Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ существующего состояния проблемы утилизации отходов бродильных производств 8
1.1 Характеристика отходов производства пива и их полезных свойств 8
1.2 Характеристика отходов спиртового производства и их полезных свойств 12
1.3 Совершенствование технологии производства спирта, направленное на уменьшение количества вырабатываемой барды 14
1.4 Существующие методы переработки отходов пивоварения 17
1.5 Методы переработки отходов спиртового производства 24
1.6 Комплексное использование вторичных материальных ресурсов пивоварения 30
1.7 Перспективные процессы в технологии утилизации пивной дробины и спиртовой барды 33
1.7.1 Основные режимы и способы экструзии пищевых масс 34
1.7.2 Основные режимы и спосббы сушки пищевых масс 39
1.8 Задачи исследования 45
2 Теоретические основы процессов экструдирования и конвективной сушки высоковлажных растительных материалов 46
2.1 Аналитическое описание процесса экструдирования 46
2.2 Аналитическое описание процесса конвективной сушки 64
2.3 Выводы по главе 72
3 Методика экспериментального исследования экструдирования и конвективной сушки смесей скоропортящихся пищевых отходов с зерновыми отходами 73
3.1 Процесс экструдирования 73
3.2 Определение свойств полуфабриката, подготовленного к сушке 86
3.3 Процесе конвективной сушки 88
3.4 Выводы по главе 95
4 Экспериментальное определение параметров процессов утилизации смесей скоропортящихся пищевых отходов с зерновыми отходами 96
4.1 Исследование свойств экструдата смеси пшеничных отрубей с высоковлажными отходами бродильных производств 96
4.2 Определение параметров процесса экструдирования 102
4.3 Исследование сорбционных свойств экструдата 110
4.4 Определение параметров процесса конвективной сушки 117
4.5 Выводы по главе 119
5 Реализация результатов исследований 120
5.1 Возможные направления утилизации высоковлажных отходов бродильных производств 120
5.2 Критерии оценки эффективности процесса утилизации отходов пищевых производств 122
5.3 Линия для обезвоживания высоковлажных вторичных сырьевых ресурсов 126
5.4 Новые конструкции экструдирующего оборудования 130
5.4.1 Матрицы с фильерами в упругой оболочке 130
5.4.2 Экструдеры высоковлажных полуфабрикатов 137
5.5 Расчет экономической эффективности от внедрения технологии утилизации отходов бродильных производств 142
5.6 Выводы по главе 149
Общие выводы по работе 150
Список использованных источников
- Совершенствование технологии производства спирта, направленное на уменьшение количества вырабатываемой барды
- Аналитическое описание процесса конвективной сушки
- Определение свойств полуфабриката, подготовленного к сушке
- Исследование сорбционных свойств экструдата
Введение к работе
Доля материальных издержек на приобретение сырья и производство продукции для предприятий пищевой промышленности превышает 90 % всех производственных затрат. Повышение эффективности производства в таких условиях требует рационального использования отходов.
Утилизация отходов бродильных производств требует решения комплекса экологических, экономических и технологических проблем, среди которых определяющей является технология переработки отходов.
Актуальность темы. В настоящее время предприятия пивоваренной и спиртовой промышленности являются источником значительного количества отходов органического происхождения. Эти отходы являются ценным кормовым продуктом, однако, быстро разлагаясь, становятся непригодными для дальнейшего использования. Поэтому переработка основных отходов пивоварения и спиртового производства является важной задачей для обеспечения кормовой базы сельскохозяйственного комплекса и предотвращения загрязнения окружающей среды. Основным отходом пивоварения является пивная дробина, а спиртового производства - спиртовая барда.
Твердые и жидкие отходы бродильных производств могут рассматриваться как вторичные материальные ресурсы (BMP), так как в них содержатся белковые и минеральные вещества, углеводы и витамины. До настоящего времени объемы утилизации этих отходов в нашей стране были невелики, несмотря на то, что в них содержится до 25 % питательных веществ исходного сырья.
Актуальной задачей является разработка технологии ресурсосберегающей переработки пивной дробины и спиртовой барды в белково-витаминные кормовые продукты. Такая технология должна быть малоотходной для обеспечения охраны окружающей среды.
Работа выполнена в рамках темы «Совершенствование биотехнических систем пищевых производств и кормоприготовления» и включена в те матику НИР Оренбургского государственного университета на 1996 ... 2008 гг., номер госрегистрации 01.960.005780.
Цель работы: Создание методологической основы проектирования технологической линии получения сухого компонента кормов на основе отходов бродильных производств.
Научная новизна. Основные научные результаты, составляющие новизну работы и выносимые на защиту, заключаются в следующем.
1. Предложен комплексный критерий эффективности технологии.
2. Создан комплекс математических моделей, описывающих процессы технологии получения смеси сухой дробины или сухой барды с зерновыми отходами.
3. Определены неизвестные внешние величины математической модели процесса экструдирования высоковлажного полуфабриката растительного происхождения, в том числе реологические параметры этого продукта.
4. Определены рациональные режимы сорбции экструдированной смесью отрубей и дисперсной фазы отходов бродильных производств дисперсионной среды этих отходов.
5. Определены неизвестные внешние величины математической модели процесса конвективной сушки высоковлажного экструдированного полуфабриката растительного происхождения.
Практическую ценность имеют;
1. Решение задачи полной переработки основного вида отходов бродильных производств - пивной дробины и спиртовой барды.
2. Ресурсосберегающий режим сушки пивной дробины и спиртовой барды.
3. Методика комплексной интегральной оценки эффективности технологии.
4. Предложены новые способы утилизации высоковлажных пищевых отходов и конструктивные решения шнековых экструдеров, защищенные патентами РФ №№ 2240918, 2243098, 2245249, 2248720, 2249420, 2251365.
Достоверность полученных результатов:
- исследования проведены на базе фундаментальных закономерностей динамики реологических сред и двухфазных газожидкостных потоков;
- при исследованиях использовались стандартные экспериментальная аппаратура и методики;
- статистическая обработка результатов исследований выполнена стандартными программными средствами.
Реализация результатов диссертационной работы: На основании полученных результатов научных исследований разработана технологическая схема реутилизации отрубей с высоковлажными отходами бродильных производств, принятая для использования на предприятиях Оренбургской области: ЗАО «ПИТ» (г. Новотроицк) и ЗАО «Оренбургская пивоваренная компания». Результаты исследований послужили основой создания учебно-методических материалов по оценке эффективности технологии (на примере производства пива), используемых в учебном процессе ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет» при подготовке студентов специальностей 260601 и 260602 по дисциплине «Учебно-исследовательская работа студентов».
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на научных конференциях:
Международной научно-практической конференции «Проблемы регионального управления рисками на объектах аграрно-промышленного комплекса» (Оренбург, 2002 год); Всероссийской научно-практической конференции «Оптимизация сложных биотехнологических систем» (Оренбург, 2003 год); Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития пищевой промышленности на современном этапе» (Ме-леуз, 2003 год); Международной научно-практической конференции «Роль университетской науки в региональном сообществе» (Москва-Оренбург, 2003 год); II Международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование пищевой промышленности» (Воронеж, 2004 год); региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Оренбургской области (Оренбург, 2004 год); Всероссийской научно-практической конференции «Перспективы развития пищевой промышленности в России» (Оренбург, 2005 год); Общероссийской конференции молодых ученых «Пищевые технологии» (Казань, 2005 год); Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы подготовки специалистов для предприятий пищевой промышленности» (Уфа-Оренбург, 2005 год).
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 7 статьях и 6 докладах на научных конференциях, получены 6 патентов на изобретения.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, списка использованной литературы и приложений. Общий объем диссертации составляет 210 страниц, в том числе: 151 страницу с рисунками и фотографиями, 18 страниц списка литературы из 193 наименований (из них 31 иностранных) и 41 страницу приложений.
Автор выражает благодарность кандидату технических наук, доценту Попову Валерию Павловичу за ценные практические советы и рекомендации в процессе выполнения данной работы.
Совершенствование технологии производства спирта, направленное на уменьшение количества вырабатываемой барды
Поскольку в отходах пивоварения сохраняются питательные компоненты исходного сырья, предпринимались попытки их переработки для последующего использования в пищевой и комбикормовой промышленности.
Основным направлением использования пивной дробины в настоящее время является реализация на корм скоту в нативном виде [72].
Реализации дробины в сыром виде препятствуют ее недостатки. Этими недостатками являются сезонные колебания спроса и предложения, низкая стойкость при хранении (24 часа в летнее время и 48 часов в зим нее), высокие расходы при перевозке, вызванные влажностью дробины 88 %.
Поэтому ведутся работы по глубокой переработке пивной дробины, позволяющей улучшить ее потребительские свойства, в том числе увеличить срок хранения. Для этих целей предлагают обезвоживание, силосование, консервирование, сушку и гранулирование [81,82,83].
С целью сокращения массы перевозимого потребителю продукта, производят предварительное обезвоживание пивной дробины. Из исходной массы удаляют жидкую фазу.
На первом этапе удаляют избыточную жидкость. Для этого используют нутч-фильтры, представляющие собой сетчатые перегородки приемных бункеров. Иногда жидкую фазу отделяют на вибросите [72].
На втором этапе производят дополнительное обезвоживание дробины на отжимных шнековых прессах. После отжима влаги экструдированный продукт имеет влажность 60 ... 65 %.
Такая схема была применена на пивзаводе имени Бадаева еще в 1953 году. Предварительно обезвоженная в приемных бункерах дробина попадала в отжимной шнековый пресс, расположенный непосредственно под бункерами. Высота расположения пресса обеспечивала выгрузку дробины в кузов грузового автомобиля. Было установлено, что обезвоженную пивную дробину можно перевозить на грузовых автомобилях без специального оборудования [46].
Недостатком отделения жидкой фазы из пивной дробины на жидкую и твердую фазы является унос значительной части растворимых веществ, из-за чего понижаются питательные свойства обезвоженного продукта [46]. Поэтому жидкую фазу используют в виде пищевых или кормовых добавок [72]. Например, она применяется как лечебное средство при вскармливании телят с инфекционным расстройством пищеварения [75].
Жидкую фазу после центрифугирования можно возвратить в технологический процесс приготовления пива. Пиво, которое получается при добавлении осветленной жидкости в количестве до 20 % к объему сусла перед кипячением, не отличалось по качеству от контрольных образцов [185]. Осветленная жидкость может также быть использована в виде пищевой добавки [72]. Полученный центрифугированием осадок, представляющий собой ценный белковый концентрат, в Германии используют как кормовую добавку [72]. Широко распространены различные способы консервирования дробины.
В ПНР создана технология приготовления силоса из сырой дробины [182]. Во ВНИИ физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных (ВНИИФБиП) разработан способ консервирования дробины поваренной солью [72]. Нашел применение способ сохранения дробины обработкой ее продуктами с различной влажностью: свекловичной мелассой и сорбатом калия. Такой продукт в герметичной упаковке сохраняется до 16-ти месяцев [174].
В качестве закваски при консервировании используют материалы растительного происхождения: кормовой подсолнечник, патоку и химические препараты: органические и минеральные кислоты, конпасил и кофасальц. Химические препараты оказывают благоприятное воздействие на развитие молочнокислых бактерий и ограничивают развитие маслянокислых бактерий [189,192].
Обработка пивной дробины растворами пропионовой и муравьиной кислоты в концентрации соответственно 0,4 % и 0,2 ... 0,4 % (0,4 %-ная смесь этих кислот) в количестве 1 % от консервируемой массы сохраняет, свежесть пивной дробины в течение 14 суток [75].
Состояние пивной дробины можно стабилизировать препаратом заквашенной и сгущенной сыворотки, которая повышает начальную кислотность до рН 4,0. Качество дробины сохранялось в течение 4 недель [72].
После обезвоживания отжимным шнековым прессом пивную дробину влажностью 61 ... 67 % рекомендуется обрабатывать аскорбиновой кислотой, сорбатом калия или аммиаком. В случае применения аскорбиновой кислоты в количестве 0,25 % к массе дробины срок ее хранения возрастает до 21 суток. При обработке сорбатом калия в количестве 0,5 % или аммиаком в количестве 1,0 % к массе дробины она сохраняется 7...9 суток [171].
Наиболее эффективным способом решения проблем хранения, транспортировки и повышения кормовой ценности пивной дробины, является ее сушка. Сушки дробины особенно распространена в США и Германии [75].
Питательная ценность сухой пивной дробины составляет 0,80 ... 0,82 кормовых единиц [72].
При получении сухого сыпучего продукта обычно применяют один из двух способов обезвоживания [169]: - прямое выпаривание жидкости из дробины с содержанием влаги 75 ... 80 % после предварительного удаления из нее избыточной жидкости на вибро сите или нутч-фильтре; - предварительное обезвоживание дробины на отжимном шнековом прессе с последующей сушкой.
В первом случае операция сушки становится значительно дороже и длиннее, но технологичнее и позволяет удержать белок в сухом продукте. При втором способе в отпрессованной жидкости содержится 5 ... 6 % суспензированных белковых веществ, которые затем можно отделить отстаиванием или на центрифуге. Осветленную жидкость можно возвратить в варницу для повторного использования, а сконцентрированные белковые вещества добавить в дробину перед сушкой.
При сравнении сушки дробины на различных типах сушилок установлено [169], что сушилки прямого обогрева более производительны и дешевы, однако требуют больших эксплуатационных расходов. Паровые, трубчатые и дисковые сушилки стоят дороже, но дешевле в эксплуатации. Кроме того, после паровой сушилки дробина не требует дальнейшей обработки.
Аналитическое описание процесса конвективной сушки
Конвективный метод сушки получил наибольшее применение в сушильной технике. Если пренебречь периодом нагрева слоя высушиваемого материала, процесс сушки можно условно разделить на два этапа: процесс сушки с постоянной скоростью, когда испарение протекает с внешней поверхности материала и процесс сушки с убывающей скоростью, когда зона испарения перемещается от поверхности вглубь материала. Чем ближе текущая влажность материала к значению равновесной влажности, тем меньше скорость процесса.
В конце процесса обычно удаляется влага, прочно связанная с сухим скелетом материала, что обусловливает не только уменьшение скорости сушки, но и требует дополнительных энергетических затрат на преодоление энергии связи.
В общем виде уравнение внешнего массообмена может быть представлено следующим образом: Ят = атр (Рм -Рп)- (2-54) В где qm — интенсивность испарения, кг/(м -с); атр коэффициент внешнего влагообмена, отнесенный к разности парциальных давлений пара, кг/(м2-с-Па), или с/м; рм — парциальное давление пара у поверхности материала; рп — парциальное давление пара в высушивающем воздухе; Внорм,В— нормальное барометрическое давление и фактическое общее давление в сушильной камере, Па. В общем случае влагообмен между телом и окружающей средой характеризуется влагообменным критерием Нуссельта: Шт= -1, (2.55) где Хщ, — коэффициент паропроводности, с; / — определяющий размер поверхности испарения (длина обтекания по направлению движения воздуха). Из (2.54) с учетом (2.55) получим 1т= і-(Рм-Рп)— -- (2-56) Для определения влагообменного критерия используем формулу А.В. Нестеренко Nuw= RenPr 33Gu0 135 Г Т \2 (2.57) где Re- гидродинамический критерий Рейнольдса; Рг — массообменный критерий Прандтля; Gu— критерий Гухмана; Тс и Ти - температура среды и поверхности испарения. А и п — константы, зависящие от критерия Re.
Кинетика внутреннего массопереноса (переноса влаги внутри материала) описывается уравнением, аналогичным уравнению теплопроводности.
При конвективной сушке нагретым воздухом, который имеет сравнительно невысокую температуру и небольшую скорость термовлагопровод-ность можно не учитывать, так как при постоянной скорости сушки градиент температуры пренебрежимо мал, а для периода убывающей скорости сушки пренебрежимо мал относительный коэффициент термодиффузии влажного материала 8. Кроме того, при низкотемпературной сушке пренебрегают изменением давления V/? = 0.
Тогда дифференциальное уравнение влагопереноса для конвективной сушки пластины имеет вид du d и л% -17 = ат--2 (2.58) at dxA где и - влагосодержание материала; /- время; ат — коэффициент влагопроводности, м /с; х — координата толщины пластины.
Анализируя решения этого уравнения, академик А.В. Лыков [35] предложил метод определения основного технологического параметра описываемого процесса - времени сушки. Время сушки определяется отдельно для постоянной скорости сушки и убывающей скорости сушки.
Период постоянной скорости сушки. Обычно принимают, что к началу процесса сушки / = О влага равномерно распределена по сечению тела, и начальное условие записывается в виде u(x;y;z;0) = щ= const. (2.59)
Граничное условие можно представить в виде баланса влаги для поверхности: количество влаги, переместившееся изнутри тела к его поверхности, равно количеству влаги, переместившейся с поверхности тела в окружающую среду по уравнению (2.54).
Определение свойств полуфабриката, подготовленного к сушке
Прочность сырых экструдатов определялась на срез при помощи прибора ПМ, схема которого приведена на рисунке 3.6.
В прорезь пластины 2, укрепленной на основании прибора, опускают металлическую планку 1, подвешенную на крючке 9. В отверстие планки вставляют отрезок сырого экструдата 3 длиной 20 ... 50 мм. При включении двигателя 5 прибора нить 4 наматывается на барабан 6 и поднимает планку со вставленным в ее отверстие отрезком сырого экструдата. Отрезок разрезается, и усилие, необходимое для этого, отмечается стрелкой 8 на шкале, нанесенной на измерительный цилиндр 7.
Опыт повторяют не менее 3 раз, и за окончательный результат принимают среднее арифметическое (грубые промахи при этом выбраковывают).
Для удобства сравнения результатов измерения прочности сырых экструдатов разного вида определяют предельное напряжение сдвига тп: где F — срезывающее усилие; S - площадь поперечного сечения пробы изделий. Слипаемость массы сырых экструдатов. Степень слипаемости массы сырых экструдатов определялась на приборе ПМ при помощи специального приспособления, изображенного на рисунке 3.7.
Навеску массой 40 г сырых экструдатов длиной 20 ... 30 мм высыпают (в случае проведения опытов по адсорбции сливают вместе с жидкой фазой) в цилиндрический корпус 1 приспособления (жидкая фаза при этом выводится из приспособления через перфорированное дно).
После выстаивания экструдата в течение 10 мин в боковую прорезь 2 вставляют лезвие ножа и проворачивают верхнюю часть корпуса на 360 , срезая таким образом верхнюю часть массы сырых экструдатов. Не вынимая лезвие ножа из прорези, снимают верхнюю часть корпуса вместе с отрезанной верхней частью сырых экструдатов.
В отверстие стержня 3 вставляют крючок прибора ПМ и определяют усилие Р, необходимое для вырывания стержня с укрепленной на нем планкой 4 из массы экструдата. Это усилие характеризует степень слипаемости сырых экстру-датов.
Для исследования процесса конвективной сушки разработана лабораторная сушильная установка [16], показанная на рисунке 3.8. Высушивание образцов происходит в сушильной камере 1 диаметром 0,120 м. Сверху камера открыта в атмосферу. Камера установлена на калорифере 2.
Воздух в калорифер подается по воздуховоду 3 диаметром 0,100 м от центробежного вентилятора низкого давления с диаметром рабочего колеса 0,12 м. Рабочее колесо установлено на валу электродвигателя постоянного тока мощностью 0,25 кВт. Вентилятор с электронным блоком питания и управления вентилятором и калорифером смонтирован в корпусе установки 4. Для измерения расхода воздуха, поступающего в вентилятор, на его входе установлен входной коллектор 5, профилированный по кругу со штуцером для замера избыточного статического давления [14].
Диаметр патрубка входного коллектора 0,060 м. Радиус образующей входного коллектора 12,5 мм. При измерениях к штуцеру выходного патрубка крепится резиновая трубка, конец которой соединен с измерительной трубкой микроманометра 6. На корпусе установки размещена панель управления 7.
Измерения давления и расхода воздуха во входном коллекторе проводятся по стандартной методике [14,28]. Схема сушильной камеры показана на рисунке 3.9. Сушка образцов происходит в сетчатом бюксе 1, расположенном внутри обечайки сушильной камеры 2 в центральном отверстии диафрагмы 3, которая установлена на внутреннем кольцевом выступе обечайки.
Другим внутренним кольцевым выступом обечайка опирается на керамическую трубу 4 калорифера.
Труба имеет внутренний диаметр 0,100 м и длину 0,200 м.
В трубе соосно закреплен керамический стержень 5 диаметром 0,030 м и длиной 0,130 м. В меридиональных пазах керамического стержня расположена нихромовая спираль электрической мощностью 2 кВт.
В качестве датчика температуры использовали термопару типа «К», сигнал с которой обрабатывался минимультиметром М838.
Датчик измерения температуры сушильного агента 6 (рисунок 3.9) установлен непосредственно под решеткой бюкса 1. Датчик 7 находится в постоянном контакте с влажной тканью и дает показания «мокрого» термометра. Система смачивания ткани 8 состоит из фитиля, соединенного с пробиркой, наполненной водой.
Питание установки производится переменным током напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Угловая скорость рабочего колеса вентилятора и накал спирали регулируются электронными преобразователями на тиристорах.
Высушиваемые образцы перемещаются в сетчатый бюкс ориентированными так, чтобы свободное пространство между ними обеспечивало заданную скорость сушильного агента. Предварительно начальная влажность материала определяется согласно ГОСТ. Тумблером «Сеть», находящемся на передней панели запитывают установку, далее последовательно производят включение вентилятора и нагревательного элемента.
Исследование сорбционных свойств экструдата
Было произведено исследование процесса увлажнения дисперсионной средой пивной дробины полуфабрикатов, полученных при экструдировании пшеничных отрубей и дисперсной фазы дробины влажностью 28 % через фильеру протяженностью 10 мм с поперечным сечением 3x25 мм. Увлажнение производили в течение 1 часа с добавлением к 0,03 кг полуфабриката различного количества дисперсионной среды дробины.
Полученные кривые увлажнения представлены на рисунке 4.6. Кривая 1 соответствует добавлению 0,005 кг дисперсионной среды дробины; 2-0,01 кг; 3 - 0,02 кг; 4 - 0,03 кг; 5 - 0,04 кг; 6 - 0,05 кг; 7 - 0,06 г; 8 -0,09 кг; 9 - 0,12 кг; 10-0,15 кг. Из рисунка видно, что наибольший прирост влажности в течение часа наблюдался в образцах с добавлением к 0,03 кг полуфабриката 0,12 и 0,15 кг дисперсионной среды (соответственно кривые 9 и 10). Наилучшим следует считать увлажнение полуфабрикатов, демонстрируемое кривой 8, при котором форма полуфабриката сохраняется, а масса увлажняемого полуфабриката нарастает за 50 минут до 0,113 кг и далее не увеличивается, то есть 0,03 кг полуфабриката поглощает 0,083 кг дисперсионной среды. Однако увлажнение по кривым 9 и 10 можно использовать, если его продолжительность не превышает 20 ... 25 мин. За это время полуфабрикат еще не теряет форму.
В дальнейшем полуфабрикат был эффективно просушен до критической влажности воздухом помещения. Получаемый корм имеет высокую питательную ценность. Таким образом, предлагаемый метод сорбции позволяет утилизировать совместно с единицей массы зерноотходов от 5 до 5,25 единиц массы дробины, что примерно соответствует 0,3 ... 0,4 единиц массы сухой дробины и представляется достаточно выгодным.
При этом влажность экструдируемой смеси должна быть около 28 %, высота поперечного сечения фильеры 2,5 мм, соотношение массы полуфабриката и дисперсионной среды дробины при его увлажнении как один к трем.
Экструдированные зерноотходы обладают большой водопоглощающей способностью и могут быть использованы в качестве сорбента для высоковлажных скоропортящихся отходов.
Эксперименты по изучению процесса увлажнения экструдированных полуфабрикатов проводили исследованием кривых сорбции. Образцы полуфабрикатов предварительно готовили четырьмя способами: 1 экструдировали смесь отрубей и пивной дробины (спиртовой барды) при исходной влажности смеси 30 % и высушивали полученный экс-трудат до влажности 12 %; 2 экструдировали смесь отрубей и пивной дробины (спиртовой барды) при исходной влажности смеси 50 % и высушивали полученный экс-трудат до влажности 12 %; 3 экструдировали смесь отрубей и пивной дробины (спиртовой барды) при исходной влажности смеси 30 %, не подвергая высушиванию; 4 экструдировали смесь отрубей и пивной дробины (спиртовой барды) при исходной влажности смеси 50 %, не подвергая высушиванию. После предварительной подготовки образцы полуфабриката увлажняли путем помещения в избыточное количество пивной дробины (спиртовой барды) с построением кривых сорбции.
Измерения сорбции проводили через каждые 5 минут. Параллельно для каждой точки кривых сорбции определяли степень слипаемости и прочность образцов по методике, приведенной в главе 3. За минимально допустимую прочность, при которой образцы будут разрушаться в дальнейшей технологической обработке и транспортировке, приняли разрушающее усилие 6 Н. За максимально допустимую степень слипаемости, при которой возможно слипание изделий между собой при сушке и прилипание изделий к поверхностям оборудования приняли слипаемость соприкасающихся поверхностей большую, чем 5 кПа. Следует отметить, что максимум степени слипаемости не достигнут ни для одного образца при сорбции до предельной влажности, что объясняется малым содержанием в гранулах крахмала и других клейких веществ.
На всех кривых сорбции ярко выражены два периода: период постоянной скорости сорбции и период замедляющейся скорости сорбции.
Первый период описывается (с R 0,93) линейной зависимостью влажности W (%) от продолжительности сушки / (мин) W = Alt + Bl. (4.11) Второй период описывается (с R 0,90) логарифмической зависимостью W = A2\nt + B2. (4.12) Здесь Ai,A2,B\,B2 коэффициенты, зависящие от вида предварительной обработки полуфабриката и применяемого сырья.
Границы этих периодов определены тремя критическими точками: начала сорбции с влажностью WQ ; перехода от периода постоянной скорости сорбции к периоду уменьшающейся скорости сорбции с влажностью Wfr; достижения предельной влажности образца с влажностью Wp.
