Введение
1 Анализ развития и применения сублимационной сушки в сельскохозяйственном производстве 18
1.1 Здоровое питание населения Российской Федерации имеет важное социальное и хозяйственное значение в обеспечении продовольственной безопасности страны 18
1.2 Анализ экспериментальных и теоретических работ по интенсификации процесса сублимационной сушки 24
1.2.1 Физические основы интенсификации процесса сублимационной сушки 25
1.2.2 Сублимационная сушка материала в тонком слое 31
1.2.3 Сублимация гранулированного продукта в виброслое 41
1.2.4 Сублимация в поле токов высокой частоты
1.3 Анализ воздействия вида энергии сушки на обрабатываемый продукт
1.3.1 Обработка пищевых продуктов инфракрасным излучением
1.3.2 Взаимодействие электромагнитного излучения с продуктами
1.3.3 Ультразвук и его влияние на продукт 71
1.4 Выводы и задачи исследований
2 Теоретическое обоснование гипотезы о комбинированном энергоподводе на основе анализа теоретических исследований энергетических составляющих сублимационной сушки
2.1 Теоретическое обоснование гипотезы о комбинированном энергоподводе в технологии сублимационной сушки жидких термолабильных продуктов пищевого назначения на установках непрерывного действия
2.1.1 Схема непрерывной сублимационной сушки жидких продуктов
2.1.2 Мелкодисперсный распыл и грануляция жидкого продукта в вакууме 76
2.1.3 Сублимационное обезвоживание гранул в поле инфракрасного
излучения (подсушка гранул до образования «сухой» корочки) 82
2.1.4 Сублимационная сушка в поле УЗИ, СВЧ и в потоке инертного газа 85
2.2 Конвективная сушка в вакууме 92
2.2.1 Область давлений, в которой выполняются условия для создания принудительной циркуляции воздуха 92
2.2.2 Id - диаграмма влажного воздуха для условий низкого вакуума 94
2.2.3 Изображение процесса комбинированной сублимационной
сушки концентратов на Id - диаграмме 98
2.3 Диэлектрическая сушка в вакууме 99
2.3.1 Диэлектрический нагрев пищевых продуктов 99
2.3.2 Сушка с применением диэлектрического нагрева 102
2.4 ИК - сушка в вакууме 104
2.4.1 ИК - нагрев пищевых продуктов 104
2.4.2 Сушка под действием ИК- излучения
2.5 УЗ - сушка в вакууме
2.5.1 УЗ - воздействие на пищевые продукты
2.5.2 Сушка под действием УЗИ
2.6 Метод конечных отношений в теории оценки снижения энергоемкости и себестоимости продукции
2.6.1 Метод конечных отношений в теории энергосбережения
2.6.2 Связь энергоемкости продукции с рыночными параметрами
2.6.3 Методы расчета энергоемкости и определяемых ею параметров в производственных процессах
2.6.4 Энергоемкость технологического процесса
2.7 Выводы по главе
3 Теоретическое обоснование интенсификации и энергосбережения сублимационной сушки жидких термолабильных продуктов пищевого назначения на установках непрерывного действия с комбинированным энергоподводом 126
3.1 Разработка математических моделей энергетических составляющих сублимационной сушки с комбинированным энергоподводом 126
3.1.1 Конвективная сушка в вакууме 126
3.1.1.1 Расчет теоретической энергоемкости конвективно-вакуумной сушки 12б
3.1.1.2 Оценка энергоемкости конвективно-вакуумной сушки j 2 8
3.1.2 Диэлектрическая сушка в вакууме j 29
3.1.2.1 Расчет процесса сушки с применением диэлектрического нагрева 129
3.1.2.2 Оценка энергоемкости диэлектрическо-вакуумной сушки ^6
3.1.3 ИК - сушка в вакууме 136
3.1.3.1 Расчет плотности потока ИК-излучения при испарительном самозамораживании жидких термолабильных продуктов 136
3.1.3.2 Оценка энергоемкости ИК-составляющей сушки 141
3.1.4 УЗ - сушка в вакууме. Оценка энергоемкости УЗ-составляющей сушки 142
3.2 Оптимизация энергоемкости технологии сублимационной сушки с комбинированным энергоподводом 143
3.2.1 Энергоемкость технологического процесса для качественной составляющей 143
3.2.2 Оптимизация энергосбережения энергетических составляющих сушки на основе метода конечных отношений 144
3.2.3 Диаграммная техника 151
3.2.4 Формализованное изображение процесса энергопотребления комбинированной сублимационной сушки концентратов 158
3.3 Теоретическое обоснование режимов технологии сублимационной сушки жидких термолабильных продуктов пищевого назначения на установках непрерывного действия с комбинированным энергоподводом 161
3.3.1 Испарительное самозамораживание 161
3.3.2 Сушка под действием ИК-излучения 163
3.3.3 Сушка под действием СВЧ и УЗИ энергий в фильтрационном потоке газа 165
3.4 Выводы по главе 170
4 Экспериментальные исследования процесса сублимационной сушки жидких термолабильных продуктов пищевого назначения на установках с комбинированным энергоподводом 172
4.1 Методы и аппаратура для экспериментального исследования
процессов испарительного замораживания и сублимационной сушки жидких термолабильных пищевых продуктов 172
4.1.1 Экспериментальная вакуум-распылительная установка 172
4.1.2 Экспериментальная вакуумная сушилка с конвективно-звуко-диэлектрическим энергоподводом 174
4.1.3 Установка сублимационной сушки непрерывного действия с комбинированным энергоподводом жидких термолабильных продуктов пищевого назначения УСС-НД-КЭ-Ж-01 177
4.1.4 Алгоритм работы установки УСС-НД-КЭ-Ж-01 181
4.1.5 Система управления установкой УСС-НД-КЭ-Ж-01 185
4.1.5.1 Узел управления ВРИМ 468332.004 186
4.1.5.2 Субблок управления системой обеспечения холода (СУСХ) 3.3132.0006 188
4.1.5.3 Субблок управления системой распыления (СУСР) 3.3132.0007 190
4.1.5.4 Субблок управления системой нагрева (СУСН)З.Э 132.0008 190
4.1.5.5 Субблок управления агрегатом вакуумным (СУАВ) 192
З.Э132.0009
4.1.5.6 Блок управления (БУ)З.Э 132.0014 196
4.2 Кинетика сушки 196
4.2.1 Лабораторные испытания на макетах 196
4.2.1.1 Испарительное замораживание 197
4.2.1.2 Сублимационная сушка 198
4.2.2 Испытания УСС-НД-КЭ-Ж-01 203
4.3 Качество сушки 206
4.3.1 Лабораторные испытания на макетах 206
4.3.2 Испытания УСС-НД-КЭ-Ж-01 211
4.4 Энергосбережение 212
4.4.1 Лабораторные испытания на макетах 212
4.4.2 Испытания УСС-НД-КЭ-Ж-01 214
4.5 Анализ результатов исследований 216
4.5.1 Лабораторные испытания на макетах 216
4.5.2 Испытания УСС-НД-КЭ-Ж-01 217 4.6 Выводы по главе 219
5 Технико-экономические характеристики и экономическая эффективность разработанных методов, установок и технологий 220
5.1 Технико-экономический анализ энергоемкости технологического процесса на УСС непрерывного действия 220
5.2 Технология сублимационной сушки жидких продуктов пищевого назначения на установках непрерывного действия УСС-НД- КЭ-Ж-01 225
5.2.1 Технологии сублимационной сушки плодово-ягодных соков на установках непрерывного действия в едином вакуумном цикле 225
5.2.2 Разработка технологии сублимационной сушки «живых» препаратов на установках непрерывного действия в едином вакуумном цикле 229
5.3 Технико-экономические характеристики установок сублимационной сушки непрерывного действия с комбинированным энергоподводом жидких термолабильных продуктов пищевого назначения типа УСС-НД-КЭ-Ж 232
5.4 Технико-экономические показатели внедрения технологии сублимационной сушки пищевых концентратов конвективно- вакуумно-звуко-диэлектрическим способом 234
5.5 Выводы по главе 242
Общие выводы и рекомендации 243
Список использованных источников
