Математическое моделирование кинетики сушки в пищевой промышленности

Исследовательская работа посвящена вопросам математического моделирования кинетики сушки пищевых продуктов. В современном этапе развития пищевых технологий глубокое понимание процессов тепло- и массообмена является важным условием повышения качества продукции и обеспечения энергосбережения. Основная цель исследования – построение математической модели, описывающей кинетику влагоудаления продукта на основе закономерностей тепло- и массообмена, а также определение возможности применения данной модели в промышленных условиях. Научная идея работы заключается в повышении технологической эффективности и сохранении качества продукции за счёт описания физических процессов сушки с использованием математических уравнений. В статье представлена методика моделирования, основанная на критериях Фика, Нуссельта и Рейнольдса, описывающих явления тепло- и массообмена. При моделировании использованы нестационарные уравнения теплопроводности, система начальных и граничных условий, а также численные методы решения дифференциальных уравнений. В результате исследования определены оптимальные режимы, позволяющие сократить время сушки и снизить энергозатраты. Разработанная модель точно описывает динамику влагосодержания продукта и даёт возможность оптимизировать рабочие параметры теплообменных аппаратов. Научная новизна работы заключается в формировании основы управления процессами сушки с использованием математического описания их кинетики. Практическая значимость заключается в возможности применения модели в автоматизированных системах пищевого производства, при проектировании сушильных аппаратов и совершенствовании энергосберегающих технологий.