Исследование кинетики сушки пшеничных зародышей инфракрасным излучением выделенной длиной волны в осциллирующем режиме

Agriculture

УДК 66.047.3.085.1

С.Ф. Демидов, Л.Ф. Пелевина, Н.Н. Гашникова

Исследование кинетики сушки пшеничных зародышей инфракрасным излучением выделенной длиной волны в осциллирующем режиме

Аннотация

Авторы данной статьи отмечают, что инфракрасная сушка с выделенной длиной волны в осциллирующем режиме пшеничных зародышей позволяет сохранить входящие в них группы витаминов, микроэлементов, полиненасыщенных жирных кислот при уменьшении влагосодержания с 13 кг/кг до 6 кг/кг и уменьшить время сушки.

Ключевые слова: сушка, пшеничные зародыши, ИК-излунение, осциллирующий режим.

S.F. Demidov, L.F. Pelevina, N.N. Gashnikova

The study of drying kinetics of wheat germ by infrared radiation

of selected wavelength in an oscillating mode

Abstract

The authors of this article note that infrared drying with the selected wavelength of the oscillating mode in the wheat germ allows you to save belonging to each group of vitamins, minerals, polyunsaturated fatty acids while reducing moisture content to 13 kg/kg to 6 kg/kg and reduce the drying time.

| Keywords: drying, wheat germ, infrared radiation, an oscillating mode.

На мукомольных заводах при переработке зерна в муку образуются побочные продукты: отруби, зародыши, мучка. Пшеничные зародыши используются в качестве диетического питания из-за высокого содержания в них группы витаминов, микроэлементов, полиненасыщенных жирных кислот. При взаимодействии с кислородом воздуха происходит окисление полиненасыщенных жирных кислот и изменяются вкусовые показатели пшеничных зародышей. В настоящее время для сушки пшеничных зародышей используются вакуум-сублимационные установки, к недостаткам которых относится низкая энергетическая эффективность, металлоемкость.

Авторами [1-5] исследованы процессы сушки пшеничных зародышей инфракрасным излучением с выделенной длиной волны на подложке из тефлоновой ленты при постоянно включенном электропитании излучателя в зависимости от плотности теплового потока, высоты слоя и расстояния от ИК-излучателя до

слоя продукта при использовании полукруглого отражателя из полированной нержавеющей стали радиусом 0,050 м.

Осциллирующие режимы процессов сушки пшеничных зародышей инфракрасным излучением можно организовать при постоянном электропитании, когда инфракрасный нагреватель включенным остается в течение всего процесса сушки, но при достижении предельно допустимой температуры продукта включается вентилятор (55-57°С). При прерывном электропитании происходит чередование периодов включения и отключения инфракрасного излучателя, при этом можно регулировать среднее значение мощности ИК-нагревателя и управлять процессом в зависимости от функциональных требований и закономерностей тепломассопереноса.

Данное исследование посвящено процессу сушки пшеничных зародышей инфракрасным излучением с выделенной длиной волны в осциллирующем режиме

Сельское хозяйство

для длительного хранения при постоянно включенном проведены на экспериментальном аппарате, электропитании излучателя. изображенном на рисунке 1.

Исследования процесса сушки пшеничных зародышей в осциллирующем режиме были

Рис. 1. Экспериментальный аппарат для исследования процесса сушки пшеничных зародышей

В качестве генераторов ИК-излучения применены линейные кварцевые излучатели диаметром 0.012 м с функциональной керамической оболочкой. ИК-излучатели установлены сверху относительно поддона с подложкой из тефлоновой ленты, на которую помещался продукт, над ИК-излучателями располагались отражатели в виде металлических листов. Обдув слоя пшеничных зародышей осуществлялось вентилятором ВН-2М1РОО, скорость воздуха составляла 0,45 м/с. Измерение температуры поверхности облучаемого материала производилось

при помощи дистанционного неконтактного инфракрасного термометра Яау1ек МшТГетр МТ6. Для измерения влажности пшеничных зародышей использовался анализатор влажности ЭЛВИЗ-2. Продолжительность инфракрасной сушки при заданной плотности теплового потока определялось временем достижения заданного влагосодержания продукта и = 5,8 - 6,0 кг/кг. Показателем термоустойчивости принято считать максимально допустимую температуру нагрева его в процессе сушки, для пшеничных зародышей 55-57°С.

Agriculture

Рис. 2. Кинетические зависимости процесса сушки инфракрасным излучением слоя пшеничных зародышей

толщиной 10 мм при плотности теплового потока ИК-излучателя 5,26 кВт/м2: кривая 1 - прямой нагрев; 4,48 кВт/м2: кривая 2 - прямой нагрев; кривые 3, 4, 5, 6 - осциллирующие режимы; при плотности теплового потока ИК-излучателя 5,6 кВт/м2: кривая 3; 5,8 кВт/м2: кривая 4; 6,1 кВт/м2: кривая 5; 6,3 кВт/м2: кривая 6

Сушка продукта с влагосодержанием 12 кг/кг ИК-излучателями при плотности теплового потока 5,6 кВт/м2 происходило постоянно в течение всего процесса сушки. При достижении температуры верхнего слоя пшеничных зародышей 55-57°С за 3 мин. включался вентилятор на 15 секунд для обдува слоя продукта, скорость воздуха 0,45 м/с, продукт за это время охлаждался до температуры 40-42°С, после за 2 мин 10 с температура верхнего слоя достигало 55-57ОС и охлаждалось за 15с до температуры 40-42°С. Влагосодержание составляло 6 кг/кг.

Нагрев продукта с влагосодержанием 12 кг/кг ИК-излучателями при плотности теплового потока 6,3 кВт/м2 происходило постоянно в течение всего процесса сушки. При достижении температуры верхнего слоя пшеничных зародышей 55-57°С за

1 мин. 45 с включался вентилятор на 15 секунд для обдува слоя продукта, скорость воздуха 0,45 м/с, продукт за это время охлаждался до температуры 40-42°С, после за два цикла соответственно 1 мин. и 15 с, влагосодержание составляло 6 кг/кг. Сравнивая режимы сушки пшеничных зародышей инфракрасным излучением отмечаем, время сушки при осциллирующем режиме в 1,5-1,6 раз меньше чем при прямом способе.

Получены наилучшие параметры проведения процесса сушки слоя пшеничных зародышей инфракрасным излучением выделенной длины волны в осциллирующем режиме при постоянном электропитании излучателей в зависимости от технологических и конструктивных параметров проведения процесса.

Литература

1. Демидов С.Ф. Оптимизация процесса инфракрасной сушки с электроподводом зародышей пшеничных / С.Ф. Демидов, С.С. Беляева, Б.А. Вороненко // Иновационные пищевые технологии в области хранения и переработки сельскохозяйственного сырья. Фундаментальные и прикладные аспекты: Материалы Международной научно-практической конференции; ГНУ «Краснодарский НИИ хранения и переработки сельскохозяйственной продукции». 24-25 мая 2012 г. - С. 219-222.

2. Демидов С.Ф. Экспериментальные исследования процесса инфракрасной сушки зародышей зерна пшеницы / С.Ф. Демидов, С.С. Беляева, Б.А. Вороненко // Современное состояние естественных и технических наук: Материалы VII Международной научно-практической конференции. - М.: Спутник +, 2012. - С. 38-42.

Сельское хозяйство

3. Демидов С.Ф. Оптимизация процесса инфракрасной сушки с электроподводом зародышей пшеничных / С.Ф. Демидов [и др.] // Естественные и технические науки. - 2012. - №1. - С. 433-436.

4. Демидов С.Ф. Кинетика сушки отрубей ржаных инфракрасным излучением / С.Ф. Демидов [и др.] // Новые технологии. - 2012. - №1. - С. 19-23.

5. Демидов С.Ф. Температурные кривые при инфракрасной сушке отрубей ржаных / С.Ф. Демидов, С.С. Беляева, Б.А. Вороненко // Электронный научный журнал СПбГУНиПТ. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». -2012. - №1.