1. JCCT
  2. Всі випуски
  3. Випуск 18, Номер 1, 2024
  4. Кінетичні закономірності фільтраійного сушіння ячмінної пивної дробини

Кінетичні закономірності фільтраійного сушіння ячмінної пивної дробини

JCCT.
2024;
Випуск 18, Номер 1
: cc. 66 - 75
https://doi.org/10.23939/chcht18.01.066
Автори:
  1. Oleksandr Ivashchuk
  2. Volodymyr Atamanyuk
  3. Roman Chyzhovych
  4. Vladyslava Manastyrska
  5. Serhii Barabakh
  6. З. Я. Гнатів
1
Lviv Polytechnic National University
2
Lviv Polytechnic National University
3
Lviv Polytechnic National University
4
Department of Chemical Engineering, Institute of Chemistry and Chemical Technologies, Lviv Polytechnic National University
5
Department of Chemical Engineering, Institute of Chemistry and Chemical Technologies, Lviv Polytechnic National University
6
Національний університет “Львівська політехніка”

У статті описано дослідження кінетики фільтраційного сушіння ячмінної пивної дробини. Наведено залежності фільтраційного сушіння ячмінної пивної дробини за різних параметрів стаціонарного шару та теплового агенту: різної висоти вологого матеріалу H (40 мм, 80 мм, 120 мм, 160 мм), різних температур теплового агенту T (50 °C, 70 °C, 80 °C, 90 °C), швидкості теплового агенту через нерухомий шар матеріалу v0 (1,26 м/с, 1,55 м/с, 1,81 м/с, 2,31 м/с, 2,82 м/с). Визначено кінетичні закономірності двох періодів сушіння: періоду повного насичення теплового агенту вологою та періоду часткового насичення теплового агенту вологою. Запропоновано розрахункові залежності, що описують інтенсивність процесу фільтраційного сушіння в обидва періоди. Запропоновано рівняння для визначення часу сушіння відпрацьованої ячмінної пивної дробини τI та τII в обидва періоди сушіння. Абсолютне значення максимальної відносної похибки експериментальних значень вологовмісту від теоретично розрахованих становить 19,83 %, а середнє значення відносної похибки – 3,15 %, що є прийнятним для практичних проектних розрахунків сушильного обладнання.

сушіння
фільтраційне висушування
пивна дробина
кінетика
стаціонарний шар
  1. Santos, M.; Jiménez, J. J.; Bartolomé, B.; Gómez-Cordovés, C.; del Nozal, M. J. Variability of Brewer’s Spent grain Within a Brewery. Food Chem. 2003, 80, 17–21. https://doi.org/10.1016/s0308-8146(02)00229-7
  2. Ivashchuk, O. S.; Atamanyuk, V. M.; Chyzhovych, R. A.; Kiiaieva, S. S.; Duleba, V. P.; Sobechko, I. B. Research of Solid Fuel Briquettes Obtaining from Brewer’s Spent Grain. J. Chem. Technol. 2022, 30, 216–221.https://doi.org/10.15421/jchemtech.v30i2.256749
  3. Mussatto, S. I.; Dragone, G.; Roberto, I. C. Brewers' Spent Grain: Generation, Characteristics and Potential Applications. J. Cereal Sci. 2006, 43, 1–14. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2005.06.001
  4. Colpo, I.; de Lima, M. S.; Schrippe, P.; Rabenschlag, D. R.; Martins, M. E.; Sellitto, M. A. Evaluating the Feasibility of Reusing Brewer´s Spent Grain Waste in Specialty Bread and Biofertilizer Production. Sustainability and Climate Change 2022, 15, 436–445. https://doi.org/10.1089/scc.2022.0095
  5. Eliopoulos, C.; Arapoglou, D.; Chorianopoulos, N.; Markou, G.; Haroutounian, S. Conversion of Brewers’ Spent Grain into Proteinaceous Animal Feed Using Solid State Fermentation.Environ. Sci. Pollut. Res. 2022, 29, 29562–29569. https://doi.org/10.1007/s11356-021-15495-w
  6. Zeko-Pivač, A.; Tišma, M.; Žnidaršič-Plazl, P.; Kulisic, B.; Sakellaris, G.; Hao, J.; Planinić, M. The Potential of Brewer’s Spent Grain in the Circular Bioeconomy: State of the Art and Future Perspectives. Front. Bioeng. Biotechnol. 2022, 10, 870744. https://doi.org/10.3389/fbioe.2022.870744
  7. Salman, W.; Ney, Y.; Nasim, M. J.; Bohn, T.; Jacob, C. Turning Apparent Waste into New Value: Up-Cycling Strategies Exemplified by Brewer’s Spent Grains (BSG). Current Nutraceuticals 2020, 1, 6–13. https://doi.org/10.2174/2665978601666200220100600
  8. Hassan, S. S.; Ravindran, R.; Jaiswal, S.; Tiwari, B. K.; Williams, G. A.; Jaiswal, A. K. An Evaluation of Sonication Pretreatment for Enhancing Saccharification of Brewers' Spent Grain. Waste Manage. 2020, 105, 240–247. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2020.02.012
  9. Ikram, S.; Huang, L.; Zhang, H.; Wang, J.; Yin, M. Composition and Nutrient Value Proposition of Brewers Spent Grain. J. Food Sci. 2017, 82, 2232–2242.  https://doi.org/10.1111/1750-3841.13794
  10. Bianco, A.; Budroni, M.; Zara, S.; Mannazzu, I.; Fancello, F.; Zara, G. The Role of Microorganisms on Biotransformation of Brewers’ Spent Grain. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2020, 104, 8661–8678. https://doi.org/10.1007/s00253-020-10843-1
  11. Ktenioudaki, A.; Chaurin, V.; Reis, S.; Gallagher, E. Brewer’s Spent Grain as a Functional Ingredient for Breadsticks. Int. J. Food Sci. Technol. 2012, 47, 1765–1771. https://doi.org/10.1111/j.1365-  2621.2012.03032.x
  12. Öztürk, S.; Özboy, Ö.; Cavidoğlu, I.; Köksel, H. Effects of Brewer’s Spent Grain on the Quality and Dietary Fibre Content of Cookies. J. Inst. Brew. 2002, 108, 23–27. https://doi.org/10.1002/j.2050-0416.2002.tb00116.x
  13. Aboukila, E. F.; Nassar, I. N.; Rashad, M.; Hafez, M.; Norton, J. B. Reclamation of Calcareous Soil and Improvement of Squash Growth Using Brewers’ Spent Grain and Compost. J. Saudi Soc. Agric. Sci. 2013, 17, 390–397. https://doi.org/10.1016/j.jssas.2016.09.005
  14. Mussatto, S. I. Brewer’s Spent Grain: A Valuable Feedstock for Industrial Applications. J. Sci. Food Agric. 2014, 94, 1264– 1275. https://doi.org/10.1002/jsfa.6486
  15. McCarthy, A. L.; O’Callaghan, Y. C.; Piggott, C. O.; FitzGerald, R. J.; O’Brien, N. M. Brewers’ Spent Grain; Bioactivity of Phenolic Component, its Role in Animal Nutrition and Potential for Incorporation in Functional Foods: A Review. Proc Nutr Soc 2012, 72, 117–125. https://doi.org/10.1017/s0029665112002820
  16. Ivashchuk, O. S.; Atamanyuk, V. M.; Chyzhovych, R. A.; Kiiaieva, S. S.; Zherebetskyi, R. R.; Sobechko, I. B. Preparation of an Alternate Solid Fuel from Alcohol Distillery Stillage. Vopr. Khim. Khim. Tekhnol. 2022, 1, 54–59. https://doi.org/10.32434/0321-4095-2022-140-1-54-59
  17. Burdo, O. G.; Terzsev, S. G.; Knuish, A. I.; Kovalenko, E. A. The New Ways of organization Heat Transfer in Food Industry Apparatuses. Proc. 5-th Int. Heat Pipes Symp. 1997, 7–14.
  18. Ivashchuk, O. S.; Atamanyuk, V. M.; Gnativ, Z. Y.; Chyzhovych, R. A.; Zherebetskyi, R. R. Research into Kinetics of Filtration Drying of Alcohol Distillery Stillage. Vopr. Khim. Khim. Tekhnol. 2021, 4, 58–65. https://doi.org/10.32434/0321-4095-2021-137-4-58-65
  19. Kobeyeva, Z.; Khussanov, A.; Atamanyuk, V.; Hnativ, Z.; Kaldybayeva, B.; Janabayev, D.; Gnylianska, L. Analyzing the Kinetics in the Filtration Drying of Crushed Cotton Stalks. EasternEuropean J. Enterp. Technol. 2022, 1(8(115), 55–66. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.252352
  20. Mykychak, B.; Biley, P.; Kindzera, D. External Heat-and- Mass Transfer during Drying of Packed Birch Peeled Veneer. Chem. Chem. Technol. 2013, 7, 191–195. https://doi.org/10.23939/chcht07.02.191
  21. Hosovkyi, R.; Kindzera, D.; Atamanyuk, V. Diffusive Mass Transfer during Drying of Grinded Sunflower Stalks. Chem. Chem. Technol. 2016, 10, 459–463.https://doi.org/10.23939/chcht10.04.459
  22. Ivashchuk, O.; Chyzhovych, R.; Atamanyuk, V.; Hnativ, Z. The Computer Modeling of the Thermal Agent Hydrodynamics through the Alcohol Distillery Stillage Stationary Layer. 2023 17th International Conference on the Experience of Designing and Application of CAD Systems (CADSM) 2023, 1–4. https://doi.org/10.1109/cadsm58174.2023.10076496
  23. Aksel’rud, G. A.; Chernyavskii, A. I.; Khanyk, Ya. N. Drying in Heated Gas Flows. Journal of Engineering Physics 1978, 34, 150–153. https://doi.org/10.1007/bf00861231
  24. Mykychak, B.M.; Khanyk, Ya.M.; Kindzera, D.P.; Yarosh, Y.D. Kinetics of Filtration Drying of Planed Veneer. Scientific bulletin of UkrDLTU: Collection of scientific and technical works 2008, 18, 148–156 [In Ukrainian]. https://nv.nltu.edu.ua/Archive/2008/18_3/148_Mykyczak_18_3.pdf