Введение к работе
Актуальность работы. Одной из важнейших задач социально-жономического развития России является увеличение выпуска отечественных іродуктов питания и повышение их качества с экономным расходованием жергетических и сырьевых ресурсов.
В настоящее время перед учеными стоит задача разработки новых технологий получения высококачественных продуктов питания. В этой связи сублимационная сушка как один из наиболее совершенных методов эбезвоживания приобретает все большее значение.
Высокое качество продуктов сублимационной сушки доказано штогочцсленными исследованиями, а также практическим их использованием для питания. По данным Института медико-биологических проблем Минздрава РФ рацион питания составленный из продуктов сублимационной сушки хранившихся в течении двух лет может полностью заменить рацион из свежих натуральных продуктов.
Принимая во внимание высокие качественные показатели сублимированных продуктов необходимо учитывать, что данный процесс обезвоживания является очень длительным, энергоемким, требующим больших капитальных затрат. Решение проблем, связанных с преодолением указанных недостатков, является актуальной задачей, к решению которой можно приблизиться совершенствованием существующих и разработкой новых конструкций оборудования, интенсификацией процесса, обеспечением непрерывности сушки и улучшением других технико-экономических показателей.
Цель работы. Целью диссертационной работы является
совершенствование процесса вакуум-сублимационного обсзвожниання жидких термолабильных продуктов.
4 В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи: разработка способа вакуум-сублимационного обезвоживания с многократным использованием теплоты фазовых переходов;
построение математической модели процесса вакуум-сублимационной сушки со ступенчатым понижением давления с учетом теплофизическнх характеристик;
исследование влияния перепада давления между областями сублиматора на интенсивность процесса десублимации;
определение влияния количества секций на производительность сушильной установки и нагрузку на десублиматор;
исследование влияния толщины слоя продукта на осуществление процесса обезвоживания в многосекционной сушилке со ступенчатым понижением давления;
- определение параметров процесса сушки в многосекционной сушилке со ступенчатым понижением давления с использованием самозамораживания и вакуумного досушивания;
- разработка конструкции многосекционной вакуум-сублимационной
сушилки со ступенчатым понижением давления;
разработка автоматического управления процессом сушки в многосекционной вакуум-сублимационной сушилке со ступенчатым понижением давления поточно-циклического действия.
Научная новизна. Разработан способ вакуум-сублимационноп обезвоживания с многократным использованием теплоты фазовых переходов Получена математическая модель процесса вакуум-сублимационной сушки с< ступенчатым понижением давления с учетом теплофизическнх характеристик Исследовано влияние перепада давления между областями сублиматора и интенсивность процесса десублимации. Исследовано влияние толщины ело продукта на осуществление процесса обезвоживания в многосекционноі
5 :ушнлке со ступенчатым понижением давления. Определено влияние соличества секций на производительность сушильной установки и нагрузку на іесублиматор. Исследованы параметры процесса сушки и многосскцноипой :ушилке со ступенчатым понижением давления с использованием :амозамораживания. На основе теоретических и экспериментальных ісследований разработаны оригинальные конструктивные решения вакуум-:убл1шационных сушилок, защищенных двумя положительными решениями комитета Российской Федерации по патентам и товарным знакам.
Практическая ценность. Разработанный способ вакуум-
;ублимациоинон сушки позволяет значительно сократить удельные энергозатраты на получение сублимированных продуктов.
Проведенные исследования позволяют рассчитать основные технологические параметры проведения процесса вакуум-сублимационного обезвоживания жидких материалов в многосекционной сушилке со лупенчатым понижением давления.
Определены рациональные режимы обезвоживания термолабнльных жидких продуктов с многократным использованием теплоты фазовых переходов.
Для осуществления предлагаемого способа разработаны конструкции многосекционных вакуум-сублимационных сушилок со ступенчатым понижением давления, позволяющие осуществлять процесс вакуум-сублимационного обезвоживания в периодическом и поточно-циклическом режиме.
Достигнуто снижение удельных энергозатрат на процесс десублнмации водяных паров и увеличение производительности десублиматора.
Расчет экономической эффективности покачал, что внедрении в производство одной такой сушилки обеспечит годовой экономический 'эффект около 42 млн. рублей (в ценах 1996 года).
Апробация работы.
Основные результаты исследований докладывались и обсуждались отчетных научных конференциях Воронежской государствен!! технологической академии с 1992 по 1997 гг., на межреспубликанских международных конференциях и семинарах (Краснодар - 1992, Краснода) 1993, Волгоград - 1995, Могилев - 1995, Минск - 1996, Могилев -1997).
Разработки автора демонстрировались на международной поетояп действующей выставке Агробизнес Черноземья (два диплома). Работа авто отмечена премией областной админнсірации Воронежской облает и молодых ученых за 1996 год.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 работ, в том числі положительных решения Комитета Российской Федерации по патентам товарным знакам.
Структура и обьем работы. Диссертация состоит из введения, пяти гл; основных выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 1 страницах машинописного текста, содержит 34 рисунка. Список литератуї включает 112 наименований, в том числе 7 иностранных. Приложения диссертации представлены на 24 страницах.