Исследование усадки при сушке грибов перегретым паром Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Уравнение скорости сушки в пятой зоне ~=(А,+В51¥)0’5 .

Ш

Кинетические коэффициенты скорости сушки в пятой зоне

А 5 =с5к2 +ё5к + е5',В5 = /5Ь2 + £5й + &5; с5 =15Т + ш5;г/5 =п5Т + рь',е5 + 5,;

= и^Т + у,;£5 =г5Т + х,;к5 =у5Т + г5.

ЛИТЕРАТУРА

1. Технология спирта / В.А. Маринчеико, В.А. Смирнов, Б.А. Устинников йдр.; Под. ред. В.А. Смирнова. -М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1981. - 416 е.

2. Переработка мелассы на спирт и другие продукты по безотходной технологии / В.Г. Артюхов, В.Г. Г арбаренко, Я.С. Г айворонский и др. -М.: Агропромиздат, 1985. -287 с.

3. Тутова Э.Г., Куц П.С, Сушка продуктов микробиологического производства. - М.: Агропромиздат, 1987,- 303 с.

4. Оборудование микробиологических производств/ Л.И. Голгер, В.Е. Балашов. - М.: Агропромиздат, 1987, - 398 с.

Кафедра технологических машин и оборудования

Поступила 05.12.03 г.

635.8.631.563.2

ИССЛЕДОВАНИЕ УСАДКИ ПРИ СУШКЕ ГРИБОВ ПЕРЕГРЕТЫМ ПАРОМ

А.Н. ОСТРИКОВ, С.А. ШЕВЦОВ

Воронежская государственная технологическая академия

Для правильной организации процесса сушки необходимо знание гидродинамической обстановки в слое высушиваемого материала. Одним из факторов, ухудшающих качество грибов при сушке перегретым паром атмосферного давления, является растрескивание. Оно происходит вследствие развития объемно-напряженного состояния выше предельно допустимого. Это напряженное состояние обусловлено недопустимой усадкой, которая возникает в результате неравномерного распределения полей влагосодержания и температуры внутри продукта [1,2]. После сушки частицы грибов должны сохранить свой объем и пористую структуру. Именно такая структура будет способствовать более быстрому восстановлению грибов при их приготовлении.

Цель данной работы - количественная оценка величины усадки грибов при их сушке перегретым паром атмосферного давления.

В качестве объекта исследования использовали грибы Вешенка, которые предварительно очищали, сортировали и разрезали на кубики 5x5x5...8x8x8. Процесс сушки грибов «» перегретым паром атмосферного давления исследовали в импульсном псевдо-ожиженном слое в следующих диапазонах изменения технологических параметров: температура пара

403-43 3 К; скорость потока пара на входе в слой -0,8-8,0 м/с; удельная нагрузка продукта на решетку -15-30 кг/м2

В результате проведенных исследований выявлено значительное изменение высоты слоя грибов в течение процесса сушки за счет их усадки: от 60 мм в начате процесса до 5-13 мм в конце сушки.

Если относительную усадку обозначить через 5:

8 = (УН-К)/К, (1)

где Кн, Ук - начальный и конечный объем слоя грибов, м3;

то коэффициент объемной усадки [1, 2]

5

(Ьи -«к )-Й«н

(2)

где ин. «к - начальное и конечное влагосодержание грибов, кг/кг.

Грибы Вешенка, высушенные при оптимальных технологических режимах, имели коэффициент объемной усадки р = 2,38. Коэффициент объемной усадки зависел от структуры материала и вида связи влаги с ним.

С повышением температуры перегретого пара относительная усадка уменьшалась (рис. 1: Т, К: 1 -403, 2 - 423, 3 - 433), что объясняется увеличением градиента влагосодержания внутри материала, которое обусловлено достижением продуктом более высокой температуры при су шке перегретым паром.

Если построить зависимость относительной усадки

6 от влагосодержания IIпри различных значениях тем-

Рис. 1

г і і і ;. і • :: 5 і і ; і !

j -ї-f І І І. і.... ?* « ? і ; ! 1 ! "і- ♦ В ! НІгІІ+г ■ І"-; г : П І

. ! ü ц*-?! 1111 .Jj.il.

—І.. з .1 І 2 ІІ!.4-?! .. І...Т... MIN 1 і •4- чШЙ+ЙН

U, j S>J 5й,ія Ц„1 1 г; ;? її 5J >ЇІ5 !?:,н од-.ИТ 1 * $

Рис. 2

пературы перегретого пара в логарифмической анаморфозе (рис. 2), от отчетливо видны два участка. На первомучастке в диапазоне изменения II 11,0-1,8 кг/кг изменение усадки 8 весьма значительно - от 0,3 до 0,87. На втором участке в диапазоне изменения и = 1,8—0,1 кг/кг изменение усадки 5 незначительно- от

0,87 до 0,93.

Очевидно, это объясняется замедлением процесса нарушения капилляров продукта, что существенно уменьшает скорость сушки и развитие объемно-напряженного состояния. Грибы, высушенные перегретым паром, по сравнению с заводскими образцами имели меньшую усадку, более развитую микропористую структуру, за счет чего время развариваемости уменьшилось на 15-25% [3].

При математической обработке экспериментальных данных были получены уравнения, выражающие зависимость величины усадки 8 от текущего влагосо-держания продукта для различных значений температуры перегретого пара ?:

t = 130°С, 8=0,991е -0,0971 U . > (3)

t = tj о о Tf Г-Ч 8 = 1,007 е -0,0732 TJ. (4)

t = 150°С, Х-Л отэ „ О — v/? у о -0,0881U .

/ = 160°С, 5 = 0,902 е -0,0657 U ? (6)

где и - текущее влагосодержание грибов, кг/кг.

Средние квадратичные отклонения соответственно равны, %: с>]зо — 2,30%; С140= 5,51%; Ст150 = 2,25%;

гг — и 'ЗОО/.

^160 — /О.

Было получено обобщенное регрессионное уравнение, выражающее зависимость величины усадки 5 от текущего влагосодержания грибов U и температуры перегретого пара

8 = 0,964 е45-0793 v е~0’000147 . (7)

Среднее квадратичное отклонение усадки, полученной по уравнению (7), составляло с = 5,12%.

Таким образом, уравнения (3 - 7) с достаточной для инженерных расчетов точностью описывают характер изменения усадки грибов Вешенка при сушке перегретым паром.

выводы

1. Установлено, что при сушке перегретым паром атмосферного давления грибы Вешенка имели существенную усадку, которая зависела от температуры перегретого пара. Анализ полученных данных позволил выбрать рациональный температурный режим для проведения процесса сушки грибов.

2. Установлен характер изменения высоты слоя грибов в процессе сушки с учетом их усадки.

3. Получено обобщенное регрессионное уравнение, выражающее зависимость величины усадки от текущего влагосодержания грибов и температуры перегретого пара.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гинзбург A.C. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов. -М.: Пищевая пром-сь, 1973. - 528 с.

2. Лыков A.B. Теория сушки. - М.: Энергия, 1968. - 470 с.

3. Справочник технолога пшцеконцентратного и овощесушиль-ного производства / В.Н. Гуляев, Н.В. Дремина, З.А. Кац и др.; Под ред. В.Н. Гуляева. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984.-- 488 с.

Кафедра процессов и аппаратов химических и пищевых производств

Поступила 24 10.2003 г

531.1.002.612

ВОЗБУЖДЕНИЕ НЕЛИНЕЙНОЙ СТОЯЧЕЙ ВОЛНЫ НА ГЛАВНОМ РЕЗОНАНСЕ В СОСУДЕ

В.В. ТРЕПАЧЕВ

Ростовская государственная академия сельскохозяйственного машиностроения

Технологические процессы наиболее важных отраслей пищевой промышленности - консервной, молочной, маслобойной, сахарной и др. - могут сопровождаться стоячими колебаниями поверхности жидкости.

Вопросы гидравлического сортирования рассмотрены в [1]. Нелинейные волновые эффекты на поверхности жидкости анализировались в [2-4]. В данной ра-

боте предложен более простой способ оценки крутизны вынужденных нелинейных волн, находящихся под воздействием колебания давления на поверхности жидкости. Результаты могут быть использованы при оценке затрат энергии на активацию процессов очистки и переработки пищевых продуктов под воздействием колебаний давления воздушного потока на поверхность жидкости.

Рассматривается плоская нелинейная задача о стоячих периодических волнах, вызванных давлением Рг, (:с, /) на поверхности идеальной несжимаемой жидкости