CC BY
21
новлеш рашше на пiдставi мiкробiологiчних досль джень термiни зберiгання ЕС - 72 годи без консерванту та 90 дiб з консервантом. За визначених термжв
збер^ання розроблений емульсшний соус з викорис-танням сухого молочно-бшкового концентрату зi ско-лотин знаходиться в межах вщмшно! якостi.
Лiтература
1. Урюпина, Т. Л. Окружающая среда и продукты питания [Текст] / Т. Л. Урюпина, Б. К. Джурупова // Пищевая промышленность. - 2004. - № 7. - С. 82-83.
2. Гропянов, Д. А. Кулинарные соусы на основе эмульсионного полуфабриката многофункционального назначения [Текст] / Д. А. Гропянов, А. С. Ратушный, Т. В. Жубрева, А. П. Нечаев // Масложировая промышленность. - 2003. - № 2. - С. 34-35.
3. Табакаева, О. В. Функциональные эмульсионные продукты нового поколения [Текст] / О. В. Табакаева // Масложировая промышленность. - 2007. - № 3. - С. 17-19.
4. Горбатова, К. К. Химия и физика белков молока [Текст] / К. К. Горбатова. - М.: Колос, 1993. - 192 с.
5. Тепел, А. Химия и физика молока [Текст] / А. Тепел; пер. с нем. - СПб.: Профессия, 2012. - 824 с.
6. Дудина, З. А. Сывороточный белковый концентрат в производстве майонеза [Текст] / З. А. Дудина, И. А. Рузина, Н. А. Ка-лашева, Е. С. Иванова // Пищевая промышленность. - 1991. - № 12. - С. 9-11.
7. Юдша, Т. I. Технолопя низькокалоршних емульсшних соуав з використанням молочно-бшкового концентрату з1 сколотин [Текст] / Т. I. Юдша, С. М. Бесща // Вюник СНУ ¡мен; Володимира Даля. - 2008. - № 2 (120) - С. 380-384.
8. ДСТУ 4487:2005 Майонези. Загальш техшчш умови [Текст] / Вперше (з1 скасуванням ГОСТ 30004.2-93) [Чинний вщ 200511-25]. - К.: Держпоживстандарт Украши, 2006. - 21 с.
9. Шмидт, А. А. Производство майонеза [Текст] / А. А. Шмидт, З. А. Дудина, И. Б. Чекмарева. - М.: Пищевая промышленность, 1976. - 136 с.
10. Лисовская, Д. П. Тиксотропия майонеза [Текст] / Д. П. Лисовская, Е. Б. Суконкина, Л. А. Галун // Масложировая промышленность. - 2007. - № 5. - С. 20-24.
-:-п п-:-
У статтi розглянуто мехатзм проце-
су суштня тсляспиртовог зерновог барди на тертних тшах (фторопластова крихта) у псевдозридженому шарi. На основi аналi-зу фiзичног моделi процесу методом подiб-них перетворень системи диференщальних рiвнянь, отримано узагальнююче (критерiаль-не) рiвняння, яке дозволить описати процес суштня продукту на тертних тшах у псевдо-зридженому шарi
Ключовi слова: дисперсний матерiал, суштня, фторопластова крихта, псевдозриджений шар
□-□
В статье рассмотрен механизм процесса сушки послеспиртовой зерновой барды на инертных телах (фторопластовая крошка) в псевдоожиженном слое. На основе анализа физической модели процесса методом подобных преобразований системы дифференциальных уравнений, получено обобщающее (критериальные) уравнение, которое позволит описать процесс сушки продукта на инертных телах в псевдоожиженном слое
Ключевые слова: дисперсный материал, сушки, фторопластовая крошка, псевдоожи-
женный слой -□ □-
УДК 664.8.047:636.087.2
|DOI: 10.15587/1729-4061.2015.38056|
С. М. Сабадаш
Старший викладач* E-mail: s.v.sabadash@ukr.net Д. Д. Казаков
Старший викладач* E-mail: d.d.kazak@ukr.net О. Р. Я куба
Доктор техычних наук, професор* E-mail: s.v.sabadash@ukr.net *Кафедра шженерних технологш харчових виробництв Сумський нацюнальний аграрний уыверситет вул. Юрова, 160, м. Суми, УкраТна, 40021
розробка процесу суш1ння
п1сляспиртово1 барди
на 1нертних т1лах i вив1д критер1ально1 залежност1
1. Вступ
Рiзноманiття матерiалiв, що тддаються сушш-ню, значний рiзновид 1х за природою, фiзичними i
пгроскотчними властивостями зумовлюють необ-хщшсть класифжацп об'екпв сушшня. Класифжащя висушуваних матерiалiв за визначальними характеристиками штотно спрощуе задачу вибору ращональ-
g
ного способу сушшня i ефективного типу сушильного апарата [1-4].
В даний час проблемам тдвищення ефективностi технолопчних процесiв, обладнання та якостi виробiв придiляeться велика увага. Стосовно до галузей ви-робництва, пов'язаних з термообробкою виробiв, цi ви-моги повинш знайти свое вiдображення в скороченш тривалостi технологiчних процесiв, зниженш питомо! витрати енергп, пiдвищеннi якосп готових продуктiв.
Вiд правильностi розрахунку процесу термооброб-ки i науково обгрунтованого вибору його апаратурного оформлення безпосередньо залежать яюсть продуктiв i витрати теплоти на його здiйснення [5].
2. Аналiз лiтературних даних i постановка проблеми
Сушiння е одним iз найважливiших етапiв тех-нологiчного процесу виробництва багатьох харчових продукпв. Об'ектами сушiння виступають рiзноманiт-нi дисперснi, шматковi, пастоподiбнi та рщю продукти на рiзних стадiях !х переробки.
Сушильне обладнання застосовуеться в багатьох галузях харчово!, м'ясо-молочно!, рибно!, борошно-мельно!, плодово-ягiдноi, круп'янш, комбiкормовiй промисловостi. Сушiнню пiддаються продукти, як рiзноманiтнi за сво!ми фiзико-хiмiчними та струк-турно-механiчними властивостями. Ниш юльюсть висушених харчових продуктiв стрiмко збiльшуеться. Такий значний асортимент продукпв зумовлюе i ши-року рiзноманiтнiсть сушарок, якi використовують у виробництвi [6].
У харчовiй промисловостi в основному застосову-ються апарати, в яких продукти сушаться у шдльному шарi. До них вiдносяться стрiчковi конвеернi сушарки, шахтнi сушарки з коробами (для зерна), тунельш або камерш сушарки. Оскiльки в шдльному неперемщу-ваному шарi не вся поверхня часточок задiяна в тепло-обмiнi, процес сушiння перебiгае пов^ьно, можливi перегрiви окремих дiльниць шару. Тому сушарки iз шiльним шаром продукту, як правило, малопродуктивна громiздкi й часто не забезпечують високо! якостi сушильного продукту.
У зв'язку з цим виникае необхщшсть розробки но-вих високо-iнтенсивних методiв сушiння i конструк-цiй сушильних установок. Перехщ вiд шiльного шару до перемщуваного дозволяе значно тдвищити штен-сивнiсть тепло-i масообмiну.
Останшм часом обробка дисперсних матерiалiв у киплячому шарi [7] привертае увагу багатьох дослщ-никiв i знаходить широке застосування в рiзноманiт-них галузях промисловость Саме цей метод для сушшня харчових продукпв дозволяе значно прискорити процес, що важливо не тшьки для тдвищення тех-нiко-економiчних показникiв сушильних установок, а й для покращення якост багатьох термолабiльних продуктiв, адже при тривалш термiчнiй обробцi якiсть !х може значно погiршуватися [8].
На сьогодш ринок Укра!ни насичений багатьма видами сушено! продукцп, б^ьшкть з яко! (до 95 %) iм-портуеться з-за кордону, причому в багатьох випадках сумшвно! якосп [9]. Це обумовлено тим, що традицш-нi способи сушiння рослинно! сировини, якi викори-стовувалися ще за радянських часiв, е дуже енергоем-
ними, довготривалими та не дозволяють одержати однорщний за якiстю продукт. Тому актуальним е по-шук i дослiдження нових, менш енергоемних способiв сушiння, якi дозволять отримати продукти високо! якосп [10]. Один iз таких способiв - це сушшня у псев-дозрiдженому шарi iнертного носiя [11].
3. Цшь та задачi дослiдження
Проведенi дослщження ставили за мету розробити мехашзм процесу сушiння пiсляспиртовоi барди на шертних тiлах у псевдозрiдженому шарь
Для досягнення мети поставлено та виршено на-ступнi задачi:
- отримати узагальнене (критерiальне) рiвняння, яке описуе процес сушшня тсляспиртово! зерново! барди на iнертних тiлах у псевдозрвдженому шарi;
- експериментальним шляхом отримати явний вив гляд рiвняння теплообмшу для процесу сушiння продукту.
4. Результати дослщжень процесу сушшня тсляспиртово! барди на шертних тшах у псевдозрщженому шар
Для отримання узагальненого (критерiального) рiвняння було використано метод теорп подiбностi. Перетворивши систему рiвнянь в безрозмiрний вигляд отримаемо критерш подiбностi (узагальненi змiннi), як характеризують даний процес.
Процес сушшня тсляспиртово! зерново! барди в псевдозрщженому шарi може бути представлений, як процес конвективного теплообмшу, який усклад-нений перенесенням речовини. Одночасно з перене-сенням енергп вщбуваеться i перенесення речовини. Пар, який утворився в результат перенесення тепла, потрапляе в оточуюче середовище в напрямку, перпендикулярному вщ поверхнi матерiалу. Залежно вщ гус-тини поперечного потоку речовини в процеа сушiння, тобто залежно вщ iнтенсивностi перенесення тепла, вщбуваеться вiдповiдна змiна в прилеглому ламшар-ному пограничному шарi. Пара, яка надходить iз зони випаровування, порушуе стан ламшарного пiдшару у поверхш тiла, турбулiзуе його, що призводить до рiз-кого зб^ьшення iнтенсивностi теплообмiну [6]. В про-цесi сушiння пiсляспиртовоi барди на шертних плах зростае густина поперечного потоку речовини внасль док наявност контактного теплообмшу мiж гарячими шертними тiлами i вологим матерiалом. Експеримен-ти показали, що для здшснення процесу сушiння на iнертних плах необхвдно, щоб тiльки частина загаль-но! поверхнi була покрита висушуваним матерiалом i, таким чином, залучалася до процесу сушшня. Друга частина загально! поверхш шертного тiла повинна бути в^ьною вiд вологого матерiалу i брати участь тiльки в теплообмшь Ця вiльна вiд вологого матерiалу частина поверхнi iнертних тш нагрiваеться нестацiо-нарно до температури, вищо! за температуру мокрого термометра (tн>tм). Нагрт iнертнi тiла, потрапляючи в зону подачi пастоподiбноi пiсляспиртовоi зерново! барди, покриваються плiвкою вологого матерiалу, який мае температуру to<tн. У результат контактного
теплообмшу вщбуваеться випаровування вологи в середиш плiвки. Пароутворення в серединi плiвки вологого матерiалу складае загальний градiент тиску в плiвцi, який релаксуеться тльки при перенесеннi разом iз паром субмiкроскопiчних часток вологи iз пор матерiалу в пограничний шар i в ядро турбулентного потоку, де вони й випаровуються.
Теорж об'емного випаровування краплин у пограничному шар^ розроблену А. В. Ликовим, шд-твердили швецькi дослщники, яким вдалося сфо-тографувати процес випаровування краплини в пограничному шарь
За щею теорiею мае мкце молярне диспергуван-ня субмiкроскопiчних часток вологи в ламшарному пограничному шар^ яке викликано хвилеподiбним рухом у поперечному шарi (ефект Папалексi). У випад-ку сушiння на шертних плах у фонтануючому шарi головною рушшною силою молярного диспергування виступае надлишковий тиск у плiвцi матерiалу внасль док контактного теплообмiну. Поперечний потж речовини, який потрапив у виглядi пари iз пор матерiалу у пограничний шар, частково конденсуеться в ньому, що призводить до рiзкого зменшення об'ему i порушення структури пограничного шару [12].
Порушення пограничного шару поперечним потоком речовини, викликаного градiентом тиску в середиш матерiалу i процесами конденсацп пари, i випаровування часток у пограничному шар^ призводять до збшьшення коефiцiента теплообмiну.
Густина поперечного потоку речовини в пограничному шарi (внаслщок молярного диспергування) може бути збшьшена шляхом покращення теплофiзичних властивостей iнертних тiл. Рушiйною силою молярного диспергування речовини в пограничному шарi виступае загальний градiент тиску в плiвцi, яка в свою чергу е функщею передано! юлькосп теплоти або юль-кост випарено! вологи при контактному теплообмшь Вiдомо, що для нестацiонарного теплообмшу юль-кiсть переданого тепла визначаеться при однакових режимних параметрах процесу критерiями F0 i В;. За однакового часу на^вання й охолодження юльюсть переданого тепла визначаеться температуропровщ-нiстю i теплопровiднiстю iнертних пл. Таким чином, критерiй, що враховуе вплив молярного диспергування часток у пограничному шарi в рiвняннi теплообмшу для процесу сушшня на шертних тшах в фонтануючому шар^ е функщею теплофiзичних властивостей шертних пл.
Розглядаючи мехашзм, контактного теплообмшу мiж пастоподiбною пiсляспиртовою бардою i шертни-ми тiлами, слщ зазначити, що контактний теплообмiн може значно прискорити процес, осюльки вш впливае на зовнiшню обставину обтжання тiл у зв'язку з змь ною структури ламiнарного пограничного шару i на вирiвнювання температурних полiв всерединi плiвки.
Пiд час сушшня тсляспиртово! зерново! барди на шертних тшах на обтжаемому сушильному агенп поверхш висихаючо! плiвки вiдбуваеться безперервна яюсна змiна механiчних властивостей плiвки iз змь ною !! вологовмшту. При сушiннi пастоподiбноi тсляспиртово! зерново! барди вiдбуваеться постiйне зггк-нення iнертних тiл, яке призводить до безперервного руйнування поверхш сухо! юрки шiльно-крихкого матерiалу, утворено! тд час процесу. В щдльно-плас-
тичному стан1 стирання з поверхн1 шертних т1л не може бути значним, осюльки сили зчеплення окремих твердих часток м1ж собою, що зумовлен наявшстю водяних пл1вок м1ж дотичними твердими частинками, яю достатньо великь Тому при зикненн шертних т1л в такому стан вщбуваеться пластична деформащя пл1вки, але не ïï стирання. При переход! матер1алу у щдльно-крихкий стан, коли мщшсть каркаса i3 твердих часток визначаеться ильки силами зчеплення мiж твердими частинками при вщсутност водяних плiвок, стирання перетворюеться на фактор, який лiмiтуе швидкiсть процесу.
Зважаючи на наведене вище, щодо послщовност перетворення шдльно-пластичного стану матерiалу у щдльно-крихкий у процесi сушiння пiсляспиртовоï барди на шертних плах, цей процес може бути роздше-ний умовно на двi стадп:
- стадiя, яка визначаеться кiнетикою сушiння;
- стадiя, яка визначаеться кiнетикою стирання сухо! крихко! плiвки барди з поверхш шертних пл.
Залежно вщ властивостей висушуваного матерiалу на шертних плах та або шша стадiя може бути лГмГгу-ючою i визначати перебiг процесу. Так коли лГмиую-чою стадiею виступатиме кшетика стирання (велика механiчна мщшсть плiвки), то застосування цього методу техшчно й економiчно неприйнятне, осюльки тепловий коефiцiент корисно! ди сушарки буде змен-шуватися внаслiдок безперервного наростання плГвки протягом деякого часу.
У випадку, якщо лГмиуючою стадiею процесу стане стадiя сушшня (низька механiчна мщшсть плГвки до стирання) i перебiг процесу визначаеться швидюстю випаровування вологи з поверхш шертних тщ процес можна розглядати як процес конвективного сушшня. Застосування такого методу сушшня тсляспиртово! барди техшчно та екот^чно можливе. Таким чином, загальна кшетика процесу визначаеться, окр1м кше-тики сушшня, кшетикою стирання або швидюстю вщновлення поверхш, що залежить вщ мехашчно! мщност матерiалу до стирання.
Безперервне руйнування сухо! крихко! плГвки ма-терiалу на поверхнi iнертного пла призводить до зни-ження дифузшного опору настiльки, що процес практично переб^ае ильки в першому перiодi швидкост сушшня (випаровування з поверхш). Тому процес сушшня на шертних плах тсляспиртово! барди може бути описаний системою диференщальних р1внянь для першого перюду сушшня у псевдозрщженому шарi та рГвнянням, яке враховуе кшетику стирання.
Виходячи з теорп об'емного розширення, явище тепло, i масообмшу описуеться системою диферен-цшних рГвнянь, як вiдображають розподш швидкост i температур з урахуванням випаровування вологи з поверхш у в'язкому ламшарному пограничному шарi [13]. Р1вняння юлькосп руху мае вигляд:
w dWx dWy d2Wx dWg Wx—— + Wy—= v—^ + Wg—^ dx dy dy dx
Р1вняння сущльност мае вигляд:
dWx dWy
dx dy
- = 0.
(1)
(2)
Р1вняння перенесения енергп з допомiжним ви-разами об'емного випаровуваиия (негативне джерело теплоти) мае вигляд:
Срр
„, dt dt Wx—-+ Wy— dx dy
, d2t „ „ = Х—-гМ;
dy2
(3)
краевi умови:
^ dt
aAt = -л— dy
(4)
Умови iсиуваиия псевдозрiджеиого шару:
П(Рм-Рг) gd3 ^(^^т-
PгWg
(5)
Складеиi дифереицiальиi рiвняння кiиетики стирания щiльио-крихкого матерiалу i визиачеиия ме-хаиiчиих i фiзичиих характеристик пiсляспиртовоi барди, е ие лiиiйиими фуикцiями вологовмiсту, як повиииi враховуватися в кретерiальиому рiвияииi, вирiшеиия яких у виглядi iх складиостi иеможливо. Виходячи iз представлеиого про послщовшсть пере-твореиия шдльно-пластичного стаиу у щдльно-крих-ке, необхщно ввести безрозмiриий коефiцiеит, який буде враховувати ступшь вiдхилеиия дiйсиого про-цесу вiд процесу випаровуваиия з поверхш у фонта-иуючому шарь
Е е
Сп = ^--1,
Аи ■ г
(6)
де Енагр1вання+Епродування; Е нагр1вання витрати еиер
гii иа названия повiтря;Е продування - витрати енергп иа нагштання повiтря у фонтануючому шарi; Ди - юль-юсть випареиоi вологи; г - теплота пароутвореиия.
Запропоиоваиий безрозмiрний коефiцiеит Gn ха-рактеризуе стираиия кiрки пастоподiбного матерiалу иа iиертиих тiлах i процес випаровуваиия з поверхиi шертних тiл.
Перетворивши цю систему диференцшних рiвияиь методом подiбиостi i добавивши безрозмiрний комплекс (6) i геометричиий симплекс , отримаемо на-
d
ступиу критерiальиу залежшсть (Pг=const для повiтря):
ЩАгД^Рг^и,^0^" 1 = 0 .
d 1
(7)
Константа рiвняння i показиики ступеия зиахо-дяться експериментальним шляхом.
На першому етат дослiджень результата бралися iз дослiдження методом планування експерименпв. Але закiнченi ступенi були визначеш допомiжними або уточненi експериментами дослщжень.
Вiдповiдно до критерiального рiвняння, одержано-го у Ленiнградському технолопчиому iнститутi, пiсля
визиачеиия критерiiв подiбностi iз диференцiальних рiвнянь процесу сушшня хiмiчних матерiалiв у першому перiодi була представлена наступна ступенева
залежшсть.
Ш = с ■ Си"1 ■ Renn ■ АгпчН°
(8)
Явнiсть вигляду цього рiвняння була представлена у результатi експериментальних дослщжень процесу сушiння барди на шертних плах у псевдозрщженому шарь
Визиачеиия показниюв ступенiв критерiiв подiб-ностi та коефiцiента с в рiвняннi виконувалася гра-фо-аналiтично за методом одиничшл рiзницi.
Коефiцiент теплообмшу, який характеризуе штен-сивнiсть процесу сушшня в першому перюд^ визна-чаеться наступним спiввiдношенням:
Q
А^ ■ F
ср
(9)
де Ц - юльюсть тепла за год., яке витрачаеться на випаровуваиия вологи; Д^р - середня логарифмiчна рiзниця температур мiж повiтрям i частинками; F -сумарна поверхня iнертних тщ яка знаходиться у фонтануючому шарь
Зважаючи на те, що шертш тiла являють собою сфери однакового (е^валентного) дiаметра, визиачеиия сумарноi поверхнi зводилося до визиачеиия юлькосп кульок. Загальна поверхня визначалася як юльюсть частинок даноi маси, помноженоi на поверх-ню однiеi частинки. Середня рiзниця температур, мiж температурою повггря на входi в камеру, на виходi iз неi i температурою висушування матерiалу, вiдповiднiй температурi мокрого термометра.
При розрахунку коефвдента теплообмiну юлькь стю тепла, яке витрачаеться на названия суспензii до температури мокрого термометра, можна знехтувати через його незначний показник порiвняно з юльюстю тепла, яке витрачаеться на випаровування вологи.
В критерii Re пiдставлена замiсть швидкостi об-тжання частинки, яку важко визначити для фон-тануючого шару, швидкiсть повиря на входi в камеру. Визиачеиия шших величин, якi входять в критерiальне рiвняння (8), не е складним. У« фiзич-ш постiйнi повiтря взятi для температури повиря на входi в сушарку, а теплоти випаровуваиия бралися вщповщно до температури мокрого термометра. Ви-трату повиря визначали при температурi виходу з вiднiманням 10 оС, по досягнению вимiрюючого приладу.
Перша серiя дослiдiв слугувала визначению функ-цiональноi залежностi мiж критерiями Nu i Gu при по-стiйностi в«х iнших критерiiв. Отриманi залежностi показан на рис. 1.
Показник ступеия визначали графо-аналгтичним шляхом по способу натягнутоi нитки, або як його ще часто називають способом вибраних крапок, п=0,59. Шсля цього одержемо:
Ш = Gu0■5aф1| Сп,АгДе,Н I.
(10)
Рис. 1. Вплив критер^ Гуфмана на штенсивжсть теплообмшу
Nu = Guu.59 а
■Яе1.
(12)
Для встановлення впливу критерiю Лг були про-веденi дослiди iз сушшня барди в апаратах одного дiаметра через змiну Лг вiд температури. Результата представлен на рис. 4.
Не зважаючи на обмеженi можливосп, була вста-новлена достовiрна залежшсть у виглядi комплексу
1п-
N0
Gu0.
Н
вiд 1п Аг у виглядi прямо! з а=20.
■ Яе1
tgа=-0,325; п2=-0,325.
Наступна серiя дослiдiв була проведена при рiзних висотах щiльних шарiв iнертних тiл з однаковою по-чатковою вологiстю ю =40 % за по-стiйностi iнших факторiв. Отримана
1 N0 (Но ^
залежнiсть 1п-вiд 1п I —0 зо-
Gu [ d )
бражена на рис. 2.
Кут нахилу по середнiх показни-ках вщповщае а=27,50; tgа=-0,46. От-римуемо:
N0 = Gu0.59 ■[Н° | Ф2 (Сп Лг Яе) .(11)
Третя серiя дослiдiв була виконана з метою виявлення впливу критерт Яе на швидкiсть процесу сушшня барди згрупований у комплекс параметром
N0
т
Си0
Я.
2.8
* * >
* а~ 45,50 * = 1/
Рис. 3. Вплив критер^ Рейнольдса на iнтенсивнiсть теплообмшу
-4.5
1п
Gu0.
Н
дослiдження пред-
♦ а = 20° %а = - 0,31 5
♦ ♦ ♦
ставленi на рис. 3.
1п Аг
Рис. 4. Вплив критер^ Аг на iнтенсивнiсть теплообмiну
2.6
2.5 2.4 2.3 2.2 2.1 2 1 9 1.8
♦
а = 21,5 0 ^""ч
,46 ♦ *
Безрозмiрний коефвдент Сп визначаеться як се-реднш iз дослiдiв для сушшня барди. Було отримано середне значення Сп=1,27. Кшцеве рiвняння виявило-ся таким:
N0 = 1,27Лг-0 325 ■ Яе^ Gu0.591 Н°
(13)
111
1.3
я.
Рис. 2. Вплив симплексу на штенсивжсть теплообмшу
Кут нахилу прямих 1п -
N0
Gu0'
Н
г становив а=45,5о,
tgа=1; п2=1. Тодi критерiальне рiвняння мае вигляд:
Середне вщхилення розрахункових даних вiд дшс-ного критерж Нусельта (N0) становить Д=±1,0 %, мак-симальне вiдхилення 34,8 %.
Межi змiни критерiю в рiвняннi (13) вiдповiдають:
5,7>Nu>9,66;
1198590>Лг>933146;
1804 >Яе>947;
58
58
58
0,809>Gu>0,7; h
8,85>—0 >2,415. d
Значення вхiдних величин визначалися по залеж-ностях:
хт ad
Nu =- - критерш Нусельта;
X
a = 1,27
Ar =
g d3 Pt
v2 -P,
критерiй Архiмеда;
T - T
Gu = —C-M - критерiй Гурмана;
T
Ho
—0 - геометричний симплекс, d
де a - коефвдент тепловiддачi, вт/м2К X - теплоемкость повiтря при температурi вологого термометра, вт/мК; D - дiаметр вхiдного отвору, м; рч - густина шертних частинок, кг/м3; рвх - густина повiтря при температурi входу кг/м3; v - в'язюсть повiтря при тем-пературi повггря; V - швидкiсть повiтря у вхщному отворi; тс тм - температура сухого вхщного повiтря i температура вологого термометра; d - дiаметр iнерт-них частинок.
5. Обговорення результаив дослщження величин, якi входять у загальне критерiальне рiвняння
Щоб показати вплив окремих величин на штенсив-шсть процесу сушiння на шертних плах у псевдозрь дженому шар^ необхiдно дати отримане критерiальне рiвняння (13) у розгорнутому виглядi:
ХГ -рг
Tc - TM T
\ 0,59
ю2 - d
Ho -pT
(14)
1з цього рiвняння бачимо, що коефiцieнт теплооб-мшу залежить в основному вiд величин, яю можливо згрупувати у чотири комплекса:
- перший член першо1 частини рiвняння характе-ризуе мехашчш властивостi матерiалу; вiн зворотно пропорцшний коефiцieнту теплообмiну;
- другий член характеризуе фiзичнi властивостi сушильного агента;
- третш виражае збiльшення теплообмiну при на-явностi масообмiну;
- четвертий виражае гiдродинамiчну обставину i iнтенсивнiсть руху iнертних тiл.
6. Висновки
На основi аналiзу фiзичноi моделi процесу методом подiбних перетворень системи диференцшних рiвнянь, отримано узагальнене (критерiальне) рiвнян-ня, яке представляе собою процес сушшня тсляспир-товоi зерновоi барди на iнертних тiлах у псевдозрщже-ному шарi з облжом подрiбнення i стирання матерiалу
з поверхш iнертного тiла.
У результат експериментального дослiдження отримано явний вигляд рiвняння теплообмiну для процесу сушшня пiсляспиртовоi зерновоi барди, яке дозволяе оцшити оптимальнi умови процесу сушшня продукту.
Рiвняння може застосовуватись для розрахунку шших дисперсних продуктiв на шертних плах у псев-дозрщженому шарi.
Лiтература
1. Togrul, H. Suitable Drying Model for Infrared Drying of Carrot [Text] / H. Togrul // Journal of Food Engineering. - 2006. -Vol. 77, Issue 3. - P. 610-619. doi: 10.1016/j.jfoodeng.2005.07.020
2. Abe, T. Thin Layer Infrared Radiation Drying of Rough Rice [Text] / T. Abe, T. M. Afzal // Journal of Agricultural Engineering Research. - 1997. - Vol. 67, Issue 4. - P. 289-297. doi: 10.1006/jaer.1997.0170
3. Doymaz, J. Convective Air Drying Characteristic of Thin Layer Carrots [Text] / J. Doymaz // Journal of Food Engineering. -2004. - Vol. 61, Issue 3. - P. 359. doi: 10.1016/s0260-8774(03)00142-0
4. Hatamipour, M. S. Shrinkage of Carrots during Drying in an Inert Medium Fluidized Bed [Text] / M. S. Hatamipour, D. Mowla // Journal of Food Engineering. - 2003. - Vol. 55, Issue 3. - P. 247-252. doi: 10.1016/s0260-8774(02)00082-1
5. Губа, О. Е. Разработка рациональных способа конвективной сушки для жидких продуктов в диспергированном состоянии и конструкции для его осуществления [Текст] / О. Е. Губа, Ю. А. Максименко, С. А. Терешонков // Пищевая промышленность. - 2010. - № 10. - С. 24-28.
6. Анатазевич, В. И. Сушка пищевых продуктов [Текст]: справ. пос. / В. И. Анатазевич. - М. : ДеЛи, 2000. - 296 с.
7. Техника и технология пищевых производств [Текст] : тез. докл. VI междунар. науч.-техн. конф. / ред. А. Н. Поперечный. -Могилев, 2007. - 237 с.
8. Жолнер, I. Суха зернова барда [Текст] / I. Жолнер, В. Сосницький, С. Олшничук // Харчова i переробна промисловють. -2004. - № 3. - С. 15-17.
9. Погожих, М. I. Технолопя сушшня харчово! сировини [Текст] / М. I. Погожих, В. О. Потапов, М. М. Цуркан. - ХДУХТ, 2008. - 229 с.
10. Дослщження процесу сушшня спиртово! барди в псевдозрщженому шар1 [Текст] / вюник Харгавського нацюнального тех-шчного ушверситету сшьського господарства ¡м. Петра Василенка. - Харюв, 2009. - С. 192-196.
