CC BY
39
66.047.2:663.1
ЗАВИСИМОСТЬ СКОРОСТИ СУШКИ ПРЕПАРАТА «БИФИДУМБАКТЕРИН» В ОБОБЩЕННЫХ КООРДИНАТАХ ОТ ВЛИЯЮЩИХ ФАКТОРОВ ПРИ ИНФРАКРА СНОМ ЭНЕРГОПОДВОДЕ
В.В. ЕРМОЛАЕВ, А.Х. НУГМАНОВ, Ю.А. МАКСИМЕНКО
Астраханскый государственный техныческый университет,
414025, г. Астрахань, ул. Татищева, 16; тел.: (8512) 614-597, электронная почта: [email protected]
Методом анализа размерностей получено критериальное уравнение, описывающее процесс вакуумной пеносушки при инфракрасном (ИК) энергоподводе. Для описания кривых скорости сушки была проведена зональная аппроксимация, т. е. весь диапазон обезвоживания был разбит на два участка (свободной и связанной влаги). Используя полученные уравнения можно рассчитать значение скорости сушки от текущей концентрации при различных варьируемых параметрах в технологических границах, обусловливающих протекание процесса и получение качественного продукта. Ключевые слова: вакуумная пеносушка, скорость сушки.
Методом анализа размерностей получено критериальное уравнение, описывающее процесс вакуумной пеносушки при ИК-энергоподводе из общей функциональной зависимости вида — = /*(Е„, /г, X,Р, с , с, —
ат ' р
Зависимость — от влияющих факторов целесооб-
с1т;
разно представить в степенном виде
Иг
аЕх ку Xі Рк
(ІХ
(1)
где а, х, §, г, к, /, т, п - безразмерные эмпирические коэффициенты; Ер — плотность теплового потока, Вт/м р — истинная плотность продукта, кг/м ; р - кратность пены, м /м (в реальном процессе плотность пенопродукта р/р); сн - начальная концентрация, кг/кг; к - условная толщина слоя, м; X - длина волны излучения, м; Р - давление окружающей среды, Па (остаточное давление в камере); с - текущая концентрация, кг/кг.
На основании я-теоремы Бэкингема уравнение связи можно представить в виде критериального уравнения, в которое входит 4 критерия подобия.
Подстановкой вместо величин их основных единиц измерения и приравниванием показателей степеней при одинаковых символах размерностей получена система уравнений, решением которой, и после группирования величин по показателям степеней, получено критериальное уравнение (2) [1]:
| сіс' X Р/Р' 0,5 = а
і А 1 Р
*„(р/р)“
р'
К и = аКхЕК кК[.
' [Ъ' у С
и с„.
(2)
(3)
Для описания кривых скорости сушки целесообразно провести зональную аппроксимацию, разбив весь
диапазон обезвоживания на несколько участков. Принимая во внимание результаты предыдущих исследований механизма взаимодействия препарата с водой и вид кривых скорости сушки, весь диапазон концентраций препарата разбили на зоны связанной (0,95 < с < 0,63 кг/кг, гигроскопическая область) и свободной влаги (0,63 < с < 0,2 кг/кг).
Статистическая обработка экспериментальных данных кинетики сушки позволила получить эмпирические коэффициенты критериального уравнения кинетики обезвоживания (3) в обобщенных переменных, где: а = 1,166261 • 10 10, х = 1,717182, § = 0,089087, т = 5,060702 для концентрации 0,2 < с < 0,63 кг/кг; а = 4,530301 • 10 \ х = 1,770041, V = 0,111007, т = -2,082506 для концентрации препарата
0,63 < с < 0,95 кг/кг.
Таким образом, критериальное уравнение (3) принимает вид:
для концентрации 0,2 < с < 0,63 кг/кг
КИ, = 1,166261-10к'/Ііті К[т№1
^0()0702 ,)
для концентрации 0,63 < с < 0,95 кг/кг
К,,. = 4,5303011-10-7^‘
1770041 ^0,111007
к:
(5)
Используя уравнения (4), (5), можно получить значение скорости сушки от текущей концентрации при различных значениях варьируемых параметров в технологических границах, обусловливающих протекание процесса и получение качественного продукта.
ЛИТЕРАТУРА
1. Хайбулов Р.А. Исследование теплофизических и массовлагообменных параметров вакуумной пеносушки экстракта корня солодки при инфракрасном энергоподводе: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Астрахань: АГТУ, 2006. - 20 с.
Поступила 23.04.08 г.
т
или
DEPENDENCE OF SPEED OF DRYING OF A PREPARATION «BIFIDUMBACTERIN» IN THE GENERALIZED COORDINATES FROM INFLUENCING FACTORS AT INFRA-RED INPUT ENERGY
V.V. ERMOLAEV, A.KH. NUGMANOV, YU.A. MAKSIMENKO
Astrakhan State Technical University,
16, Tatischeva st., Astrakhan, 414025; ph.: (8512) 614-597, e-mail: [email protected]
By method ofthe analysis ofdimensions it is received criterial the equation describing process foam-vacuum drying at Infra-red (IR) input energy. For the description of curves of speed of drying zone approximation, i.e. all range dehydration has been lead was broken into two sites (the free and connected moisture). Using the received equations it is possible to receive value of speed of drying from current concentration at various values of varied parameters in the technological borders causing course of process and reception of a qualitative product.
Key words: vacuum foam-drying, speed of drying.
663.97
APOMA ТИЗАЦИЯ KPETEKA ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ CO2-3KCTPAKTOB
С.А. КУТУКОВ, И.И. ТАТАРЧЕНКО
Кубанский гжударственныш технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; тел.: (861) 274-67-42
Рассмотрены возможности использования СО 2-экстрактов для ароматизации индонезийских сигарет - кретека, табак которых перемешан с гвоздикой. Показано, что наиболее эффективным способом подготовки материала для экстракции пряно-ароматического сырья является измельчение его в крупку с последующим лепесткованием.
Ключевые слова: кретек, СО2-экстракты, табачное сырье, сигаретный фильтр, гвоздика.
Индонезийские сигареты - кретек, содержат табак, перемешанный с гвоздикой, содержание гвоздики в смеси до 50%; сигаретный фильтр обычно содержит подслащивающее вещество (сахарин) [1].
Согласно данным [2, 3], наиболее эффективным способом подготовки материала для экстракции зернового пряно-ароматического сырья является измельчение его в крупку с последующим лепесткованием [3] и получением лепестка толщиной 0,1-0,2 мм с высокими дренажными свойствами.
Для математического описания процесса экстракции растительного сырья жидкой двуокисью углерода использовали уравнение
, Х„ к „ ,
ш----= — т т + о,
X 2,3
где X и X- исходные данные в настоящий момент концентрации извлекаемых веществ в сырье, характеризующие угол наклона кривой экстракции для каждого вида сырья; к - коэффициент пропорциональности, величина безразмерная; т„ - величина, учитывающая соотношение растворителя и сырья; п - показатель степени; т - время экстракции; 2,3 - коэффициент перехода от натуральных логарифмов к десятичным; Ь - свободный член, характеризующий извлечение веществ из открытых пор и клеток измельченного сырья.
С помощью этого уравнения с достаточной степенью точности можно рассчитать время экстракции, необходимое для достижения заданной степени истоще-
X
ния сырья: при т 10, 20, 30 и 40 мин ^ —- равен соот-
X
ветственно 0,4; 0,6; 0,8 и 1,0.
В первый момент идет процесс растворения извлекаемых веществ из открытых клеток измельченного сырья, а затем начинается извлечение за счет диффузии. Процесс диффузии выражается законом Фи-ка-Эйнштейна:
</С = — —— ^ — А,
N 6ш\г (1х
где ёС - количество вещества, продиффундировавшего в единицу времени; К - газ овая постоянная; Т- температура; N - число Авогад-ро; г| - коэффициент внутреннего трения среды; г - радиус частиц; ёс/ёх - градиент концентрации; Р-площадь поверхности диффузии.
Как видно из формулы, важное значение для извлечения экстрактивных веществ имеют температура, степень измельчения сырья, разница концентраций и продолжительность экстракции.
Формула Фика-Эйнштейна описывает случай диффузии, когда процесс протекает без перемешивания на границе насыщенного раствора и частого растворителя. При изучении влияния факторов дискретного характера на процесс экстракции пряно-вкусовых веществ из растительного сырья применили математическое планирование эксперимента.
Изменение содержания пряно-вкусовых веществ в зависимости от способа проведения процесса - мацерация с перемешиванием, перколяция в неподвижном слое - отображены двумя кривыми, снятыми в изотермических условиях при температуре растворителя +20°С и соотношении растворителя к сырью 6:1. Снижение процентного содержания пряно-вкусовых ве-
