сушіння

In this work, the calculation of specific energy consumption for the process of the barley brewer’s spent grain filtration drying was investigated.

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).

Поміж великої кількості сучасних екологічних проблем в Україні особливе місце займають відходи станцій очистки стічних вод. Під час біологічної очистки води, відокремлені мулові відкладення направляють на мулові поля, які є найбільшою проблемою. Ці поля на сьогоднішній день переповнені втричі та несуть небезпеку, наслідки якої вийшли далеко за межі проблем довкілля і переросли у ланцюг соціально-економічних, технічних, медико-біологічних та морально-етичних проблем. Раніше активний мул використовували як добриво на полях, проте в зв’язку із Чорнобильською аварією це заборонили.

Досліджено кінетику сушіння гарячих (80°С) та холодних (20°С) цукатів з груш. В результаті узагальнення дослідних даних знайдені коефіцієнт сушіння та виведена аналітична залежність для розрахунку часу сушіння. Отримані експериментальні дані зміни температури теплового агенту за висотою шару цукатів.

Однією із основних технологічних властивостей комбінованих рослинних порошків, одержаних з рослинної сировини, важливе значення має рівноважна вологість. Оскільки від цього показника залежить кінцевий вологовміст та енергетичні затрати на процес зневоднення. Для визначення рівноважної вологості зразків комбінованих порошків залежно від відносної вологості повітря застосовувався тензометричний (статичний) метод Ван Бамелена. В результаті досліджень отримано кінетичні криві адсорбції водяної пари моно- та комбінованих рослинних порошків, які порівнювались між собою.

 Розроблено  енергоощадну  схему  виробництва  цукатів  з  моркви.  В  розробленій  схемі  впроваджено: промивання  сировини 1 %  розчином NaHCO3, зменшення витрати води на бланшування, зменшення витрати сиропу для насичення сировини цукром. Впроваджено нову технологію сушіння: цукат  сушать  у змінному  температурному  режимі,  а  саме: на початкових стадіях тепловим агентом температурою 70 0С, на завершальній стадії – тепло- вим агентом температурою 20 °С.

Основною сировиною, яка має високий вміст бетаніну з антиоксидантними властивостями, є червоний столовий буряк. Важливим акцентом при переробці антиоксидантної сировини методом сушіння є зниження енергозатрат на процес зневоднення, максимальне збереження біологічно активних речовин та зниження собівартості кінцевого продукту. Сушіння - це складний і енергоємний процес. Тому для оптимізації витрат енергії при сушінні та підбору раціональних режимів зневоднення необхідно застосовувати розрахунковий аналіз тепломасообміну на основі адекватних математичних моделей.

Досліджено тепломасообмінний процес під час регенерації активованого вугілля. Обґрунтовано механізм фільтраційного висушування активованого вугілля за умов однакової його температури з тепловим агентом. Згідно обґрунтованому механізму, тепловому балансу та критеріальних рівнянь встановлено час припинення подачі теплового агенту. Доведено, що енергії акумульованої частини висушеного шару активованого вугілля буде достатньо для довисушування шару до кінцевої вологості. Запропонований спосіб регенерації дає змогу зменшити кількість затраченої питомої енергії.

Розроблено математичну модель неізотермічного вологоперенесення та в’язкопружного деформування деревини у процесі сушіння, яка враховує анізотропність та змінність тепломеханічних характеристик. Сформульовану математичну модель реалізовано методом скінченних елементів для в’язкопружного стану з врахуванням накопичення незворотних деформацій. Шляхом об’єктно-орієнтованого аналізу спроектовано та здійснено програмну реалізацію моделі у вигляді задокументованих класів.

In this paper there are considered the basic methods of mathematical modeling that are used to describe the processes of convective, convective-thermal and active hydrodynamic drying of dispersed materials, taking into account the structure of individual object of drying.  They are described from perspective of continuum mechanics, the theory of mixtures, statistical approaches, which allows taking into account the volume fraction of each phase, the layering of the structure of the object and their changes in the process of phase transitions and chemical transformations.