Введение к работе
Актуальность темы.
В условиях приобретения независимости в Республике Молдова большое значение имеет увеличение объема производства аграрного сектора, имеющего приоритетную значимость в товарообороте со странами СНГ. В связи с этим предусматривается значительное увеличение производства фруктов, являющихся сырьем для пищевой промьішлеішости.
Большая часть фруктов перерабатывается пищевой промышленностью в высококачественный сушеный продукт, который является традиционным полуфабрикатом для приготовления компотов в зимнее время.
В связи с дальнейшим расширением производства сухофруктов, повышением требований к их качеству и совершенствованием технологии производства появляется необходимость в разработке новых способов сушки плодов, обеспечивающих высокое качество готового продукта, автоматизацию, механизацию и значительную интенсификацию процесса сушки.
В настоящее время сушка слив осуществляется в основном конвективным методом, имеющим ряд существенных недостатков: большую длительность сушки, неравномерный прогрев продукта по толщине слоя, низкую производительность сушильных установок, громоздкость их конструкции, низкое качество высушенных слив и др.
Определенные перспективы для устранения этих недостатков открывает способ сушки слив комбинированным методом конвекции с применением токов высокой частоты (ТВЧ).
В настоящее время процесс сушки слив с использованием ТВЧ еще не изучен.
В связи с этим проведение исследований в области кинетики процесса сушки слив комбшшрованным методом с использованием ТВЧ является актуальной народно-хозяйственной задачей, имеющей большое прикладное значение.
Цель /і задачи исследования.
Целью работы является теоретический анализ и экспериментальное исследование кинетики процесса сушки чернослива токами высокой частоты, получение данных о диэлектрических характеристиках чернослива с целью выявления требуемой частоты рабочего генератора, а также получение исходных данных для проектирования сушильной установки для чернослива с применением токов высокой частоты.
В соответствии с вышеуказанным были поставлены следующие задачи:
-
Исследовать экспериментальным путем диэлектрические характеристики чернослива, а именно tgS и в'.
-
Исследовать кинетику процесса сушки чернослива при различных способах подвода тепла: конвекцией и сочетанием конвекции и токов высокой частоты.
-
Исследовать кинетику процесса сушки чернослива при различных энергоподводах в случае применения эффекта предварительного прокалывания оболочки.
4. На основе экспериментальных исследований кинетики процесса сушки
токами высокой частоты разработать конструкцию установки для термической
обработки чернослива в поле токов высокой частоты с применением конвекции.
Научная новизна:
исследованы зависимости tgS и є' для чернослива от влажности, температуры и частоты электромагнитного поля в спектре частот 15-50 МГц;
выявлено, что наиболее благоприятной частотой электромагнитного поля, необходимой для сушки чернослива с применением ТВЧ, является 27 МГц;
определено, что для чернослива использование токов высокой частоты целесообразно при его влажности не выше 30%;
составлены математические модели для определения tg8, є' и К для сложных многокомпонентных систем в условии многофакторного воздействия, позволяющие проводить процесс сушки в промышленных установках в автоматическом режиме;
предложена математическая модель для возможного расчета электрофизических параметров сложных систем, имеющих растительное происхождение, включающих в себя сердцевину и оболочку, ее окружающую;
исследована кинетика процесса сушки слив различными способами энергоподвода: конвекцией и сочетанием конвекции и токов высокой частоты;
» выявлено, что использование эффекта прокалывания оболочки для интенсификации процесса сушки необходимо проводить, начиная с влажности чернослива 50%;
определены режимные параметры процесса сушки плодов слив комбинированным способом энергоподвода для обеспечения высокого качества выпускаемой продукции и сокращения продолжительности процесса;
определена экономическая эффективность комбинированного способа сушки слив с использованием конвекции и ТВЧ.
Практическая ценность и реализация результатов работы.
Результаты проведенных исследований позволили разработать технологический режим для проведения процесса сушки чернослива.
Изготовлена опытно-промышленная установка для сушки слив, прошедшая успешное испытание на предприятии СПРО "Криулень" (Молдова).
Разработан ряд математических моделей, позволяющих автоматизировать работу сушильных установок, предназначенных для сушки с/х сырья при использовании комбинированного энергоподвода - конвекции и токов высокой частоты.
Впервые определены электрофизические характеристики плодов слив, а также определены математические закономерности их изменения в зависимости от различных внешних факторов воздействия, позволяющие создать алгоритм автоматического отслеживания проведения процесса сушки их в случае использования токов высокой частоты.
Промышленное внедрение результатов исследований обеспечило получешк экономического эффекта более 367 тыс. лей или более 78 тыс. усл. единиц, повы сило технический уровень производства, а также увеличило количество сушеноп чернослива, что тем самым позволило продлить сроки хранения и реализацш биологического продукта.
Апробация работы.
Основные положения работы докладывались, обсуждались и получит положительную оценку на научно-технической конференции Технического Уни верситета Молдовы (Кишинев, 1996), на научно-технической конференции Украинском Государственном Университете пищевых технологий (Киев, 1997' на национальной научно-технической конференции университетов Румыни (Bra?ov, 1997), на заседании технического совета АО "Букурия" (Молдова, 1996).
Публикации.
Основные положения диссертации изложены в тринадцати публикациях.
Структура и объем работы.