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

Автор(и)

  • Alina V. Pak Харківський торговельно-економічний інститут Київського національного торговельно-економічного університету пров. Отакара Яроша, 8, м. Харків, Україна, 61045, Україна https://orcid.org/0000-0002-0311-9731
  • Nikolay Pogozhikh Харківський державний університет харчування та торгівлі вул. Клочківська, 333, м. Харків, Україна, 61051, Україна https://orcid.org/0000-0002-0835-4896
  • Andrey O. Pak Харківський державний університет харчування та торгівлі вул. Клочківська, 333, м. Харків, Україна, 61051, Україна https://orcid.org/0000-0003-3140-3657

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.205062

Ключові слова:

ефект індукованого тепломасообміну, сушіння, гідротермічна обробка, кінетика температури, фазовий портрет

Анотація

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 %

Біографії авторів

Alina V. Pak, Харківський торговельно-економічний інститут Київського національного торговельно-економічного університету пров. Отакара Яроша, 8, м. Харків, Україна, 61045

Кандидат технічних наук, викладач

Кафедра товарознавства та експертизи якості товарів

Nikolay Pogozhikh, Харківський державний університет харчування та торгівлі вул. Клочківська, 333, м. Харків, Україна, 61051

Доктор технічних наук, професор

Кафедра енергетичного машинобудування, інженерних та фізико-математичних дисциплін

Andrey O. Pak, Харківський державний університет харчування та торгівлі вул. Клочківська, 333, м. Харків, Україна, 61051

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра енергетичного машинобудування, інженерних та фізико-математичних дисциплін

Посилання

  1. Bilgen, S. (2014). Structure and environmental impact of global energy consumption. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 38, 890–902. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.07.004
  2. Cabezas, H. (2017). Editorial overview: Energy and environmental engineering. Current Opinion in Chemical Engineering, 17, 98–99. doi: https://doi.org/10.1016/j.coche.2017.08.006
  3. Keil, F. J. (2018). Process intensification. Reviews in Chemical Engineering, 34 (2), 135–200. doi: https://doi.org/10.1515/revce-2017-0085
  4. Pavlushin, A., Sutyagin, S., Dolgov, V. (2019). Energy–saving dryer. E3S Web of Conferences, 126, 00044. doi: https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912600044
  5. Gondrexon, N., Cheze, L., Jin, Y., Legay, M., Tissot, Q., Hengl, N. et. al. (2015). Intensification of heat and mass transfer by ultrasound: Application to heat exchangers and membrane separation processes. Ultrasonics Sonochemistry, 25, 40–50. doi: https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2014.08.010
  6. Tireuov, K., Mizanbekova, S., Kalykova, B., Nurmanbekova, G. (2018). Towards food security and sustainable development through enhancing efficiency of grain industry. Entrepreneurship and Sustainability Issues, 6 (1), 446–455. doi: https://doi.org/10.9770/jesi.2018.6.1(27)
  7. Lovegrove, A., Edwards, C. H., De Noni, I., Patel, H., El, S. N., Grassby, T. et. al. (2015). Role of polysaccharides in food, digestion, and health. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 57 (2), 237–253. doi: https://doi.org/10.1080/10408398.2014.939263
  8. Shahidi, F. (2009). Nutraceuticals and functional foods: Whole versus processed foods. Trends in Food Science & Technology, 20 (9), 376–387. doi: https://doi.org/10.1016/j.tifs.2008.08.004
  9. Lamsal, B. P., Faubion, J. M. (2009). The Beneficial Use of Cereal and Cereal Components in Probiotic Foods. Food Reviews International, 25 (2), 103–114. doi: https://doi.org/10.1080/87559120802682573
  10. Shewry, P. R. (2010). Principles of Cereal Science and Technology. Journal of Cereal Science, 51 (3), 415. doi: https://doi.org/10.1016/j.jcs.2010.01.001
  11. Hu, X.-Z., Zheng, J.-M., Li, X., Xu, C., Zhao, Q. (2014). Chemical composition and sensory characteristics of oat flakes: A comparative study of naked oat flakes from China and hulled oat flakes from western countries. Journal of Cereal Science, 60 (2), 297–301. doi: https://doi.org/10.1016/j.jcs.2014.05.015
  12. Gates, F. K., Sontag-Strohm, T., Stoddard, F. L., Dobraszczyk, B. J., Salovaara, H. (2008). Interaction of heat–moisture conditions and physical properties in oat processing: II. Flake quality. Journal of Cereal Science, 48 (2), 288–293. doi: https://doi.org/10.1016/j.jcs.2007.09.009
  13. Chaunier, L., Della Valle, G., Lourdin, D. (2007). Relationships between texture, mechanical properties and structure of cornflakes. Food Research International, 40 (4), 493–503. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodres.2006.07.014
  14. Pogozhikh, M., Pak, A., Pak, A., Zherebkin, M. (2017). Technical implementation of the equipment using the process of induced heat and mass transfer. ScienceRise, 6 (35), 29–33. doi: https://doi.org/10.15587/2313-8416.2017.103600
  15. Pogozhikh, M., Pak, A. (2017). The development of an artificial energotechnological process with the induced heat and mass transfer. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (8 (85)), 50–57. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.91748
  16. Pogozhikh, M., Pak, A., Pak, A., Zherebkin, M. (2017). The analys is of process of the induced heat and mass transfer by the phase space method. Prohresyvni tekhnika ta tekhnolohiyi kharchovykh vyrobnytstv restorannoho hospodarstva i torhivli, 1, 132–143.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-06-30

Як цитувати

Pak, A. V., Pogozhikh, N., & Pak, A. O. (2020). Розробка апарата з індукованим тепломасообміном для сушіння та гідротермічної обробки вологої сировини. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(8 (105), 32–38. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.205062

Номер

Том 3 № 8 (105) (2020): Енергозберігаючі технології та обладнання

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Alina V. Pak, Nikolay Pogozhikh, Andrey O. Pak

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.