Розробка апарата з індукованим тепломасообміном для сушіння та гідротермічної обробки вологої сировини

Autor: Pak, Alina V., Pogozhikh, Nikolay, Pak, Andrey O.
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Східно-Європейський журнал передових технологій; Том 3, № 8 (105) (2020): Енергозберігаючі технології та обладнання; 32-38
Восточно-Европейский журнал передовых технологий; Том 3, № 8 (105) (2020): Энергосберегающие технологии и оборудование; 32-38
Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 3, № 8 (105) (2020): Energy-saving technologies and equipment; 32-38
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: The need to solve the problems of efficient use of energy resources in processes of heat-and-mass transfer which are widely used in the food and processing industries and are very power-intensive was substantiated. The prospects of application of the induced processes such as the effect of induced heat-and-mass transfer characterized by high energy efficiency and environmental friendliness were noted.Drying and hydrothermal treatment of moist raw materials with gas-tight inserts in horizontal and vertical orientations were modeled. It was established that the nature of this effect in the presence of gas-tight inserts in the solid phase inside the thermostat does not differ from the nature of the effect of induced heat-and-mass transfer in absence of such inserts.It was proved that during the induced heat-and-mass transfer, features of the flow of any volume of internal thermostat medium affect the nature of this flow for other allocated volumes. It was noted that the feature of «artificiality» and controllability of this effect makes it possible to perform certain manufacturing operations in processing different raw materials in one device without their mixing.A technical solution of an apparatus using the effect of induced heat-and-mass transfer for drying and hydrothermal treatment of moist raw materials was proposed based on the obtained experimental results and established theoretical conclusions. The productivity of the developed apparatus in hydrothermal processing of cereals makes 18 kg/h and the energy consumption is 8.1·106 J/kg of dried product. The final product is a quick-recoverable porridge that does not require cooking. It was noted that the economic attractiveness of the developed device with the effect of induced heat-and-mass transfer for drying and hydrothermal treatment consists in the ability to reduce energy consumption for these manufacturing operations by 30 %
Обоснована необходимость поиска решений проблем эффективного использования энергетических ресурсов в процессах тепло- и массообмена, которые широко применяются в пищевой и перерабатывающей промышленности и являются энергозатратными. Отмечена перспективность применения индуцированных процессов, таких как эффект индуцированного тепломассообмена, который характеризуется высокой энергоэффективностью и экологичностью.Проведено моделирование процессов сушки и гидротермической обработки влажного сырья с газонепроницаемыми включениями при его горизонтальной и вертикальной ориентации. Установлено, что характер данного эффекта при наличии газонепроницаемых включений в твердой фазе внутри термостата не отличается от характера эффекта индуцированного тепломассообмена при отсутствии таких включений.Доказано, что во время эффекта индуцированного тепломассообмена особенности протекания процесса в любом выделенном объема внутренней среды термостата отражается на характере его протекания для других выделенных объемов. Отмечено, что данный признак «искусственности» и управляемости данного эффекта делает возможным выполнение определенных технологических операций по обработке различного сырья в одном аппарате без ее смешивания.Предложено техническое решение аппарата с применением эффекта индуцированного тепломассообмена для сушки и гидротермической обработки влажного сырья с использованием полученных экспериментальных результатов и установленных теоретических выводов. Производительность данного аппарата по гидротермической обработке круп составляет 18 кг/ч, а энергозатраты при этом составляют – 8,1·106 Дж на кг сушеной продукции. Конечной продукцией при этом являются быстровосстанавливаемые каши, не требующие варки. Отмечено, что экономическая привлекательность разработанного аппарата с эффектом индуцированного тепломассообмена для сушки и гидротермической обработки заключается в возможности уменьшения энергозатрат на данные технологические операции на 30 %
Обґрунтована необхідність пошуку рішень проблем ефективного використання енергетичних ресурсів під час процесів тепло- та масообміну, які широко застосовуються в харчовій і переробній промисловості та є дуже енергозатратними. Відзначено перспективність застосування індукованих процесів таких як ефект індукованого тепломасообміну, який характеризуються високою енергоефективністю і екологічністю.Проведено моделювання процесів сушіння та гідротермічної обробки вологої сировини з газонепроникними включеннями за її горизонтальної та вертикальної орієнтації. Встановлено, що характер даного ефекту за умови наявності газонепроникних включень в твердій фазі всередині термостата не відрізняється від характеру ефекту індукованого тепломасообміну за умов відсутності таких включень.Доведено, що під час ефекту індукованого тепломасообміну особливості перетікання процесу будь-якого виділеного об’єму внутрішнього середовища термостата відбивається на характері його перетікання для інших виділених об’ємів. Відзначено, що дана ознака «штучності» та керованості даного ефекту робить можливим виконання визначених технологічних операцій з обробки різної сировини в одному апараті без її змішування.Запропоновано технічне рішення апарата із застосуванням ефекту індукованого тепломасообміну для сушіння та гідротермічної обробки вологої сировини з використанням отриманих експериментальних результатів та встановлених теоретичних висновків. Продуктивність розробки за гідротермічною обробкою круп складає 18 кг/год, а енерговитрати – 8,1·106 Дж на кг сушеної продукції. Кінцевою продукцією при цьому є швидковідновлювані каші, які не потребують варіння. Відзначено, що економічна привабливість застосування розробленого апарату з ефектом індукованого тепломасообміну для сушіння та гідротермічної обробки полягає у можливості зменшення енерговитрат на дані технологічні операції на 30 %
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: