Выбор оптимальных параметров сушки фруктов и овощей Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

ильной

(3)

одного

(И'гель-

(4)

(5)

I (6)

(7)

|ы, м’;

роходя-

почной

н слое

рибли-

н газо-

ой прочастиц и/с; между

канала

)едели-

лоен в щи ной честно рлыюм

I (8)

ента в

f

| (9)

ріжу в

(10)

(11)

!ТСя по

(12) ушиль-міьісу-

еда;

р — плотность сушильного агента,

Гер . з -г

кг/ м ;

р— плотность частиц высушинаемого материала, кг/м’. • ..

Возможна корректировка значений Дл, Л, и В с увеличением и уменьшением до В = В'.

Относительные объемы газа Ра и зерна /•", определяются по выражениям

2 /г, + Д

л к

F_ =

2 h,

2 h + Д.

(13)

(14)

вы иод

Шахтная блочная сушилка отличается компактностью, транспортабельностью, низкой металлоем-

костью. Ее основные рабочие элементы могут быть изготовлены методом вырубного штампа из листового металла с минимальным количеством сварочных работ.

Для увеличения производительности сушилки блоки предлагается компоновать параллельно. Сушилка предназначена преимущественно для фермерских хозяйств.

ЛИТЕРАТУРА

!. Лебедев П.Д. Расчет и проектирование сушильных установок. — М.: Госэнергоиздат, 1963. — 319 с.

2. Лыков М.В. Сушка в химической промышленности. — М.: Химия, 1970. — 429 с.

Кафедра технологии и организации пищевых производств

Поступила 05.01.95

664.84.047

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СУШКИ ФРУКТОВ И ОВОЩЕЙ

П.П. СЛОГ.ОДЯНИК, Е Л. СЕЛЕЗНЕВА,

о.и. голошапов

Кубанский государственный технологический университет

Для повышения экономичности и эффективности сушки материалов необходимо, чтобы удельный расход тепла был минимальным при обеспечении качества высушиваемого материала. Несмотря на кажущуюся простоту и дешевизну естественной сушки в производственных масштабах |1], она не всегда экономична Недостатками естественной сушки по сравнению с искусственной в сушильных установках являются большая продолжительность сушки, зависимость ее от времени года и состояния наружного воздуха, необходимость большой территории для размещения материала.

Известно, что плоды фруктов и овощей содержат до 95%, сушеные фрукты — от 18 до 25%, а овощи — от 12 до 14% воды. Соблюдение мягких температурных режимов сушКи фруктов и овощей необходимо для сохранения их питательных качеств и витаминов В,, В.,, С, провитамина А (каротина) и др. Для ускорения сушки и улучшения качества продуктов некоторые фрукты и овощи перед сушкой подвергают бланшированию (обварке и пропариванию) и измельчению, некоторые косточковые плоды и виноград обваривают в кипящем растворе щелочи с последующим охлаждением и промывкой водой. Измельченные фрукты и овощи сушат при 50~85°С в течение 8-10 ч, косточковые плоды — при 50°С 24-48 ч.

Чтобы повысить эффективность и экономичность сушки спелых фруктов и овощей, с их поверхности в первый период необходимо интенсивно отводить влагу с сушильным агентом и подводить тепло для испарения влаги. Во втором периоде, при удалении внутренней гигроскопической влаги, необходим подвод тепла для создания движущей силы процесса сушки — температурного градиента и градиента влагосодержания материала — для перемещения влаги из глубины

материала к поверхности, при этом не требуется подавать много сушильного агента к поверхности материала, как в первом периоде.

Для реализации экономичной и эффективной сушки фруктов и овощей разработан ряд конструкций и схем сушилок периодического действия с комбинированным использованием тепла солнца и тепла, получаемого при сжигании различных органических и древесных отходов. Сушилки представляют собой горизонтальные каркасы со вставленными перфорированными лотками, над которыми установлены закрывающиеся застекленные крышки для использования тепла солнца. При очень высокой относительной и особенно абсолютной влажности атмосферного воздуха скорость сушки целесообразно увеличить за счет повышения начальной температуры сушильного агента или за

счет уменьшений его абсолютной влажности, используя кондиционированный воздух. Пои обслуживании сушилок требуется только переключение схем потоков сушильного агента и перегрузка лотков с овощами и фруктами утром и вечером.

На рисунке представлена схема одной из разработанных сушилок для сушки фруктов и овощей, которая включает горизонтальную раму / с прямоугольными ячейками для плотной установки в два яруса горизонтальных лотков 2 с перфорированным дном. Снизу к раме плотно прикреплен металлический короб-поддон 3, над каждой ячейкой с лотком плотно установлена застекленная крышка 4 на шарнирах. Надлотком первой крайней ячейки находится входной патрубок 5 для подачи сушильного агента, а к коробу под последней ячейкой подсоединен выходной патрубок 6. Перфорации в дне лотков выполнены в виде арочных прорезей 7 выпуклостью вверх с ’осями, направленными в сторону входного патрубка. Вентилятор# соединен с всасывающим 9 и нагнетательным 10 воздуховодами. К первому из них подсоединен всасывающий патрубок // с дроссельной заслонкой, а на втором установлена регулирующая дроссельная заслонка 12. Между вентилятором и дроссельной заслонкой к нагнетательному воздуховоду подсоединен выхлопной патрубок 13 с дроссельной заслонкой. Подогреватель N сушильного агента выполнен в виде двух параллельных дисков — нижнего /5 и верхнего 16 с центральным отверстием. Между дисками плотно установлены криволинейные элементы 17 в форме спиралей Архимеда, расходящихся от центрального отверстия к периферии. В периферийной части диски соединены цилиндрической обечайкой, к которой подсоединен выходной патрубок 18 подогревателя, а к центральному отверстию верхнего диска подсоединен входной патрубок 19 подогревателя. Подогреватель установлен нижним диском на плиту топки 20, в которой сжигается солома, листья, мелкий хворост или другое недорогое топливо. Выходной патрубок сушилки соединен с всасывающим воздуховодом вентилятора. нагнетательный воздуховод — с входным патрубком подогревателя, выходной патрубок подогревателя — с входным патрубком сушилки. Образуется замкнутый контур циркуляции сушильного агента от вентилятора через подогреватель и сушилку.

Сушилку устанавливают на освещенном лучами солнца месте с целью использования его энергии для нагрева высушиваемого материала через закрытые остекленные крыши. Если подогреватель по какой-либо причине не используется, то в солнечную погоду крышки сушилки открываются полностью и она 'работает без рециркуляции сушильного агента.

Перед началом сушки открывают крышки, извлекают из ячеек рамы лотки и загружают их высушиваемым материалом — фруктами или овощами, предварительно измельчив при необходимости. Устанавливают лотки плотно в гнезда ячеек рамы, при этом оси арочных прорезей в лотках должны быть направлены в сторону входного пат-

рубка сушилки. После загрузки застекленные крышки плотно закрывают, включают вентилятор, растапливают топку и с помощью дроссельных заслонок в выхлопном и всасывающем патрубках, а также дроссельной заслонки на нагнетательном воздуховоде регулируют количество рециркулирующего сушильного агента по показателям расходомеров.

Температурный режим сушки регулируют количеством подаваемого топлива в топку по показаниям датчиков температуры сушильного агента на входе и на выходе из сушилки. Сушку проводят круглосуточно и в любую погоду с остановками для пересыпания и перемешивания высушиваемого материала и контроля его влажности.

В подогревателе, установленном на топке, сушильный агент движется по каналам, образованным дисками , и криволинейными элементами в форме спиралей Архимеда, причем каналы многократно совершают спиральные траектории вокруг центров дисков, что обеспечивает эффективный отвод тепла и передачу егб сушильному агенту равномерно во всем объеме подогревателя.

В процессе сушки сушильный агенТ' проходит в каждом лотке через слой высушиваемого материала и через арочные прорези в дне лотков. Для предупреждения образования застойных зон в слое высушиваемого материала направление арочных прорезей одинаково, а для уменьшения гидравлического сопротивления потоку сушильного агента за счет изменения направления потоков оси арочных прорезей направлены в сторону входного патрубка сушилки. Рециркуляция сушильного агента обеспечивает уменьшение удельных тепловых затрат на сушку материала и смягчение температурного режима сушки (относительное понижение температуры сушильного агента) при сопоставимых условиях. Кроме того, рециркуляция отработанного сушильного агента способствует увеличению его объемной скорости, что, как известно, повышает эффективность массообмена в условиях сушки на счет конвективной составляющей переноса массы.

Для оптимизации методов сушки проведены исследования продолжительности периодической сушки вишен, очищенных от косточек абрикос, очищенных и измельченных яблок. Их начальная влажность 72. 78 и 74% соответственно.

Периодическая сушка проводилась на опытной двухярусной лотковой сушилке. Размеры лотков в плане 260x260 мм. высота бортов 45 мм. Лотки изготовлены из оцинкованной листовой стали толщиной г) = 1 мм. Арочные прорези выполнены шириной С - 14 мм и высо'гой в свету 5 мм, поперечный шаг прорезей Ь = 20 мм, продольный шаг ? = 13 мм.

Свободное сечение арочных прорезей

р, = 100 = ~2: 100 = 16'2%’(1)

что обеспечивает минимальное гидравлическое сопротивление лотков потоку сушильного агента

(возд

ЛЯТ0|

знері ДУ л

И МИТ

над

3.пек' тораї мого

Уд

4. = \ где

Уд

опреі ной знері хнюи 1,94 <?г: Ка ламп сол ш вниз стью В суц

ВОЗД)

а

наемі

где

К.М.

Украй і пище»

Пе

ниц

являє

ныхт

нами

меха»

ющиі

нирої

І 1995 МІН ые

І

лятор,

льных

убках,

льном

ріру-

сходо-

коли-азани-іта на

ЭВ0ДЯТ

її и для іемого

су-зонан-ами в иного-іюкруг

ИННЫ й

|агенту

[одит н териа-і. Для нслое очных равли-йгента іароч-го пат-Агента Іьіх за-іратур-ркешіе сшш-Ирабо-■еличе-естно, юішях і переедены -іеской рикос, ільная

1ЫТНОЙ І’ГКОВ в Лотки ш тол-лиены 5 мм, льны и

!%,(!)

кое со-а ген та

(воздуха) и дает возможность использовать вентиляторы низкого давления с целью уменьшения энергетических затрат на сушку. Расстояние между лотками по высоте составило 100 мм. Для имитации сушки с использованием тепла солнца над верхним лотком были установлены четыре электролампы мощностью 25 Вт каждая с рефлекторами на расстоянии 100 мм от слоя высушиваемого материала на верхнем лотке.

Удельный поток тепла от электроламп

Я,

где

4-25

100

п Л/

2 /, 2(0,26-0,26) 2-0,135

- - 370 ,4г V \(2)

К

,94 кал/см'-мин [2]:

Я,

/с

94-4190 К-4190

1340

Вт.

(3)

1000-60 1000-60 Как видно, удельный поток тепла от электроламп почти в 4 раза меньше теплового потока от солцца. Для продувания сушильного агента сверху вниз использовался электровентилятор мощностью 250 Вт. Средняя температура воздуха на входе в сушилку 24°С. средняя относительная влажность воздуха в помещении при проведении сушки 68%.

Скорость сушильного агента над слоем высушиваемого материала в лотке

10 =

5-і

л

0,021

0,0676

= 0,316 ч с

(4)

где (Зг— секундный расход продуваемого сушильного агента, м'.

Скорость сушильного а-гента на выходе из арочных прорезей лотков и на входе в слой высушиваемого материала

ы> =

1С’

I

0,316

0,162

1,96 чс

(5)

п — количество электроламп;

— мощность одной электролампы, Вт; 2 — количество лотков в ярусе;

/ — площадь одного лотка, м\ Удельный поток тепла от солнца может быть определен на основе средней солнечной постоянной /С, представляющей количество лучистой энергии, приносимой солнечными лучами на верхнюю границу атмосферы за 1 мин, и равной

Таким образом, сушка проводилась фактически в естественных условиях при слабом нагреве высушиваемого материала на верхнем лотке.

В-результате опыт ной сушки абрикосы были высушены до конечном влажности 18,4% за 26 ч с перерывами, яблоки — до 17.8% за 19 ч, вишни — до 20% за 44 ч с перерывами. В перерывах внутри высушиваемого материала проходил процесс внутренней диффузии влаги.

Очевидно, что при увеличении скорости сушильного агента и удельного расхода тепла значительно увеличится скорость сушки. Для повышения ее экономичности целесообразно использовать возобновляемые энергоносители по предлагаемым техническим решениям |3. 4|.

Таким образом, разработанная лотковая сушилка для проведения периодической сушки фруктов и овощей с комбинированным использованием тепла солнца, тепла дымовых газов, получаемых при сжигании органических и древесных отходов, а также кондиционированного воздуха позволяет обеспечить экономную и эффективную сушку.

литература

1. Лебедев П.Д. Г епдоооменнме сушильные и холодил 1,м 1.1с усганонки. — ДА.: Хпертии. 1472. — Г.. 1X2.

2. Гехпический слонят, дли раГнп никон тяжелой промишлен-нести / Под цел. Л.К. Мартенса. — М.: ГОНГИ. Р.№,(. — С. МЧ7.

3. Заявка Л- Г>ОГ>КК,Ч(|-10К.<.12: М. кл.' I ‘Л.11 ч/ог,. Сушилка дли сушки фрукт» и птицей </ 11.11, Отоодиник. 0.11. Голошанон. Г.Л. <'.сле:ч1ена. — Решение о ныдаме 27.07.‘.И.

4. Заявка .V Г><(.“>‘.102.4/(К!. 17ок<12: М. кл.' Г2Г.Н ' Сушилка периодического дейсгпия / П.П. Смопо.чяиик. — Решение о ныдлче 27.07.‘.1-1.

Кафедра технологии и организации пищевых производств

Поступи.ю 21,11.91

621.798.4(088.80»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАКОНА ДВИЖЕНИЯ СТВОРКИ ПРИ УКЛАДЫВАНИИ ШТУЧНЫХ ИЗДЕЛИИ В ТАРУ

С ПОМОЩЬЮ МЕХАНИЗМА

К.М. ФПДОРОП, И.С. МОЛЧАНОВ, П.П. АНТОНЮК

Украинский сосударстиенный университет пищевых технологии

Перемещение совокупности упаковочных единиц (розничных упаковок пищевых продуктов) является одной из основных среди заключительных технологических операций. Для ее реализации нами разработан и внедрен в ряде конструкций 11| механизм складного мундштука (рис. 1), позволяющий свести к минимуму погрешности позиционирования тары относительно штабеля изделий.

СКЛАДНОГО МУНДШТУКА

Механизм для реализации рассматриваемой операции работает следующим образом. Штабелі, пакет ов послом но формируется подъемно-опускным столом /. После его набора пневмоцилиндры раскрывают пластины 2, занимающие положение параллельно горизон ильным клапанам картонной тары с их внутренне!' стороны. Толкатель 4 перемещает штабель пакетов, контактирующих с вертикальными пластинами 3, раскрывающимися под их действием. Далее ш табель перемещается в тару через мундштук, образованный парами взаимно перпендикулярных пластин 2 и 3. По окончании