Дослідження сушіння короткорізаних макаронних виробів із застосуванням енергії електромагнітного поля мікрохвильової частоти, з метою визначення оптимальних режимів сушіння. Особливості процесу виведення вологи з колоїдного капілярно-пористого тіла.
Аннотация к работе
ОДЕСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукНайбільш перспективним представляється сушіння в мікрохвильовому електромагнітному полі, у цьому випадку нагрівання здійснюється безпосередньо в самому матеріалі, без підігріву проміжного агента, і саме сушіння відрізняється високою інтенсивністю - можливі скорочення тривалості процесу в 10...30 разів. Крім того, розрахунок процесу сушіння в цьому випадку викликає труднощі: не вирішене завдання розрахунку полів температур та вологозмісту у макаронних виробах при сушінні в різні моменти часу, що не дозволяє проводити розрахунки сушарок. Для цього необхідним є проведення експериментальних робіт з дослідження кінетики сушіння одиничного макаронного виробу та макаронних виробів в умовах, що моделюють процес на виробництві. У процесі досліджень варто вивчити особливості процесу сушіння, характеристики колоїдного капілярно-пористого тіла, механізм нагрівання діелектричного матеріалу при його взаємодії з електромагнітним полем мікрохвильової частоти, розглянути можливі зміни структури матеріалу в процесі сушіння, вивести основні закономірності для швидкості сушіння. Метою роботи є обґрунтування і вибір технологічних режимів сушіння короткорізаних макаронних виробів при використанні мікрохвильового електромагнітного поля (МХ ЕМП), що передбачає необхідність рішення наступних завдань: -дослідження особливостей сушіння короткорізаних макаронних виробів при використанні МХ поля;У першому розділі “Сучасний стан проблеми практичного застосування нових технологій та моделювання процесу сушіння колоїдних капілярнопористих тіл” розглянутий сучасний стан проблеми впровадження нових технологій і дослідження процесу сушіння колоїдних капілярнопористих тіл, розглянуті особливості мікрохвильової обробки харчових продуктів, досліджений механізм мікрохвильового нагрівання і фактори, що впливають на діелектричні властивості продуктів, представлена інформація про наукові і практичні результати дослідження впливу мікрохвильового електромагнітного поля на діелектричні матеріали. Нестаціонарні поля вологовмісту й температури (динаміка процесу сушіння) визначаються закономірностями волого-і теплопереносу всередині тіла, а також зовнішнім волого-і теплообміном з навколишнім середовищем. Зміни вологовмісту й температури тіла із часом (кінетика процесу сушіння) у першу чергу визначаються закономірностями взаємодії тіла з навколишнім середовищем, тобто зовнішнім тепло-і масообміном. (2) де - густина макаронного виробу, кг/м3; - теплоємність, Дж/(кг·К); - коефіцієнт тепловіддачі від поверхні виробу до навколишнього середовища, Вт/(м2·К); - обєм макаронного виробу, ; - температура навколишнього середовища, ?С; - площа поверхні макаронного виробу, ; - питома теплота паротворення, Дж/кг; - внутрішнє джерело теплоти, обумовлено дією МХ поля, Вт/м3; - внутрішнє джерело теплоти, обумовлено випаром води, Вт/м3. Аналіз експериментальних даних привів до висновку, що інтенсивність втрати вологи міняється за експонентним законом так, що швидкість сушіння в будь-який момент часу можна представити залежністю (де - швидкість на початку процесу сушіння).Отримані раціональні режими сушіння, при використанні яких якість виробів відповідає існуючим стандартам, а тривалість сушіння та економічна ефективність дозволяє перейти до створення нових ефективних сушарок з кращими показниками енергозбереження. Розроблена математична модель сушіння для макаронних виробів адекватно відображає залежність основних характеристик процесу сушіння (вологовмісту, температури) від теплофізичних характеристик (теплоємності, щільності, коефіцієнту тепловіддачі) та потужності МХ поля. Встановлено, що математична модель сушіння одиничного макаронного виробу при МХ нагріванні з використанням коефіцієнтів ослаблення, які були отримані експериментально, вірно описує кінетику сушіння, що підтверджується результатами зіставлення розрахункових і експериментальних даних. Встановлено, що розрахункові аналітичні формули для вологовмісту й температури макаронних виробів при МХ сушінні можна використати як елемент розрахунку для способів сушіння, що використовують циклічні режими. Встановлено, що для раціонального використання електроенергії, а також для отримання необхідного товарного виду макаронних виробів, слід чергувати періоди МХ підводу енергії з періодами паузи - під час паузи температура матеріалу не повинна знижуватися більш ніж на 5 ОС, тому що при подальшому нагріванні більше енергії буде витрачатися на нагрівання матеріалу.