Введение к работе
Актуальность. Развитие малых и средних предприятий по производству продукции из овощного сырья требует комплексного подхода к его переработке. Переработка овощной продукции (свеклы, картофеля, тыквы, лука) за короткое время с сохранением высокого качества дает значительный экономический эффект. Обеспечить выполнение таких условий можно посредством совершенствования традиционных технологий. Одним из основных способов переработки овощного сырья должна стать сушка, отвечающая требованиям: высокое качество продукции, низкое энергопотребление производства и доступная стоимость готовой продукции. Наиболее полно данным требованиям отвечает двухступенчатая сушка, первой ступенью которой является конвективная сушка во взвешенном закрученном слое и второй ступенью - конвективная вакуум-импульсная сушка (КВИС) с чередованием конвективной и вакуумной стадий. Использование этого метода сушки доминирует над другими видами, так как исключает образование агломератов овощного сырья в первом периоде и позволяет сохранять питательные вещества во втором периоде сушки. При этом уменьшаются время реализации процесса и затраты энергии за счет применения энергосберегающего двухступенчатого жидкостнокольцевого вакуумного насоса (ЖВН), а также сохраняются полезные качества высушиваемого овощного сырья и снижается цена готового продукта. Этот способ сушки в настоящее время только находит свое распространение и требует проведения общепринятых научных исследований и промышленных испытаний. Вследствие этого совершенствование технологии и средств двухступенчатой КВИС овощного сырья является актуальной задачей и представляет как научный, так и практический интерес.
Работа выполнена в рамках программ: "Технологии экологически безопасного ресурсосберегающего производства и переработки сельскохозяйственного сырья и продуктов питания", 2006 - 2010 гг., "Развитие научного потенциала высшей школы", 2006 - 2008 гг.
Цель работы - снижение энергетических затрат и повышение качества готовой продукции при сушке овощного сырья.
Объект исследований - технологический процесс двухступенчатой конвективной вакуум-импульсной сушки и обеспечивающие его средства.
Предмет исследований - установление закономерностей и изменения диффузионных свойств овощного сырья в процессе двухступенчатой конвективной вакуум-импульсной сушки.
Методы исследования, достоверность и обоснованность результатов. Методика исследований основана на применении современных методов и измерительных приборов. Теоретические исследования были выполнены, основываясь на законах теплотехники и методах математического моделирования.
Экспериментальные исследования и определение физико-механических свойств овощного сырья проводились в соответствии с действующими ГОСТами, ОСТами и с использованием методики планирования экспериментов. При обработке экспериментальных данных были использованы методы математической статистики. Результаты теоретических исследований подтверждены экспериментальной проверкой на лабораторных и опытно-производственной установках.
На защиту выносятся:
технология процесса двухступенчатой конвективной вакуум-импульсной сушки и ее машинно-аппаратное оформление;
математическая модель процесса двухступенчатой конвективной вакуум-импульсной сушки овощного сырья;
результаты экспериментальных исследований и испытаний в производственных условиях, позволяющие определять оптимальные конструктивно-режимные параметры двухступенчатой конвективной вакуум-импульсной сушки;
методики подбора и инженерного расчета энергетических затрат жидкостнокольцевых вакуумных насосов.
Научная новизна:
усовершенствованная технология и средства сушки овощного сырья;
математическая модель процесса двухступенчатой конвективной вакуум-импульсной сушки;
методика расчета энергетических затрат двухступенчатой конвективной вакуум-импульсной сушки;
определение коэффициента диффузии овощного сырья;
методики инженерного подбора и расчета двухступенчатого жид-костнокольцевого вакуумного насоса.
Реализация результатов исследований. Полученные результаты по режимам и способу двухступенчатой конвективной вакуум-импульсной сушки приняты к использованию на ОАО МПК "Максимовский" г. Тамбова, мясоперерабатывающем цехе ООО "Жупиков" г. Тамбова и дерево-перерабатывающем предприятии 000 "Лад" г. Котовска Тамбовской области.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на международных конференциях: "Достижения ученых XXI века" (г. Тамбов, 2006), "Качество науки - качество жизни" (г. Тамбов, 2008), "Глобальный научный потенциал" (г. Тамбов, 2007), "Современные проблемы технологии производства, хранения, переработки и экспертизы качества сельскохозяйственной продукции" (г. Мичуринск, 2007), "Качество науки - качество жизни" (г. Тамбов, 2008), "Перспективные технологии и технические средства в АПК" (г. Мичуринск, 2008), "Прогрессивные технологии развития" (г. Тамбов, 2008).
Публикации. Материалы диссертации отражены в 13 научных работах, в том числе 3 работах, опубликованных в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Получен патент на изобретение "Контейнер для пищевых продуктов со съемной крышкой" (№ 2361795). Общий объем публикаций составляет 4,25 печ. л., из них на долю автора приходится 1,45 печ. л.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложений. Основное содержание изложено на 125 страницах машинописного текста, включающих 52 рисунка, 3 таблицы, 121 литературных источников, 6 приложений.
