Розробка режиму сушіння екстракту топінамбура в розпилювальній сушарці. Режимні та конструктивні параметри пристроїв для спалювання газу за кінетичним принципом. Теплофізичні характеристики концентрату екстракту за різних концентрацій та температур.
Аннотация к работе
Спроба промислового перероблення топінамбура на базі апаратурної схеми цукрового заводу з метою одержання цукрози у кристалічному вигляді показала недоцільність такої технології. Спроби перероблення топінамбура закінчувались одержанням концентрованого екстракту топінамбура. Враховуючи медичне спрямування продуктів з топінамбура - рослини, яка містить значну кількість амінокислот, актуальними є питання вивчення причин утворення нітрозамінів (НА) і розроблення технології одержання сухого екстракту топінамбура зі зменшеним вмістом канцерогенів і нітрозамінів. вивчити процеси утворення нітрозодіметиламіну під час теплового оброблення екстракту топінамбура у виробництві сухого екстракту на стадіях екстракції, концентрації та сушіння; визначені й досліджені основні фактори, які впливають на синтез НА в процесах: екстрагування - це температура і кислотність середовища; концентрації - температура випарювання; сушіння - концентрація окислів азоту та вуглецю в сушильному агенті;В результаті аналізу розвитку виробництва продуктів з топінамбура, показана економічна неефективність одержання фруктози в твердому вигляді шляхом концентрації за аналогією з цукровим виробництвом. Обґрунтовано метод сушіння розпиленням екстракту топінамбура і розглянуто його теоретичні основи.Результати дослідів, проведених з топінамбуром сорту “Інтерес” весняного копання 1994 р., свідчать, що інтенсивність накопичення НДМА під час екстрагування топінамбура зростає зі збільшенням концентрації сухих речовин в екстрагенті, що свідчить про нітрозування амінів і аміногруп під час переходу з клітин стружки топінамбура в розчин азотистої кислоти і продуктів її розкладання. Одночасно з подальшим нітрозуванням амінів, нітратів і продуктів їх перетворень під впливом підвищення температури концентрація НА в концентраті екстракту топінамбура зменшується. У процесі сушіння атмосферним повітрям без дозування оксидів азоту в сушильний агент відбувається утворення в екстракті топінамбура нітритів, нітратів і НДМА, що засвідчується поглинанням екстрактом атмосферного діоксиду азоту. Таким чином, визначальними факторами, що впливають на вміст НДМА в сухому екстракті топінамбура, є температура і кислотність середовища на стадії екстракції, температура випарювання під час концентрування екстракту, а під час сушіння - концентрування діоксиду азоту в сушильному агенті (рис. Під час сушіння екстракту топінамбура можна виділити пять етапів: 1) прогрівання розчину; 2) сушіння з постійною швидкістю (перший період); 3) утворення скоринки і перегрів екстракту (над шаром екстракту утворюється скоринка, температура підвищується до температури кипіння); 4) сушіння з постійною швидкістю вилучення вологи при температурі екстракту, що дорівнює температурі випарювання (другий період); 5) сушіння зі швидкістю, яка спадає у міру наближення температури до температури зовнішнього середовища.Для проведення дослідів на напівпромисловій установці з сушіння екстракту топінамбура нами використовувалась розпилювальна сушарка фірми “Ниро-Атомайзер” продуктивністю 10 кг/год, що дало можливість значно інтенсифікувати процес сушіння за рахунок максимального зменшення розміру часток. Це сприяє створенню значної поверхні випарювання дрібнодисперсних капель розчину і, відповідно, дає можливість використання сушильного агенту з температурою до 200 °С під час сушіння термолабільних харчових матеріалів, до яких відноситься екстракт топінамбура. Досліди показали, що максимальна видатність за сухим продуктом установки досягалась сушінням концентрату екстракту топінамбура з початковою концентрацією сухих речовин 30...35 %, початковою температурою сушильного агенту 160 °C і становила 3,2 кг/год. За умови зменшення початкової концентрації продукту видатність сушарки падала через обмеженість продуктивності за випареною вологою, а у разі збільшення початкової концентрації спостерігалось налипання продукту на стінки камери в площині диску. Якщо одночасно зі збільшенням витрат повітря зменшити його температуру, витрати теплоти зменшаться, але знизиться і кількість вологи, випарюваної в площині диску, що може призвести до налипання продукту на стінки камери.Аналіз одержаних даних з визначення забрудненості екстракту топінамбура канцерогенними речовинами показав, що основними факторами синтезу НА в процесі екстрагування є температура екстрагування і кислотність середовища. Під час проведення дослідів з концентрації екстракту топінамбура спостерігається подальше утворення НА під впливом температури. Проведений огляд наукової літератури та детальне ознайомлення з теплогенераторами показали ефективний метод зменшення концентрації оксидів азоту в продуктах згоряння, який грунтується на зменшенні температури полумя за спалювання газу за кінетичним принципом з великими надлишками повітря. На основі експериментальних досліджень з вивчення впливу основних факторів на утворення НДМА під час сушіння екстракту топінамбура та детального ознайомлення з процесами згоряння газу розроблено (патент України № 17785 А від 20