Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I Пути повышения эффективности процессов концентрирования и сушки продуктов растительного происхождения в замороженном состоянии на начальном этапе обезвоживания 7
1.1 .Перспективы производства и области использования свеклы 7
1.2. Состояние и пути совершенствования способов сушки и гранулирования свеклы 15
ГЛАВА II Теплофизические характеристики свеклы и основные термодинамические закономерности ее взаимодействия с водой 36
2.1 .Механизм взаимодействия различных продуктов с водой 36
2.2. Термодинамика внутреннего массопереноса при взаимодействии свеклы с водой . 41
2.3.Определение теплофизических характеристик свеклы 50
2.3.1. Определение коэффициента температуропроводности 50
2.3.2. Определение коэффициента теплопроводности 54
ГЛАВА III Экспериментально-аналитическое изучение инфракрасного энергоподвода в процессе сушки 59
ЗЛ. Выбор ИК-генератора на основе исследования терморадиацинных и оптических характеристик продукта 59
3.2. Выбор оптимального расположения ИК-генераторов 78
ГЛАВА IV Исследования влияния основных факторов на эффективность сушки 85
4.1. Влияние основных факторов на эффективность сушки 85
4.2. Анализ кинетики радиационно - кондуктивной сушки 93
ГЛАВА V Численный расчет полей температур при сушке нативных и предварительно замороженных продуктов 100
Рекомендации по практическому ипользованию результатов исследований 111
Заключение 115
Список использованной литературы
- Состояние и пути совершенствования способов сушки и гранулирования свеклы
- Термодинамика внутреннего массопереноса при взаимодействии свеклы с водой
- Выбор оптимального расположения ИК-генераторов
- Анализ кинетики радиационно - кондуктивной сушки
Введение к работе
Актуальность работы. Современное состояние отечественной промышленности характеризуется недостаточным материально-техническим обеспечением, разрывом связей в различных сферах. Целесообразность развития агропромышленного комплекса на основе совершенствования и создания новых безотходных, экологически безопасных технологий и оборудования не вызывает сомнений.
Овощная продукция и, в частности свекла, является традиционным и важным компонентом в рационе питания человека, содержащим комплекс витаминов, минеральных веществ и других биологически активных соединений.
Учитывая дефицит свежих овощей во многих, особенно отдаленных северных и пустынных районах, актуальны вопросы их качественного консервирования, одним из рациональных способов которого является сушка, являющаяся энергоёмким заключительным технологическим этапом. Для разработки энергосберегающей, экологически безопасной сушильной технологии, новых конструкций аппаратов, интенсифицирующих тепломассообмен необходимо создание комбинированных сушилок, переменных осциллирующих режимов и оптимальных схем сушки, совмещения процесса сушки с другими процессами, такими как замораживание, гранулирование и т. д., решение задачи прогнозирования явлений и повышения качества готовой продукции.
Традиционные способы обезвоживания в большинстве случаев неприемлемы для термолабильных пищевых продуктов, вследствие строгих температурных и технологических ограничений при обезвоживании.
Настоящая диссертационная работа выполнена в соответствии с координационным планом НИР АГТУ и региональной программой «Создание в Астраханской области комплекса по производству сухих плодоовощных продуктов, переработке и утилизации отходов и производство на их основе кормов, кормовых добавок и других продуктов и товаров», под руководством профессора, доктора технических наук И.Ю. Алексаняна в Астраханском государственном техническом университете на кафедре «Технологические машины и оборудование». Отдельные исследования проводились в Московском государственном университете пищевых производств.
Целью работы являются теоретические и экспериментальные исследования тепломассообмена и оптимизация процессов сушки свеклы в нативном и замороженном состоянии.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
выявить перспективные направления интенсификации тепломассообмена путем совершенствования способов предварительной обработки продуктов перед обезвоживанием, нанесения на рабочие органы, сушки и конструкторских решений сушильных установок;
изучить основные теплофизические (ТФХ), физико-химические (ФХС), структурно-механические (CMC)), оптические (ОХ), терморадиационные (ТРХ), гигроскопические свойства и характеристики, а также механизм взаимодействия свеклы с водой в различном агрегатном состоянии на основе экспериментальных и теоретических исследований;
рассчитать распределение поглощенной энергии в слое продукта на базе исследования инфракрасного (ИК) и комбинированного подвода энергии;
определить рациональные режимы влагоудаления, изучив влияние основных факторов на интенсивность сушки свеклы в нативном, гранулированном и замороженном состоянии;
проанализировать механизм внутреннего тепломассопереноса при сушке свеклы в дольках, гранулированном и замороженном состоянии;
изучить температурные поля в зависимости от параметров процесса сушки на основе моделирования тепломассообмена в процессе сушки;
выработать рекомендации по практическому использованию результатов исследований, предложить варианты конструкторских решений для реализации рациональных способов предварительной обработки продуктов перед обезвоживанием и сушки свеклы.
СТРУКТУРА РАБОТЫ
Состояние и пути совершенствования способов сушки и гранулирования свеклы
Овощи и фрукты относятся к необходимым для человека продуктам питания. Однако из-за высокого содержания воды (до 76 - 96 %) нестойки при хранении в результате микробиологической, ферментативной порчи и химического воздействия составных частей в водных растворах. Сушка этих материалов до остаточной влажности 8 — 20 % предохраняет указанные воздействия. Сушеные продукты содержат питательные вещества в наиболее концентрированном виде в сравнении с продуктами других видов консервирования и не требуют создания особых условий при хранении.
Один из современных способов консервирования мясных и молочных продуктов, напитков, различных фруктовых и овощных соков, кофе, чая и пива, плодов и овощей и т.п. является их частичное обезвоживание.
Концентраты, приготовленные путем удаления части влаги, могут храниться в течение длительного времени без ухудшения качества, для их хранения и транспортировки требуется меньшая площадь и т.д.
Концентрирование жидких продуктов осуществляется выпариванием, сушкой, замораживанием или их комбинацией, и преследует одну или несколько целей: понижение водной активности до такого уровня, при котором становится замедленной микробиологическая порча продуктов; уменьшение полезного объема, необходимого для хранения и транспортировки продуктов; увеличение до требуемого уровня определенных компонентов в растворе; ускорение процесса образования осадка (для вина и пива); частичное обезвоживание раствора перед полной дегидратацией в целях уменьшения производственных затрат на процесс сушки либо сохранения максимального количества ароматических веществ. Обезвоживание пищевых продуктов является более сложным процессом по сравнению с концентрированием растворов химических веществ, так как все пищевые продукты термочувствительны. Некоторые компоненты даже под действием умеренных температур претерпевают существенные изменения, вызываемые ферментативными реакциями, уже после нескольких минут выдержки при температурах 50 - 70С. Преобладающая часть ароматических компонентов жидких продуктов обладает высокой летучестью, повреждается под действием тепла или уходит из раствора. Поскольку качество пищевых продуктов, их вкус и запах определяются главным образом ароматическими веществами, очень важно их сохранить в процессе обработки.
Получение концентрата хорошего качества, сохраняющего все первоначальные свойства, возможно только с помощью процессов, удовлетворяющих следующим требованиям: низкая температура и малая продолжительность обработки; селективное концентрирование, при котором все ценные компоненты остаются в концентрате.
Многими исследователями предпринимались попытки экономически обосновать рекомендации по выбору оборудования и разработать критерии оптимальности технологии сушки, принципы создания гибких модулей обезвоживания.
Первые рекомендации по выбору рационального способа сушки разработаны А. В. Лыковым.
В работах [65, 71, 97] предложены не только рекомендации по выбору способа сушки, но и алгоритмы определения рационального сушильного оборудования как для периодического, так и для непрерывного способов сушки, разработаны принципы выбора нетрадиционных способов сушки.
Конструкция сушилки должна, прежде всего, обеспечить равномерный нагрев и сушку продукта при надежном контроле его температуры и влажности.
Сушилки при высокой производительности должны быть экономичными по удельным расходам теплоты и электроэнергии, иметь, возможно меньшую металлоемкость.
Современные сушилки должны быть универсальны, для возможности сушки различных материалов. Сушильные установки классифицируются по ряду признаков:
1. по способу подвода тепла к влажному материалу - конвективные, кондуктивные (контактные), радиационные при помощи инфракрасных лучей, при помощи токов высокой (ТВЧ) и сверхвысокой частоты (СВЧ); 2. по давлению воздуха в сушильной камере - атмосферные и вакуумные; 3. по характеру работы - аппараты периодического и непрерывного действия; 4. по виду сушильного агента - аппараты, использующие нагретый воздух, дымовые газы, смесь воздуха с дымовыми газами или перегретый пар; 5. по циркуляции сушильного агента — установки с естественной циркуляцией и с принудительной циркуляцией при помощи центробежных и осевых вентиляторов; 6. по характеру движения сушильного агента относительно материала -прямоточные при одинаковом направлении движения сушильного агента и материала; противоточные при противоположном направлении движения материала и сушильного агента; с пронизыванием слоя материала потоком сушильного агента перпендикулярно движению материала; 7. по способу нагрева сушильного агента - сушильные установки с паровыми, огневыми калориферами и топками на жидком и газовом топливе; 8. по кратности использования сушильного агента с однократным и многократным применением нагретого воздуха в различных вариантах; 9. по виду объекта сушки - для твердых (крупных, мелких, пылевидных), жидких и пастообразных материалов; 10 по конструктивным признакам - тоннельные, камерные, шахтные, коридорные, барабанные, вальцевые и др.
Методы сушки различаются способами подвода теплоты. В сушильной технике применяются конвективный, кондуктивный (контактный), термоизлучением (при помощи инфракрасных лучей) и токами высокой и сверхвысокой частоты.
Конвективный способ сушки материалов получил широкое распространение. Сушильный агент (нагретый воздух, перегретый пар либо смесь топочных газов) выполняет функции теплоносителя и влагопоглотителя. Простота, возможность регулирования температуры материала - преимущества этого метода. Но при этом способе градиент температуры направлен в сторону, противоположную градиенту влагосодержания, что тормозит удаление влаги из материала. Другим недостатком конвективного способа сушки являются относительно небольшие величины коэффициента теплоотдачи от сушильного агента к поверхности материала [76].
Возможности интенсификации конвективной сушки связаны с увеличением интенсивности тепломассообмена между материалом и сушильным агентом путем повышения скорости и температуры сушильного агента либо диспергирования и уменьшения размера частиц, что ведет к увеличению поверхности влагообмена,
В камерных, ленточных конвейерных, тоннельных и шахтных сушильных установках процесс осуществляется в неподвижном и малоподвижном слое.
Тоннельные сушильные установки используют для сушки плодов. Для их установки характерны простота конструкции, надежность в работе. Применение смеси топочных газов с воздухом в них хотя и экономично, но существует опасность возникновения канцерогенных веществ. В связи с этим в современных тоннельных сушильных установках модернизирована система подготовки сушильного агента. Вместо смеси топочных газов и воздуха применяют воздух, нагретый в огневых калориферах без непосредственного контакта с топочными газами. Теплообмен между воздухом и продуктами сгорания топлива в огневых калориферах - через металлические стенки.
Термодинамика внутреннего массопереноса при взаимодействии свеклы с водой
Анализ спектральных ТРХ и ОХ продуктов с различной влажностью, а также функций w позволил выбрать оптимальный вид и накал ИК-излучателей и оптически тонкий рациональный слой. ИК-генераторы типа КГТ (КИ, КГ)-220-1000 при варьируемом напряжении в различных зонах сушки наиболее рациональны для высокоинтенсивной сушки. Рассчитаны уточненные значения интегральных ОХ на различной глубине слоя и получены уравнения их зависимости от варьируемых факторов и глубины слоя.
Используя полученные выражения и экспериментально определенное значение оптимальной плотности интегрального падающего на поверхность продукта потока Еп, получена математическая модель распределения объемной плотности поглощенной энергии для различных условий облучения.
Обработка экспериментальных результатов позволили автору получить экспериментально-аналитические зависимости для ТРХ и оптических характеристик от влажности для слоя продукта на различной глубине: при U = 140 В, Хт2Я = 1,45 мкм: ыбор оптимального расположения ИК-генераторов.
Так как определено максимально-допустимое значение плотности теплового потока, очевидна необходимость расчета взаимного расположения ИК-генераторов, обеспечивающего равномерное распределение заданной плотности теплового потока.
Расположение излучателей относительно рабочий поверхности представлено на рис.3.11. Такой порядок установки ламп целесообразен исходя из требований к ИК-излучателям и удобства их монтажа.
Для эффективной работы сушильной установки важным условием является в первую очередь равномерность распределения лучистого теплового потока на поверхности слоя по нормали к траектории движения.
Ввиду того, что экспериментальное изучение полей энергетической освещенности (ПЭО) непосредственно в процессе сушки весьма затруднительно, и практически невозможно без значительных погрешностей, целесообразно прибегнуть к аналитическим методам расчета ПЭО. Характер ПЭО зависит от терморадиационных характеристик продукта, отражателя, ограждений и т.д., режимов работы излучателей; расстояний от излучателей до рефлектора и поверхности продукта (Аи = г - расстояние от ламп до дисков); взаимного расположения ИК-генераторов.
Определив ориентировочное количество ламп, целесообразно аналитически рассчитать распределение плотности теплового потока. Для ламп КГТ-220-1000 эквивалентный диаметр d3 = 1,51 10 3 м; длина тела накала /=0,29 м. По номограммам полученным Ю.М. Плаксиным [39], определим интенсивность излучения (энергетическую яркость) излучателя Вэ [Вт/(м2 стер)]. Для ламп типа КГТ 220-1000 при U = 140 В, Вэ= 5 104 Вт/(м2стер).
Расчет ПЭО аналитическим методом основан на следующих положениях [39]. Энергетическая яркость (лучистость) В определяет удельную плотность потока теплового излучения в телесном угле dw в заданном направлении, задаваемом углом 0 к нормали п поверхности в окрестности рассматриваемой точки (рис, 3.12). сила излучения, характеризующая угловую плотность энергии [Вт/стер], в свою очередь F— поток излучения (полная мощность), [Вт].
Для практической проверки теоретических исследований процессов сушки, термодинамического анализа взаимодействия продуктов с водой и механизма устойчивости структуры, выбора рационального способа энергоподвода, а также отработки оптимальных режимов сушки, проведены эксперименты по изучению кинетики сушки и влияния основных факторов на ее эффективность на экспериментальной установке при ИК - энергоподводе. Экспериментальная установка, позволяющая осуществить сушку продукта (свеклы) на пластине из нержавеющей сталипри радиационном энергоподводе, показана на рис.4.1.
1-корпус; 2-смотровое окно; 3-ёмкость для исходного продукта; 4-насос для подачи продукта; 5-вакуумный насос; 6-манометр; 7-панели ИК - излучателей; 8-щеточный распылитель; 9-термопара; 10-пластина; 11-игольчатый носитель; 12-весы; 13- цифровой измеритель ёмкости; 14-потенциометр; 15-щит управления; 16-коллимационная труба. Нагрев сохнущего продукта осуществлялся посредством трубчатых галогенных ламп КГТ-220-1000. Измерение убыли массы в процессе сушки осуществлялось с помощью модернизированных весов ВЛК-500, изменяющейся при варьировании веса. Перед опытами проводилась градуировка весов в реальных условиях сушки. Весы соединялись с горизонтальной пластиной, на которую укладывался продукт. Камера снабжена смотровыми окнами для визуального наблюдения процесса сушки. На специальной раме и снабжены плоским, для обеспечения диффузного потока облучения, отражателем из полированного алюминия. Предусмотрена также возможность взаимного перемещения ИК-ламп и продукта. Каждый излучатель можно включить независимо от другого, регулировка напряжения осуществлялась посредством тиристорного регулятора, связанного с приборами контроля напряжения и силы тока на щите управления.
Для оценки зависимости эффективности сушки от количества тепла, подводимого к слою продукта, расчета распределения объемной плотности поглощенной энергии по толщине слоя и температурных полей, необходимо экспериментальное определение оптимальных и максимально допустимых значений лучистых тепловых потоков, точный аналитический расчет которых, с учетом многократных отражений в камере, ввиду сложности конструкции экспериментальной установки, затруднен.
На основе литературного анализа методов измерения тепловых потоков [87] выбран универсальный тепломер для исследования процессов средней интенсивности с плотностью теплового потока 10-10000 Вт/м . Использовался одиночный датчик теплового потока. В качестве основы для получения блока термоэлементов применялась пластинка d = 50 мм и толщиной 2 мм из плексигласа, на которую навивается (шаг навивки 0,15 мм) голая отожженная константановая проволока диаметром 0,1 мм, после чего половина датчика подвергается гальваническому омеднению. Полученную спираль - лесенку из чередующихся чистых и омедненных участков константановой проволоки покрывают со всех сторон лаком АК-20, а также, со стороны облучения эпоксидной смолой ЭД-б с добавкой ламповой сажи. Инерционность полученного датчика около 6 с. Датчик с помощью эпоксидной смолы наклеивался на рабочую поверхность сушилки и экспериментальной установки. Градуировка тепломера проводилась с помощью ламп КГТ-220-1000 с примерно одинаковым спектром излучения и известными тепловыми потоками, полученными экспериментально-аналитически по известным мощности, КПД лампы и площади облучения. Для исключения потерь излучения при градуировке, облучение датчика проводилось в коллимационной трубе с зеркальной внутренней поверхностью. Зависимость е = f(q) (е- сигнал датчика в мВ, q - плотность потока (Вт/м2), прошедшего через датчик и вызвавшего сигнал е ) получилась линейной, проходящей через начало координат, что подтверждает правильность градуировки тепломера, с помощью которого определены значения q,, при различных видах и количестве ИК-генераторов, а также их расположении по отношению к рабочей поверхности.
Выбор оптимального расположения ИК-генераторов
Комплекс теоретических, экспериментальных и конструкторских исследований, проведенный анализ, обобщения и инженерные соображения с учетом технологических свойств и требований к готовому продукту, анализа патентной литературы, а также достоинств и недостатков традиционных конструкций сушильных установок, позволили предложить следующие конструкторские решения.
Объектом обработки является термопластичные, высокоадгезионные смеси в состав которых входит белок животного и растительного происхождения, поэтому их можно отнести к стеклующим биополимерам.
Высокая адгезия не позволяет применить стандартные методы экструдирования и гранулирования, что подтверждено экспериментально на макетах различных грануляторов (барабанного со струнами, окатывание). Анализ литературных данных, поисковые эксперименты, а также маркетинговые исследования выпускаемой отечественной и импортной продукции позволили разработать технические условия (состав, консистенция и т. д.) на кормовые смеси, изучение свойств которых дало возможность выделить основные требования к проектируемому устройству. 1.Возможность получения готовых изделий различной формы, размеров и конфигурации поперечного сечения для расширения ассортимента области использования и покупательского спроса. 2.Возможность гранулирования высокоадгезионных смесей, т.е. сохранение формы (особенно граней). 3.Создание гибких автоматизированных узлов (ГАУ) экструдирование и гранулирование (изменение угла направления, скорости подачи и отсутствие ручного труда). 112 4. Экономичность и компактность устройства (простота конструкции, доступность и низкая стоимость материала). 5.Высокая производительность.
Исходя из выявленных требований, на основе литературных данных, поисковых экспериментов, маркетинговых исследований было определен ряд устройств, отдельные технологические конструктивные признаки которых позволяют решить поставленные задачи. Комбинированная радиационно-кондуктивная сушилка Узел экструзии и гранулирования продуктов в комбинированной радиационно-конвективной сушилке для пищевых и кормовых продуктов
Синтез этих особенностей и авторских разработок дали возможность предложить устройство, удовлетворяющее требованиям производства кормовых продуктов. На основе анализа патентной литературы и экспериментальных данных по сушке, экструдированию и гранулированию высокоадгезионных смесей разработана комплексная установка (экструдер + гранулятор + сушилка) при комбинированном энергоподводе (рис 5.4, рис 5.5).
Разработано устройство для приготовления гранулированных высокоадгезионных продуктов, относящееся к устройствам для приготовления влажных кормовых и пищевых агломерированных гранул одинакового или варьируемого размера и может быть использовано в пищевой, фармацевтической лромышленностях и сельском хозяйстве (рис.5.6).
Желательный технический результат разрабатываемого устройства — плавное изменение направления подачи штрангов, получение гранул различной формы и размеров в непрерывном режиме, гранулирования высокоадгезионных влажных материалов.
На рис. 5,6 изображено устройство, разработанное для приготовления гранулированных высокоадгезионных продуктов.
Отличительными признаками устройства являются гибкие эластичные продуктопроводы, снабженные сменными насадками различной формы с выходными отверстиями разных размеров и режущий струнный блок, установленный без зазора под выходными отверстиями насадок.
Устройство состоит из рамы 1, на которой установлен привод 6, режущий блок со струнами (каретка) 2, режущей струны 3, фильеры 4 и гибкого трубопровода 5.
Устройство для гранулирования высокоадгезионных смесей Работает устройство следующим образом. Продукт подается под давлением по гибкому трубопроводу 5 к фильере 4, штранги выходящие из нее обрезаются режущими струнами 3 , перемещающимися по выходным торцам насадков с регулируемым временем выстоя, закрепленными в каретке 2. Привод 6, установленный на раме 1, обеспечивает возвратно-поступательное движение режущего блока со струнами (каретки) 2, выступ которой задает длину гранул. Форма поперечного сечения штранга задается конфигурацией выходного сечения фильеры. Отформованное изделие попадает на рабочую поверхность сушильной камеры.
Положительный эффект от внедрения предлагаемого устройства обеспечивается за счет расширения ассортимента, улучшения качества формы, внешнего вида и органолептических свойств продукции.
Устройство для приготовления гранулированных высокоадгезионных продуктов, отличается тем, что каждое отверстие торцевой решетки связано с гибким эластичным трубопроводом, на выходе которого установлен подпрессующий сменный насадок. Насадки установлены в кассету с направляющими, по которым с регулируемым временем выстоя движется режущий блок со струнами по выходным торцам насадков.
Для взаимосвязанного варьирования производительности (плотности и конфигурации укладки гранул на рабочую поверхность сушилок) и габаритов сушилки (размеров решетки и количества отверстий) при изменении размера выходных отверстий насадков (размеров гранул), предусмотрено возвратно-поступательное движение кассеты с направляющими с регулируемым временем выстоя при неподвижном режущем блоке со струнами.
Таким образом, разработан рациональный способ комбинированной сушки свеклы в гранулах и предложена конструктивная схема сушильной установки. Материалы данной работы приняты для внедрения на ООО «Парад» (Мясокомбинат «Астраханский») и ООО «Биотехсинтез».
Анализ кинетики радиационно - кондуктивной сушки
1. Сравнительный анализ путей интенсификации тепломассопереноса при сушке овощей, способов предварительной обработки продуктов перед обезвоживанием и конструкций сушилок позволил рекомендовать рациональные схемы и варианты проведения процесса сушки овощных продуктов в нативном и замороженном состоянии в гранулах и дольках, а также эффективные сушильные установки.
2. Результаты изучения статики процесса сорбции и сушки, выявление особенностей взаимодействия свеклы с водой показали целесообразность предварительной обработки продукта перед сушкой (измельчение, экструдирование, гранулирование, нарезка, замораживание) для уменьшения нетрадиционно значительной величины энтропийной составляющей свободной энергии, обусловленной наличием микрокаппиляров, ячеек, клеточных полупроницаемых оболочек в структуре свеклы, и частичного вымораживания связанной влаги при разрушении клеточных оболочек, что значительно повышает интенсивность сушки, создает "мягкие" режимы и приводит к существенному повышению качества готовой продукции. Обоснование применения объемных способов энергоподвода или подвода энергии со стороны отвода влаги подтверждается явлением термоосмотического эффекта и аномальным отрицательным значением термоградиентного коэффициента в диапазоне высоких влажностей.
3. Анализ кинетики сушки показывает, что скорость при обезвоживании в предварительно замороженном состоянии выше чем в нативном, что объясняется вымораживании части влаги и, как следствие уменьшением ее связи с материалом, что ускоряет процесс обезвоживания. Кроме того при фазовом переходе вода-лед происходит увеличение объема влаги (особенно структурной, энтропийно-связанной), что приводит к разрыву клеточных оболочек, высвобождению структурной влаги, денатурации клетчатки и уменьшению энергозатрат на влагоудаление. К тому же снижается температура сушки, а следовательно термовоздействие, уменьшается возможность значительной на первональном этапе обезвоживания усадки, сохраняются органолептические показатели, химический состав, форма и в итоге повышается качество готовой продукции. Разница в скорости между замороженным и нативным продуктом уменьшается при увеличении плотности теплового потока, вследствие сокращения периода сублимации, поэтому очевидно есть оптимум в зависимости интенсивности процесса от теплового потока, при увеличении которого с одной стороны скорость растет с другой стороны уменьшается период сублимации и скорость снижается.
4. Разработана физическая модель и математическая зависимость распределения поглощенной энергии в слое продукта при ИК-энергоподводе на основе оптических свойств, обосновано применение комбинированного ИК-кондуктивного энергоподвода.
5. Разработаны и обоснованы рациональные схемы и режимные параметры процессов предварительной обработки (нарезка, гранулирование, замораживание) и радиационно-кондуктивной сушки свеклы, а также устройства для их осуществления. Получены аппроксимирующие уравнения для удельной производительности процесса в зависимости от влияющих факторов.
6. На основе теоретического и экспериментального анализа и физико-математического моделирования тепломассообмена с расчетом и анализом полей температур в процессе сушки на основе оригинального численно-аналитического метода выявлены особенности механизма внутреннего теплообмена и массопереноса структурной и осмотической влаги при сушке и сублимации свеклы в нативном и замороженном состоянии в гранулах и тонком слое, определяющее значение градиента давлений, как движущей силы процесса.
7. Разработанная схема и режимные параметры сушки свеклы позволили выработать рекомендации по усовершенствованию экспериментальной установки для исследования процессов ИК сушки и модернизации опытно-промышленной установки для гранулирования и сушки овощных продуктов, внедренной для кормовых продуктов на «Мясокомбинате Астраханский» (ООО «Парад»), и планируемая к внедрению в ООО «Биотехсинтез» и 000 «Парад», где анализ и проверка полученных в работе результатов, показали целесообразность их использования в рамках региональной программы.
Полученные результаты согласуются с известными научными достижениями в области тепломассопереноса и базируются на применении классических методов исследований и расчетов процессов. Предложенные рекомендации, инженерные и конструкторские решения выработаны с учетом перспектив развития и опыта проектирования процессов и аппаратов, экспериментальных данных, полученных автором и другими исследователями.
