Особенности процесса сушки пектиносодержащих материалов
В результате экспериментальных исследований установлены оптимальные параметры сушильного агента и разработаны ступенчатые режимы обезвоживания, гарантирующие высокую степень сохранности пектиновых и биологически активных веществ. За результатами експериментальних досліджень встановлено оптимальні па...
Saved in:
| Published in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Date: | 2006 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2006
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61408 |
| 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: | Особенности процесса сушки пектиносодержащих материалов / Ю.Ф. Снежкин, Р.А. Шапарь // Промышленная теплотехника. — 2006. — Т. 28, № 3. — С. 25-28. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61408 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Снежкин, Ю.Ф. Шапарь, Р.А. 2014-05-05T07:45:40Z 2014-05-05T07:45:40Z 2006 Особенности процесса сушки пектиносодержащих материалов / Ю.Ф. Снежкин, Р.А. Шапарь // Промышленная теплотехника. — 2006. — Т. 28, № 3. — С. 25-28. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61408 664.8.047 В результате экспериментальных исследований установлены оптимальные параметры сушильного агента и разработаны ступенчатые режимы обезвоживания, гарантирующие высокую степень сохранности пектиновых и биологически активных веществ. За результатами експериментальних досліджень встановлено оптимальні параметри сушильного агента та розроблено ступінчасті режими зневоднення, які гарантують високий ступінь збереження пектинових та біологічних речовин. On the basis of experimental study results we determined the optimal parameters of the drying agent and developed the stage wise dehydration and providing high degree of conservation of pectin and bioactive substances. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Теория и практика сушки Особенности процесса сушки пектиносодержащих материалов Features of the process of pectin-containing materials drying Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Особенности процесса сушки пектиносодержащих материалов |
| spellingShingle |
Особенности процесса сушки пектиносодержащих материалов Снежкин, Ю.Ф. Шапарь, Р.А. Теория и практика сушки |
| title_short |
Особенности процесса сушки пектиносодержащих материалов |
| title_full |
Особенности процесса сушки пектиносодержащих материалов |
| title_fullStr |
Особенности процесса сушки пектиносодержащих материалов |
| title_full_unstemmed |
Особенности процесса сушки пектиносодержащих материалов |
| title_sort |
особенности процесса сушки пектиносодержащих материалов |
| author |
Снежкин, Ю.Ф. Шапарь, Р.А. |
| author_facet |
Снежкин, Ю.Ф. Шапарь, Р.А. |
| topic |
Теория и практика сушки |
| topic_facet |
Теория и практика сушки |
| publishDate |
2006 |
| language |
Russian |
| container_title |
Промышленная теплотехника |
| publisher |
Інститут технічної теплофізики НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Features of the process of pectin-containing materials drying |
| description |
В результате экспериментальных исследований установлены оптимальные параметры сушильного агента и разработаны ступенчатые режимы обезвоживания, гарантирующие высокую степень сохранности пектиновых и биологически активных веществ.
За результатами експериментальних досліджень встановлено оптимальні параметри сушильного агента та розроблено ступінчасті режими зневоднення, які гарантують високий ступінь збереження пектинових та біологічних речовин.
On the basis of experimental study results we determined the optimal parameters of the drying agent and developed the stage wise dehydration and providing high degree of conservation of pectin and bioactive substances.
|
| issn |
0204-3602 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61408 |
| citation_txt |
Особенности процесса сушки пектиносодержащих материалов / Ю.Ф. Снежкин, Р.А. Шапарь // Промышленная теплотехника. — 2006. — Т. 28, № 3. — С. 25-28. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT snežkinûf osobennostiprocessasuškipektinosoderžaŝihmaterialov AT šaparʹra osobennostiprocessasuškipektinosoderžaŝihmaterialov AT snežkinûf featuresoftheprocessofpectincontainingmaterialsdrying AT šaparʹra featuresoftheprocessofpectincontainingmaterialsdrying |
| first_indexed |
2025-11-26T15:04:20Z |
| last_indexed |
2025-11-26T15:04:20Z |
| _version_ |
1850627420887973888 |
| fulltext |
Введение
Все растительные материалы можно разделить на
группы по определенным доминирующим призна�
кам, которые определяют выбор параметров ведения
процесса сушки. К примеру, для таких сельскохозяй�
ственных культур, как: яблоки, айва, столовая свекла,
тыква – характерно высокое содержание пектиновых
веществ. Поэтому процесс сушки таких материалов
должен проходить при определенных тепловлажност�
ных режимах, которые максимально сохраняют пек�
тиновые вещества, повышают их желирующие спо�
собности и обеспечивают экономичность процесса.
С этой целью был проведен комплекс эксперимен�
тальных исследований, по результатам которых были
оптимизированы параметры конвективной сушки
пектиносодержащих материалов и разработана техно�
логия их переработки на сушеную продукцию. Резуль�
таты исследований, их графическая обработка приве�
дены на примере яблок и столовой свеклы.
Результаты экспериментальных
исследований
По химической природе пектиновые вещества
представляют собой высокомолекулярные про�
изводные углеводов, которые существуют в рас�
тительном сырье в виде нерастворимого в воде
протопектина и растворимого пектина [1]. При
производстве сушеных продуктов из раститель�
ного сырья обязательным условием его перера�
ботки является гигротермическая обработка. В
случае переработки пектиносодержащих матери�
алов гигротермическая обработка паренхимных
тканей является вдвойне обоснованной и необ�
ходимой для гидролиза нерастворимого пектина
и, как следствие, повышения желирующей спо�
собности сушеных продуктов. Одновременно в
процессе гигротермической обработки увеличи�
вается клеточная проницаемость и интенсифи�
цируется процесс удаления влаги. Такая обработ�
ка способствует лучшей сохранности сушеных
пектиносодержащих продуктов за счет уменьше�
ния их гигроскопичности и инактивации фер�
ментной системы.
Оптимальный режим гигротермической обра�
ботки определяется структурно�механическими
и физико�механическими характеристиками сы�
рья. От длительности выбранного способа обра�
ботки зависят качество и пищевая ценность гото�
вого продукта, потери сухих (в т.ч. и пектиновых)
веществ, расход энергии. Экспериментально ус�
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 3 25
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
За результатами експериментальних
досліджень встановлено оптимальні па�
раметри сушильного агента та розроб�
лено ступінчасті режими зневоднення,
які гарантують високий ступінь збере�
ження пектинових та біологічних речо�
вин.
В результате экспериментальных ис�
следований установлены оптимальные
параметры сушильного агента и разра�
ботаны ступенчатые режимы обезвожи�
вания, гарантирующие высокую степень
сохранности пектиновых и биологичес�
ки активных веществ.
On the basis of experimental study
results we determined the optimal parame�
ters of the drying agent and developed the
stage�wise dehydration and providing high
degree of conservation of pectin and
bioactive substances.
УДК 664.8.047
СНЕЖКИН Ю.Ф., ШАПАРЬ Р.А.
Институт технической теплофизики НАН Украины
ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА СУШКИ
ПЕКТИНОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ
d – влагосодержание теплоносителя;
g – удельная нагрузка материала;
t – температура теплоносителя;
V – скорость теплоносителя;
W – влажность материала;
dW/dτ – скорость сушки;
τ – время.
тановлено, что необходимый эффект обработки
достигается при температуре материала 80…88 оС
с выдержкой, например, для яблок – 10…100 с,
айвы – 30… 120 с, столовой свеклы – 60 …300 с.
Результаты экспериментальных исследований
показали, что повышенное содержание пектино;
вых веществ, обладающих способностью связы;
вать и удерживать влагу, затрудняет процесс суш;
ки и лимитирует температуру материала в
процессе сушки. Получить продукт высокого ка;
чества с высокой степенью сохранности пекти;
новых и других биологически активных веществ
возможно при условии, что температура матери;
ала в процессе сушки не превышает своего кри;
тического значения [2,3]. Анализ и обобщение
результатов экспериментальных исследований
показали, что такое условие достигается при ве;
дении процесса сушки с переменными парамет;
рами сушильного агента, что подтверждается
данными, приведенными на рис. 1. Как видим
(рис. 1б), на начальном этапе поддерживается
температура теплоносителя 120 оС до достиже;
ния обезвоживаемым материалом влажности
400…370 % (рис. 1а), затем снижается до 80 оС.
Температура материала (рис. 1 б) не превышает
предельно;допустимой величины, благодаря этому
максимально сохраняются пектиновые вещест;
ва, сокращается длительность процесса и умень;
шаются затраты на сушку. Расчеты показывают,
что ведение процесса сушки по ступенчатым ре;
жимам способствует сокращению удельных
энергозатрат на 1 кг испаренной влаги на
12…15 %.
На рис. 2 приведены кривые кинетики сушки
W = f(τ) и скорости сушки dW/dτ = f (W) при
обезвоживании пектиносодержащих материалов
в режиме высоковлажного высокотемпературно;
го теплоносителя, когда на первой стадии про;
цесса температуру теплоносителя поддерживают
равной 120 oС, его влагосодержание – 100 г/кг су;
хого воздуха в течение 40 мин. с дальнейшим
снижением температуры до 80 oС и влагосодер;
жания до 10 г/кг сухого воздуха (кривая 2). Обез;
воживание в таком режиме приводит к сокраще;
нию длительности процесса до 20 % в сравнении
с обезвоживанием при температуре теплоносите;
ля 80 oС. К тому же, при обезвоживании исследу;
емых материалов в указанном режиме создаются
благоприятные условия для гидролиза протопек;
тина в растворимую форму. Два этапа технологи;
26 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 3
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
а б
Рис. 1. Ступенчатый режим сушки столовой свеклы в обдуваемом слое:
а) кривые сушки W = f(t); б) температурные кривые t = f(W);
V = 1 м/с; d = 10 г/кг сухого воздуха; g = 6,3 кг/м2;
1 – 120 оС; 2 – 120…100…80 оС; 3 – 120…80 оС; 4 – 80 оС.
ческой переработки: гигротермическая обработ;
ка и сушка объединены в один процесс. Проис;
ходит увеличение растворимого пектина с 35 до
60 %, в результате чего желирующая способность
пектиносодержащих порошков увеличивается на
25…30 %. Максимальная степень сохранности
пектиновых веществ 98 % (рис. 3) достигается
при использовании ступенчатых режимов обез;
воживания.
Химический состав, как один из критериев
оценки качества конечного продукта, показыва;
ет, что полученные по разработанным режимам
сушеные продукты характеризуются высоким со;
держанием пектиновых веществ: в яблочных
продуктах они составляют – 7,0…12,0 %, све;
кольных – 6,0…10,0 %.Для сравнения, например,
в жидком пектиновом экстракте содержание
пектиновых веществ составляет 0,5…3,5 %, в пек;
тиновом концентрате – 2,5…3,5 % [4].
На основе результатов экспериментальных ис;
следований разработана и внедрена технология
переработки пектиносодержащих растительных
материалов на сушеные продукты, которая реа;
лизуется на разработанных сушильных установ;
ках ленточного и туннельного типа. Конструк;
тивные особенности обеих сушильных установок
позволяют интенсифицировать процесс обезво;
живания пектиносодержащих материалов, реа;
лизовать разработанные режимы сушки.
Выводы
На основе результатов экспериментальных ис;
следований установлены оптимальные парамет;
ры сушильного агента и разработаны ступенча;
тые режимы обезвоживания пектиносодержащих
растительных материалов, приводящие к сокра;
щению длительности процесса до 20 %, эконо;
мии энергоносителей до 15 %, гарантирующие
высокую степень сохранности пектиновых и дру;
гих биологически активных веществ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пектин. Производство и применение /
Н.С. Карпович, Л.В. Донченко, В.В.Нелина и
др. / под ред. Н.С. Карповича.– К.: Урожай,
1989. – 88 с.
2. Снежкин Ю.Ф. Создание и перспективы
развития ресурсосберегающих технологий про;
изводства пищевых порошков на Украине / 1;я
межд. научн.;практ. конф.” Современные энер;
госберегающие тепловые технологии (сушка и
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 3 27
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
Рис. 2. Влияние температуры и влагосодержания
теплоносителя на процесс сушки яблок
g = 36 кг/м2 ; V =1 м/c:
1,1′′ – t = 120 oС; 3,3′′ – t = 80 oС;
d = 10 г/кг сухого воздуха; 2,2′′ – t = 120...80 oС;
d = 100…10 г/кг сухого воздуха.
Рис. 3. Влияние режима обезвоживания на
степень сохранности пектиновых
веществ.
термовлажностная обработка материалов). Труды
конф. – т. 3, М.: – 2002. – С. 49 – 53.
3. Патент Украины, № 68312 МКІ7 А23 В
7/02, F26 B3/06 Спосіб одержання пекти;
новмісного порошку з рослинної сировини/
Ю.Ф. Снєжкін, О.О. Хавін, Р.О. Шапар, Л.А. Бо;
ряк. Заявл.16.12.2003, опубл. 15.07.2004, Б. № 7.
4. Крапивницкая И.А., Воинова С.Н. Важное
направление в современной консервной промыш;
ленности // Продукты питания. – 2004. – № 2. –
С. 28.
Получено 09.11.2005 г.
28 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 3
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ
Наведено математичну модель та чи�
сельний метод розрахунку динаміки і
кінетики зневоднення шару диспергова�
ного колоїдного капілярно�пористого
матеріалу. Отримано формули для
об’ємної інтенсивності випаровування
рідини з врахуванням об’єму та площі
зовнішньої поверхні гранул диспергова�
ного пористого тіла. Розглянуто режим
сушіння термолабільних матеріалів, що
дозволяє звести до мінімуму час сушіння
і скоротити енерговитрати без погіршен�
ня якості готового продукту. Наведено
результати зіставлення розрахункових
та експериментальних даних.
Представлена математическая мо�
дель и сеточный метод расчета динамики
и кинетики обезвоживания слоя диспер�
гированного коллоидного капиллярно�
пористого материала. Получены формулы
для объемной интенсивности испарения
жидкости с учетом объема и площади
внешней поверхности гранул дисперги�
рованного пористого тела. Рассмотрен
режим сушки термолабильных материа�
лов, который позволяет свести к мини�
муму время сушки и сократить энерго�
затраты, не ухудшая качества готового
продукта. Приведены результаты сопо�
ставления расчетных и эксперимен�
тальных данных.
The mathematical model and numerical
method of calculation of dynamics and
kinetics of dewatering of a layer of a dis�
pergated colloid capillary – porous materi�
al are stated. The formulas for volumetric
intensity of evaporation of a liquid in view of
volume and the area of an external surface
of granules of dispergated a porous body
are received. The mode of drying of ther�
molabile materials which allows to reduce
time of drying to a minimum and to reduce
electric power inputs not worsening quality
of a ready product is considered. The
results of comparison settlement and
experimental data are resulted.
УДК 532.516:536.24
НИКИТЕНКО Н.И., СНЕЖКИН Ю.Ф., СОРОКОВАЯ Н.Н.
Институт технической теплофизики НАН Украины
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ
ПРОЦЕССА ОБЕЗВОЖИВАНИЯ СЛОЯ
ДИСПЕРГИРОВАННОГО КОЛЛОИДНОГО
КАПИЛЛЯРНО�ПОРИСТОГО МАТЕРИАЛА
А – энергия активации;
с – удельная изобарная теплоемкость;
d – влагосодержание;
D – коэффициент диффузии;
f – коэффициент конденсации;
F (r) – дифференциальная функция распределе;
ния пор по размерам;
h – постоянная Планка.
hk, l – размеры шагов разностной сетки по прост;
ранственной координате xk (k = 1,2,3) и
времени;
H– толщина;
IW – мощность источников субстанции;
JW – плотность потока субстанции;
k – постоянная Больцмана;
L – удельная теплота фазового перехода жидкос;
ти в пар;
m, n – порядковые номера шагов разностной сетки
по пространственной координате и времени;
n – плотность частиц;
NA – число Авогадро;
P – давление;
|