Исследование теплофизических и массовлагообменных параметров вакуумной пеносушки экстракта корня солодки при инфракрасном энергоподводе тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи

ХАИБУЛОВ Ришад Абдулхакимович

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ И МАССОВЛАГООБМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ВАКУУМНОЙ ПЕНОСУШКИ ЭКСТРАКТА КОРНЯ СОЛОДКИ ПРИ ИНФРАКРАСНОМ ЭНЕРГОПОДВОДЕ

Специальность 01.04.14 — Теплофизика и теоретическая теплотехника (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Астрахань - 2006

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет» на кафедре «Технологические машины и оборудование»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Алексанян Игорь Юрьевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Филин Виктор Андреевич

доктор технических наук, профессор Палагина Ираида Алексеевна

Ведущая организация: ООО Научно-производственное предприятия «Вулкан»

Защита состоится декабря 2006г. в ^ -^на заседании диссертационного

совета Д 307.001.03 в ФГОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет» по адресу: 414025, г. Астрахань, ул. Татищева 16, ауд. 5.308. Факс (8512) 25-73-68. Тел. (8512) 61-42-82

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «АГТУ» Автореферат разослан ^ @ ноября 2006г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, кандидат технических наук, доцент

Виноградов C.B.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Сегодня актуальны разработки, направленные на создание пищевых продуктов лечебно-профилактического назначения, так как экологическая обстановка в мире диктует необходимость использования в питании населения продуктов с защитными и радиопротекторными свойствами. В Астраханском регионе, в связи с наличием ООО «Астраханьгазпром», крупнейшего в России нефтегазо-перерабатывающего производственного комплекса, большого числа строительных и химических предприятий резко ухудшилась экологическая обстановка. Поэтому проведение исследований и внедрение их результатов, направленных на охрану и укрепление здоровья населения и рациональное использование природных ресурсов представляет научный и практический интерес.

Одним из растительных продуктов, обладающих лечебными свойствами является лакричный корень (солодки), являющийся нетрадиционным источником витаминов, минеральных веществ и других биологически активных соединений, создание безотходной технологии которого актуально для РФ, где его массовое производство не налажено. Сам корень солодки, а также технология качественных пищевых и лечебно-профилактических продуктов на его основе мало изучены и требуют комплексных исследований по разработке рациональных способов производства готовой продукции и полуфабрикатов (пищевых добавок и премиксов), а также рационального технологического оборудования.

Промышленные внедрения и надежное функционирование линий переработки нетрадиционных продуктов сдерживается отсутствием исследований по выбору рациональных теплофизических и массообменных параметров технологических процессов на отдельных стадиях, такие как экстрагирование, концентрирование и сушка. Традиционные методы обезвоживания не могут быть использованы ввиду значительной сорбционной способности растительных экстрактов, строгих режимных ограничений из-за повышенных требований к качеству продуктов с лечебными свойствами, а также особенностей механизма внутреннего тепломассопереноса. Это ставит задачу поиска новых методов, позволяющих повысить эффективность проведения процесса обезвоживания и получения конечного продукта с заданными качественными показателями.

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», а также в рамках Приоритетного Национального проекта «Развитие отечественного агропромышленного комплекса».

Целью работы является выбор рационального способа организации процесса низкотемпературной сушки экстракта корня солодки (ЭКС) путем экспериментального определения рациональных теплофизических и физико-химических параметров.

Задачи работы:

- определить пути совершенствования тепломассообмена на основе анализа способов сушки и конструкций установок с учетом энергозатрат, экологической безопасности и высоких требований к качеству лечебно-профилактических продуктов;

- аппроксимация теплофизических, гигроскопических, оптических и пенострук-турных характеристик ЭКС на базе экспериментов и теоретического обобщения литературных данных для анализа механизма и моделирования вакуумной сушки при объемном энергоподводе;

- рассчитать распределение поглощенной энергии в оптически тонком слое продукта на базе исследования инфракрасного (ИК) и комбинированного подвода энергии на основе оптических свойств;

- анализ механизма внутреннего тепломассопереноса в результате экспериментального исследования влияния основных факторов на интенсивность влагоудаления и выбор рациональных режимных параметров сушки ЭКС во вспененном состоянии путем изучения и аппроксимации кинетических кривых обезвоживания;

- получение осциллирующих рациональных режимов и критериального уравнения кинетики сушки ЭКС методом анализа размерностей для обобщения экспериментальных данных и рационального проектирования сушильных установок;

- совершенствование и реализация феноменологической математической модели тепломассообмена вакуумной пеносушки ЭКС для анализа и контроля температурных полей;

- выработать рекомендации по конструкторской и технической реализации результатов исследований на основе целевого исследования литературных данных.

Объект исследования. Параметры тепло- и массоопереноса при вакуумной сушке ЭКС во вспененном состоянии при радиационно-кондуктивном энергоподводе.

Методика исследований. Основой исследований является рациональные планирование экспериментов и статистическая, а также численно-аналитическая обработка опытных и теоретических данных по изучению и анализу термодинамиики статического взаимодействия влаги с ЭКС с учетом оптических и структурно-механических свойств и температурных ограничений при сушке лечебно-профилактического продукта для повышения эффективности тепломассоопереноса.

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 при низкотемпературных методах обезвоживания. Использованные методики расчета, а также предложенные конструкторские решения, согласуются с рациональными схемами их проектирования, а также экспериментальными данными автора. В экспериментах и при их обработке использовались методы математической статистики, а построение численно-аналитической пространственной модели процесса велось с использованием современного программного обеспечения.

Научная новизна. Выбраны рациональные конкурентоспособные методы предварительной обработки и низкотемпературной сушки лечебно-профилактических продуктов на основе анализа литературных данных. Получены аппроксимирующие зависимости теплофизических, гигроскопических, оптических и пеноструктурных характеристик ЭКС, а также рациональные параметры объемного радиационно-кондуктивного энергоподвода, путем расчета распределение поглощенной энергии в оптически тонком слое продукта. Определены экспериментальные зависимости кинетических кривых обезвоживания в тривиальных и обобщенных координатах на основе анализа механизма внутреннего тепломассопереноса в характерных зонах влагоудаления, а также рациональные режимные параметры осциллирующих режимов и эволюция полей температур на основе совершенствования феноменологической математической модели процесса вакуумной пеносушки ЭКС.

Практическая значимость работы. Результаты исследований предназначены для выбора рационального способа влагоудаления и сохранения качественных показателей сухих лечебно-профилактических ЭКС, разработки энерго- и ресурсосбере-

гающих технологий концентрирования, рациональных режимных параметров низкотемпературной высокоинтенсивной сушки и модернизации сушильных установок.

Разработаны и обоснованы рациональные схемы и режимные параметры процессов вспенивания и инфракрасной сушки ЭКС при комбинации с кондуктивным энергоподводом в условиях пониженного давления в сушильной камере, а также устройства для их осуществления. Получены аппроксимирующие уравнения удельного съема сухого материала, кинетических кривых обезвоживания и их критериальная зависимость с учетом влияния определяющих интенсивность тепломассообмена факторов при постоянных и осциллирующих режимах.

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

- перспективы развития технологии концентрирования, конкурентоспособные способы сушки и конструкции установок с учетом энергозатрат, экологической безопасности требований к качеству продуктов;

- уравнения зависимости теплофизических, гигроскопических, оптических и пе-ноструктурных характеристик ЭКС в реальном диапазоне тепло- и массообменных параметров проведения процесса сушки;

- аппроксимирующие зависимости и критериальное уравнение кинетики сушки ЭКС;

- осциллирующие рациональные режимы вакуумной пеносушки при комбинированном объемном энергоподводе;

- рекомендации по конструкторской и технической реализации результатов исследований.

Внедрение результатов работы позволяет:

- сократить время влагоудаления при «бережных» режимах сушки для обеспечения необходимых качественных показателей лечебно-профилактического сухого ЭКС;

- сократить удельные затраты сырья, энергии и материалоемкость сушилок;

- варьировать и выбирать рациональные технологические режимы в зависимости от производственных условий организации процесса сушки, вида и свойств сырья, а также технологических ограничений.

Отдельные результаты диссертационной работы приняты к использованию и дальнейшему внедрению на предприятиях ЗАО «Астраханский пектин», ООО «Био-техсинтез» и ООО НПП «Вулкан»», специалисты которых, рассмотрев результаты исследований и практические рекомендации и анализ качественных показателей готовой продукции подтвердили актуальность работы и экономическую целесообразность внедрения ее результатов.

Работа «Оригинальные технологии и оборудование для сушки, экспандирования и гранулирования пищевых и кормовых продуктов» выполненная при участии автора, отмечена дипломом и серебряной медалью на V Московском международном салоне инноваций и инвестиций 2005 г.

Реализация результатов исследований. На основе экспериментальных исследований и предложенного рационального метода обезвоживания ЭКС разработаны и усовершенствованы методики проведения опытов для сушки продуктов во вспененном состоянии при «бережных» осциллирующих режимах, планируемые к использованию и внедрению на ООО НПП «Вулкан» и ООО «Биотехсинтез». Анализ выводов и предложенных рекомендаций подтвердили целесообразность их использования в рамках региональной программы «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», а также Приоритетного Национального проекта «Развитие отечественного агропромышленного комплекса».

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, 2004г.); IV Международной научно — технической конференции «Повышение эффективности теплообменных процессов и систем» в Вологодском государственном техническом университете (г. Вологда, 2004г.); Международной конференции «Современные проблемы производства продуктов питания» (г. Барнаул, 2004г.); II Международной научно — технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленно-сги»в Воронежской государственной технологической академии (г. Воронеж, 2004г.); международной научной конференции «А1ТУ — 75 лет» в Астраханском государственном техническом университете (г. Астрахань, 2005г.); Второй международной научно-практической конференции «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и тепловые процессы)» СЭТТ — 2005 (г. Москва, 2005г.); Московская международная конференция «Биотехнология и медицина» (г. Москва, 2006г.). 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, 2004г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 научных работ, в том числе 3 по перечню ВАК РФ.

Лнчный вклад автора. Автор представил в диссертации только те результаты, которые он получил лично, либо в соавторстве, в том числе: определение актуальности, цели и задач исследований, проведение экспериментов и обобщение результатов теоретических и опытных данных, численно-аналитическая реализация моделей процессов обезвоживания, разработка рекомендаций по практическому использованию результатов работы. Результаты исследований опубликованы коллегиально при равноправном участии автора

Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и заключения, списка литературы и приложений. Основное содержание работы изложено на 130 страницах машинописного текста, в том числе 8 таблиц, 30 рисунков, 25 страниц приложений, список литературы из 161 наименования работ отечественных и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность развития технологии и техники низкотемпературной сушки лечебно-профилактических продуктов.

В первой главе «Перспективы производства и использования экстракта корня солодки и пути совершенствования тепломассообмена на основе анализа способов низкотемпературной высокоинтенсивной сушки» изучены существующее положение, перспективы производства и области использования ЭКС. Учитывая, что процесс сушки в технологической цепочке является заключительным и самым энергоемким этапом проведен анализ рациональных конкурентоспособных низкотемпературных способов сушки и конструкций установок для лечебно-профилактических продуктов

с учетом основополагающих работ A.B. Лыкова, A.C. Гинзбурга, И.А. Рогова, П.Д. Лебедева, И.Ю. Алексаняна, В.К. Тихомирова, С.Г. Ильясова, С.Т. Антипова, А.Н. Острикова, И.Т. Кретова и др. по переработке лечебно-профилактических продуктов и их обезвоживании в обычном и вспененном состоянии Выявлены рациональные элементы схемы организации процесса обезвоживания и конструктивные особенности сушильной установки для ЭКС.

Обоснована цель и задачи исследований.

Во второй главе «Анализ термодинамических закономерностей энергетического взаимодействия экстракта корня солодки с водой на основе изучения физико-химических, теплофизических и оптических свойств» изложены результаты физического и математического обобщения экспериментальных исследований и литературных данных по теплофизическим, оптическим и пеноструктурным характеристикам ЭКС на основе изучения равновесных состояний процесса влагоудаления ЭКС, как объекта сушки.

Для обоснования комбинированного ИК-кондуктивного энергоподвода при сушке определены направленные, и рассчитаны дву полу сферические терморадиационные характеристики (ТРХ) ЭКС. Для расчета оптических характеристик (ОХ) ЭКС использованы литературные данные по ТРХ растительных экстрактов (спектральные отражательные R^ и пропускательные Тх способности ЭКС с различной концентрацией сухих веществ с) (рис.1). Радиационная сушка осуществляется при облучении интегральным потоком, причем интегральные ТРХ зависят от вида, накала генерато-

Рис. 1. Спектральные двуполусферические ТРХ для экстракта корня солодки при толщине слоя 1 мм

а) с = 42 %; б) с = 90 %; 1 - пропускательная, 2 - отражательная способности Для выбора генератора излучения и расчета полей температур по предложенному Ильясовым С.Г. дифференциально-разностному методу получено распределение по толщине слоя объемной плотности поглощенной энергии излучения w = f(x, W,p). С этой целью вычислены оптические интегральные характеристики, справедливые для оптически тонкого слоя. При сушке слоя конечной оптической толщины часть теплового потока рассеивается и пропускается пеноструктурой, многократно отражается от рабочей поверхности сушилки и поверхности продукта

ТРХ и ОХ продуктов с различной концентрацией, а также распределения объемной плотности поглощенной энергии излучения w по глубине слоя (рис. 2) позволил выбрать рациональный вид и накал ИК-генераторов КГТ (КИ, КГ)-220-1000 при варьируемом напряжении в различных зонах сушки, и оптически тонкий слой, наибо-

лее рациональный для высокоинтенсивной вакуумной сушки во вспененном состоянии, где требуется объемный равномерный прогрев продукта. Для одностороннего облучения слоя на холодной подложке:

ч>{х,Ш)=1{х,Ш)Е

где = = , / - толщина

слоя, м, Н„ — интегральная отражательная способность подложки, Ер — плотность падающего потока, Вт/м2, х — глубина слоя.

Отражательная интегральная способность оптически полубесконечного слоя при с=0,42-0,9 кг/кг; Ятах=1,5 мкм:

Яь (*,) = -0,0973 • с + 0,5558.

Коэффициент эффективного ослабления:

£(*,*>) = (1,995848925-Ю10 -О-и-)-

»"* 4X571 И~* ИШИ* I

- 9,10467495 -10') -х2 + + (-3,172794695 • 107 • (1 - к) + +1,451152045 • 107 ) • * + + 9,2283086• 10' • (1 -м>) + 7,0314531-Ю3

Рис. 2. Распределение объемного источника поглощенной энергии Теплофизические характеристики (ТФХ), к которым относятся коэффициенты теплопроводности А, температуропроводности а и удельная теплоемкость Ст, определяют скорость протекания тепло-массообменных процессов при нагревании и охлаждении тел, и зависят от их температуры и давления в некотором интервале значений содержания сухих веществ, плотности, которая определяется пористостью материалов, или, в случае вспененного состояния системы, кратностью пенослоя. Отмечено, что для пористости слоя меньше 50%, теплофизические характеристики определяются в основном свойствами твердого скелета. Сведения по характеристикам растительных экстрактов практически отсутствуют или представлены для узких диапазонов влажностей, температур и т.д., поэтому их изучение, систематизация и обобщение представляют научный и практический интерес.

Для практического использования в численных расчетах температурных полей в процессе сушки, получены с использованием литературных данных зависимость удельной массовой теплоемкости Ст, кДж/(кг-К) по формуле аддитивности и коэффициента теплопроводности Я от концентрации с = 0,42 — 0,90 кг/кг и температуры Т = 293-353 К (рис. 3,4):

С (с Т) = Г0'102069 •(Г ~ 273)3 " 13>432586• (г " 273У +> [+605,431034 Т -174689,568966 ,

с + 4186-(1-с);

Л(с,г) = -0,07 • 10'5 • (/ - 273)2 • с + 0,000078 • (/ - 273) • с + 0,00575 • (1 - с) + 0,000585.

Как известно, «чистые» жидкости не образуют устойчивую пену. Для пенообра-зования необходимо присутствие в растворе хотя бы одного компонента, обладающего поверхностно-активными свойствами, в частности, белковые компоненты. Пригодность конкретного продукта к пеносушке можно определить лишь в результате проведения экспериментальных исследований. Проводилось изучение пен, образуе-

мых в вакууме за счет самоиспарения и дегазации растворов. Кратность пены определялась, как р = Уи/Уж = (Уг + Уж)/Уж, где Уг и Уж — объемы газовой фазы и раствора, пошедшего на образование пены.

Рис. 3. Поле значений удельной массовой Рис. 4. Поле значений коэффициента тепло-теплоемкости проводности

Текущая кратность пенослоя или слоя продукта при условии отсутствия усадки (У= const) и без учета предварительного вспенивания при пеносушке: Р(с) = (-65,306 • С.2 + 73,734 • с. -17,342) с-Рм- р,/(\р. -с+рм-(\-с)]ст-Рс), гДе сн = 0,42 кг/кг - начальная концентрация экстракта корня солодки, pM-\llS кг/м3 - истинная плотность вещества, рв =1000 кг/м3 — плотность воды, с - текущая концентрация, рс =1340 кг/м3 — плотность при исходной концентрации, кг/м3.

Процесс пеносушки протекает практически без изменения объема пенострукту-ры из-за высокой интенсивности, при постоянном объеме это приводит к снижению её плотности. Зависимость плотности р, в кг/м3 ЭКС от концентрации с была получена по формуле аддитивности: р(с) - рм- ря /[(/?„ • с+рм • (1 - с)) • /?(с)].

Кроме ТФХ существенное влияние на кинетику и динамику процесса сушки оказывают гигроскопические характеристики, лежащие в основе изучения статики процесса, которая является начальным этапом при исследовании и разработке различных способов обезвоживания.

В готовой продукции — густом и сухом ЭКС гигроскопические свойства зависят от способа сушки, выбору которого и уделено основное внимание в данной работе.

Для получения зависимости между равновесными влажностями продукта С/Р и влажного воздуха Uv=flsp) использован статический тензометрический метод Ван Бамелена, согласно которому образцы материала с заранее определенной влажностью выдерживаются в эксикаторах над водным раствором серной кислоты или различных солей. Относительная ошибка при измерении активности воды Aw (аналог относительной влажности воздуха <р) не превышала 5 %.

На рис. 5 приведены изотермы сорбции ЭКС при различных температурах.

В нашем случае наблюдалась большая сорбционная способность ЭКС, особенно в области высоких значений Aw.

Целесообразной для процесса хранения является влажность продукта, оговоренная в ГОСТ 22840-77 «Экстракт солодкового корня», соответствующая образованию «монослоя», (в нашем случае Up =0,07 — 0J. кг/кг), где влага наиболее сильно связана с материалом и биологическая активность микроорганизмов незначительна.

Учитывая вид изотерм сорбции для математической обработки результатов экспериментов и их аппроксимации, уравнение зависимости активности воды от равновесной влажности получили в виде полинома третьей степени при величине досто-

верности аппроксимации 0,99 и при линейной аппроксимации зависимости (коэффициентов полиномов при разных температурах) от температуры, ввиду незначительного ее влияния в реальном температурном диапазоне при сушке (Т=293 — 353 К). Аш = {аТ + Ь)иър +{сТ + с!)игр+{кТ + 1)ир + {тТ + п), где а, Ъ, с, к, 1,т,п- эмпирические коэффициенты.

ч.

/ ч N

/ / ч s 1

г/

Рис. 5. Изотермы сорбции ЭКС: 1 - Т=283 К; 2 - Г= 303 К Так как диапазон влажности, лимитирующий процесс сушки, а при сушке исследуемого продукта практически весь диапазон находится в гигроскопической области, то механизм массопереноса, при обезвоживании определяется формой и энергией связи влаги с материалом. Энергию связи влаги с материалом: Е = -{dAF/dUр ) = -R • Т • In Aw можно принять потенциалом влагопереноса равным дифференциальному изменения свободной энергии Гиббса \dAF/dUp).

Тогда 5AF/dUp = R • Т • 1п[(аГ + Ьр%р + (сТ + d)U\ + (кТ + l)(J + (mT + «)]. Продифференцировав уравнение Гиббса — Гельмгольца AF = АЕ -Т • AS, где —AS, АЕ (соответственно изменения внутренней энергии (энтальпии) и энтропии) по Up при Р, Т- const, получим уравнение (dAF/dUp)rj>=(dAE/dUp)TJ>-T-{dAS/dUp)rp,

дифференцирование которого по Т дает выражение для дифференциального измене-

ния энтропии связанной воды

д_( dAF = (dAs} = d(/?rin/Q

дТ\див ) \ Р Jj

dU„

дТ

Таким образом: Т• (dAS/St/,)тр = -г|л-InAw + RT-(а-и} + с-U2p+к-Up+ m)fAw).

Выражение (ЭДE/dUp)Tp определяет дифференциальное изменение внутренней

энергии (теплового эффекта) сорбции. На рис. 6 для ЭКС представлены соответственно зависимости [pAF/dU р )т р; T-(dAS/dUp)rp.

В дифференциальное уравнение переноса тепла входит теплота испарения г. При удалении влаги, связанной с материалом, г представляется как сумма теплоты парообразования свободной воды гл и г см теплоты смачивания, определяемой дифференциальным изменением свободной энергии изотермического обезвоживания. гсм численно равна работе отрыва одного моля воды от материала при Т = const. Согласно справочным данным функция г" = f(T) является линейной в диапазоне Т =293 - 353 К (диапазон Т в процессе сушки ЭКС). Исходя из этого получена зависимость вида г—2286,66 Т+ 3118,4581-103, где г—теплота парообразования (Дж/кг).

Рис. 6. Зависимость свободной {дАГ/дир) (1

- Т— 283 К; 2 - Т= 303 К) и связанной Рис. 7. Зависимость термоградиентного

(Г • (дАБ/дир)) (3 - Т~ 283 К; 4 - Г= 303 К) коэффициента 8р от влажности Ир ЭКС при энергии от влажности 1!р ЭКС при сорбции сорбции воды: 1 - Г= 283 К; 2 - Г= 303 К воды

Учитывая, что молярная масса воды равна 0,018 кг, тогда количество тепла для испарения 1 кг влаги с учетом энтропийной составляющей определится как: Г = г+гы + г^ = 3118,45 81-103 - 2286,66 • Т - 55, (5) • /?Г 1п Ащ + 55, (5)Г • д^Ш р

Для анализа движущих сил в процессе сорбции (десорбции) с целью выбора оптимальных режимов энергоподвода интересно рассчитать численные значения и получить функциональную зависимость от £/ и Т термоградиентного коэффициента массопереноса др =(д&ц/дт)и -(ди/дАр)т, который является термодинамической характеристикой, где is.fi = ЯТ 1пА„ - разность химических потенциалов свободной и связанной воды.

После преобразования получим:

<мс,*) = --'—т~.—'.-*--^--,где а\, а2, аЪ, а4, а5, аб,

(Ы1-Ы)(\-с)2+(-ЬЗ-1 + Ь4)(1-с)+а5-1 + а6

-7 о ы ао и ил [л = (а1-/-а2)-(1-с)3+(-аЗ-/ + а4)-(1-с)2+1 а1,аъ,Ь\,Ь2,ЬЪ,Ь4:\ , . ; ' 4 / ^ - эмпирические ко-

[+(-а5/ + аб)(1-с)+а7-/ + а8 ]

эффициенты.

На рис. 7 представлены результаты вычислений 8р. Общий поток влаги при малой влажности (адсорбционная влага) определяется, по- видимому, эффузией (кнуд-сеновским течением), осложненной уменьшением эквивалентных радиусов и разветвлением сети микрокапилляров и пеноячеек в процессе сушки, и как бы их закупоркой.

Резкое уменьшение энтропийной составляющей до первой точки перегиба (рис.6) свидетельствует о том, что вода при этом специфически ориентируется, образует водородные связи между собой и молекулами ЭКС. Между 1-ой и 2-ой сингулярными точками (2 участок) энтропийная составляющая слабо снижается, где сорбция и набухание клеток продукта определяется чисто энтропийным фактором. Большое значение энтропийного члена говорит о наличии внутриклеточной структурной (осмотической) влаги, ввиду осмоса и набухания, а так же заполнения влагой при микрофильтрации через полупроницаемые оболочки газовых пузырьков и капилляров. После влажности 0,12 кг/кг происходит рост скорости уменьшения энтропийной составляющей свободной энергии (по сравнению со вторым участком), которая приобретает существенное значение, что не характерно для большинства пищевых продуктов и говорит о «закупорке» капилляров, уменьшения их размеров и исчезновения

ячеек и пор. Для интенсификации процесса сушки веществ, подобных ЭКС целесообразно диспергирование продукта (вспенивание, распыление, кипящий слой и т. д.), увеличение поверхности влагообмена.

В третьей главе «Механизм внутреннего тепломассопереноса на основе анализа экспериментальных кривых сушки» приведены расчеты кинетики и динамики сушки, при которых традиционно используются решения уравнений кривых сушки, определяются поля температуры и влагосодержания в объектах сушки и рассчитывается продолжительность процесса. В работах ряда исследователей произведен зональный расчет процесса сушки с использованием кинетических коэффициентов сушки, зависящих от режима сушки. Разбивка на зоны необходима не только потому, что меняются режимные параметры, но и в связи с тем, что влагокоэффициенты материала изменяются в зависимости от изменения его структуры, влажности и температуры. Для термолабильных материалов и пищевых продуктов фактором, лимитирующим продолжительность пребывания их в сушильной камере, является предельная (максимально допустимая) температура нагрева Поэтому применяют цикличную сушку с осциллирующим режимом, при которой циклы нагрева чередуются с циклами «от-лежки».

Получены уравнения кривых обезвоживания и скорости радиационно-кондуктивной сушки, на основе уравнений при дифференцировании уравнений кривых обезвоживания (к примеру рис. 8, 9). Положение сингулярных точек зависит только от тех факторов, которые тем или иным образом влияют на связь влаги с материалом, т.е. дисперсности, кратности пены. Кинетические коэффициенты довольно сложно зависят от вышеназванных режимных параметров, что говорит в пользу приближенного метода аппроксимации кривых скорости сушки. Причем значения концентрации в точках перегиба при мало изменяющейся начальной кратности и дисперсности пены, а также при условии постоянства объема пеносгруктуры в процессе сушки, остаются в указанных пределах независимо от режимов сушки и определяются, по-видимому, энергией связи влаги с материалом. Полученные зависимости можно использовать при получении частных решений дифференциальных уравнений тепломассопереноса и определении времени сушки, соответствующего определенной концентрации, учитывая зону, в пределах которой она находится.

Известно, что уменьшение остаточного давления резко увеличивает интенсивность испарения за счет повышения коэффициента массообмена, который в первом приближении обратно пропорционален давлению, т.е. определяющим при вакуумной сушке «трудносохнущих» продуктов подобных ЭКС, является внутренний массопе-ренос.

Анализируя кривые скорости сушки, можно сделать выводы о механизме переноса влаги. По-видимому, испарение влаги происходит внутрь пузырьков, а перемещение влаги к поверхности через пленочный каркас происходит в виде пара, диффундирующего через утончающиеся в процессе обезвоживания пленки жидкости, что приводит к постепенному увеличению скорости диффузии. Диффузия пара происходит в виде последовательных процессов конденсации пара и испарения влаги на жидких пленках пены ЭКС с различной интенсивностью, в зависимости от глубины расположения поверхности испарения и конденсации. В области 2-ой точки перегиба происходит плавный переход пеносгруктуры в капиллярно-пористое тело с высокой дисперсностью (пористостью) ввиду высыхания пленок и их растрескивания, в результате чего образуется сеть микрокапилляров, движение пара через которые осуществляется путем эффузии.

Так как в оптически тонком слое глубина проникновения ИК-излучения превышает толщину слоя, то комбинация ИК-энергоподвода в данном случае с кондуктивным, при учете явления интенсивного самоиспарения и дегазации вспениваемого раствора, имеющего тонкодисперсную пеноструктуру, приводит к практически равномерному объемному энергоподводу и испарению влаги внутрь пузырьков во всем объеме продукта. Пленочным движением влаги в виде жидкости, можно пренебречь по сравнению с паропереносом и коэффициент фазового превращения е можно принять равным 1. Значения критических концентраций и скоростей сушки в точках перегиба обусловлены также начальным тепловым импульсом и тепломассообменной инерционностью системы. При комбинированной радиационной сушке, несмотря на крайне незначительные значения градиентов влагосодержания и температуры, плотность потока влаги имела большие значения, т.е. движущей силой является градиент избыточного давления пара, что, очевидно, определяется повышением температуры и давления внутренних слоев при объемном энергоподводе и снижения давления окружающей среды (вакуумная сушка).

На кривых скорости при вакуумной пеносушке наблюдается рост скорости при низкой влажности и периодические пики с участками постоянной скорости в течение всего процесса, что объясняется повышением интенсивности удаления осмотической влаги и пара внутри ячеек пены, клеток, вследствие либо резкого, либо периодического разрушения полупроницаемых оболочек клеток и пеноячеек (парниковый эффект) при повышении внутреннего давления и образовании молярных потоков пара, создания существенных градиентов общего давления, и, как следствие, резким снижением энергии связи влаги с материалом, т.к. осмотическая и структурная влага является по своим свойствам «свободной» влагой, удерживаемой механически стенками полупроницаемых оболочек и осмотическими силами, при разрушении которых и наблюдается рост и участок постоянной скорости сушки. Все это говорит в пользу осциллирующих режимов сушки продуктов растительного происхождения.

Уравнение зависимости скорости сушки: ¿с/^/г = [д, +Ь, - (1-е)]0-5, где а„ Ь1 — статистические эмпирические кинетические коэффициенты, / - номер зоны, границы варьирования факторов Ер=0,91 — 2,3 кВт/м2, толщина слоя / = 0,0005 - 0,002 м. При этом: концентрация границы первой зоны С1к = 0,662, второй зоны С2у = 0,759, третьей зоны СЗк = 0,845, где:

о, =[»*,-Ер3 +т2 • Е2 + тъ •Ер +/и4] /3 +[/л5-Еръ + т6-Ер2 +/и7-Ер +т9]-11 + + [т<> 'Ер + -Ерг +ти-Ер + т12]/ + то13-Ер +т14-Ер2 +т^-Ер +/и16

b, =[«,-Еръ +n2 •Ep2+n3 •Ep + л<]/3 + [«5-Е/ +n6 ■Ep1 +n7-Ep+n%\l2 +

Г 3 , 1 3 2 ' ГДб "1-16

+ [n9-Ep +nl0-Ep + nn-Ep+nxl\l + nli-Ep + rtu • Ep + nls-Ep+nl6

— эмпирические коэффициенты.

Анализ литературных данных и ранее проведенных исследований показали, что при оптимизации сложных многофакторных технологических процессов, к которым относится сушка ЭКС, когда неизвестна аналитическая связь между применяемым критерием оптимизации и независимыми технологическими параметрами, наиболее эффективным является метод математического планирования эксперимента. Такой метод позволяет определить адекватную экспериментальным данным математическую зависимость, которую можно использовать на практике для расчета оптимальных параметров процесса сушки продуктов подобных ЭКС. Задача оптимизации процесса сушки сводится к определению значений режимных параметров, при которых реализуется экстремум выбранной нелинейной целевой функции. При этом на варьируемые факторы должны быть наложены ограничения, обусловленные областью их возможных значений.

Для отработки рациональных режимов сушки, проведены эксперименты по оценке влияния основных факторов на эффективность сушки на экспериментальной установке (рис. 10, а). Проведены исследования радиационно-кондуктивной на подложке сушки ЭКС в атмосфере и в вакууме. В качестве целевой функции выбран съем сухого продукта с единицы площади рабочей поверхности (объема камеры) в единицу времени У, [кг/м2-ч]: У = 3600-Gc/(rc S), где Gc — масса сухого продукта, кг (при w = 7

— 10%), гс — время сушки, с; S — площадь пластины, м2, Gc и гс - рассчитывались на основании кривых сушки.

Установлено, что к основным факторам влияющим на интенсивность процесса сушки относятся: исходная концентрация сухих веществ с„ (кг/кг), толщина слоя / (м) (условная толщина слоя, м3/м2), остаточное давление в вакуумной камере Р (Topp, Па), плотность теплового потока Ер (кВт/м2), длина волны Лтах (мкм), соответствующая максимальной интенсивности излучения. Границы варьирования факторов выбраны, исходя из технологических ограничений и возможностей технического осуществления процесса сушки. Диапазоны варьируемых факторов: Ер==0,91 — 2,3 кВт/м2, Р=0 - 760 Topp / = (0,5 - 2)10° м, £7=100 - 220 В.

Схема экспериментальной установки, позволяющая провести исследование тепломассообмена при выбранном варианте процесса сушки в вакууме представлена на рис. 10, б.

В результате статистической обработки экспериментальных данных были получены адекватные аппроксимирующие зависимости целевой функции от варьируемых факторов.

Компьютерная обработка информации и многомерный статистический анализ данных позволили получить адекватную математическую линейно-степенную зависимость. Оценка достоверности аппроксимации R2 зависимости критерия оптимизации от варьируемых параметров для всех зависимостей не менее 0,85. При атмосферном давлении (рис. 11):

Y = (-3,32125-107-Я + 4,8120125-107)/2 +(l,021875-Ю5-Я-1,4675187-105)/ + + (- 5,9699 • Ер + 27,77 • Ер - 57,875 • Я -113,01275) При вакуумной пеносушке (рис. 12):

Y =

(2,9314167 • Я - 4,2781197)- .Ер2 + (-7,667794649 • Л +11,288764) • Ер + + 5,057987214 • Я - 4,497740843) (- 4,551075 • Я + 8,8358265)- Ер + (24,842925 • Я - 43,2211535) • Ер + + (-31,13253375 • Я + 50,56530325) 43,098725 • Я + 46,7485895)£,2 + (124,097125 • Я -123,3693175) • Ер - 44,086809]

10"-/2 + 104-/ +

а) общий вид

1г\ о\ K\S j7j

б) схема

Рис.10. Экспериментальная установка для изучения процесса вакуумной пеносушки: 1- смотровое окно; 2- крышка; 3- вакууметр; 4- подложка; 5- панель ИК-излучателей; 6- видеокамера; 7- фланец; 8- щит управления; 9- потенциометр; 10- расходный бак исходного продукта; 11- насос для подачи продукта; 12- обечайка; 13- устройство для нанесения слоя пены на подложку; 14- термопара; 15- весы; 16- вакуумный насос; 17- ПК

У.

КЕ1К2

kBl'K2

Рис. 11. Съем сухого ЭКС при вакууме: 1 А = 1,42 мкм, 2 - А = 1,5 мкм.

Рис. 12. Съем сухого ЭКС при атмосферном давлении, длина волны А = 1,5 мкм Целесообразно использовать при пеносушке в вакууме экстракта корня солодки следующие режимные параметры: Р = 30 — 40 Topp; tHa4 = 25 — 30°С; /=1 мм (менее 2 мм); Ер=1,52 (менее 2,3) кВт/м2 при облучении лампами КГ-220-1000 при U = 120 В, (^шах = 1,5 мкм). Высушенный данным способом ЭКС представляет собой коричневый тонко дисперсный порошок. Съем сухого продукта может достигать У =15 кг/м2 час, что значительно превышает лучшие мировые образцы способов сушки подобного рода продуктов.

В четвертой главе «Моделирование процесса вакуумной пеносушки экстракта корня солодки для расчета полей температур и осциллирующих режимов. Обобщенная зависимость скорости обезвоживания от влияющих факторов» получены осциллирующие режимы и критериальное уравнение кинетики сушки ЭКС, реализована феноменологическая математическая модель тепломассообмена вакуумной пеносуш-

ки ЭКС, так как для соблюдения технологических качественных показателей сухих лечебно-профилактических продуктов требуется соблюдение температурного режима сушки, т.е. необходимо знать величину и распределение температуры в слое в любой момент времени. Экспериментальное определение изменения температуры в слое при ИК-сушке в тонком слое невозможно, поэтому получено численное решение дифференциального уравнения теплопереноса, которое при одномерной задаче в случае объемного энергоподвода имеет вид:

ср(х, Г, = X, г)—) + е г(1У, х, Т)р№, х, Т)— + \vftV, х, Т), где ср, Я, г,р,м>-

дт 8х\ дх) дт

теплофизические параметры. Подставив в данное уравнение вместо дифференциального изменение средней по слою влажности при коэффициенте фазовых превращений £•=1 (перенос влаги происходит в основном в виде пара) и изотропности слоя по влажности примем ср,Х,г,р постоянными по глубине слоя х. Тогда после выноса Л(1У,Т) за знак дифференциала, разделив уравнение на ср(и^,Т), получим: дТ _/„, ^д2Т г^,Т)р^,Т)д¥ м>(1Г,х,Т) . _ч Л(IV,Г) ..

--«0Г.Ггде _ коэффици.

„ дт д1г ат

ент температуропроводности. Так как —=-=—, разделив обе части уравнения на

ЗЖ дт дт

(далее знак среднего и варьируемые параметры опустим) получим:

дт

дТ а д2Т г р мг

----- , —^ + . -

дШ 8Уегдх2 ср "%,-ср

Начальные условия для данной задачи зададим, учитывая равномерное распределение температуры в начальный момент времени, соответствующий 1Унач, в виде: при IV = Жияч 7=Г0, т.е. Т(х, И/нач)=Т0. Т.к. отражателем является поверхность продукта на противоположных рабочих поверхностях, имеющего такую же Т, то лучистым теплообменом между поверхностями слоев можно пренебречь. При облучении высокотемпературными источниками теплообмен задается граничными условиями второго рода: - Л((Г)■ дТ/дх = Ергрм + а • (Точ>сре<)ы - ). Внешний теплообмен осуществля-

ется при свободной конвекции. В этом случае теплоотдача зависит от формы и размеров поверхности нагрева, температуры этой поверхности, температуры среды, коэффициента объемного расширения и других ее физических свойств. Соответственно обобщенное уравнение для коэффициента теплоотдачи а выражается степенной функцией: Ыи = С((3г Рг)". Значения коэффициента С и показателя степени п зависят от режима движения, определяемого температурой поверхности продукта, разностью температур между ней и средой, а также плотностью теплового потока. Тепловой поток с учетом отраженного от поверхности внутри слоя теплового потока для одностороннего облучения слоя на холодной подложке:

1 + -

Д. (IV)

где х — координата глу-

бины слоя, м; / - толщина слоя, м; К.„- интегральная отражательная способность подложки (диска); Ер - плотность падающего потока, Вт/м2. Решением уравнения при краевых условиях является функция Т = /{х,т,Еп^кач ). Чтобы оба аргумента по которым ведется дифференцирование возрастали в процессе обезвоживания заменим

влажность на концентрацию сухих веществ, тогда получим: дТ _ а д2Т rp t w дс~*/бтдх1 ср УВг-ср'

Для численного решения дифференциального уравнения параболического типа в частных производных при разнородных граничных условиях удобен метод конечных разностей по неявной схеме, которая устойчива при любом соотношении шагов по д: и с. В результате реализации математической модели процесса сушки получены поле температур по слою продукта в зависимости от концентрации, графическая аппроксимация которого приведена на рис. 13. Температура в течении сушки не превышает Т = 360 К, что обуславливает «мягкие» режимы сушки.

На базе аппроксимации кривых скорости сушки, как гибкого модуля обезвоживания рассчитаны осциллирующие режимы по оригинальной методике прогнозирования и получения рациональных режимных параметров процесса.

Так как реализация непрерывно варьируемых в процессе оптимальных условий сушки на современном технологическом уровне технически нереальна и экономически не оправдана, то целесообразна позонная дискретная оптимизация сушки по следующим этапам: используя уравнения кривых обезвоживания находим интеграл

функции скорости сушки [--dc=F(c, варьируемые параметры) в диапазоне концентр Г

траций зоны, показывающий суммарную интегральную скорость в зоне; определяем целевую функцию — произведение суммарной интегральной скорости сушки на параметр, прямо влияющий на производительность процесса (для сушки в слое — толщину слоя); находим оптимальные значения параметров в каждой зоне, максимум искомой функции и уточненные границы зон в рациональном режиме (в частности, в среде Mathcad, используя опцию «maximize»); получаем аппроксимирующие уравнения скорости сушки по зонам в рациональном режиме (при оптимальных параметрах); определяем продолжительность сушки при максимальной целевой функции.

При реализации предложенной методики для ЭКС при максимальной длине волны 1,5 мкм общая продолжительность сушки составила т = 85 с, a Y составила 25 кг/(м2-ч). Кроме того, применение осциллирующих режимов приводит к отсутствию подгорания и хорошей восстанавливаемости.

Процессы сушки очень сложны, для математического описания. Корректное эмпирическое исследование процессов возможно при наличии теории постановки опытов и обработки их результатов. Такой теорией является теория подобия. При изучении сложных тепло-массообменных процессов, не удается корректно составить и решить систему дифференциальных уравнений, описывающих процесс. В таком случае для отыскания конкретного вида функциональной зависимости целевой функции от влияющих факторов, т.е. для нахождения расчетного уравнения, может быть приме-

Рис. 13. Температурное поле при /= 0,001 м, £•„=1,52 кВт/м2

нен метод анализа размерностей. В процессе исследования выявлено, что скорость процесса сушки , зависит от плотности теплового потока Ер, Вт/м2 или в ос-

новных единицах измерения СИ — кг-с"3, зависящей от истиной плотности продукта р, кг/м3 и кратности пены Д м3/м\ плотности пенопродукта р/р, начальной концентрации сн, кг/кг, условной толщины слоя Л, м, длины волны излучения А, м, давления окружающей среды (давление в камере) Р, Па, текущей концентрации с, кг/кг. Зависимость с1]¥1с1т от влияющих факторов традиционно можно представить в степенном виде: <№¡(1 т = а • Ех • ку • Я' • Р1 • (р/р)' • сня • с", где а, х, у, г, к, 1,т,п- безразмерные эмпирические коэффициенты. Подставив вместо величин их основные единицы измерения и приравнивая показатели степеней при одинаковых символах размерностей получаем систему уравнений, решая которую после группирования величин по показателям степеней получим критериальное уравнение в общем виде:

(ш-ч^гь^нш1™" —

которое для удобства математической обработки переведем в линейный вид прологарифмировав его: 1п Кцг = 1п а + х • 1п КЕ + у - 1п Кх + т • 1п Кс.

Статистическая обработка экспериментальных данных по изучению влияния основных факторов на изменение скорости сушки с учетом зависимости р и Р от с позволила получить эмпирические коэффициенты критериального уравнения кинетики обезвоживания: а = 7,387-Ю"6, х = 10,66989,у = -2,23, т = 11,089.

Используя критериальные уравнение можно получить зависимости скорости (кривые) сушки от текущей концентрации (влажности) при различных значениях варьируемых факторов в технологических границах обуславливающих протекание процесса и получения качественного продукта

В пятой главе «Рациональное конструирование аппарата на основе выбора рациональных тепломассообменных параметров процесса пеносушки экстракта корня солодки» на основе проведенного литературного анализа, выполненных экспериментов, выбранного метода вакуумной радиационной пеносушки и разработанных рациональных осциллирующих режимных параметров предложена модернизация конструкции промышленной сушильной установки. Одним из «узких мест» известной («Вакуумная пеносушилка», патент РФ №2112184) вертикально- дисковой вакуумной сушильной установки является устройство напыления вспененного продукта на рабочую поверхность, которое не позволяет осуществить равномерное нанесение и регулировку толщины слоя, при спонтанном самоиспарении продукта в вакууме. Предложено устройство нанесения пенослоя на поверхности дисков в виде ванны, в которую погружаются диски, а требуемая толщина слоя пены обеспечивается калибрующей щелью между ножами-съемниками и поверхностью диска Излишки пены стекают в ванну. Вспененный продукт подается к каждой рабочей поверхности диска по индивидуальной трубке.

Предложенное конструкторское решение не только обеспечивает надежную контролируемую работу сушильной установки, но и значительно упрощает конструкцию, ее обслуживание и ремонт. Разработана конструкторская документация опытного образца радиационной многодисковой вакуумной сушилки.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Определенные в работе пути совершенствования тепломассообмена позволяют обоснованно выбирать рациональные способ сушки и конструкции установки с учетом энергозатрат, экологической безопасности и требований к качеству продуктов.

2. Полученные уравнения зависимости теплофизических, гигроскопических, оптических и пеноструктурных характеристик ЭКС можно использовать в качестве справочных данных при проектировании тепломассообменных аппаратов и управлять процессами вакуумной сушки при объемном энергоподводе.

3. Рассчитанное распределение поглощенной энергии в тонком слое продукта на основе оптических свойств дает возможность реализовать феноменологическую математическую модель процесса вакуумной пеносушки при ИК-энергоподводе.

4. Анализ механизма внутреннего тепломассопереноса и влияния основных факторов на интенсивность влагоудаления позволили определить рациональные режимные параметры сушки ЭКС во вспененном состоянии (Р = 30 - 40 Topp; (нач ■= 25 - 30°С; 1=1 мм; Ер=1,52 кВт/м2 при облучении лампами КГ-220-1000 при U = 120 В (Am** =1,5 мкм), а также получить осциллирующие рациональные режимы, при которых съем сухого продукта может достигать 25 кг/м2-ч и критериальное уравнение скорости сушки ЭКС на основе позонной аппроксимации кинетических кривых обезвоживания и предложить конструкторские решения сушилок для ЭКС.

5. Расчет температурных полей путем реализации модели тепломассообмена при вакуумной пеносушке ЭКС и ее программного обеспечения позволяет контролировать температурные режимы обезвоживания.

6. Разработанные и обоснованные рациональные схемы и режимные параметры процессов вспенивания и инфракрасной сушки ЭКС при комбинации с кондукгивным энергоподводом позволяют сократить время влагоудаления при «бережных» режимах сушки для обеспечения необходимых качественных показателей лечебно-профилактического сухого ЭКС.

7. Анализ результатов работы на ЗАО «Астраханский пектин», ООО «Биотехсинтез» и ООО НПП «Вулкан» подтвердили актуальность работы и экономическую целесообразность внедрения ее результатов.

Результаты работы и данные рекомендации могут быть использованы при создании, совершенствовании и интенсификации прогрессивных технологических процессов и высокоэффективных промышленных установок для пищевой, фармацевтической и смежных с ними отраслей промышленности.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Хайбулов P.A. Исследование гидродинамических характеристик контактного устройства массообменного аппарата с направленным вводом газа // Вестник АГТУ. 2004. № 1 (20). С. 231-239. По списку ВАК.

2. Хайбулов P.A., Голубятниюова М.В. Анализ механизма тепломассопереноса при оптимизации процесса сушки экстракта корня солодки // Вестник АГТУ. 2005. № 2 (25). С. 278 - 283. По списку ВАК.

3. Алексанян И.Ю., Синяк C.B., Хайбулов РА. Механизм тепломассопереноса и кинетика сушки гранулированных кормовых продуктов // Вестник АГТУ. 2006. № 2 (31). С. 138-144. По списку ВАК.

4. Алексанян И.Ю., Хайбулов P.A. Влияние направленного ввода газа на гидродинамические характеристики массообменного аппарата // Вестник Атыраусского института нефти и газа. 2004. № 5. С. 89-94.

5. Хайбулов P.A., Мельников М.Н., Ревина A.B. Исследование теппофизических характеристик растительных продуктов и их экстрактов для разработки способа сушки в нативном и вспененном состоянии / Материалы IV Международной конференции «Повышение эффективности теплообменных процессов и систем». Вологда: ВолГТУ, 2004. С. 113-116.

6. Алексанян И.Ю., Синяк C.B., Хайбулов P.A. Методика и программное обеспечение для прогнозирования и получения осциллирующих рациональных режимов сушки растительных продуктов и их экстрактов во вспененном и псевдоожиженном состоянии / Там же. С. 335-337.

7. Максименко Ю.А., Алексанян И.Ю., Хайбулов P.A. Анализ основных термодинамических закономерностей взаимодействия с водой и теплофизических характеристик растительных экстрактов и продуктов микробиологического синтеза / Материалы Международной конференции «Современные проблемы производства продуктов питания». Барнаул: АлтГТУ, 2004. С. 119-125.

8. Хайбулов P.A., Синяк C.B. Оптимизация процесса сушки экстракта корня солодки / Материалы II Международной научно — технической конференции «Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленности». 4.2. Воронеж: ВГТА,

2004. С. 364-365.

9. Максименко Ю.А., Хайбулов P.A., Азизова Г.У. Термодинамика внутреннего мас-сопереноса при взаимодействии продуктов микробиологического синтеза с водой / Материалы II Всероссийской научно - технической конференции — выставки с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации». Москва: МГУ пищевых производств, 2004. С. 71-76.

10. Хайбулов P.A., Мельников М.Н. Исследование свойств растительных экстрактов, в частности, корня солодки, как объектов сушки / Там же. С. 81-86.

11. Максименко Ю.А., Синяк C.B., Хайбулов P.A. Механизм внутреннего тепломас-сопереноса на основе экспериментально-аналитического изучения аномальной кинетики обезвоживания для продуктов животного и растительного происхождения / Труды Второй Международной научно-практической конференции «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и тепловые процессы)». Москва: МЭИ,

2005. Т. 1.С. 301-303.

12. Максименко Ю.А., Синяк C.B., Хайбулов P.A. Механизм и аномальные термодинамические особенности статического взаимодействия пищевых продуктов с водой / Труды Второй Международной научно-практической конференции «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и тепловые процессы)». Москва: МЭИ, 2005. Т. 2. С. 110-113.

13. Алексанян И.Ю., Хайбулов P.A. Совершенствование технологии сухих растительных экстрактов на основе корня солодки / Материалы Московской международной конференции «Биотехнология и медицина». Москва: ЗАО «Экспо-биохим-технология», РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2006. С. 288-289.

Типография ФГОУ ВПО АГТУ 414025 г. Астрахань, ул. Татищева, 16. Тираж 100 экземпляров. Заказ № 857. Подписано в печать 18.11.2006.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОИЗВОДСIВА И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКС I РАК ГА КОРНЯ СОЛОДКИ И ПУТИ COBEPIIIEHCIВОВАНИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕНА 11А OCIЮВЕ AI IАЛИЗА Cl ЮСОБОВ

НИЗКОТЕМПЕРАТУР1ЮЙ ВЫСОКОИ111 El 1СИВНОЙ СУШКИ

1.1 11ерспективы производства и испол I» ювания лечебно-профилактическо1 о экстракта корня солодки

1.2 Описание традиционной 1ехноло1ии концентрированно1 о и сухого экстракта корня солодки

1.3 Выбор рациональной схемы и конструкций обезвоживания экстракта корня солодки, а также рациональных методов вспенивания и нанесения экстракта корня солодки на рабочую поверхнос i ь сушилки

ГЛАВА

АНАЛИЗ IЕРМОДИ11АМИЧЕСКИХ 3AK01I0MEPH0CI ЕЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭКСТРАКТА КОРНЯ СОЛОДКИ С ВОДОЙ НА ОСНОВЕ ИЗУЧЕ11ИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ, 'ГЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ

И 0111ИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

2.1 Обоснование инфракрасно1 о энергоподвода в процессе с>шки

2.2 Сфуктурно-механические и 1еилофизические чараю ерис i ики экстракта корня солодки

2.3 Анали 5 термодинамики взаимодействия экстракта корня солодки с водой на основе изучения гироскопических характеристик

ГЛАВА

МЕХАНИЗМ ВНУТРЕННЕГО ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ КРИВЫХ СУШКИ

3.1 Кинетика вакуумной пеносушки при инфракрасном энергоподводе экстракта корня солодки

3.2 Зависимое I ь эффеюпвности сушки ог основных факторов

ГЛАВА

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВАКУУМНОЙ ПЕНОСУШКИ ЭКСТРАКТА КОРНЯ СОЛОДКИ ДЛЯ РАСЧЕ ГА I ЮЛЕЙ ТЕМПЕРА IУР И ОСЦИЛЛИРУЮЩИХ РЕЖИМОВ. ОБОБЩЕННАЯ ЗАВИСИМОС ГЬ СКОРОСIИ

ОБЕЗВОЖИВАНИЯ О Г ВЛИЯЮЩИХ ФАКТОРОВ

4.1 Моделирование процесса вакуумной пеносушки экстракта корня солодки дчя расчета полей температур

4.2 Разработка осциллирующих режимов сушки растительных экстрактов

4.3 Зависимость скорое I и вакуумной сушки во вспененном состоянии при инфракрасном энергоподводе в обобщенных координатах от влияющих факюров

ГЛАВА

КОНСIРУИРОВАНИЕ АППАРАТА НА ОСНОВЕ ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНЫХ 1ЕПЛОМАССООБМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ

ПРОЦЕССА ПЕ1ЮСУШКИ ЭКС I РАК l'A KOPI1Я СОЛОДКИ

Сегодня актуальны разработки, направленные на создание продукюв пшания лечебно-профилактического назначения. Экологическая обстановка в мире диктуег необходимое^ использования в питании населения продуюов с защишыми свойствами, в частности для Астраханской области, в связи с наличием ООО «Асфаханыазпром», крупнейшего в России нефте- и газоперерабатывающею и добывающею производственного комплекса, большого числа строительных и химических предприятий резко >худшилась экологическая обстановка в регионе и г. Астрахани. Поэтому проведение и внедрение исследований, направленных на охрану и укрепление здоровья населения, и рациональное использование природных ресурсов предс1авляе1 научный и практический интерес.

Одним из растигельных продуктов, обладающих лечебными свойавами, является лакричный корень (солодки), являющийся нетрадиционным источником витаминов, минеральных веществ и биологически активных соединений, создание безо1ходной технологи коюрого актуально для РФ, где ею массовое производство не налажено. Корень солодки, а также технология качественных пищевых и лечебно-профилаюических продуктов на его основе мало изучены и требую i комплексных исследований по разработке рациональных способов производства mтвой продукции и полуфабрикате (пищевых добавок и премиксов), а также использование при этом рационально! о технологического оборудования.

Промышленные внедрения и надежное функционирование линий переработки нетрадиционных продуктов сдерживается отсутствием исследований по оптимизации тхнолошческих процессов на отдельных стадиях, гаких как экстрагирование, концентрирование и сушка. Традиционные методы обезвоживания, при сушке экстрактов, подобных экстракту корня солодки, не могут бьпь использованы ввиду значительной сорбционной способности сухих растительных жараюов, специфики их химического состава, относительно большой влажности, а ыкже особенностей механизма внутреннего гепломассопереноса. Все это ставит задачу поиска новых методов сушки, позволяющих повысить эффективность проведения процесса обезвоживания и получения конечною продукта высокого качества.

ГЛАВА 1

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОИЗВОДСТВА И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКСТРАКТА КОРНЯ СОЛОДКИ И ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕНА НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА СПОСОБОВ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ВЫСОКОИНТЕНСИВНОЙ СУШКИ

1.1 Перспективы производства и использования лечебно-профилактическою экстракта корня солодки

В Российской Федерации, и, в основном, в Астраханской, Самарской и Саратовской облает, произрас1ае1 несколько видов солодки промышленных видов - солодка кшя и солодка уральская. Кроме того, солодка уральская распространена в восточных и южных облас1ях Казахе iaiia, Киргизии, а также в южных степных районах Западной и Восючной Сибири. В 80-х годах XIX века американские и ашлийские фирмы поароили несколько заводов на Северном Кавказе и в Азербайджане по закмовке корней солодковою корня. В начале XX века стали осваивайся заросли солодки в Средней Азии. Немецкие фирмы обосновались в Уральске, 1ам был иоароен завод, заюшвливакмций и перерабатывающий солодку в бассейне реки Урал. Известно, что в отдельные годы вывоз сухою солодковою корня из России дос i шал 28 ¡ысяч юнн. После революции была создана 01ечес1венная солодковая промышленное^. В настящее время в i. Чарджоу (Туркмения) функционирует аграрпо - промышленное объединение «Сокшакрица».

Солодка относится к числу весьма немногочисленных pacieimñ, сладкий вкус коюрых обусловлен присутствием веществ, не являющихся сахарами. В солодковом корне л о соли мицирризиновой кислоты - гликозида, состоящего из глициррешновой кислош и двух молекул глюкуроновой кислоты. В корне солодки имеется и другая крупная ipymia фармакологически активных соединений -флавоноиды, а также глюкоза, сахароза, ценные полисахариды и ряд других веществ. Терапевтический эффект оказывает как весь комплекс извлеченных вещее i в (эксфакт, сироп и другие галеновые препараты), так и отдельно выделенные глицирризиновая кислота и флавоноиды. Входящая в состав ыицирришновой кислоты глицирретиновая кислош по своей структуре имее! некоторое сходсто с мюкоршкоидными юрмонами. Благодаря этой особенности преиарапл глицирризиновой кисло 1ы нормализуют солевой обмен и обладают про1ивовосиали1ельным дейсгвием. Кроме ют, ыицирризиновая кислота -синер1ис1 коршкоидных гормонов, она усиливает и пролонгирует их действие. Наличие в молекуле глицирризиновой кислоты двух связанных между собой глюкуроновых кислот обусловливает ее ант идогное действие, которое значительно выше действия глюкуроновой кислош, выделяемой печенью для обезвреживания (связывания) вредных для организма вегцесгв. Глицирризиновая кислот обладает выраженным антиаллергическим дейсгвием, поскольку является антагонистом ацегилхолина, гисгамина и других веществ, выделяющихся в организме в процессе рлзвигия аллергических реакций.

В настоящее время, в качесгве самостоятельных препаратов из солодкового корня промышленность выпускает флавоноидные препарагы, которые применяют как противовоспалительное, спазмолитическое и антисекреторное средство при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки и гастритах. При этом препараты на основе корня солодки содержат кверцетин, пектин и натрий-карбокси-мегилцеллкшну, которые даю1 капилляроукреиляющий эффект. Галеновые препараты солодковой) корня, равно как и сам корень, находят повседневное применение, главным образом в качестве отхаркивающих и смягчительных средств при катаральных заболеваниях дыхательных путей. Измельченные корни входяI в сосгав трудных, желудочных (послабляющих), мочегонных сборов. Несмотря на, казалось бы, широкое применение солодки в медицине, ее возможности для создания ценных лекарственных препаратов еще далеко не исчерпаны. В насюягцее время отечественные ученые активно ведут исследования, направленные на расширение номенклатуры лекарственных форм на основе глицирризиновой и глициррешновой кислот (мазей, линименюв, аэрозолей). Особо стоит вопрос об использовании надземной час г и (травы) солодки в качестве источника новых лекарственных средств.

В таблице 1.1.1 приведен химический состав корня солодки [112].

Таблица 1.1.1

Химический соаав корня солодки

Наименование вещества Содержание в %

Экстракшвные вещества 22,8 44,1

Глицирризиновая кислота сырая 7,3 23,6

Глицирризиновая кислога чисгая 3,6 11,8

Глюкоза 0,6 15,2

Сахароза 0,3.11,0

Клетчатка 9,7.28,2

Крахмал До 34

Аскорбиновая кислота 11,0 .31,2

Эфирное масло 0,03

Аскаратин 1,0 4,0

Смолисгые вещества 1,75.4,12

Белковые вещества 6,18 .10,13

Горечь, не растворимая в воде 3,0 3,6

Горечь, распюримая в воде 1,8 4,0

Зола 4,9 .9,7

Ареал солодки юлой сокращаем, она включена в Красную книгу некоторых государств. Рекомендовано упорядочив заготовки солодки и ввести ее в культуру. Восстановление сырьевой базы солодки возможно двумя путями: окультуриванием дикорастущих зарослей (удалением из них деревьев и кусгарников, дерновин крупное 1ебельных злаков и посадкой солодки) и повышением гаким образом их продуктивности; расширением промышленных плантаций.

В РФ из солодкового корня пол>чены следующие лекареIвенные препараты направленною действия: на основе глицирризиновой кислош - глицирам (для лечения бронхиальной астмы, аллергических дерматитов, экземы и др>ги\ заболеваний), на основе флавоноидов - ликвириюн и флакарбин (для лечения язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки).

В современной спортивной практике при посюянно возрасгающих объемах и ишенсивноеш фенировочных и соревновательных нагрузок как никогда осфо сюит проблема поиска мягко действ)ющих природных адаптогенов, способных повысшь физические возможности организма атлета и обеспечить адекватный уровень ею нсихонервной активности, при этом - не относящихся к категории допинговых средств. Между тем, свойства солодки как возможного адаптогена практически не исследованы.

Солодковый корень широко применяется в различных отраслях промышленности. В пищевой промышленности - прежде всего в производстве пива, кваса, винно-водочных изделий, бальзамов и др., добавляется к чаям с целью улучшения вк>са. Основу концентрата для приготовления алкогольных бальзамов и необходимою продукта, создающего пенистость пива, составляют концентрированные экстракты, получаемые из корней солодки. Поэтому солодковый корень на мировом рынке пользуется большим спросом. Солодка широко применяется для дубления кожи, изготовления туши, чернил, акварельных красок, для улучшения качества сиг аре I.

Способность эксгракгов солодки образовывать пену широко применяется в металл) ргии в процессе .электролиза цветных металлов. На поверхности электролизных ванн в пене солодки полностью осаждаются ядовитые нары серной кислоты и сернокислого цинка. Этот доступный и дешевый способ надежно защищает здоровье рабочих, микроклимат внутри десятков производственных цехов и, следовательно, предупреждает возникновение ряда профессиональных заболеваний. Солодка является ценным кормовым и силосным растением. В ее листьях содержится 5,8% жира (на сухой вес), 6 - 10% белка, а содержание протеина на 10 - 15%) больше, чем в люцерне. Корни солодки из-за наличия эстрогенов сложат стимулятором мясной и молочной продукции.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Определенные в работе пути совершенствования тепломассообмена позволяю! обоснованно выбирать рациональные способ сушки и конструкции установки с учетом энергозатрат экологической безопасности и требований к качеству продуктов.

2. Полученные уравнения зависимости теплофизических, гигроскопических, оптических и пенострук!урных характеристик ЭКС можно использовать в качестве справочных данных при проектировании 1епломассообмепных аппаратов и управлять процессами вакуумной сушки при объемном шергонодводе.

3. Рассчитанное распределение поьчощенной энергии в тонком слое продукта на основе оптических свойств дает возможность реализовать феноменологическую матемашческую модель процесса вакуумной пеносушки ири ИК-энергоподводе.

4. Анализ механизма внутреннею 1епломассопереноса и влияния основных факюров на интенсивность влагоудаления позволили определить рациональные режимные параметры сушки ЭКС во вспененном состоянии (Р = 30 - 40 Topp; tmH -25 - 30°С; /= 1 мм; £/;=1,52 кВт/м2 при облучении лампами КГ-220-1000 при ¿У = 120 В (Ятах = 1,5 мкм), а также получить осциллирующие рациональные режимы, при которых съем сухого продукта может достигать 25 кг/м2-ч и критериальное уравнение скорости сушки ЭКС на основе позонной аппроксимации кинетических кривых обезвоживания и предложить конструкторские решения сушилок для ЭКС.

5. Расчет температурных полей путем реализации модели тепломассообмена при вакуумной пеносушке ЭКС и ее программного обеспечения позволяет контролировать температурные режимы обезвоживания.

6. Разработанные и обоснованные рациональные схемы и режимные параметры процессов вспенивания и инфракрасной сушки ЭКС при комбинации с кондуктивным энер1 оподводом позволяют сократить время влагоудаления при «бережных» режимах сушки для обеспечения необходимых качественных показателей лечебно-профилактического сухого ЭКС.

7. Анализ результатов работы на ЗАО «Астраханский пектин», ООО «Биотехсинтез» и ООО НИИ «Вулкан» подтвердили актуальность работы и экономическую целесообразность внедрения ее результатов.

Резулыаш рабо1ы и данные рекомендации могут быть использованы при создании, совершенствовании и интенсификации прогрессивных технологических процессов и высокоэффективных промышленных установок для пищевой, фармацевтической и смежных с ними отраслей промышленности.

1. Авраменко В.Н. и др. Инфракрасные спектры пищевых продуктов /В.П.Авраменко, Н.П.Псельсон, А.А.Заика. М.: Пищевая промышленное 1Ь, 1974.- 174 с.

2. Алексанян И.Ю. Матемашческое моделирование процессов высокоинтенсивнои вакуумной сушки пищевых биополимерных систем при ИК-энергоподводе./ Ма1ериалы Международной п. техн. конференции, посвященной 70-летию КГТУ. ч 4.- Калининград, 2000г, с.46-47.

3. Алексанян И.Ю. Методика определения массо- и влагообменных объемных характеристик на основе кривых сушки // Материалы Международной научно технической конференции, посвященной 70-летию КГТУ. ч 4.-Калининград, 2000., с.59-60.

4. Алексанян И.Ю. Методика определения массо- и влаюобменных харак1ерисшк различных пищевых продуктов // Материалы Международной н. техн. конференции, посвященной 70-летию АГТУ, т. 2.- Астрахань, 20001. с. 322-324.

5. Алексанян И.Ю. Совершенствование процессов сушки сухих рыбных гидролизатов в технологии белковых концентратов.// Диссертация на соискание ученой С1епени кандидата технических наук. /МГИММП. Москва 1988г, ДСП.

6. Алексанян И.Ю. Сравнительный анализ конечных продуктов полученных различными способами сушки./ Международная научная конференция "Прогрессивные пищевые 1ехноло1ии третьему нлсячелешю"/ ¡езисы докладов, Кубанский Г ГУ.- Краснодар, 2000г.,с. 193-194.

7. Алексанян И.Ю. Теплофизические свойства растворов и пен рыбных гидролизаюв// Процессы, аппараты и машины пищевой технологии: Межвуз. сб. науч. тр. С.-Петербургской ГАХПТ. СПб., 1999. С. 173-179.

8. Алексанян И.Ю., Буйнов A.A. Высокоинтенсивная сушка пищевых продуктов. Пеносушка. Теория. Практика. Моделирование. -Астрахань: АГ1 У, 2005.304 с.

9. Алексанян И.Ю., Буйнов A.A., Кромский Е.Д. «Вакуумная пеносушилка». naieHi РФ №2112184. БИ №15,27.05.98

10. Алексанян И.Ю., Буйнов A.A., Сергеев А.II. Анализ кривых екоросж ИК-вакуумной сушки продукта энтрального питания жпа "ОВОЛАКТ"./ Ма1ериалы Международной н. техн. конференции, посвященной 70-летию КГТУ. ч 4.- Калининград, 2000, с.60-62.

11. Алексанян И.Ю., Давидюк В.В., Артемьева II.II Новые направления в процессах сушки пищевых биополимерных систем./ 41-я н. iexH. конф. профессорско-преподавательского состава: Тезисы докладов - Астрахань., АГТУ, 1997., с.144-145

12. Алексанян И.Ю., Давидюк В.В., Артемьева H.H. Новые технологи сухихкормов животного и растительного происхождения./ Изв. Вузов «Пищевая техноло! ия» №2 Краснодар., 1998г.,с.38-40

13. Алексанян И.Ю., Давидюк В.В., Артемьева H.H. Перспективные технологии сухих продуктов животно!о и растительного происхождения./ XLII научная конференция профессорско преподавательского состава. - Астрахань., АПУ., 1998г, с.157-158.

14. Алексанян И.Ю., Давидюк В.В., Саипова Л. Х.-А. Ошимизация режимов вакуумной пеносушки сухих моющих средств на основе белковых гидролизагов // Вестник АГГУ. Науч. журнал. -Астрахань, 2005. №2. С. 292296.

15. Алексанян И.К)., Давидюк В.В., Сертеев А.Н. Влияние варьируемых факюров на эффективность сушки./ Между народная н. конференция "Прогрессивные пищевые технолотии третьему тысячелетию"/ тезисы докладов, Кубанский Г1 У.- Краснодар, 2000i., с. 191-192.

16. Алексанян И.Ю., Райкова Е.Ф. Многомерный статистический анализ экспериментальных исследований процессов сушки продуктов животного и растительного происхождения./ Вестник АГГУ. сборник науч. трудов. Механика. Астрахань., 2000. - с.214-218.

17. Алексанян И.Ю., Райкова Е.Ф., Математическое моделирование процессов сушки продуктов животного и растительного происхождения./ Материалы 3-ей Международной научно технической конференции «Пища, эколотия, человек». М.: МГУПБ., 1999т., с. 135.

18. Калининград.-1999г., с.37.

19. Алексанян И.Ю., Хайбулов P.A. Влияние направленного ввода 1аза на гидродинамические характеристики массообменного аппарата// Вестник АИПиГ. Атырау. 2004. № 5. С. 89-94.

20. Алексанян НЛО., Хайбулов P.A., Голубятникова М.В. Анализ механизма 1епломассопереноса при оптимизации процесса сушки экстракта корня солодки// Вестник АПУ. Научный журнал. № 2 , Астрахань, 2005 г. 278 -283 с.

21. Аминов Э.Ш. Интенсификация и исследование процесса пеносушки пастообразных продуктов при комбинированном энергоподводе: Автореф. дис. канд. тех. наук. М., 1986. 25 с.

22. Аминова A.C. и др. Некоторые закономерности кинетики конвективной пеносушки /Аминова A.C., Меребешвили А.К., Османов С.Г. // Известия вузов СССР. Пищевая 1ечнология.-1980 -№6 с. 158-140.

23. Аминова Э.Ш. Интенсификация и исследование процесса пеносушки пастообразных продуктов при комбинированном энергоподводе: Автореф. дис. канд. iex. наук. М., 1986 - 25 е., ДСП.

24. Биохимическая термодинамика /Под ред. М.Джоунса: пер. с англ. М: Мир, 1982.440 с.

25. Бородин В.А. и др. Влияние системы сгущения на процесс распылительной пеносушки обезжиренного молока //Известия вузов СССР. Пищевая технология 1980. - № 4 - с. 109-115.

26. Бородин В.Л., Пономарева И.Л. Пеноеушка молока и перспективы ее развишя. Молочная промышленность, №9, 1969. С. 33-37.

27. Буйнов A.A. и др. Гироскопические свойс1ва рыбных белковых гидролизаюв, высушенных во вспененном сосюянии / Буйнов A.A., Гип i6ypi A.C., Сыроедов В.И.// Извесшя вузов СССР. Пищевая технология. -1977. № 5. - С.87-90.

28. Буйнов A.A. Исследование процессов пеносушки рыбных пищевых идролизатов: Авюреф. дис. канд.техн. наук, М, 1977. - 29 с, ДСП.

29. Бурсиан A.A., Хорошая Э.И., Ковалевский А.П., Рысин А.П. Сушка жидких пищевых продуктов во вспененном состоянии, ЦНИИ 1 ЭИПищепром, №3, 1976. 11 с.

30. Вода в пищевых продукшх// Под ред. Р.Б.Дакуорм: пер. с англ. М.: Пищевая промышленность - 1980 - 575 с.

31. Воловик П.П., Вербицкий Б.И., Луцик Ю.П. Инфракрасная сушилка для плодов и овощей./ Всесоюзная н.-техн. конф. «Элекфофизические методы обработки пищевых продуктов и с.-х. Сырья. М.: 1989. - с.393-394.

32. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии . М: Химия, 1976. - 512 с.

33. Гал С. Последние досшжения в обласш методов определения изотерм сорбции // Дакуорт Р.Б., Гал С. Вода в пищевых продуктах: Пер. с аник М; Пищевая промышленность, 1980. С.110-125.

34. Гамрекели М.Н. Парамефические условия энергосбережения при распыли 1ельной сушке. Известия вузов. Пищевая технолошя. Научно-¡ехнический журнал №1 (290), Краснодар, 2006. С. 74-79.

35. Гении С.А. Новая усмновка для пеносушки продуктов/ Консервная и овощесушильная промышленность. 1970. № 10.

36. Гинзбург A.C. и др. Теплофизические хараюеристики пищевых продукюв /A.C. Гинзбург, М.А. Громов, Г.И. Красовская. М.: Пищевая промышленное^, 1985, - 336 с.

37. Гинзбург A.C. и др. Спектральные характеристики генераюров излучения и облучаемых материалов/ A.C. Гинзбург, В.В. Красников, Н.Г. Селюков. Элекфогермия В.48.1965. С. 16-19

38. Гинзбург A.C. Инфракрасная техника в пищевой промышленности. -М.:

39. Пищевая промышленность, 1966. 408 с.

40. Гинзбург A.C. Основы 1еории и техники сушки пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1975 - 527 с.

41. Гинзбург A.C. Расчет и проектирование сушильных установок пищевой промышленности. М.: Агропромиздат, 1985. 336 с.

42. Гинзбург A.C. Савина И.М. Массовлагообменные характеристики пищевых продуктов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 280 с.

43. Глинка Н, Робинзон А. Влажность и её определение// Хранение зерна и зерновых продуктов, М.: Изд-во ин. лит-ры, 1956

44. Грановский Р.Я. Сушка жидких и полужидких пищевых продуктов во вспененном состоянии// Сб. 1рудов ЦНИИ ГИПищепром, 1976.ЖЗ. С. 136-138.

45. Грачев IO.II. Математические методы планирования экспериментов. М: Пищевая промышленность, 1973. - 200 с.

46. Гусынина П.Т. Исследование влияния режимов производства сухого карюфельною пюре методом иеносушки на качество продукта: Автореф. дис. канд. техн. наук М., 1972.- 24 с.

47. Давидюк В. В., Саипова Л. Х.-А., Остапенко А.Д. Ошические и терморадиационные характеристики упаренною моющего раствора и ею иен // Вестник АГТУ. Науч. журнал. -Астрахань, 2006. №2. С. 182-185.

48. Долинский А. А. и др. Кинетика и технология сушки распылением. Киев: Наук, думка, 1987.

49. Долинский А. А. Иваницкий Г. К. Оптимизация процессов распылительной сушки. -Киев: Наук, думка, 1984. 104 с.

50. Жигопецкая Б.Г., Залецкий B.II. Производство сухих пенонродуктов из овощей и фрукюв. / ЦНИИТЭИпищпром М.: 1975.

51. Золоюкопова С.В., Иалагина И.А., Балашова H.H. Теоретические представления о химических превращениях липидов. Известия вузов.

52. Пищевая технолшия. Научно-технический журнал №1 (290), Краснодар, 2006. С. 21-23.

53. Иванец Г.П., Сфоева Е.В., Свежина H.A. Пенообразующие свойства молока при обработке ею в роюрно-пульсационном аппарате. Известия вузов. Пищевая 1ехнология. Научно-1ехнический журнал №1 (290), Краснодар, 2006. С. 72-73.

54. ИК сушка - перспектива развишя сушильной отрасли/Клямкин Н.К.//Техн. и оборуд. Для села.-1999.- с. 20-21. - Рус.

55. Ильина С.А., Фокин В.М. Экспериментальное определение коэффициента температуропроводности овощей методом упорядоченного тепловою режима. Известия вузов. Пищевая технология. Паучшыехнический журнал №2-3 (291-292), Краснодар, 2006. С. 102.

56. Ильясов С. Г., Красников В. В. В кн.: Тепломассообмен — ММФ. Минск: И1МО, 1988, с. 52—54.

57. Ильясов С.Г., Красников В.В. Физические основы инфракрасного облучения пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1978. 359 с.

58. Исследование возможностей проведения процесса сушки в кипящем слое инертного материала и ¡рануляции сушкой гидролизатов и питательных сред. Отчет о ПИР / МИХМ: Ляндрес С.Э., Вологодский А.Б., На1убнов Б.В. М„ 1973.

59. Исследование процесса сушки некоюрых жидких пищевых продуктов и белкового гидролизаiа в вибро-кипящем слое инертного зернисюго материала. 01чет о НИР III 93449 / ВНИЭКИПродмаш. Рысин А.П. 1982.

60. Исследование тепломаесопереноса при сушке и термообрабо1ке капиллярно-пористых материалов. Сборник научных трудов. -Минск: ИТМО, 1985.243 с.

61. Каргин В.А. Структура и механические свойства полимеров. М.: Наука, 1979.-449 с.

62. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппаратЕл химической технологи. М. «Химия», 1971.783 с.

63. Кей Р. Б. Введение в технологию промышленной сушки. Минск: Наука и техника, 1983.

64. Корнюхин И.П. Условия сорбниониого равновесия и их анализ / Инженерно-физический журнал 1979. -т.37 - № 3 - с.456-464.

65. Корягин A.A., Филин В.Я. Новая сушильная техника. -М.: ЦИПТИХимнефгемаш, 1983. 44 с.

66. Кельцев И.В. Основы адсорбционной 1ехники.- М.: Химия, 1976.-511с.

67. Киселев A.B., Дрсвина В.П. Экспериментальные методы в адсорбции молекулярной хроматографии. М.: МГУ, 1979. - 447 с.

68. Кузнецов B.C. Исследование особенностей ценообразования и сушки молочной сыворо1ки во вспененном состоянии с целыо разработки соответствующего оборудования. Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: 1979.

69. Лебедев П. Д. Расчет и проектирование сушильных установок. -М.: Госэнергоиздат, 1963. 320 с.

70. Лебедев II.Д. Геплообмениые, сушильные и холодильные установки. Гепломассообменные и холодильные установки. М.: Энергия, 1972. 320 с.

71. Лебедев П.Д. Высокотемпературная сушка материалов под действием внутреннею фадиента давлений пара./ Груды МЭИ.-вып.ЗОЛ 958.-е 169-178

72. Лебедев П. Д., Перельман 'Г. Л. Тепло- и массообмен в процессах сублимации в вакууме. М.: Энергия, 1973.

73. Лебедев П. Д., Щукин A.A. Промышленная теплотехника. M.-JI. Госэнергоиздат, 1956. 384 с.

74. Лыков A.B. Теория сушки.-М.: Энергия, 1968. 471 с.

75. Лыков A.B. Тепломассобмен. М.¡Энергия, 1978 478 с.

76. Лыков М.В., Леончик Б.И. Распылительные сушилки М:, Машиностроение. 1966-330 с.

77. Майер Р.Г., Ульянова А.Д. Технология производства сыпучего белково-жирового концентрата. -М.: ЦПИИЧ ЭИ Минхлебопродуктов СССР, 1986. 44 с.

78. Микитянский В.В., Саипова JI. Х.-А., Давидюк В.В. Плотность растворов и пен моющих средс1в на основе белковых гидролизатов// Труды Грозненского государственного нефтяного института им. акад. М.Д. Миллиошцикова. Вып. 5.-Грозный, 2005. С. 201-203.

79. Муипаев В. И., Ульянов В. М. Сушка дисперсных материалов. -М.: Химия, 1988.376 с.

80. Неволин Ф.В. Химия и технология сишешческих моющих средств. -М.: Пищ. пром., 1984. 369 с.

81. Никель С.А., Шишацкий Ю.И. Моделирование кинстики вакуумной сушки в период внутреннею испарения// Вестник ВГТУ. Сер. Энергетика. Воронеж, 2003. Вып. 7.3. С. 127-129.

82. Никшенко H.H., Снежкин Ю.Ф., Сороковая H.H. Динамика процессов тепломассопереноса, фазовых превращений и усадки при обезвоживании коллоидных капиллярно-пористых материалов// Пром. 1еплотехника. 2003. Т.25 №3. С. 56-66.

83. Никишна JI.M. Термодинамические параметры и коэффициенты массопереноса во влажных материалах. -М.: Энер1ия, 1968., 500 с.

84. Новосельцев Э.А., Писаренко В.А. Установка для сушки жидко-вязких магериалов. Патент РФ №2029206 6 F 26 В 3/347 1992 г.

85. Ойгенблик А. А. Соловьева Т. А., Жшанова 3. М. и др. Инф. бюл. по хим. пром-сти СЭВ, 1988, № 4, с. 22—28.

86. Османов С.Г. Повышение эффекшвности процессов ценообразования и сушки пищевых экстракюв: Автореф. дис. канд. 1ехн. наук. М., 1983 - 23, ДСП.

87. Остроумова T.JI., Просеков А.Ю. Закономерности формирования молочной пены в присутствии лактозы. Известия вузов. Пищевая технология. 11аучно-технический журнал №1 (290), Краснодар, 2006. С. 73-74.

88. Оно С., Кандо С. Молекулярная теория поверхностного натжения в жидкостях. -М.: Иностранная лшература, 1963.205 с.

89. Османов С.Г. Повышение эффективности процессов ценообразования и сушки пищевых экстрактов: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1983 - 23, ДСП.

90. Павлов К.Ф., Романков П.П, Носков A.A. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической tcxiio.ioihh. JI. «Химия», 1987. 575 с.

91. Палаг ина H.A. Индикаторный рефрактометрический метод определения количества гидратационной воды. Астрахань: АТИРПиХ, 1985. 19 с.

92. Палагина И.А. Дисперсные системы в биосфере. Астрахань: АГУ, 2003. 130 с.

93. Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества: Справочник / Под ред. A.A. Абрамзона, Е.Д. Щукина. -JI.: Химия, 1989. 392 с.

94. Резенкова О.В. Изучение влияния экстракта Солодки голой на процессы адашации оришизма. Авюреферат диссертации. Ставропольский государственный университет. Ставрополь, 2003. 22 с.

95. Poiов И.А., Горбаюв A.B. Физические меюды обработки пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1974. 583 с.

96. Рогов И.А., Некрутман C.B. Сверхвысокочастотный и инфракрасный HaipeB пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1976. - 212 с.

97. Романков П. Г., Рашковская II. Б. Сушка во взвешенном состоянии. JI.: Химия, 1979. 268 с.

98. Сагайдак Г.А. Совершенствование технологии получения и применения экс фактов из расштельного сырья.// Диссертация на соискание ученой степени кандидата ехнических наук. Краснодар, 2004. 210 с.

99. Сажин Б.С., Сажин В.Б. Научные основы техники сушки. -М.: Наука, 1997.448 с.

100. Сборник основных рецептур сахаристых кондшерских изделий Сост. I I.C. 11авлова СПб: ГИОРД, 2000. - 232 е.: ил.

101. Смирнов М.С., Бабайцев В.А. и др. Влияние связывания влаги на процесс пеносушки пищевых продуктов,- Изв. Вузов. Пищ. Техноло1ия, 1983, №5.114. l'ai ер A.A. Физико-химия полимеров 3-е изд., перераб. и дон. - М: Химия, 1978.-544 с.

102. Техника и технология 1еиловой обработки пищевых продуктов. Сборник научных трудов. Выпуск 101 // Калининградский ¡ехнический институт рыбной промышленности и хозяйства, 1984. 117 с.

103. Технология пульсирующей микроволновой вакуумной сушки пищевых продукюв // Dry ing Technol. 1999. 17, №3. С. 395-412,-Англ.

104. Тихомиров B.K. Пены. Теория и практика их получения и разрушения. -М: Высш. школа, 1985. 544 с.

105. Тихонов А.И., Самарский A.A. Уравнения ма1емашческой физики. -М: Наука, 1966. 724 с.

106. Чечко В.А., Чечко Г.А., Горогоикий A.A. В сб.: Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции по дальнейшему совершенствованию теории, техники и технологии сушки. Ч. 4. Минск: 1981, с. 15-16.

107. Установка для непрерывной вакуумной сушки жидких и пастообразных продуктов: Пат. 2134855 Россия, МПК6 F 26 В 9/06/ №98106668/06; Заявл. 10.4.98; Опубл. 20.8.99, Бюл. №23.

108. Установка для исследования термодинамических характеристик пищевых продуктов./ Рогов H.A., Буйнов А.А, Кабанец H.H., Кулагин В.Н., Фатьянов C.B. Рациональное использование белка в мясной и молочной промьинленности. М., 1985. - С.5-14.

109. Федоров В.Г. Теплометрия в пищевой промышленности. -М: Пищевая промышленность, 1980. 298 с.

110. Хайбулов P.A. Исследование гидродинамических характеристик контактного устройства массообменного аппарата с направленным вводом Iаза//Вестник АГТУ. 2004.№ 1 (20). С. 231-239.

111. Хайбулов P.A., Голубя шикова М.В. Анализ механизма тепломассопереноса при оптимизации процесса сушки экстракта корня солодки // Вестник АГТУ. 2005. № 2 (25). С. 278 283.

112. Хайбулов P.A., Мельников М.Н., Ревина A.B. Исследование теплофизическич характеристик растительных продуктов и их экстрактов для разработки способа сушки в нативном и вспененном состоянии/ Материалы

113. Международной конференции «Повышение эффект ивносги 1еилообменных процессов и систем». Воло1да: ВолП У, 2004. С. 113-116.

114. Хайбулов P.A., Синяк C.B. Оптимизация процесса сушки экстракта корня солодки/ Материалы II Международной научно технической конференции «Про1рессивные 1ехноло1ии и оборудование для пищевой промышленности». Воронеж: ВГТА, 2004. 4.2. С. 364-365.

115. Хардман Г.Ш. Измерение активности воды. Критическая оценка меюдов // под ред. Р.Девиса, Г.Берча, К.Паркера: пер. с ашл. Пищевые продукты с промежуточной влажностью. М: Пищевая промышленность, 1980. 208 с.

116. Шарафутдинов X., Кожевников Г. К. Хим. и нефт. машиностр., 1980, № 6, с. 1-2.

117. Шаршов В.Н. Вакуумный способ сушки материалов и установка для его осуществления.//Ма1ериалы науч. конф. Воронеж, 1995i.- Воронеж, 1995.-с.136-138.

118. Швенк К.В. Белки из нетрадиционных источников для нашего питания. // Будущее науки: Международный ежегодник. М: Знание, 1983. - Вып. 16 -с.147-162.

119. Шохина В.Н., Афанасьев Г.А., Карков В.А., Мельников В.В. Инфракрасная сушка продукюв пшания //Гезисы междун. Науч. Коф. «Развитие научного академ. В.Н. Вавилова». Саратов. 1997г.- с.122-123.

120. Шохина В.II., Афанасьев Г.А., Карков В.А., Мельников В.В. Инфракрасная сушка продуктов пишния// Развише научною наследия академ. В.Н. Вавилова: Тезисы междунар. науч. коф. -Саратов, 1997. С. 122123.

121. Электрофизические, ошические и акустические характеристики пищевых продуктов. Справочник./ под ред. Ротва И.Л. М: «Ле1кая и пищевая промышленность», 1981. 288 с.

122. Aceto К.С., Sinnamon 1I.I„ Schoppet H.P., Eskew R.K. Contin-nons vacuum drying of whol milk Foam, «Jornal of Daily Science», v.45, №4, 1962.

123. Effect of supplementation with fish protein concentrate on protein and amino acid content of salt biscuit El-Bedawey A. EL-F. Zein G.N., El-Shevbinery A,MBawond F.M.A, «Kahring», 1986. 308, №1, p. 19-24.

124. Gampbell G.H, U,S.Patent; №1250427, 1917. Cibson Pani Wand ober Pritenclons foaming comositions and method to pripearing foamed proteinaclous produkts.-L.E.Stally Manufacturing C° Pat. USA № 4390450, MKI BOlx, 1983.

125. Ilanrahan F.P., Tamsma A., Fox K.K., Pallansch M,J., Production and properties of spray-dril whole milk foam, «Jornal of Dairy Science"; v» 45, №1,1962.

126. Harrison W. В., Hanson M. P. Microwave processing, materials. Symposium. Reno. 1988, p. 279—286.

127. Holden Г.Р., Aceto N.C. and E.P. Schoppet, Effects of viscosity and temperature on the foaming characteristics of concentrated whole milk, «Jomal of Dairy Sciense», v 47 №4, 1964.

128. Holdsworths S.D. Dehydration of food products. A reviw. «Journal of food 'Technology», v,6, №4, 1971.

129. Hujimoto Masuro, Takahashi Hiroshi. Производство порошкообразных пищевых продуктов с применением вакуумной сушилки непрерывного действия типа 'IS /Сейю Г'идзюцу Кэнкю Кайси. //Proc. ves. Soc. Jap. Sugar refin technology, 1991. 33 c.77-80.

130. Me. Laren A.D., Rowen J.W. Sorption of Water vapor by proteins and polymers: A. Review. Polymer Science, 1951, N0.7, p. 289-291.

131. Mogeus J. En sammenlignendl undcrs gels of mefoder til vandak-tivitelsmalind. A Comparative study of methods for water activity Measurement. -Nord. Veterinormed, 1978, 30, N0.10, p. 435-450.

132. Mordan A.I., Ciinnette L.F., Randall I.M., Graham R.P. Technique .for Improving Instants, «Food Engineering», N 9, 1959.

133. Rossi M., Pagliarini E., Peri C. Emulsifying aud roaming properties of sunflower protein derivatives: «Tebensm. Wiss Technol» 1985, v. 18, N 5, p.293-299.

134. Sigg Philipp, Koch Alex. Непрерывная вакуумная cyujKa//Chem. Technol. Eur, 1995. 2№3 c.32-34

135. Sinnamon H.I., Aceto N.S., Schoppet E.F. The development of vacuum Foam dried Whole milk. «Food Technology», v.25, N 12, 1971

136. Sugisawa Ко, Matsumura Yasushi, Taga Ka?umitsu: Frocus for drying foods under redaced pressure:.House Pood Industrial Co, Ltd. Nam. 4520574, USA.