ЭлБиб

INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № 5 / 2016

www.mshj.ru

SCIENTIFIC SUPPORT AND MANAGEMENT OF AGRARIAN AND INDUSTRIAL COMPLEX

На рисунке представлена зависимость

концентрации от глубины расположения

кристаллизованных веществ в слое высу-

шенного продукта.

Первый график, при

t=80

P=-0,8 атм

является наиболее выгодным режимом

сушки, если она преследует цель — нако-

пить те или иные вещества на поверхност-

ном слое. Действительно, в этом режиме

диффузионный перенос слабо конкуриру-

ет с процессами капиллярного переноса и

с процессами кристаллообразования, при

которых происходит рост скелета за счет

роста кристаллов.

Если проанализировать второй график

процесса, где температура держится на

уровне

t=60

, а давление

Р=-0,8 атм

, то

очевидно снижение уклона спада кривой

по сравнению с первым режимом.

Результат анализа объясняется сниже-

нием интенсивности ИК-облучения, кото-

рое поддерживает внутри камерную тем-

пературу до величины, не превышающей

. Второй режим выгодно применять

для тех обезвоживаемых материалов, где

требуется понижение температуры сушки.

Третья кривая, отраженная на рисун-

ке — это кривая получения продукта при

t=80

Р=1 атм

. Отсюда видно, что про-

цесс сушки протекает при нормальном ат-

мосферном давлении, причем результат

достигается сравнительно медленно, что

связано с отсутствием объемного кипения

внутри топинамбура.

Заметим, что градиент перераспреде-

ления инулин в процессе сушки при срав-

нительно малых температурах близок к

постоянному значению (рис., кривая 4).

Также граничные условия позволяют ис-

следовать коррекцию задания теплопро-

водности. Но эти процессы несколько

взаимосвязаны и причем нелинейными ме-

ханизмами. В частности, при непрерывном

режиме перераспределение температуры

вследствие облучения поверхности и ис-

парения является нестационарным. Но при

достаточном уровне влажности или малой

облученности наступает некое временное

равновесие, позволяющее считать произ-

водную от температуры равной нулю. Еди-

ница объема материала получает за едини-

цу времени энергию облучения, равную в

пересчете на количество энергии жидко-

сти, которая претерпевает фазовое пре-

вращение. Такое состояние описывается с

помощью уравнения:

(

)

αI

–ax

= 0 ,

(1)

где

— коэффициент теплопроводности;

— температура;

— интенсивность пада-

ющих инфракрасных волн;

— коэффици-

ент затухания инфракрасных волн.

Уравнение (1) описывает процесс стаци-

онарности фазы температурного поля при

установлении равновесия между потерей и

приемом энергии, без учета объемного ки-

пения. Если учитывать этот фактор получим:

(

)

–

λm

(1 +

γθ

) +

αI

–ax

= 0 ,

(2)

где

— коэффициент испарения;

— ко-

личество жидкости испарения с единицы

объема;

— функция Хевсайда, определя-

емая как

θ=θ(u–u

)

. Здесь

— температу-

ра кипения жидкости для данной единицы

объема. Исходя из того, что произведение

λm

пропорционально разнице давлений,

которая в свою очередь пропорциональна

температуре, имеем

λm~λ

[13-14].

Такой подход позволяет также считать,

что коэффициент

γ~n

соответствует зна-

чению плотности объекта по испаренной

влаге.

Выводы.

Проведены эксперименты

по перераспределению кристаллизован-

ных веществ послойно в процессе сушки.

В частности, получены кривые распреде-

ления инулина для топинамбура, имеющие

определенный слой. Эксперименты пока-

зали существенную сепарацию элемента

инулина послойно.

Литература

1. Doymaz I. The kinetics of forced convective

air-drying of pumpkin slices. Journal of Food

Engineering, 2007. v. 79, n.1, p. 243-248.

2. Akpinar E.K., Bicer Y. Modelling of the drying

of eggplants in thin-layers International Journal

of Food Science and Technology, 2005. v. 40, n. 3,

p. 273-281.

3. Mujumdar A.S. Drying Fundamentals. In

BAKER, C. G. J. (Ed.). Industrial Drying of Foods.

Baker: Blackie Academic & Professional, 1997.

p. 7-30.

4. Chantaro P., Devahastin S., Chiewchan N.

Production of antioxidant high dietary fiber pow-

der from carrot peels. Food Science and Technol-

ogy, 2008. v. 41, n. 10, p. 1987-1994.

5. Wolfe K.L., Lui R.H. Apple peels as a value-

added food ingredient. Journal of Agricultural and

Food Chemistry, 2003. v. 51, n. 6, p. 1676-1683.

6. Park K.J., Yado M.K., Brod, F.P. Obtenção das

isotermas de sorção e modelagem matemática

para a pêra bartlett (Pyrus sp.) com e sem

desidratação osmótica, Ciência e Tecnologia de

Alimentos, 2001. v. 21, n. 1, p. 73-77.

7. Van Den Berg C., Bruin S. Water activity and

its estimation in food systems: theoretical aspects.

In: ROCKLAND L.B., STEWART G.F. (Eds.). Water

activity: influences on food quality. New York:

Academic Press, 1981.

8. Lucídio M.F., Ana Karla R.G., Maria A.M.,

Elen C.F. Moisture sorption isotherms of fresh and

blanched pumpkin (Cucurbita moschata). Food

Science and Technology (Campinas). 2011. vol. 31

n. 3 Campinas July/Sept.

9. Норкулова К.Т., Сафаров Ж.Э., Фахрутди-

нов Р.Р. Ускорения процесса сушки // Вестник

ТашГТУ. 2012. № 1-2. С. 98-101.

10. Норкулова К.Т., Умаров В.Ф., Маматку-

лов М.М. Функциональные продукты питания и

способы сушки сельхозсырья // Международ-

ный сельскохозяйственный журнал. 2008. № 5.

С. 48-49.

11. Норкулова К.Т., Фахрутдинов Р.Р., Сафа-

ров Ж.Э., Маматкулов М.М. Обеспечение равно-

мерного инфракрасного облучения при сушке

плоского слоя // Химическая технология. Кон-

троль и управление. Ташкент. 2012. № 1. С. 16-19.

12. Норкулова К.Т., Сафаров Ж.Э. Исследо-

вание сорбционных и десорбционных свойств

тыквы // Международный сельскохозяйствен-

ный журнал. 2014. № 6. С. 38-39.

13. Владимиров В.С. Уравнения математиче-

ской физики. М.: Наука ФИЗМАТЛИТ, 1981. 512 с.

14. Свешников А.Г., Тихонов А.Н. Тео-

рия функций комплексной переменной. М.:

ФИЗМАТЛИТ, 2005. 336 с.

jasursafarov@mail.ru

Рис. Перераспределение элемента инулина

в изотропной массе топинамбура в результате различных режимов сушки:

1: t=80

C, P=-0,8 атм; 2: t=60

C, P=-0,8 атм;

3: t=80

C, P=1 атм; 4: t=45

C, P=1 атм

n/n

(мг/см

)

х=0

х= l

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека