Визначення кінетичних та енергетичних параметрів комбінованого способу сушіння яблучної сировини з використанням прямого електричного нагріву

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.224993

Ключові слова:

яблука, сушіння, вологовміст, прямий електронагрів, напруженість електричного поля, енергозбереження

Анотація

При розробці технології та сушильного обладнання вирішується триєдина задача: інтенсифікація процесів сушіння, енергозаощадженість при належній якості продукції. Поставлена проблема в сучасних розробках вирішується використанням підводу теплової енергії по всьому об’єму зразка. Найпростішим варіантом із відомих способів є використання нагріву вологої сировини прямим пропусканням електричного струму із зовнішнім обдувом гарячим теплоносієм.

Виконані експериментальні дослідження комбінованого процесу сушіння яблучної сировини з використанням прямого електричного нагріву.

Визначено вплив керуючих факторів – напруженості поля та температури теплоносія на кінетичні параметри процесу, а саме: тривалість комбінованого сушіння яблук, швидкість видалення вологи та зміну температури зразка.

Встановлено, що використання додаткового електронагріву з напруженістю електричного поля 20–40 В/см в процесі конвективного сушіння з температурою теплоносія 25–55 °С скорочує тривалість зневоднення яблук у 3–5 разів.

Встановлені допустимі межі зміни комбінацій основних технологічних параметрів та визначені раціональні режими обробки сировини для забезпечення встановленої якості готової продукції. Такими комбінаціями технологічних параметрів нагріву, зокрема напруженості електричного поля та повітря в сушильній шафі, є: 30 В/см+40 °С та 25 В/см+55 °С.

Визначені енергетичні параметри запропонованого комбінованого способу сушіння яблучної сировини. Встановлено, що питомі витрати енергії на видалення 1 кг вологи при прямому електричному нагріві складають 2350–2400 кДж/кг (0,66 кВт·год/кг).

Проведені дослідження можуть стати передумовою для розробки енергоефективного технічного засобу комбінованого сушіння плодоовочевої сировини з використанням прямого електричного нагріву

Біографії авторів

Олександр Юрійович Савойський , Сумський національний аграрний університет

Старший викладач

Кафедра енергетики та електротехнічних систем

Валерій Федорович Яковлєв , Сумський національний аграрний університет

Кандидат технічних наук, професор

Кафедра енергетики та електротехнічних систем

Віктор Федорович Сіренко , Сумський національний аграрний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра енергетики та електротехнічних систем

Посилання

  1. Skripnikov, Yu. G. (1988). Tehnologiya pererabotki plodov i yagod. Moscow: Agropromizdat, 287.
  2. Singham, P., Birwal, P. (2014). Technological revolution in drying of fruit and vegetables. International Journal of Science and Research (IJSR), 3 (10), 705–711. Available at: https://www.researchgate.net/publication/295616726
  3. Karam, M. C., Petit, J., Zimmer, D., Djantou, E. B., Scher, J. (2016). Effects of drying and grinding in production of fruit and vegetable powders: A review. Journal of Food Engineering, 188, 32–49. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2016.05.001
  4. Moses, J. A., Norton, T., Alagusundaram, K., Tiwari, B. K. (2014). Novel drying techniques for the food industry. Food Engineering Reviews, 6, 43–55. doi: https://doi.org/10.1007/s12393-014-9078-7
  5. Lebedev, P. D. (1988). Raschet i proektirovanie sushil'nyh ustanovok. Moscow: Gosenergoizdat, 320.
  6. Bhatta, S., Janezic, T. S., Ratti, C. (2020). Freeze-Drying of Plant-Based Foods. Foods, 9 (1), 87. doi: https://doi.org/10.3390/foods9010087
  7. Mushtaev, V. I., Ul'yanov, V. M. (1988). Sushka dispersnyh materialov. Moscow: Himiya, 352.
  8. Onwude, D., Hashim, N., Janius, R., Abdan, K., Chen, G., Oladejo, A. (2017). Non-thermal hybrid drying of fruits and vegetables: A review of current technologies. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 43, 223–238. doi: https://doi.org/10.1016/j.ifset.2017.08.010
  9. Zhang, M., Tang, J., Mujumdar, A., Wang, S. (2006). Trends in microwave-related drying of fruits and vegetables. Trends in Food Science & Technology, 17 (10), 524–534. doi: https://doi.org/10.1016/j.tifs.2006.04.011
  10. Dev, S. R., Raghavan, V. G. (2012). Advancements in Drying Techniques for Food, Fiber, and Fuel. Drying Technology, 30 (11-12), 1147–1159. doi: https://doi.org/10.1080/07373937.2012.692747
  11. Ruzhitskaya, N. (2012). The combined vegetable raw material drying processes. Technology Audit and Production Reserves, 3 (1 (5)), 23–24. doi: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2012.4731
  12. Moreno, J., Simpson, R., Pizarro, N., Pavez, C., Dorvil, F., Petzold, G., Bugueño, G. (2013). Influence of ohmic heating/osmotic dehydration treatments on polyphenoloxidase inactivation, physical properties and microbial stability of apples (cv. Granny Smith). Innovative Food Science & Emerging Technologies, 20, 198–207. doi: https://doi.org/10.1016/j.ifset.2013.06.006
  13. Allali, H., Marchal, L., Vorobiev, E. (2009). Effect of Blanching by Ohmic Heating on the Osmotic Dehydration Behavior of Apple Cubes. Drying Technology, 27 (6), 739–746. doi: https://doi.org/10.1080/07373930902827965
  14. Isci, A., Kutlu, N., Yilmaz, M. S., Arslan, H., Sakiyan, O. (2018). The effect of ohmic heating pretreatment on drying of apple. Proceedings of 21th International Drying Symposium. doi: https://doi.org/10.4995/ids2018.2018.7375
  15. Zhong, T. (2003). The effect of ohmic heating on vacuum drying rate of sweet potato tissue. Bioresource Technology, 87 (3), 215–220. doi: https://doi.org/10.1016/s0960-8524(02)00253-5
  16. Lebovka, N. I., Shynkaryk, M. V., Vorobiev, E. (2006). Drying of Potato Tissue Pretreated by Ohmic Heating. Drying Technology, 24 (5), 601–608. doi: https://doi.org/10.1080/07373930600626677
  17. Dev, S. R. S., Padmini, T., Adedeji, A., Gariépy, Y., Raghavan, G. S. V. (2008). A Comparative Study on the Effect of Chemical, Microwave, and Pulsed Electric Pretreatments on Convective Drying and Quality of Raisins. Drying Technology, 26 (10), 1238–1243. doi: https://doi.org/10.1080/07373930802307167
  18. Yakovliev, V. F., Savoiskyi, O. Yu., Sirenko, V. F. (2018). Pat. No. 127324 UA. Sposib kombinovanoho sushinnia biolohichnykh obiektiv. No. u201802036; declareted: 27.02.2018; published: 25.07.2018, Bul. No. 14.
  19. Yakovlev, V., Savoiskyi, A. (2018). The use of direct electric heat in a technological process of combined drying. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu silskoho hospodarstva im. P. Vasylenka. Tekhnichni nauky, 195, 91–96. Available at: http://journals.uran.ua/index.php/wissn021/article/view/155625/155171
  20. Savoiskyi, A., Yakovlev, V., Sirenko, V. (2019). Research of the combined drying process of apple raw material of high humidity. Scientific bulletin of the Tavria State Agrotechnological University, 9 (1). Available at: http://oj.tsatu.edu.ua/index.php/visnik/article/view/181/163
  21. Savoiskyi, A., Yakovlev, V., Sirenko, V. (2019). Research of quantity of unit electrical resistance apple raw in the drying process. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu silskoho hospodarstva imeni Petra Vasylenka. Tekhnichni nauky, 203, 107–110. Available at: http://dspace.khntusg.com.ua/handle/123456789/10272
  22. DSTU 8661:2016. Dried fruits. Acceptence rules, methods of testing (2017). Kyiv.
  23. ISO 7701:1994. Dried apples – Specification and test methods.
  24. Pavlov, K. F., Romankov, P. G., Noskov, A. A. (1987). Primery i zadachi po kursu protsessov i apparatov himicheskoy tehnologii. Leningrad: Himiya, 576.
  25. Flaumenbaum, B. L., Tanchev, S. S., Grishin, M. A. (1986). Osnovy konservirovaniya pishchevyh produktov. Moscow: Agropromizdat, 494.
  26. Kretovich, V. L. (1980). Biohimiya rasteniya. Moscow: Vysshaya shkola, 445.
  27. Ngadi, M., Bazhal, M., Raghavan, V. (2003). Engineering aspects of pulsed electroplasmolysis of vegetable tissues. Agricultural Engineering International: the CIGR Journal of Scientific Research and Development. Invited Overview Paper, 5, 1–10. Available at: https://www.researchgate.net/publication/228700776
  28. Gamli, Ö. (2014). A review of application of pulsed electric field in the production of liquid/semi-liquid food materials. Advance Research in Agriculture and Veterinary Science, 1 (2), 54–61. Available at: https://www.researchgate.net/publication/293783006
  29. Castro, I., Teixeira, J. A., Salengke, S., Sastry, S. K., Vicente, A. A. (2004). Ohmic heating of strawberry products: electrical conductivity measurements and ascorbic acid degradation kinetics. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 5 (1), 27–36. doi: https://doi.org/10.1016/j.ifset.2003.11.001
  30. Sarang, S., Sastry, S. K., Knipe, L. (2008). Electrical conductivity of fruits and meats during ohmic heating. Journal of Food Engineering, 87 (3), 351–356. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2007.12.012

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-02-27

Як цитувати

Савойський , О. Ю., Яковлєв , В. Ф., & Сіренко , В. Ф. (2021). Визначення кінетичних та енергетичних параметрів комбінованого способу сушіння яблучної сировини з використанням прямого електричного нагріву . Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(11 (109), 33–41. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.224993

Номер

Том 1 № 11 (109) (2021): Технології та обладнання харчових виробництв

Розділ

Технології та обладнання харчових виробництв

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Александр Юрьевич Савойский , Валерий Федорович Яковлев , Виктор Федорович Сиренко

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.