WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Рисунок 7 - Кривые процесса сушки кусочков картофеля без сортировки

Таблица 3 - Параметры кинетики процесса сушки кусочков картофеля с сортировкой при температуре напускаемого газа 40°С

Высота Н, мм

600

500

400

300

200

100

0

W, %

1 опыт

75,8

59,4

43,4

25,8

14,7

11,0

8,1

2 опыт

75,9

59,4

43,3

25,8

14,6

11,0

8,0

3 опыт

75,9

59,6

43,3

25,7

14,5

11,1

8,0

среднее

75,9

59,5

43,3

25,8

14,6

11,0

8,0

Т, °С

-33±0,1

-24±1

-21±2

10±3

25±2

34±1

40±0,1

Р, Па

30±5

97±5

280±10

500±10

735±10

950±10

1200±10

Рисунок 8 - Кривые процесса сушки кусочков картофеля с сортировкой

Для сравнения экспериментальных данных с математической моделью выведена аппроксимированная модель влажности W на установках типа УCC-НД-КЭ-И-01, имеющая вид:

,

(17)

,

где.

Графическое изображение сравнения убыли влажности по высоте сушильной колонны представлено на рисунках 9 и 10. Расхождения между значениями влажности, полученными экспериментальным и рассчитанным способами не превышают 6 %.

Рисунок 9 - Кривые убыли влажности по Рисунок 10 - Кривые убыли влажности

высоте сушильной колонны для яблок высоте сушильной колонны для картофеля

Анализ результатов экспериментов показал, что в процессе сублимационного обезвоживания с использованием комбинированного энергоподвода (СВЧ и УЗИ – энергий и принудительного потока газа) позволяет снизить энергоемкость процесса и сохранить пищевую ценность продукта (сохранность витамина С до 90…94 %).

В пятой главе приведена технико-экономическая оценка усовершенствованной установки непрерывной сублимационной сушки фруктов и овощей. В таблице 4 показаны технические характеристики установки непрерывного действия с усовершенствованным процессом сушки УСС-НД-КЭ-И-02 и установки периодического действия Иней-17.

Таблица 4 - Сравнительные характеристики сублимационных установок

Характеристика установки

Сублимационная установка

Иней -17

УСС-НД-КЭ-И-02

Время сушки (среднее), ч

Удельный расход энергии по удаляемой влаге (энергоемкость), кВт · ч/кг

Остаточная влажность, %

Объем производства в год на одной установке, кг

Срок окупаемости

капитальных затрат, год

Годовой экономический эффект, руб.

20…30

4,5

8,5

6000

-

-

2,0…2,5

1,0

8,0…8,5

24000

2,34

1247269,2

Анализ табличных результатов показывает, что использование сублимационной установки с комбинированным энергоподводом непрерывного действия для получения сушеных мелкокусковых плодоовощных продуктов энергоэкономичнее в 4,5 раза, чем применение кондуктивной сублимационной сушилки периодического действия. Годовой экономический эффект после внедрения разрабатываемой установки в производство превысит 1247269,2 руб. при сроке окупаемости капительных затрат 2,34 года.

ВЫВОДЫ

1. Обзор литературы позволил установить, что выпуск высококачественной сушеной плодоовощной продукции быстрого приготовления, имеющей длительные сроки хранения и удобной в использовании, сдерживается из-за отсутствия современных высокопроизводительных энергосберегающих технологий сушки и оборудования. Высшая категория качества готового продукта, сохраняемость биологически активных веществ, витаминов и органолептических свойств, значительный уровень энергосбережений, может обеспечить применение сублимационной сушки в вакууме на установках непрерывного действия.

2.  Исследованы условия проведения технологических операций измельчения и сортировки в вакууме при самозамораживании (Р = 10…30 Па, Т1 = -16…-30°С) и показана возможность их совмещения с сублимационной сушкой фруктов и овощей с применением СВЧ- и УЗИ- полей в принудительном потоке газа (NСВЧ = 5 кВт, СВЧ = 2450 МГц, NУЗИ = 4 кВт, УЗИ =182 кГц, tг=20oC).

3.  Представлены математические модели процессов скорозамораживания при сортировке и сублимационной сушки с комбинированным энергоподводом, определяющие режимы процесса применительно к установкам непрерывного действия. Разработано формализованное представление энергоемкости и математическая модель расчета энергоемкости технологии сублимационной сушки мелкокусковых растительных материалов на установках непрерывного действия с комбинированным энергоподводом.

4.  В соответствии с проведенными экспериментальными исследованиями кинетики процессов скорозамораживания и сублимационной сушки, для обеспечения высококачественных мелкокусковых продуктов получены рациональные режимы проведения процесса:

  • измельчение и сортировка продукта в вакууме при самозамораживании (V = 7х7х7, 13х13х13 мм3, Р = 10…30 Па, Т = -35…-30 0С);
  • сублимационная сушка мелкокускового продукта в полях СВЧ энергии (NСВЧ = 5 кВт, СВЧ = 2450 МГц) и УЗИ (IУЗ=130 Дб, NУЗИ = 10 Вт, УЗИ = 182 кГц) при принудительном и направленном фильтрационном потоке газа (tг=20...40oC).

5.  Разработан и изготовлен опытный образец установки непрерывного действия для сублимационной сушки измельченных фруктов и овощей с производительностью по испаряемой влаге 10 кг/ч (УСС-НД-КЭ-И-02), снабженный системой управления, позволяющий реализовать технологию получения сушеных (влажностью 8,0…8,5 %) мелкокусковых продуктов с содержанием витаминов близких к исходному продукту (не менее 94 %).

6. Обоснована технико-экономическая эффективность применения установок типа УСС-НД-КЭ-И для сушки мелкокусковых фруктов и овощей. При объеме сушки 24000 кг в год измельченного плодоовощного сырья годовой экономический эффект составит 1247269,2 руб., срок окупаемости капитальных затрат 2,34 года.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ИНДЕКСЫ И СОКРАЩЕНИЯ

  1. Обозначения:

П0, - пористость слоя криокубиков;

,,  - теплоемкости соответственно воды, сухого вещества кубика и льда, Дж/(кг 0С);

,, - плотности соответственно влаги, сухого вещества кубика и льда, кг/м3;

r,  - удельные теплоты соответственно испарения и сублимации, Дж/кг;

- удельная теплота замерзания воды, Дж/кг;

- функция подвода энергии, Дж;

и  - радиусы соответственно фронта испарения при температуре начала замораживания (криоскопическая температура) и фронта испарения в момент, когда вся влага заморожена, м;

В - сторона кубика, м;

 - снижение температуры от начального значения до температуры замерзания, 0С;

- продолжительность сушки, ч;

, - соответственно температуры начальная и криоскопическая, 0С;

= (m2+m3+m4)/m - доля испаренной влаги;

Н1 - зона сублимации льда, м;

- теплопроводность, Вт/(м·С);

q – энергоемкость подвода и преобразования энергии к технологическому процессу;

R, Н – радиус и высота сушильной камеры, м;

 - удельная поверхность, м2/м3;

b - эмпирический параметр, кг/(м·ч·0С).

2. Индексы:

в - вода;

л - лед.

3. Сокращения:

СУАВ - субблок управления агрегатом вакуумным;

СУСН - субблок управления системой нагрева;

СУСХ - субблок управления системой обеспечения холода;

СУСИ - субблок управления системой измельчения;

УСС-НД-КЭ-И - установка сублимационной сушки непрерывного действия с комбинированным энергоподводом и измельчением;

КВЗДС - конвективно-вакуумно-звуко-диэлектрическая сушка.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ диссертации опубликованы

в следующих работах

Издания, указанные в перечне ВАК и приравненные к ним

1. Касаткин, В.В. Тепломассообмен в сублимационных сушильных установках непрерывного действия с СВЧ- и УЗИ- источниками при непрерывном потоке газа / В.В. Касаткин, Н.Ю. Литвинюк, И.Г. Поспелова, И.В. Возмищев // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2007. - №10. – С.75–77.

2. Поспелова, И.Г. Сублимационная сушка с комбинированным энергоподводом / И.Г. Поспелова, Я.Н. Захарова, Ф.В. Габасова // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2009.- №6. – С.30-32.

3. Патент № 2346626 РФ, МПК А 23 L 3/40: Установка непрерывного действия для измельчения и сублимационной сушки кускообразных материалов / В.В. Касаткин, Н.Ю. Литвинюк, Л.Я. Лебедев, А.В. Храмешин, И.Ш. Шумилова, Ф.Р. Арсланов, И.Г. Поспелова, М.В. Касаткина; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Ижевская государственная сельскохозяйственная академия - №2007103504/13; заявл. 29.01.07;. опубл. 20.02.09., Бюл. №5. – 8 с.: ил.

Другие издания

6

4. Шумилова, И.Ш. Методы оценки эффективности мер по энергосбережению / И.Ш. Шумилова, В.В. Касаткин, И.Г. Поспелова, Н.И. Собин // Современные проблемы аграрной науки и пути их решения: материалы всероссийской научно-практической конференции. – Ижевск : ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2005 – Т.II. – С. 591 – 594.

5. Шумилова, И.Ш. Энергетика технологического процесса / И.Ш. Шумилова, В.В. Касаткин, И.Г. Поспелова, Н.И. Собин // Современные проблемы аграрной науки и пути их решения: материалы всероссийской научно-практической конференции. – Ижевск : ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2005 – Т.II. – С. 594 – 597.

6. Шумилова, И.Ш. Использование диаграмм при расчете технологических параметров сушки / И.Ш. Шумилова, В.В. Касаткин, И.Г. Поспелова, Н.И. Собин // Современные проблемы аграрной науки и пути их решения: материалы всероссийской научно-практической конференции. – Ижевск : ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2005 – Т.II. – С. 598 – 601.

7. Арсланов, Ф.Р. К вопросу о сохранении витаминов в перерабатываемой плодоовощной продукции при сублимировании / Ф.Р. Арсланов, И.Г. Поспелова // Современные проблемы аграрной науки и пути их решения: материалы всероссийской научно-практической конференции. – Ижевск : ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2005 – Т.II. – С. 508 –512.

8. Касаткин, В.В. Новые методы исследований электротехнологических процессов при переработке сельскохозяйственной продукции / В.В. Касаткин, Н.Ю. Литвинюк, И.Ш. Шумилова, И.Г. Поспелова, К.В. Кожевникова // Актуальные проблемы механизации сельского хозяйства: материалы юбилейной научно-практической конференции «Высшему агроинженерному образованию в Удмуртии – 50 лет». – Ижевск : ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2005 – С. 240 – 246.

9. Касаткин, В.В. Теория адекватного питания / В.В. Касаткин, Н.Ю. Литвинюк, И.Г. Поспелова, К.В. Кожевникова // Вестник Ижевской государственной сельскохозяйственной академии. – Ижевск : 2005. № 3 (6). – С. 17–19.

10. Касаткин, В.В. Развитие и применение сублимационной сушки в переработке сельскохозяйственной продукции / В.В. Касаткин, И.Г. Поспелова // Высшему аграрному образованию в Удмуртской Республике 50 лет. Итоги и перспективы: материалы всероссийской научно-практической конференции. – Ижевск : РИО ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2005. – С. 138 – 141.

11. Арсланов, Ф.Р. Способы охлаждения пищевых продуктов / Ф.Р. Арсланов, И.Г. Поспелова, Л.Я. Лебедев, Н.Ю. Литвинюк, В.В. Касаткин // Научное обеспечение реализации национальных проектов в сельском хозяйстве: материалы всероссийской научно-практической конференции. – Ижевск : ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2006 – Т.III. - С. 22 – 26.

12. Арсланов, Ф.Р. Сортирование резаного картофеля в разряженной среде / Ф.Р. Арсланов, И.Г. Поспелова, Л.Я. Лебедев, А.В. Храмешин, С.П. Игнатьев // Научное обеспечение реализации национальных проектов в сельском хозяйстве: материалы всероссийской научно-практической конференции. – Ижевск : ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2006 – Т.III. - С. 26 – 29.

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»