Дослідження та оптимізація теплотехнологічних параметрів процесу отримання сухої форми гідролізо-ваного білкового продукту методом розтпилювання
Вивчено вплив температурних режимів розпилювального сушіння на вихід порошку з сушильної камери та його характеристики. Изучено влияние температурных режимов распылительной сушки на выход порошка из сушильной камеры и его характеристики. An influence of temperature regimes of spray drying on the pow...
Saved in:
| Published in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Date: | 2015 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2015
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142199 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Дослідження та оптимізація теплотехнологічних параметрів процесу отримання сухої форми гідролізо-ваного білкового продукту методом розтпилювання / Н.О. Шаркова, Т.Я. Турчина, Е.К. Жукотський // Промышленная теплотехника. — 2015. — Т. 37, № 5. — С. 38-42. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859983612474032128 |
|---|---|
| author | Шаркова, Н.О. Турчина, Т.Я. Жукотський, Е.К. |
| author_facet | Шаркова, Н.О. Турчина, Т.Я. Жукотський, Е.К. |
| citation_txt | Дослідження та оптимізація теплотехнологічних параметрів процесу отримання сухої форми гідролізо-ваного білкового продукту методом розтпилювання / Н.О. Шаркова, Т.Я. Турчина, Е.К. Жукотський // Промышленная теплотехника. — 2015. — Т. 37, № 5. — С. 38-42. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Вивчено вплив температурних режимів розпилювального сушіння на вихід порошку з сушильної камери та його характеристики.
Изучено влияние температурных режимов распылительной сушки на выход порошка из сушильной камеры и его характеристики.
An influence of temperature regimes of spray drying on the powder yield from the drying chamber and its characteristics are studied.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:28:05Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №538
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
УДК 66.047
ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕПЛОТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ
ПРОЦЕСУ ОТРИМАННЯ СУХОЇ ФОРМИ ГІДРОЛІЗОВАННОГО
БІЛКОВОГО ПРОДУКТУ МЕТОДОМ РОЗПИЛЮВАННЯ
Шаркова Н.О., канд. техн. наук, Турчина Т.Я., канд. техн. наук, Жукотський Е.К.
Інститут технічної теплофізики НАН України, вул. Желябова, 2а, м. Київ, 03680, Україна
Вивчено вплив температурних
режимів розпилювального сушіння
на вихід порошку з сушильної каме-
ри та його характеристики.
Изучено влияние температурных
режимов распылительной сушки на
выход порошка из сушильной каме-
ры и его характеристики.
Бібл. 3, рис. 3, табл. 2.
Ключові слова: гідролізовані білкові продукти, розпилювальне сушіння, температура теплоносія,
вихід порошку.
Твх – температура теплоносія на вході в камеру;
Твих – температура теплоносія на виході з камри;
Wкін – кінцева вологість висушеного порошку;
An influence of temperature
regimes of spray drying on the powder
yield from the drying chamber and its
characteristics are studied.
β – кут природного укосу;
δсер – середній лінійний розмір часток порошку;
ρ – насипна густина порошку.
Сучасні інноваційні рішення в галузі технічної
теплофізики дозволили вперше в Україні створи-
ти технологію отримання нового гідролізованного
білкового продукту спеціального дієтичного приз-
начення для застосування при важких захворю-
ваннях, пов’язаних з білковою недостатністю.
Виробництво такого продукту у порошковій
формі, зручній для використання та тривалого
зберігання, вимагає наукового обґрунтування
раціональних теплотехнологічних параметрів
його одержання на розпилювальних сушарках
з урахуванням його фізико-хімічних властивос-
тей. Необхідність таких досліджень обумовлена
впливом властивостей кожного висушуваного
матеріалу на кінетику його сушіння та міцністні
властивості висушених часток, які визначають:
- структурно-механічні характеристики по-
рошку і вільний вихід його з сушильної камери;
- кінцеву вологість та гігроскопічні харак-
теристики порошку, від яких залежать умови та
термін його зберігання;
- відновлювальну здатність, зокрема,
розчинність [%] порошку, що служить одним з
показників якості готового продукту.
Дослідження кінетики сушіння крапель вод-
них розчинів білкових сумішей з різним спів-
відношенням білків рослинного та тваринного
походження, які проводились на експеримен-
тальному стенді в потоці теплоносія на системі
«крапля-парогазове середовище» [1], дали
можливість оцінити геометричні, морфологічні,
термопластичні і адгезійні характеристики вису-
шених часток в потоці теплоносія і після їх охо-
лодження до 40...20 оС [2, 3]. Було встановлено,
що:
• завдяки термостійкості матеріалу доцільно
застосовувати температури теплоносія більше
180 оС, що дозволяє покращити умови висушу-
вання часток порошку за рахунок підвищення
паропровідних властивостей їх структурованого
поверхневого шару і скоротити час їх сушіння у
1,5 рази;
• збереження цілісності часток в процесі
багаторазового інтенсивного їх роздування в
стадії кипіння свідчить про високі міцністні
властивості матеріалу і зниження вірогідності
утворення дрібнодисперсної фракції порошку та
втрат його з відпрацьованим теплоносієм в умо-
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №5 39
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
вах сушарки;
• підвищення монолітності висушених час-
ток сприяє покращенню структурно-механічних
характеристик порошку і дозволяє збільшити
його загальний вихід з камери сушарки.
Мета роботи – визначення раціональних
теплотехнологічних параметрів процесу сушіння
для збільшення виходу порошку гідролізова-
ного білкового продукту з камери розпилюваль-
ної сушарки та забезпечення його високої якості.
Дослідження проводились на експери-
ментальній розпилювальній сушарці (рис. 1) пря-
моточного типу з сушильною камерою циліндро-
конічного форми діаметром 1,3м, верхнім
підводом теплоносія і продуктивністю до 10 кг/
год по випареній волозі [1].
Рис. 1. Загальний вигляд експериментальної розпилювальної сушарки (ІТТФ НАН України).
Підготовлені партії водного розчину
гідролізованного білкового продукту з певним
співвідношенням білкових складових та вмістом
сухих речовин, наведених в роботі [3], пода-
вались на відцентровий дисковий розпилювач
розпилювальної сушильної установки за допо-
могою плунжерного насосу у режимі постійного
перемішування.
З урахуванням результатів досліджень
кінетики сушіння крапель розчину гідролізован-
ного білкового продукту було запропоновано
процес його розпилювального висушування здій-
снювати при температурах теплоносія на вході в
камеру вище 180 оС. Для проведення досліджень
були обрані температурні режими, наведені в
таблиці 1.
Після виходу температури теплоносія на
вказані режими (табл. 1) в камеру подавався
водний розчин гідролізованного білкового про-
дукту, де він висушувався до стану сухого порош-
ку і в складі двофазного потоку пневмотранспор-
том спрямовувався до циклону для його сепарації
та вивантаження до приймальної ємності.
По завершенні досліду внутрішні поверхні
сушильної камери обстежувались на наявність
відкладень порошку або адгезійних налипань.
Так, в умовах І температурного режиму про-
цесу сушіння на стінках камери осідав по-рошок,
який при простукуванні частково осипався, а в
зоні дискового розпилювача налипав, в резуль-
таті чого загальний вихід порошку з камери
складав < 90 %, як видно на рис. 2.
За умов ІІ і ІІІ режимів процесу сушіння
основна маса порошку своєчасно надходила до
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №540
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
приймальної ємності. Решта порошку, що осідав
на стінки камери, легко осипався при періо-
дичному її простукуванні. По завершенні про-
цесу сушіння стінки камери були чисті, а вихід
порошку складав ~95 % (рис. 2).
Дослідні партії порошків гідролізованного
білкового продукту були досліджені за показ-
никами кінцевої вологості та структурно-
механічними характеристиками (табл. 2).
Табл. 1. Діапазони температур теплоносія на вході в камеру розпилювальної сушарки та її виході
при сушінні водного розчину гідролізованного білкового продукту
Температурні режими сушіння
І ІІ III
Твх,оС Твих, оС Твх,оС ёмТвих, оС Твх,оС Твих, оС
≤185 ≤82 ≤190 ≤87 ≤195 ≤92
Табл. 2. Характеристика дослідних партій порошків гідролізованного білкового продукту, отриманих
за різних температурних режимів процесу розпилювального сушіння
Режи-
ми су-
шіння
Зовнішній
вигляд
порошку
Вологість
порошку
Wкін, %
Кут
природно-
го укосу,
βо
Насипна
густина ρ,
кг/м3
Середній
розмір час-
ток порошку
δсер, мкм
І Білий, схильний до грудкування
та відкладень 4,5 35 300 16
ІІ Білий, однорідний, сипкий 4,0 37 280 12
ІІІ Жовтішого відтінку, однорідний,
сипкий 3,8 38 270 10
Дослідження показали, що отримані партії
порошків, запакованих у двошарові поліети-
ленові пакети, при зберіганні у сухому прохолод-
ному місті без доступу світла не втрачають своїх
структурно-механічних характеристик до 1 року
за виключенням порошку, отриманого за умов І
температурного режиму (табл. 2), який проявляв
схильність до грудкування.
Аналіз показників кінцевої вологості Wкін
та кута природного укосу βо (табл. 2) дослідних
партій порошків показав, що підвищення тем-
пературних режимів сушіння до 190...195 оС
(ІІІ режим) сприяє зниженню вологості до 3,8
% та покращенню сипкості порошку, про що
свідчить збільшення його виходу (рис. 2).
Враховуючи високу ступінь дисперсності
отриманих порошків гідролізованного білково-
го продукту (δм) та їх низьку насипну густину
(ρ) (табл. 2), характерну для порошків знежире-
них білкових продуктів, отриманих методом
розпилювання, важливо відзначити, що для по-
кращення сепараційних властивостей порош-
ку доцільно вміст сухих речовин у вихідному
розчині гідролізованного білкового продукту, що
подається в розпилювальну сушарку, збільшити
у 2-3 рази.
На рис. 2 наведені гістограми вихо-
ду з сушильної камери дослідних партій по-
рошку гідролізованного білкового продукту,
аналіз яких у сукупності із даними табл. 2
показує, що підвищення температурних режи-
мів процесу розпилювального сушіння сприяє
збільшенню виходу продукту з сушарки.
Проте, зайве підвищення температурних режи-
мів процесу сушіння негативно впливає
на якісні характеристики порошку, як це
відбулось з порошком, отриманим за умов ІІІ
режиму, про що свідчить його більш жовтіший
відтінок (табл. 1) та зниження відсотку його роз-
чинності (рис. 3).
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №5 41
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
Рис. 2. Гістограми загального виходу
порошкового білкового продукту
з розпилювальної сушарки за різних
температурних режимів сушіння.
Рис. 3. Розчинність [%] порошків
білкового продукту, отриманих
за різних температурних режимів
розпилювального сушіння.
Таким чином, найбільший вихід сухої форми
гідролізованного білкового продукту з сушарки
та найкращі його характеристики забезпечують-
ся за умов саме ІІ температурного режиму про-
цесу сушіння, який можна вважати раціональним
для умов експериментальної розпилювальної су-
шарки.
За встановленими теплотехнологічними па-
раметрами на даній експериментальні розпи-
лювальній сушарці були проведені роботи по
напрацюванню дослідних партій сухої фор-
ми гідролізованного білкового продукту. От-
риманий порошковий продукт досліджувався
за фізико-хімічними, органолептичними та
мікробіологічними характеристиками, які у
подальшому були використані при розробці
технічних умов на промислове виробництво
сухої форми даного продукту.
Висновки
Результатами досліджень по отриманню
сухої форми гідролізованного білкового продукту
на експериментальній розпилювальній сушарці
підтверджена доцільність проведення проце-
су його сушіння при температурах теплоносія
на вході в сушильну камеру вище 180 оС, що
покращує умови його висушування завдяки
термостійкості та поліпшеним структуруючим та
паропровідним властивостям матеріалу.
Встановлені на експериментальній роз-
пилювальній сушарці раціональні теплотех-
нологічні параметри процесу отримання сухої
форми гідролізованного білкового продукту за-
безпечують високі якісні характеристики продук-
ту з терміном зберігання до 1 року.
ЛІТЕРАТУРА
1. Долинский А.А., Малецкая К.Д.,
Шморгун В.В. Кинетика и технология сушки рас-
пылением. – К.: Наукова думка. – 1987. – 224 с.
2. Шаркова Н.О. Дослідження кінетики
сушіння крапель водних розчинів білкових
композицій / Н.О. Шаркова, Е.К. Жукотський,
Т.Я. Турчина и др.// Наукові праці ОНАХТ. –
Одеса, 2013. – Вип. 43, Т. 2. – С. 50–52.
3. Турчина Т.Я. Исследование влияния
состава белковых композиций на кинетику
их сушки в диспергированном состоянии /
Т.Я. Турчина, Э.К. Жукотский, А.В. Декуша,
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2015, т. 37, №542
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
//Сб. материалов 5-й Межд. науч.-практ.
симпозиума «Современные энергосберегающие
тепловые технологии (Сушка и термовлаж-
ностная. обработка материалов)». (СЭТТ-2014),
г. Иваново (Россия), 2014. – Т.1, Секция 3. –
С. 271–274.
RESEARCH AND OPTIMIZATION OF
HEAT TECHNOLOGICAL PARAMETERS
FORMS OF OBTAINING DRY HYDROLYZED
PROTEIN PRODUCT BY SPRAYNG
Sharkova N.O., Turchina T.Ya., Zhukotsky E.K.
Institute of Engineering Thermophysics of the
National Academy of Sciences of Ukraine,
vul. Zhelyabova, 2a, Kyiv, 03680, Ukraine
The article presents experimental data of researching
spray drying process of aqueous solution of
hydrolyzed protein product in different temperature
coolant ranges. Established rational thermal
technological parameters of dry form obtaining of
hydrolyzed protein product at spray dryer, which
provide improvement of structural and mechanical
characteristics of the powder, increase its output
from the camera of the spray dryer to 93...95 % and
provide high quality product.
References 3, tables 2, figures 3.
Key words: hydrolyzed protein products, spray
drying, coolant temperature, output of powder.
1. Dolynskyy A.A. Maletskaya K.D., Shmorgun V.V.
Kinetics and spray-drying technology. – Kyiv:
Naukova Dumka. – 1987. – 224 p.
2. Sharkova N.O. The study of the kinetics
of drying drops of water solutions of protein
compositions / N.O. Sharkova, L.Yu. Avdеeva, E.K.
Zhukotskyy, T.Ya.Turchyna, G.V. Dekusha, L.A.
Kostyanets, A.V. Tkachenko // Proceedings ONAFT.
– Odessa, 2013. – Vol. 43, T. 2. – P. 50–52.
3. Turchyna T.Ya. Investigation of protein
composition influence on drying kinetic in dispersed
condition / T.Ya. Turchyna, E.K. Zhukotsky, A.V.
Dekusha // Sat. materials of 5th int. scientific and
practical symposium «Energy-saving technologies
for drying and hydrothermal prosessing (DHTP-
2014)», Ivanovo (Russia), 2014. – Vol. 1, Section 3.
– P. 271–274.
Получено 02.06.2015
Received 02.06.2015
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-142199 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:28:05Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Шаркова, Н.О. Турчина, Т.Я. Жукотський, Е.К. 2018-09-30T10:57:50Z 2018-09-30T10:57:50Z 2015 Дослідження та оптимізація теплотехнологічних параметрів процесу отримання сухої форми гідролізо-ваного білкового продукту методом розтпилювання / Н.О. Шаркова, Т.Я. Турчина, Е.К. Жукотський // Промышленная теплотехника. — 2015. — Т. 37, № 5. — С. 38-42. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. 0204-3602 DOI: https://doi.org/10.31472/ihe.5.2015.04 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142199 66.047 Вивчено вплив температурних режимів розпилювального сушіння на вихід порошку з сушильної камери та його характеристики. Изучено влияние температурных режимов распылительной сушки на выход порошка из сушильной камеры и его характеристики. An influence of temperature regimes of spray drying on the powder yield from the drying chamber and its characteristics are studied. uk Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Теория и практика сушки Дослідження та оптимізація теплотехнологічних параметрів процесу отримання сухої форми гідролізо-ваного білкового продукту методом розтпилювання Research and optimization of heat technological parameters forms of obtaining dry hydrolyzed protein product by sprayng Article published earlier |
| spellingShingle | Дослідження та оптимізація теплотехнологічних параметрів процесу отримання сухої форми гідролізо-ваного білкового продукту методом розтпилювання Шаркова, Н.О. Турчина, Т.Я. Жукотський, Е.К. Теория и практика сушки |
| title | Дослідження та оптимізація теплотехнологічних параметрів процесу отримання сухої форми гідролізо-ваного білкового продукту методом розтпилювання |
| title_alt | Research and optimization of heat technological parameters forms of obtaining dry hydrolyzed protein product by sprayng |
| title_full | Дослідження та оптимізація теплотехнологічних параметрів процесу отримання сухої форми гідролізо-ваного білкового продукту методом розтпилювання |
| title_fullStr | Дослідження та оптимізація теплотехнологічних параметрів процесу отримання сухої форми гідролізо-ваного білкового продукту методом розтпилювання |
| title_full_unstemmed | Дослідження та оптимізація теплотехнологічних параметрів процесу отримання сухої форми гідролізо-ваного білкового продукту методом розтпилювання |
| title_short | Дослідження та оптимізація теплотехнологічних параметрів процесу отримання сухої форми гідролізо-ваного білкового продукту методом розтпилювання |
| title_sort | дослідження та оптимізація теплотехнологічних параметрів процесу отримання сухої форми гідролізо-ваного білкового продукту методом розтпилювання |
| topic | Теория и практика сушки |
| topic_facet | Теория и практика сушки |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142199 |
| work_keys_str_mv | AT šarkovano doslídžennâtaoptimízacíâteplotehnologíčnihparametrívprocesuotrimannâsuhoíformigídrolízovanogobílkovogoproduktumetodomroztpilûvannâ AT turčinatâ doslídžennâtaoptimízacíâteplotehnologíčnihparametrívprocesuotrimannâsuhoíformigídrolízovanogobílkovogoproduktumetodomroztpilûvannâ AT žukotsʹkiiek doslídžennâtaoptimízacíâteplotehnologíčnihparametrívprocesuotrimannâsuhoíformigídrolízovanogobílkovogoproduktumetodomroztpilûvannâ AT šarkovano researchandoptimizationofheattechnologicalparametersformsofobtainingdryhydrolyzedproteinproductbysprayng AT turčinatâ researchandoptimizationofheattechnologicalparametersformsofobtainingdryhydrolyzedproteinproductbysprayng AT žukotsʹkiiek researchandoptimizationofheattechnologicalparametersformsofobtainingdryhydrolyzedproteinproductbysprayng |