• Ревина Алла Викторовна
  • 2005
  • 22

Интенсификация тепломассообмена при сушке баклажанов автореферат диссертации для написания диплома, курсовой работы, тема для доклада и реферата

Интенсификация тепломассообмена при сушке баклажанов - темы дипломов, курсовиков, рефератов и докладов Ознакомиться с текстом работы
Специальность ВАК РФ: 01.04.14 — Теплофизика и теоретическая теплотехника
  • Реферун рекомендует следующие темы дипломов:
  • Характеристика инженерных и научных проблем сушки пищевых продуктов
  • Анализ современного состояния способов и конструкций сушильной техники
  • Анализ основных термодинамических закономерностей взаимодействия
  • Реферун советует написать курсовую работу на тему:
  • Механизм взаимодействия баклажанов с водой
  • Термодинамика внутреннего массопереноса при взаимодействии баклажанов с водой
  • Теплофизические и структурно - механические
  • Реферун советует написать реферат на тему:
  • Характеристики объекта обработки
  • Экспериментально-аналитическое изучение инфракрасного энергоподвода
  • Получение рациональных комбинированных осциллирующих режимов в процессе сушки
  • Реферун предлагает написать доклад на тему:
  • Теоретическое описание процесса варки бульонов
  • Исходные данные для определения коэффициентов уравнений подобия
  • Влияние высоты слоя частиц костей
  • Технологические испытания аппарата и их результаты
Поделиться с друзьями:

Выдержки из автореферата диссертации Ревина Алла Викторовна, 2005, 01.04.14 — Теплофизика и теоретическая теплотехника

Актуальность работы. Промышленная переработка сырья биологического происхождения представляет собой сложный комплекс последовательно выполняемых и взаимосвязанных механических, теплофизических, биотехнологических и других специфических процессов, и требует в условиях жесткой конкуренции на рынке повышения эффективности тепломассообмена с выработкой качественных, полноценных и безопасных в санитарном отношении пищевых продуктов.

Среди факторов питания, имеющих важнейшее значение для поддержания здоровья, работоспособности и активного долголетия, особая роль принадлежит полноценному и регулярному снабжению организма человека всеми необходимыми витаминами, минеральными веществами, микроэлементами, в том числе минорными компонентами пищи, которые организм человека не синтезирует.

Для Российской Федерации вопросы переработки и обеспечения населения плодово-овощной продукцией актуальны, поскольку большая часть территории не имеет благоприятных климатических условий для выращивания овощей и плодов.

Одним из малоисследованных сырьевых источников питательных веществ является баклажан. Ареал возделывания этой культуры занимает южную и почти всю среднюю полосы России.

Однако промышленное внедрение и надежное функционирование линий по переработке баклажанов сдерживается отсутствием комплексных исследований по оптимизации технологических процессов на отдельных стадиях, таких как измельчение, обезвоживание и т.д. Специфика химического состава продукта, относительно большая влажность, а также особенности механизма внутреннего тепломассопереноса затрудняют использование традиционных способов обезвоживания и ставят задачу поиска новых методов, позволяющих повысить эффективность проведения процесса обезвоживания и получить конечный продукт высокого качества.

Настоящая диссертационная работа выполнена в соответствии с координационным планом НИР АГТУ и региональной программой "Создание в Астраханской области комплекса по производству сухих плодоовощных продуктов, переработке и утилизации отходов и производство на их основе кормов, кормовых добавок и других продуктов и товаров" на 1998-2005 гг., под руководством доктора технических наук И.Ю. Алексаняна в Астраханском государственном техническом университете на кафедре «Технологические машины и оборудование». Отдельные экспериментальные исследования проводились в Московском государственном университете пищевых производств на кафедре «Процессы и аппараты пищевых производств».

Целью работы являются теоретические и экспериментальные исследования тепломассообмена и оптимизация процессов комбинированной сушки баклажанов.

Дня достижения цели поставлены следующие задачи:

- определить пути интенсификации тепломассообмена при производстве сухих овощных продуктов; проанализировать способы сушки, конструкторские решения сушильных установок;

- экспериментально и аналитически исследовать основные теплофизические (ТФХ), физико-химические (ФХС), структурно-механические (CMC), оптические (ОХ) и терморадиационные (ТРХ) свойства и характеристики, а также термодинамические закономерности взаимодействия баклажанов с водой;

- экспериментально и теоретически исследовать инфракрасный (ИК) и конвективный энергоподводы и распределение поглощенной энергии в слое продукта;

- экспериментально исследовать влияние основных факторов на интенсивность ИК и конвективной сушки баклажанов;

- экспериментально и теоретически исследовать механизм внутреннего тепломассопе-реноса при высокоинтенсивной комбинированной сушке;

- предложить физико-математическую модель тепломассообмена в процессах сушки с анализом полей температур и определением коэффициентов потенциалопроводности и молярного переноса пара, получить зависимости массовлагообменных характеристик от параметров процессов;

- получить осциллирующие рациональные режимы сушки для баклажанов;

- разработать конструкторские решения для осуществления рациональных способов сушки, методов нанесения продуктов на рабочую поверхность и транспортирующие органы сушильных установок.

Объект исследования. Тепло - и массообменные процессы, происходящие при комбинированной сушке овощной продукции.

Методика исследований. Основой исследования является анализ термодинамических закономерностей взаимодействия баклажанов с влагой, а также использование при этом известных из литературы практических и экспериментальных данных с целью подтверждения теоретического анализа. Полученные результаты использованы для дальнейшего анализа процесса сушки, решения дифференциальных уравнений тепломассопереноса и численных расчетов температурных полей в процессе сушки в оптически тонком слое.

Достоверность результатов исследования. Достижение цели исследования стало возможным благодаря комплексному использованию классических теоретических и экспериментальных методов и корректного применения известных научных достижений в области тепло - и массообмена Полученные результаты не противоречат их положениям. Использованные и усовершенствованные методики расчета, а также предложенные технические решения согласуются с опытом их проектирования, экспериментальными данными, полученными автором и другими исследователями. В натурных исследованиях использовались методы статистической обработки результатов измерений, для реализации численно-аналитических моделей использовались пакеты современных компьютерных программ.

Научная новизна. Получены аппроксимирующие зависимости ТФХ, ФХС, CMC, TPX и ОХ баклажанов. Выявлены особенности статистического взаимодействия баклажанов с водой, получены зависимости термодинамических параметров от основных факторов.

Получены уравнения кривых сушки и скорости конвективной и радиационной сушки для различных зон влагоудаления и аппроксимирующие зависимости кинетических коэффициентов сушки. Для оптимизации процессов и математического описания кривых сушки и скорости сушки использован многозонный метод аппроксимации.

На основе экспериментально-аналитического изучения кинетики сушки выявлены особенности механизма внутреннего тепломассопереноса для овощных продуктов.

Получены зависимости массовлагообменных характеристик от параметров процесса на основе численно-аналитического метода расчета полей температур и определения коэффициентов потенциалопроводности и молярного переноса пара.

Разработаны рациональные осциллирующие комбинированные режимы для сушки баклажанов

Практическая значимость работы. Результаты исследований предназначены для использования при создании технологий сушки овощных продуктов, при выборе рациональных режимов сушки и проектировании эффективного сушильного оборудования

Разработаны варианты проведения процессов радиационной, радиационно-конвективной атмосферной сушки и нанесения продуктов на рабочую поверхность и транспортирующие органы сушилок, а также устройства для их осуществления, обоснованы режимные параметры. Получены рациональные осциллирующие режимы комбинированной сушки баклажанов.

Предметом защиты являются следующие основные результаты работы, определяющие ее научную и практическую ценность:

1. Пути интенсификации тепломассообмена при сушке плодоовощных продуктов.

2. Отрицательное значение термоградиентного коэффициента в диапазоне высоких влажностей.

3 Обоснование комбинированного энергоподвода, получение аппроксимирующих уравнений для оптических характеристик и функций распределения объемной плотности поглощенной энергии по глубине оптически тонкого слоя

4 Выявление механизма внутреннего тепломассопереноса, получение зависимостей интенсивности сушки от варьируемых параметров, разработка способов радиационно-конвективной атмосферной сушки баклажанов, способы нанесения овощей на рабочую поверхность и транспортирующие органы сушилок

5 Зависимости влагообменных характеристик от параметров процесса на основе расчета полей температур

6 Методики и программное обеспечение для прогнозирования и получения осциллирующих режимов

7 Экспериментальные (установки для исследования процессов ИК, конвективной сушки и сушки в кипящем слое) и опытно-промышленные образцы (комплексная установка с комбинированным энергоподводом и осциллирующим режимом сушки с механизированными операциями загрузки, резки, нанизки и выгрузки для плодов и овощей в дольках) сушилок

Внедрение результатов работы позволяет

- сократить время сушки сырья растительного происхождения при сохранении высокого качества продукта,

- уменьшить удельные затраты энергии и материалоемкость оборудования при обезвоживании овощных продуктов,

- выбрать рациональные технологические режимы при проектировании эффективного сушильного оборудования и разработке технологий консервирования пищевых продуктов

Реализация результатов исследований. На основе предложенной технологии сушки разработаны и усовершенствованы экспериментальные (экспериментальные установки для исследования процессов ИК, конвективной сушки и сушки в кипящем слое) и опытно-промышленные образцы (комплексная установка с комбинированным энергоподводом и осциллирующим режимом сушки с механизированными операциями загрузки, резки, нанизки и выгрузки для плодов и овощей в дольках) сушилок, планируемые к внедрению в ООО «Био-техеинтез» и в ООО «Парад» (мясокомбинат «Астраханский»), где анализ и проверка полученных в работе результатов показали целесообразность их использования в рамках региональной программы «Создание в Астраханской области комплекса по переработке и утилизации отходов и производство на их основе кормов, кормовых добавок и других продуктов и товаров» на 2000-2005гг Программа пролонгирована для развития производства сухих плодов и овощей и концентратов животного и растительного происхождения

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на Всероссийских и Международных научно - технических конференциях II Всероссийской научно - технической конференции - выставке с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» в МГУ пищевых производств (г Москва, 2004 г ), Всероссийской конференции «Вузовская наука - региону» в Вологодском ГТУ (г Вологда, 2005г ), II Международной научно - технической конференции «Повышение эффективности теплообменных процессов и систем» в Вологодском ГТУ (г Вологда, 2004г), Международной конференции «Современные проблемы производства продуктов питания» (г Барнаул, 2004 г )

Результаты исследований экспонировались на II Всероссийской научно - технической конференции - выставке с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» в МГУ пищевых производств (г Москва, 2004)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе одна по списку

Личный вклад автора. Автор представил в диссертации только те результаты, которые он получил лично, в том числе постановка вопросов и входящих в них задач, организа-

ция и проведение экспериментальных исследований, обобщение результатов теоретических и экспериментальных исследований, реализация численно-аналитических моделей процессов сушки, разработка предложений по техническим решениям и практических рекомендаций, разработка по результатам исследований опытно-промышленной сушилки.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Алексанян И Ю, Ревина А В Оптические и теплофизические характеристики баклажанов // Известия вузов Пищевая технология 2005 № 1С 82-87 По списку ВАК.

2 Хайбулов Р А, Мельников М Н, Ревина А В Исследование теплофизических характеристик растительных продуктов и их экстрактов для разработки способа сушки в натнвном и вспененном состоянии / Материалы IV Международной конференции «Повышение эффективности тгплообменных процессов и систем» Вологда ВолГТУ, 2004 С 113-116

3 Алексанян И Ю, Попова С Б, Ревина А В Выбор рационального способа обезвоживания плодоовощной продукции на основе исследования комплекса свойств объектов и математического моделирования тепломассообмена / Там же С 329-333

4 Алексанян И Ю, Синяк С В, Ревина А В Изучение термодинамических закономерностей взаимодействия экспандированных продуктов растительного происхождения с водой / Материалы II Всероссийской конференции - выставки с международным участием «Высо-

коэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации». М.: МГУ пищевых производств, 2004. С. 156-160.

5. Попова СБ., Ванли К. М, Ревина А.В. Изучение статики сушки овощных продуктов для выбора рационального способа обезвоживания / Там же. С. 85-89.

6. Алексанян И.Ю., Ревина А.В., Ванли К. М. Экспериментально-аналитическое изучение инфракрасного энергоподвода в процессе сушки плодоовощных продуктов / Материалы Международной конференции «Современные проблемы производства продуктов питания». Барнаул: АлтГТУ, 2004. С. 76-79.

7. Алексанян И.Ю., Синяк СВ., Ревина А.В. Физико-химические и теплофизические свойства растительных продуктов и их экспандантов / Там же. С. 84-87.

8. Ревина А. В., Ванли К. М.. Исследование влияния основных факторов на эффективность комбинированной сушки овощных продуктов //Вестник АГТУ. 2005. № 2. С. 151-157.

/4?

Поделиться с друзьями: