Важнейшие физические параметры при переработки отходов фруктов и овощей

При усовершенствовании существующих и разработке перспективных энергосберегающих процессов и аппаратов, используемых для сушки продуктов, требуются данные не только о теплофизических, но и массообменных характеристиках и термодинамических параметрах массопереноса во влажных продуктах с соответствующей структурой и прочностью связи влаги с материалом.

Теплофизические свойства любой системы существенно зависят от дисперсности, пористости, температуры, влагосодержания, давления и широко используются при расчетах тепло- и массообмена и гидродинамики.

При обезвоживании продуктов эти свойства изменяются в широком диапазоне и соответственно изменяется механизм теплообмена, в связи с чем необходимо использовать соответствующие методы их измерения. Исследование теплоемкости отходов переработки фруктов и овощей, представляющей собой количество теплоты, необходимой для повышения температуры 1 кг семян на 1°С, до настоящего времени находится только на уровне научных отчетов, а известное нам небольшое количество работ охватывает только узкий диапазон концентраций и температур.

Следовательно, полную характеристику тепло- и массообмена можно получить при совместном изучении всех тепло- и влагокоэффициентов, к которым относятся:

• X - коэффициент теплопроводности, Вт/м К;

• а - коэффициент температуропроводности, м²/с;

C m - удельная теплоемкость, Дж/кг К;

• 0 - потенциал массопереноса, °М;

• С - удельная массоемкость (влагоемкость), моль/Дж;

• 6 - термоградиентный коэффициент, град ;

• а_м   - коэффициент потенциалопроводности массопереноса

(коэффициент диффузии), м2/с.

Для      предварительного      определения      зависимости потенциалопереноса и удельной массоемкости от влажности отходов можно использовать известную методику проведения измерения потока влаги, предложенную А. В. Лыковым (56). Как эталонный материал мы использовали целлюлозу в виде листов фильтрованной бумаги с максимальной влагоудерживающей способностью Uc = 27,7%.

Уменьшение метрических размеров (усадка) при сушке имеет практический интерес, связанный с упаковкой, транспортированием и хранением продукта.

При сушке в развитой стадии кипящего слоя и t m < 60°С частицы разнообразных форм и размеров резко не меняют своих форм и объемов, а при t m > 70 вызывает существенные усадки. Очевидно при равномерном нагреве материала до 60°С влага в нем перемещается в виде жидкой фазы и не возникают местные напряжения, вызывающие разрушение материала.

Усадка, сокращая поверхность частиц, одновременно увеличивает пористость материала. Эти противоположные эффекты исключают ее влияние на процесс сушки.

Некоторые физические свойства семян, приводятся в следующей таблице

Физические свойства семян

Влажность свежевыделенных семян семейства пасленовых меняется

в пределах - W = 41...42%, тыквенных - W = 46...49%. семечковых - W =40...45%, косточковых - W = 35...45%, винограда - W = 40...42%. Но все они требуют предварительной поверхностной подсушки перед окончательной сушкой. [1]

Доля параметров (в%), используемых при автоматизации технологических процессов и расходов средств на разработку систем управления

Наиболее эффективные способы компенсации существующих недостатков процессов и аппаратов для производства и переработки продуктов основаны на методах объектного и функционального моделирования и оптимизации. [2]

Последние достижения в области цифровых регуляторов, реализованных на базе компьютерной техники и микро ЭВМ, позволяют усовершенствовать системы управления технологическим процессом сушки, используя функциональные признаки и количественные взаимосвязи между причинами и следствиями без дорогостоящей аппаратурной реализации, что позволяет удешевить затраты для переработки фруктовых и овощных отходов.