ИННОВАЦИОННЫЕ РЕШЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИЯХ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ
Authors: Бурдо Олег Григорьевич , Зыков Александр Викторович , Мордынский Всеволод Петрович , Светличный Павел Иванович , Пур Давар Ростамі 
Published: August 2018

Удаление влаги из пищевого сырья является одной из ключевых и наиболее энергозатратных задач пищевых технологий. Наиболее распространенными технологиями обезвоживания являются выпаривание и сушка. При этом енергетический КПД процесса сушки в 2 и более раз меньше КПД процесса выпаривания. Одним из путей совершенствования процесса обезвоживания есть использование технологий адресной доставки энергии, при которых не формируется пограничный слой, и концентрация раствора перестает быть критичной для обезвоживания сырья, что позволяет поднять конечную концентрацию сухих веществ в продукте до 92%. Применение технологии адресной доставки энергии при сушке позволяет вместо слабого диффузионного потенциала использовать мощный механический потенциал, который способен на порядки интенсифицировать процесс массопереноса. Это связано с ростом давления в микрокапиллярной структуре сырья, в результате чего происходит выброс парожидкостной смеси. Проблемы современных вакуумных сушилок решает предложенная инновационная конструкция с двухфазным испарительно-конденсационным контуром для подвода теплоты к сырью и системой конденсации паров воды непосредственно в самой сушильной камере. Такая система энергоподвода позволяет поддерживать стабильную и равномерную температуру продукта, а удаление из камеры не пара, а конденсата значительно снизит гидродинамическое сопротивление линии отвода удаляемой влаги. Разработана модель процессов обезвоживания в вакуумных аппаратах с электромагнитным подводом энергии позволившая разработать и построить инновационные вакуумные сушилки. Испытание разработанных сушилок было проведено на различном виде пищевого сырья. С помощью тепловизионной съемки были получены термограммы процесса свидетельствующие о равномерности прогрева сырья. Специфический способ подвода энергии требует поиск новых методов оценки эффективности таких аппаратов. Предлагается для оценки энергетической эффективности использовать подходы, где учитываются затраты энергии на единицу продукта.  Removing moisture from food raw materials is one of the key and most energy-consuming tasks of food technology. The most common technologies of dewatering are evaporation and drying. At the same time, the energy efficiency of the drying process is 2 or more times less than the efficiency of the evaporation process. One of the ways to improve the process of dewatering is the use of technologies for targeted energy delivery, in which the boundary layer is not formed, and the concentration of the solution ceases to be critical for the dehydration of raw materials, which allows raising the final concentration of solids in the product to 92%. The application of the technology of targeted energy delivery during drying allows us to use a powerful mechanical potential instead of a weak diffusion potential, which is capable of intensifying the mass transfer process. This is due to the increase in pressure in the microcapillary structure of the raw materials, as a result of which the vapor-liquid mixture is ejected. The problems of modern vacuum dryers are solved by the proposed innovative design with a two-phase evaporation-condensation circuit for supplying heat to the raw material and condensation system of water vapor directly in the drying chamber. Such an energy supply system allows maintaining a stable and uniform product temperature, and removing from the chamber not steam but condensate will significantly reduce the hydrodynamic resistance of the line of removal of the moisture to be removed. A model of dehydration processes in vacuum devices with an electromagnetic energy supply has been developed, which made it possible to develop and construct innovative vacuum dryers. The test of the developed dryers was carried out on a different kind of food raw material. With the help of thermal imaging, the process thermograms indicating the uniformity of the heating of the raw materials were obtained. A specific way of supplying energy requires the searching for new methods for evaluating the effectiveness of such devices. It is proposed to use approaches, which take into account energy costs per unit of product, for the estimation of energy efficiency.