 144 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Особенности сушки плодов и ягод

1.2. Современные технологии и устройства сушки растительной продукции

1.3. Анализ влияния вибрационного воздействия на продукт и процессы тепломассопереноса

1.3.1. Поведение продукта размещенного в виброкипящем слое

1.3.2. Влияние вибрационного воздействия на процессы тепломассопереноса

1.4. Обоснование выбора конструктивнотехнологической схемы сушильного аппарата

1.5. Выводы, цель и задачи исследования Глава 2. ФИЗИКО МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛОДОВ РЯБИНЫ

2.1. Цели и задачи исследований физикомеханических

свойств плодов рябины

2.2. Методика исследований изучения физикомеханических
свойств плодов рябины
2.3. Результаты исследований физикомеханических
свойств плодов рябины
2.4. Выводы по главе Глава 3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ВИБРАЦИОННЫХ СУШИЛЬНЫХ АППАРАТОВ
3.1. Модель, описывающая динамику виброкипящего слоя
3.1.1. Перемещение продукта по горизонтальным перфорированным тарелкам
3.1.2. Движение высушиваемых материалов в виброкипящем слое
3.2. Модель, описывающая кинетику сушки продукта
3.2.1. Способы интенсификации процесса сушки
3.2.2. Математическая модель определения скорости сушки
3.3. Зависимости для расчета производительности
вибрационного сушильного аппарата
3.4. Материальная и тепловая модель процесса сушки
3.5. Выводы по главе
Глава 4. ПРОГРАММА И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Методика проведения экспериментов по изучению факторов, влияющих на изменение показателя энергоемкости процесса сушки
4.1.1. Описание установки
4.1.2. Методика измерения амплитуды вибрации при сушке продукта в вибрационном аппарате
4.1.3. Методика выявления факторов, влияющих на изменение показателя энергоемкости процесса сушки
4.1.4. Постановка задачи оптимизации
4.1.5. Методика анализа экспериментальных данных
4.1.6. Методика обработки результатов многофакторного эксперимента
4.2. Методика проведения эксперимента по изучению процесса перемешивания и перемещения плодов рябины по горизонтальным тарелкам рабочей камеры вибрационного аппарата
4.2.1. Методика проведения эксперимента по изучению процесса перемешивания продукта
4.2.2. Методика проведения эксперимента по изучению скорости виброперемещения материала
4.3. Методика проведения эксперимента по изучению процессов массообмена и определения неравномерности сушки плодов рябины в вибрационном сушильном аппарате
Глава 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ
5Л. Результаты экспериментальных исследований, влияющих на изменение показателя энергоемкости процесса сушки
5.2. Результаты проведения эксперимента по изучению процесса перемешивания и перемещения плодов рябины по горизонтальным тарелкам рабочей камеры вибрационного аппарата
5.2.1. Результаты проведения эксперимента по изучению процесса перемешивания продукта
5.2.2. Результаты проведения эксперимента по изучению скорости виброперемещения материала
5.3. Результаты проведения эксперимента по изучению процессов массообмена и неравномерности сушки плодов рябины в вибрационном сушильном аппарате
5.4. Выводы по главе
Глава 6. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ВИБРАЦИОННОГО СУШИЛЬНОГО АППАРАТА
6.1. Методика расчета конструктивнотехнологических параметров и режимов работы вибрационного сушильного аппарата
6.2. Обоснование экономической эффективности применения вибрационного сушильного аппарата
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Плоды и ягоды представляют собой капиллярнопористую коллоидную среду, в которой влага покрывает поверхность материала, заполняет капилляры и проникает внутрь вещества. Содержание влаги в материале оценивается относительной влажностью. В сухом состоянии продукт находится в состоянии анабиоза. Такие материалы можно хранить в течении длительного времени . При сушке плодов происходит испарение большей части содержащейся в продукте воды. Свежие плоды и ягоды уменьшаются в весе после сушки примерно в раз в зависимости от содержания сухих веществ и первоначальной влажности. Излишнюю влагу из плодов и ягод нужно удалять таким образом, чтобы в максимальной степени сохранить пищевые и вкусовые качества высушиваемого продукта. В зависимости от интенсивности энергии связи влаги с материалом различают химическую, физикохимическую и физикомеханическую формы связи. В процессе сушки преобладающего большинства продуктов необходимо удалить из материала влагу, характеризуемую физикомеханической и физикохимической формами связи, в частности, адсорбционную. До недавнего времени считалось, что при сушке химическая связь не может разрушаться. Результаты исследований показали, что при сушке может удаляться и химически связанная влага. Это особенно характерно для материалов, содержащих органические жидкости, которые способны образовывать с ними различные комплексные соединения, разрушающиеся при сушке. В настоящее время имеется большое разнообразие конструкций и типов сушилок рис. Создание высокопроизводительного сушильного оборудования стало возможным благодаря широким научным исследованиям, проводимым в этой сфере. Гинзбурга, А. П. Гержоя, Л. А. Минухина, С. А Нагорнова, Н. П. Тишанинова, А. М. Шувалова, Н. В. Кармана, В. И. Анискина, С. Д. Птицына, Б. С. Сажина, Ф. Т. Гоголева, а также А. Г. Чижикова, В. Г. Айнтштейном, М. Е. Сбродова, Ю. Л. Фрегсра, Р. Н. Велика, В. А. Сакуна, Г. П. Ерошенко, И. Ф. Бородина, Р. В. Ткачева, Е. М. Зимина, Крутова, Кругляка, П. Д. Лебедева. Вопросом влияния режимов сушки и параметров этого процесса занимались В. И. Анискин, Н. И. Сыромятников, С. С, Забродский, Ульрих и другие. Проблему повышения эффективности процесса сушки исследовали В. А Членов, Д. О.Матвеев, Я. С. Киселев, В. Л. Кретович, Л. А. Тривятский, В. П. Удилов и другие. До последнего времени основным методом сушки по способу теплопередачи считается конвективный. К наиболее важным факторам приложение А при конвективной сушке плодовоягодных культур относятся параметры сушильного агента температура и скорость его движения, толщина слоя и его состояние плотный, разрыхленный, псевдоожиженный, взвешенный. Состояние слоя в первую очередь определяет поверхность продукта, которая находится в контакте с сушильным агентом и участвует в тепло и массопереносе. Рассмотрим наиболее употребляемые установки и способы сушки растительных материалов, определим их преимущества и недостатки. Бораданные и др. Камерные сушилки. В таких аппаратах сушка материала производится периодически при атмосферном давлении. Сушилки имеют одну или несколько прямоугольных камер, в которых материал, находящийся в вагонетках или на полках, сушится в неподвижном состоянии. Камерные сушилки обладают существенными недостатками, к числу которых относятся 1 большая продолжительность сушки, так как слой высушиваемого материала неподвижен, 2 неравномерность сушки, 3 потери тепла при загрузке и выгрузке, 4 трудные и негигиеничные условия обслуживания и контроля процесса,5 сравнительно большей расход энергии изза недостаточной полноты использования тепла сушильного агента особенно в конце сушки. Разновидностью камерных сушилок является шкафная воздушноциркуляционная сушилка рис. Рисунок 1. Нагретый в воздухоподогревателе I воздух подается вентилятором 2 в нижнюю часть камеры 3 сушилки и проходит в горизонтальном направлении слева направо между противнями с высушиваемым материалом, установленным на вагонетках 4. Затем воздух проходит воздухоподогреватель 5 и движется через среднюю часть камеры в противоположном направлении справа налево.