CC BY
33
Управляющими воздействиями на объект управления являются следующие параметры: температура подаваемой воды для затора Тв, количество подаваемой воды для затора Qв, количество подаваемого сиропа Qс, количество подаваемого ККС Qккс.
Учитывая особенности протекания технологического процесса, изменять их возможно только на начальном этапе, в момент создания затора. Затем в процессе брожения нам доступны для измерения следующие параметры: температура затора во время брожения Тз, давление газовой составляющей в БКА Рг, время брожения /б.
Таким образом, важно определить оптимальные для наилучшего протекания процесса брожения начальные технологические параметры Тв, Qв, Qс, Qккс. Затем необходимо точно установить момент окончания процесса брожения, для чего мы используем достаточно простые и удобные для измерения параметры Тз, Рг, /б. Они позволяют производить измерения непрерывно в ходе технологического процесса с помощью датчиков и приборов, широко применяемых в промышленности. Использование измерительных приборов типа ТРМ 202-Щ 1.ИИ позволяет не только отображать измеренное значение, но и передавать его
öä-
Q.-
Qc-
Ос
с—►
1 öT öänn 1 Т і аі о
aöTräi ёу sT оТ аі Т поё
►
I ёТ i ёа aöTяаі ёу ----------►
W
на верхнии уровень - программируемый логическии контроллер и персональный компьютер - в виде унифицированного токового сигнала 4-20 мА для регистрации данных и возможности их математической обработки как на самом контроллере, так на персональном компьютере.
Таким образом, предусматривается получение комплексного показателя готовности кваса, представляющего собой математическую модель, включающую в себя как начальные технологические параметры Тв, Qb, ßc, Qkkc, так и параметры Тз, Рг, непосредственно измеряемые в ходе технологического процесса.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ермолаева Г .А., Колчева Р.А. Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков. - М., 2000. -416 с.
Кафедра автоматизации производственных процессов
Поступила 28.12.07 г.
664.834:[635.11+635.24]
КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА СУШКИ СВЕКЛЫ И ТОПИНАМБУРА
А.А. ЧУМАК, В.Н. МАМИН, Г.М. ЗАЙКО, Н.С. ГРИЦЕНКО
Кубанский государственный технологический университет
Для нейтрализации вредных последствий для организма человека аварийных ситуаций в нефтяной отрасли [1] предложено использовать пищевые продукты функционального назначения, обладающие детоксика-ционными, иммуномодулирующими, антиоксидант-ными, липотропыми свойствами. Согласно принципам лечебно-профилактического питания (ЛПП), эти продукты должны содержать белок, кальций, липотроп-ные вещества, пектин [2]. При разработке рецептур был произведен научно-обоснованный подбор компонентного состава с учетом действия отдельных биологически активных веществ и выбраны свекла, топинамбур, цикорий, молочная сыворотка, стевия, пектин и лецитин. Данное сырье планируется использовать в высушенном виде. В связи с этим необходимо получить порошкообразный полуфабрикат из свеклы и топинамбура, так как остальные составляющие в высушенном виде производятся пищевой промышленностью.
Цель исследования - изучение кинетических закономерностей процесса сушки свеклы и топинамбура для определения оптимального режима при получении порошковых полуфабрикатов с максимально сохраненными натуральными свойствами выбранных овощей.
Исследования проводили на конвективной сушилке отдельно для свеклы и топинамбура. Для этого были взяты свекла сорта Египетская и топинамбур с начальной влажностью 85 и 80% соответственно. Предварительно очищенные и нарезанные на кубики с ребром 5 мм свеклу и топинамбур укладывали в сетчатые короба, которые устанавливали на рамку, расположенную внутри камеры и связанную с одной из чашек циферблатных весов. Отмечали начальную массу продукта Он, а затем фиксировали время по секундомеру через каждые 5 г убыли массы продукта при установленной скорости воздуха 7 м/с. Эксперимент заканчивали после того, как прекращалась убыль продукта и наступало состояние близкое к равновесному Ос. Во время опыта регистрировались показания сухого и мокрого термометров, а также микроманометра.
По полученным данным построены графики сушки для свеклы и топинамбура (рис. 1: кривые 1 и 2 соответственно), на которых показана зависимость влаго-содержания материала и, %, от времени т, с.
Удаление свободной влаги проходило от начально -го влагосодержания свеклы и топинамбура 600 и 400% до достижения критического влагосодержания 160 и 140% соответственно.
По кривой сушки определяли скорость сушки Ы, кг/(кг • с), свеклы и топинамбура методом графического дифференцирования. Для этого находили тангенс
и, %
500
400
300
200
100
0
Р
1,3
1,25
1,2
1,15
1,1
1,05
1
угла наклона касательной, проведенной к кривой сушки для заданного влагосодержания, и получили зависимость N = /(У).
Кривые скорости сушки овощей представлены на рис. 2 (а - топинамбур, б - свекла).
Установлено, что в начальный период сушки влаго-содержание изменяется незначительно. За ним следует период постоянной скорости сушки, где влагосодер-жание интенсивно уменьшается по линейному закону до наступления критического влагосодержания Укр. Затем скорость сушки падает.
Для определения коэффициента внешнего теплообмена Р проводили аналогичные исследования при скорости воздуха Ж 5 и 11 м/с. На основании полученных опытным путем значений, применяя основной закон массоотдачи для конвективного массообмена, определяли коэффициент внешней массоотдачи, показывающий, какое количество влаги, отнесенное к 1 кг абсолютно сухого материала, испаряется в 1 с при разности парциальных давлений пара равной 1 Па [3]. На рис. 3 представлена зависимость Р, кг/(кг • с • Па), от Ж.
Поскольку высушенные продукты применяют в профилактическом питании, необходимо учитывать изменения температуры продукта и сушильного агента для прогнозирования физико-химических характеристик порошковых полуфабрикатов из овощей. Исследуемый материал - свеклу и топинамбур, нарезанные на кубики с ребром 5 мм, - раскладывали на сита в два слоя. На поверхности и в центре устанавливали термопары. Температуру продукта и сушильного агента в процессе сушки регистрировали с помощью электронного цифрового потенциометра с точностью ±0,1°С. Для каждого опыта фиксировали температуру на поверхности продукта и в центре. Зависимость температуры ґ овощей от влагосодержания представлена на рис. 4 (а - свекла, б - топинамбур).
Установлено, что изменение температуры проходит в три этапа. На первоначальном этапе происходит
N.
кг/(кг- с)
0,00250,002 ■
0,00150,001 ■
0,00050 100 200 300 400 и,% 0 100 200 300 400 500 и, %
?, °С 7060 50 40 30 20 10
0
прогрев продукта до температуры мокрого термометра 28-30°С. Второй этап, соответствующийучастку кривой, параллельной оси абсцисс, характеризует испарение свободносвязанной влаги, при этом температура материала остается постоянной и равной показателю мокрого термометра. Этот процесс соответствует на кривой сушки периоду постоянной скорости сушки. Третий этап - повышение температуры продукта - наступает после достижения критического влагосодер-жания. Поскольку свободная влага удалена, начинает удаляться связанная влага. На этом этапе температура продукта стремится к температуре сушильного агента. Для сохранения нативных свойств продукта в процессе сушки и возможности его последующего измельчения в порошок рекомендуемая температура сушильного агента составляет 68-70°С при скорости воздуха 6-8 м/с.
Полученные результаты могут быть применены при эксплуатации сушилок с целью определения оптимального режима сушки для получения порошковых полуфабрикатов с максимально сохраненными свойствами натурального топинамбура и свеклы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гимранова Г.Г. Оценка состояния здоровья рабочих нефтедобывающей отрасли и вопросы первичной профилактики // Медицина труда и промышленная экология. - 2002. - № 5. -С. 13-16.
2. Трушкина Л.Ю., Трушкин А.Г., Демьянова Л.М. Об -
щая гигиена с основами экологии человека. - Ростов н/Д: Феникс, 2001. - 519 с.
3. Гинзбург А.С. Основы теории и техники сушки пище -вых продуктов. - М.: Пищ. пром-сть, 1973. - 528 с.
Кафедра технологии и организации питания
Поступила 03.03.08 г.
Рис. 2
а б
X, °С 7060 50 4030 2010-
\ \
\ \
V
1 """"1 і
1 1
200 400 и, % 0 200 400 и, %
Рис. 4
К
кгДкг- с)" 0,004 -0,003 -0,002 -0,001 -
