Разработка способа сушки плодов (соплодия) джекфрута с защитным биопокрытием тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.12, кандидат наук Нгуен Тхи Сен

• Нгуен Тхи Сен
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Нгуен Тхи Сен

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Современное состояние промышленной переработки плодов джекфрута, в частности их консервирование обезвоживанием

1.1. Общая информация об объекте исследования

1.2. Современное состояние промышленной переработки плодов джекфрута в Социалистической Республике Вьетнам

1.3. Использование биопокрытий в технологии консервирования растительного сырья

1.4. Выбор биопокрытия для консервации джекфрута обезвоживанием

1.5. Обоснование выбора способа обезвоживания джекфрута с поверхностной защитной прослойкой и аппаратурного обеспечения предлагаемой технологии

1.6. Выводы

ГЛАВА 2. Определение гигроскопических свойств и термодинамический анализ объекта исследования

2.1. Эмпирическое изучение гигроскопических параметров плодоовощного сырья и полуфабрикатов, в частности джекфрута

2.2. Анализ закономерностей переноса тепловой энергии и массы при обезвоживании с термодинамической точки зрения

2.3. Величины удельной тепловой энергии испарения из биопокрытия в гигроскопическом диапазоне влажностей

2.4. Выводы

ГЛАВА 3. Определение комплекса свойств и характеристик

объекта исследования

3.1. Исследование теплофизических и структурно-механических параметров ломтиков джекфрута

3.1.1. Определение плотности ломтиков джекфрута

3.1.2. Нахождение теплофизических характеристик ломтиков джекфрута

3.2. Комплекс структурно-механических свойств и теплофизических характеристик биополимерного покрытия

3.3. Выводы

ГЛАВА 4. Изучение кинетических закономерностей процесса сушки объекта исследования

4.1. Исследование кинетики конвективной сушки ломтиков джекфрута, покрытых защитным материалом

4.1.1. Описание экспериментальной установки

4.1.2. Методика осуществления серии опытов

4.2.3. Результаты проведенной опытной серии и их обсуждение

4.2. Выявление особенностей механизма внутреннего трансфера вещества при удалении влаги из джекфрута

4.3. Выводы

ГЛАВА 5. Моделирование переноса тепловой энергии в

процессе сушки и некоторые аспекты практической реализации

результатов исследования

5.1. Расчет температурных полей в объекте исследования при конвективной сушке ломтиков джекфрута, поверхностно обработанных защитным материалом

5.2. Описание разработанной установки для обезвоживания джекфрута

5.3. Практические рекомендации по внедрению результатов исследования

5.4. Выводы

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка способа сушки плодов (соплодия) джекфрута с защитным биопокрытием»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Реструктуризация сельскохозяйственной индустрии в Социалистической республике Вьетнам (СРВ) представлена в рамках правительственного постановления №°889/рВ-ТТ§ от 10.06.2013, в котором обозначена концепция роста части добавочной стоимости, направленной на стабилизацию и стимулирование интенсивного и экстенсивного развития данной отрасли промышленности [2, 86]. В последние годы наблюдается рост экономики страны в среднем на 6% внутреннего валового продукта (ВВП), при перманентном уменьшении в нем доли сельскохозяйственной отрасли, которая, однако, является лидирующей в экономическом секторе государства в аспекте занятости в ней населения и выпуска экспортируемой продукции [2]. Причем структура ВВП отражает тенденцию увеличения темпов роста промышленности и строительства, что соответствует стратегической программе социально-экономического развития страны на период 2011-2020 гг.

Согласно Постановлению правительства Вьетнама №°1819^В-ТТ§ от 16.11.2017 п.17 по утверждению генерального планирования производства сельскохозяйственного сектора экономики до 2020 года и его прогнозированию до 2030 года [85], индустриальное производство плодоовощной продукции должно модернизироваться и развиваться по причине его недостаточной производительности и экономической эффективности в настоящее время. На сегодняшний момент основной конечной продукцией промышленной переработки растительного сырья в СРВ являются замороженные и консервированные овощи и фрукты, натуральные концентрированные в охлажденном и замороженном состоянии соки [85], что сказывается на необходимости занимать большие площади для хранения. Для выполнения поставленных задач Правительством, в частности повышение емкости хранения конечной продукции, за счет большего применения технологий консервирования обезвоживанием, снижение послеуборочных потерь, как по количеству, так и по его качеству, за счет использования современной уборочной техники и передо-

вых биотехнологий, требуется вовлечение дополнительного научного потенциала.

Одним из основных направлений развития пищевой промышленности является поиск новых технологических решений по максимально возможному сохранению потребительских свойств у плодоовощной продукции, прошедшей промышленную переработку, при минимальном на него технологическом воздействии. При этом некоторые традиционные способы консервирования, такие как «шоковая» заморозка и сублимационная сушка без их совершенствования не выдерживают современных требований по снижению удельных энергозатрат на производство единицы продукции, вследствие их высокой энергоемкости, по сравнению, например, с обычным замораживанием и конвективным влагоудалением, несмотря на высокие потребительские свойства конечных материалов.

С недавнего времени используется и совершенствуется способ сравнительно длительного хранения товарной продукции и полуфабрикатов в газообразных модифицированных средах. Для этих целей выпускаются различные газообразные смеси, помещенные в специальные баллонные резервуары, адаптированная к данному способу полимерная тара, куда эта смесь газов помещается, посредством применения модернизированных газовпускных агрегатов [75, 105]. Однако продолжительность сохранности пищевой продукции при этом остается сравнительно малой, в особенности для скоропортящегося сырья, что обусловливает для ее повышения применение регулируемой окружающей среды при варьируемой температуре (Т).

Известен способ сохранения продукции растительного происхождения в полимерных контейнерных емкостях с газо- диффузионнообмеными элементами, выполненными из силиконо- каучуковых пленочных материалов, которые обеспечивают выборочное проникновение через них разных газовых фаз. Однако необходимо учитывать, что при операции загрузки, тонкие полиэтиленовые пленки могут деформироваться или разрываться, и даже при

наличии микроотверстий возможно нарушение стабильного газового режима в полимерных резервуарах [79, 105].

Необычайно привлекательны с технологической и потребительской точек зрения упаковочные, биологически разлагаемые полимеры (БРП) [81, 105]. На их базе создают пленочные самопроизвольно утилизирующиеся, в частности, съедобные экологически безопасные покрытия, применение которых минимизирует негативное воздействие на пищевые продукты.

Упаковочная тара может применяться как для отдельных, так и для партий плодоовощного сырья и продуктов его переработки. Вырабатывать съедобные упаковочные композиции возможно на основе вторичных некондиционных сырьевых материалов и неутилизируемых отходов пищевой и сельскохозяйственной индустрии, что дает возможность минимизировать негативное экологическое воздействие на природную среду.

На настоящий момент Вьетнам занимает одно из лидирующих положений в мировом товарообороте по экспорту экзотической плодоовощной продукции. Учитывая опубликованную информацию [19] в 2017 г в государственную казну влились рекордные 3,45 млрд. $, превышающие сумму доходов от экспортирования рисовой и нефтегазовой продукции. Прогнозируется, что к 2030 году эта сумма как минимум удвоится до значения 7 млрд. $ США [19]. Превалирующим фруктовым экспортируемым сырьем СРВ, считаются такие его виды, как плоды питайи, бананов и лайма, включающие широкий набор полезных составляющих и микрокомпонентов при отсутствии, что характерно для этой страны, химических, ускоряющих выращивание и увеличивающих длительность сохранности, премиксов, что обусловливает их пищевую ценность и, как следствие популярность на мировом рынке.

В настоящее время особую востребованность в мировом товарообороте приобрели плоды индийского хлебного дерева благодаря их, подобной мясной, текстуре (джекфрут, ДФ), преимущественно в рационе вегетарианцев, для которых употребление еще невызревших плодов позволяет погасить тягу к мясной продукции [30], что приводит к росту экспортных потенциальных

возможностей подобных продуктов. Вкусовые ощущения после его употребления подобны ощущениям при поедании бананов, ананасов и дыни, при этом он мало энергоемок и имеет в составе значительную долю углеводной фракции. ДФ считается наиболее габаритным съедобным плодом деревьев с максимальными размером от 20...40 до 70...80 см и массой от 30 кг и больше. Снаружи он подобен дуриану, но с меньшими поверхностными колючками, а его внутренняя структура содержит «секции» или ломтики с крупными семенами в их мякотной части [3G].

Энергетическая ценность ДФ обусловлена присутствием в нем компонентов, содержащих простые виды сахара, в частности, сахарозу и фруктозу, витамин С при отсутствии липидной и холестериновой фракций. Кроме того, он содержит фитонутриенты, в частности, сапонины, изофлавониды и лигна-ны, являющимися анти- онкологическими и возрастными субстанциями.

Индустриальное внедрение данного продукта при возможности вывода ДФ на мировую торговую арену тормозится его габаритными размерами, вследствие чего эти изделия измельчаются без деструкции секций и консервируются, преимущественно путем удаления излишней влаги. Для этого с целью ограничения количества удаленной влаги, что снижает качество готовой продукции и обусловливает добавочные энергозатраты, целесообразно применять БРП, наносимых на изделие до влагоудаления, ввиду чего увеличивается продолжительность сохранности изделий с наименьшей утратой их пищевой ценности.

Степень разработанности проблемы

Среди зарубежных исследований в области сушки, термовлажностной обработки и в некоторых смежных областях по исследуемой тематике можно представить работы таких ученых как: T. Kudra, A.S. Mujumdar [114, 11S], James R. Couper и W. Roy Penny [111], Gavin P. Towler и Ray K. Sinnott [12G] и др. [1G9, 115, 11S]. Среди советских и российских ученых, оказавших существенное влияние на расширение перспектив применения основных положений теории и техники обезвоживания продуктов растительной природы мож-

но выделить А.С. Гинзбурга [21-25], А.В. Лыкова [46-49], Г.К Филоненко [104], П.А. Ребиндера [89], С.П Рудобашты [90-92], И.А. Рогова [18], И.Ю. Алексаняна [4, 9, 11], Е.П. Кошевого [42, 84], А.Н. Острикова [78, 89, 106] и многих других.

С целью, наиболее часто применяемого, конвективного сушильного консервирования кусковых продуктов используют аппараты с плотным, преимущественно тонким, и взвешенным слоем материала [11, 22, 82, 104 и др.].

Для повышения стойкости к воздействию окружающей среды мягких фруктов и ягод сегодня применяются технологии их поверхностной обработки специальным защитным покрытием, нанесение которого приводит к увеличению срока их хранения с гарантией высокого качества конечной продукции [74, 75, 77, 79, 81, 105] и др. При выборе материала покрытия и режимных параметров его нанесения необходимо обратить внимание на адгезионную способность и структурную однородность поверхностной пленки при контакте с поверхностью фруктов и степень равномерности ее распределения по внешней поверхности плода [72, 74]. Отметим, что ДФ становится все более востребован в России.

К тому же вопросы, связанные с разработкой эффективной промышленной технологии сушки, к примеру, ломтиков ДФ, предварительно поверхностно обработанных биополимерным гелем, т.е. как многослойных объектов, и ее технического обеспечения не полностью исследованы, что предопределяет их дальнейшую проработку.

Целью работы является разработка способа сушки плодов (соплодия) джекфрута с защитным биопокрытием.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Выявить перспективные направления повышения эффективности обмена тепловой энергией и веществом между объектом обработки и теплоносителем, внутреннего их трансфера в ДФ и защитную гелевую прослойку при удалении из многослойного объекта влаги при конвективном энергоподводе, опираясь на достоинства и недостатки известных технологий сухо-

фруктов и их аппаратурного обеспечения с учетом качественных требований к сырьевым материалам и готовым изделиям;

2. Изучить, систематизировать и математически аппроксимировать теплофизические характеристики, гигроскопические параметры ДФ и защитной пленки, а также термодинамические показатели при их контакте с влажным теплоносителем;

3. Разработать рациональные режимы влагоудаления из бинарной системы «ДФ - поверхностное покрытие» в зависимости от степени влияния значимых параметров на кинетику процесса, удельный массовый выход сухого ДФ и его качество, при выявлении и математическом описании кинетических закономерностей протекания операции обезвоживания;

4. Выявить и проанализировать механизм обмена тепловой энергией и веществом между объектом обработки и теплоносителем, внутреннего их трансфера в ДФ и защитную гелевую прослойку при удалении из многослойного объекта влаги в случае конвективного энергоподвода, а также сформировать и решить математическую модель этой процедуры для оценки скорости трансфера температурного фронта внутри объекта;

5. Дать практические рекомендации в аспекте повышения интенсивности внутреннего трансфера тепловой энергии и вещества при обезвоживании ломтиков ДФ разработанным способом и его аппаратурного оформления.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:

1. Впервые получены уравнения зависимости от влажности тепло-физических характеристик, гигроскопических параметров ДФ и защитной пленки, а также термодинамических показателей при их контакте с влажным теплоносителем в пределах заданного интервала варьирования температуры и его ограничений;

2. Проведена математическая аппроксимация впервые выявленных кинетических закономерностей внутреннего трансфера тепловой энергии и

вещества и обмена ими на границе фазового раздела при удалении из многослойного объекта влаги в случае конвективного энергоподвода;

3. Впервые установлены значимые параметры и пределы их варьирования, влияющие на рациональные режимы влагоудаления из бинарной системы «ДФ -поверхностное покрытие» и ее качество, определено значение удельного массового выхода сухого ДФ для практического внедрения разработанной технологии;

4. Впервые разработана и решена модель тепломассопереноса процесса сушки ДФ, в результате чего проведена оценка скорости трансфера температурного фронта внутри объекта при соблюдении режимных ограничений.

Теоретическая и практическая значимость.

Значимость исследования с теоретической точки зрения подтверждается результатами комплексной систематизации физико-химических показателей исследуемого продукта и материала защитной поверхностной пленки при операции обезвоживания до концентрации сухого вещества 75% с конвективным подводом тепловой энергии к двухслойному объекту.

Обработка опытных данных и анализ ее результатов дали возможность выявить рациональные режимные показатели влагоотнятия, обусловливающие необходимую степень устойчивости защитной поверхностной прослойки при условии роста продолжительности сохранности при итоговом содержании воды 25% и падении энергоемкости операций консервирования.

Обоснована возможность применимости биополимерной поверхностной пленки на основе альгината натрия при удалении влаги из ломтиков ДФ и предложены теоретические зависимости и практические рекомендации при возможном внедрении разработанного способа на перерабатывающих фабриках компаний АПК Социалистической Республики Вьетнам.

Предложена рациональная конструкция сушильного устройства, позволяющего осуществить разработанный способ конвективной сушки ломтиков

джекфрута, как двухслойного объекта (патент РФ на полезную модель № 197728 от 25.05.2020г).

Полученные результаты теоретических и практических исследований рекомендованы к внедрению на профильных предприятиях Астраханской области, РФ и СРВ (акты внедрения и использования приведены в приложениях к диссертации).

Методология и методы исследования.

Методологической базой для проведения исследований по изучению, систематизации и математической аппроксимации комплекса характеристик ДФ и защитной пленки, а также термодинамических показателей при их контакте с влажным теплоносителем, кинетических закономерностей обмена тепловой энергией и веществом между объектом обработки и теплоносителем, внутреннего их трансфера в ДФ и защитную гелевую прослойку при конвективном удалении из многослойного объекта влаги, а также разработке и решению модели этой процедуры, с целью оценки скорости трансфера температурного фронта внутри объекта, являются основы теории и технические разработки в области процессов обезвоживания таких ученых как А.С. Гинзбург, А.В. Лыков А.Н. Остриков, И.Ю. Алексанян и др.

В основном исследование посвящено изучению, систематизации и математической аппроксимации комплекса характеристик ДФ и защитной пленки, а также термодинамических показателей при их контакте с влажным теплоносителем, кинетических закономерностей обмена тепловой энергией и веществом между объектом обработки и теплоносителем, внутреннего их трансфера в ДФ и защитной гелевой прослойке при удалении из многослойного объекта влаги при конвективном энергоподводе, разработке и решению модели этой процедуры, с целью оценки скорости трансфера температурного фронта внутри объекта.

Результаты решения задач, поставленных в работе, обоснованы путем систематизации и адаптации классических и известных современных теоретических и лабораторных методик к предмету и объекту исследования, кото-

рые не входят в конфликт с ними, а их степень адекватности обусловлена статистической обработкой полученных данных. Эмпирические и модельные процедуры осуществляли посредством современных программных продуктов Mathcad, Graph и Microsoft Excel, приборной и сушильной техники, подробно описанных в работе в соответствующих главах.

Положения, выносимые на защиту:

1. Математические эмпирические зависимости теплофизических характеристик, гигроскопических параметров ДФ и защитной пленки на базе альгината натрия, а также термодинамических показателей при их контакте с влажным воздушным теплоносителем в пределах заданных интервалов влажности, температуры и их ограничений;

2. Математические зависимости кинетических закономерностей обмена тепловой энергией и веществом между объектом обработки и теплоносителем, внутреннего их трансфера в ДФ и защитную гелевую прослойку при удалении из многослойного объекта влаги, используя конвективный энергоподвод;

3. Модель сушки ДФ, алгоритм её решения и анализ скорости трансфера температурного фронта внутри объекта при соблюдении режимных ограничений для определения или корректировки разработанных режимных показателей предлагаемого способа;

4. Рациональные режимы процесса конвективной сушки и установка для ее реализации.

Достоверность полученных результатов подтверждается:

1. Сходимостью вычислений и экспериментальных результатов исследований с достаточной степенью точности (в интервале 5^7%);

2. Отсутствием конфликта между разработанными моделями, зависимостями и классическими, а также современными теоретическими положениями и эмпирическими данными и методиками;

3. Авторскими конструкторскими разработками, подтвержденными патентами на изобретение, и практическим опытом их использования.

Апробация результатов диссертационного исследования.

Результаты диссертационного исследования в основе своей доложены и обсуждены на конференциях и форумах различного уровня, в частности: межд. науч. конф. НПР (Астрахань, 2016, 2017г.г.); межд. студ. науч.-техн. конф. (Астрахань, 2016, 2018, 2019г.г.); межд. науч.-практ. конф. «Технологические инновации в современном мире» (Уфа, 2019г.); межд. науч.-практ. конф. «Современные технологии: проблемы инновационного развития» (Петрозаводск, 2019г.); всероссийской науч.-практ. конф. «Проблемы научно-практической деятельности. Перспективы внедрения инновационных решений» (Ижевск, 2019г.); 3rd International Symposium on Advanced Material Research (3rd ISAMR 2019) (Da Nang, Viet Nam, 2019г.).

ГЛАВА 1. Современное состояние промышленной переработки плодов джекфрута, в частности их консервирование обезвоживанием.

Консервирование, основанное на понижении количества влаги в продукте, является одним из наиболее известных и легкодоступных методов длительного сохранения пищевых продуктов, особенно фруктов, трав и рыбы. Этот метод эффективен при снижении содержания влаги в продукте до 8... 15%, т.к. при влажности в этом диапазоне становится практически невозможным обмен веществ между объектом сушки, из которого микроорганизмы получают питательные вещества микробной клеткой [87]. В результате этого в высушенном продукте размножение микроорганизмов прекращается.

Как правило, основная часть микроорганизмов нормально развивается при содержании в пище не менее 30% влаги [87], но при дальнейшей десорбции они впадают в состояние анабиоза, а при сорбции влаги продуктом вновь получают способность развиваться. К тому же в пищевых продуктах под влиянием тех или иных параметров сушки возникает ряд физико-химических изменений, сопровождаемых частичным разрушением таких биологических систем, как витамины и ферменты.

1.1. Общая информация об объекте исследования.

Джекфрут представляет собой высокое фруктовое дерево, всегда зеленое, имеющее длину в пределах 20.35м. Его листья имеют темно-зеленый цвет, кожистую поверхность и по своей форме могут быть овальные или пе-ристосложные, причем на одном растении, что является характерной его особенностью, длиной до 20см [88].

Плодами дерева являются собранные в длинные от 20см до 1м крупные соплодия джекфрута (рис. 1.1.1), вследствие чего они считаются самыми крупными из употребляемых в пищу, масса которых может достигать порядка 35кг. Кожура у джекфрута толстая (рис. 1.1.1 б, в), цвет которой варьируется от желто-зеленого до желто-коричневого. На всей поверхности плода имеются конусовидные игольчатые выпуклости (рис. 1.1.1 б). В случае со-

зревания кожура джекфрута и его семена порождают и диффундируют устойчивый гнилостный запах, но мякоть фрукта сочная и имеет нежный, слегка сладковатый бананово-ананасовый вкус.

Структура у мякоти волокнистая и разделена на доли, в каждой из которой развивается только одна семечка, светло-коричневого цвета (рис. 1.1.1 г). Один джекфрут может содержать до 500 семян [88, 94, 98].

в г

Рисунок 1.1.1 Плод джекфрута (Artocarpus heterophyllus)

По химическому составу плоды джекфрута заметно отличаются от других фруктов повышенным содержанием аминокислот (1,7г), клетчатки (1,5г), насыщенных жирных кислот, моно- и дисахаридов, также в них присутствуют сапонины и лютеин-зеаксантин [98, 107, 108]. Плоды содержат витамины группы В, каротин, РР, но больше всего витамин С. Джекфрут насыщен минералами и другими биологически активными компонентами, такими как Са (34 мг), Р (36 мг), Na, К (303мг), Mg (37мг), имеется Mn, Zn, Se, Cu, тиамин, ниацин, рибофлавин, фолиевая кислота [98, 107, 108].

В мякоти долей джекфрута содержится основное количество влаги,

можно утверждать, что отсутствуют жиры, а углеводов находится порядка 23г. Процентное содержание в семенах углеводов, жиров и белков соответственно 38/0,4/6,6 [98, 107, 108]. Учитывая, что плоды джекфрута имеют богатый витаминно-минеральный состав, обуславливается его огромная польза для организма человека, например, этот продукт является ценным природным источником калия (303мг в 100г продукта) [28, 88, 107]. Согласно данным научных исследований [88], пищевой рацион, богатый калием, профилактически эффективно влияет на понижение артериального давления и на работу сердечной мышцы.

Мякоть фрукта, обладая грубой клетчаткой в качестве «балластных» веществ, способна снижать синтез холестерина, липопротеидов, а также скорость всасывания дисахаридов в кишечнике человека, вследствие чего формируется защита организма от скачкообразного роста и падения уровня сахара в крови. В целом балластные вещества джекфрута влияют на нормализацию работы всего желудочно-кишечного тракта. Фосфор и кальций, содержащийся в плоде, являются дополнительной эффективной защитой для скелетной системы человека, снижают риск развития остеопороза, а наличие магния в джекфруте благотворно влияет на состояние нервной системы [98, 107].

Джекфрут, являясь повышенным источником витамина С, может усилить противовоспалительный и антибактериальный эффект для организма, подпитывая лейкоцитную активность в крови. К тому же, обладая антиокси-дантными характеристиками, аскорбиновая кислота дает дополнительную защиту организму человека от свободных радикалов, таким образом, укрепляя его иммунную систему [88].

Фитонутриенты (сапонины, изофлавоны), содержащиеся в составе джекфрута, обладают противоязвенными свойствами, а также гипотензивным действием, в случае возникновения гипотензии, т.е. состояния, определяемого пониженным артериальным давлением. Исследования американских ученых показывают [88], что фитонутриенты обладают способностью подавлять

рост клеток рака в организме и отрицательно влиять на скорость старения клеток [107, 108].

Медицина востока также не обошла вниманием джекфрут [88]. Благодаря его полезным свойствам, он издревле применяется восточными специалистами для лечебных и профилактических целей множества заболеваний. Например, мякоть плода неплохо помогает при желудочных расстройствах и язвах, да и в целом для профилактики заболеваний желудочно-кишечного тракта, корректирует артериальное давление, улучшает защитные свойства иммунной системы организма человека. Его противовоспалительные свойства, высокое содержание аскорбиновой кислоты служат неплохим инструментом для профилактического лечения простудных заболеваний. При открытых порезах примочки из отваров джекфрута эффективно влияют на скорость заживления ран, а также помогают при дерматитах и некоторых других наружных заболеваниях кожи. Созревший фрукт оказывает слабительный эффект, а неспелые плоды вяжуще действуют на каловые массы, избавляя от проблем диареи или запора [88, 98, 107].

Отвар из листьев ДФ используют кормящие мамы с целью увеличения количества у них грудного молока [88]. Отвар цветков положительно влияет на мочегонное действие, эффективно используется при отеках, болезней почек и органов выделительной системы. ДФ еще известен и как препарат для снижения похмельных симптомов при интоксикации алкоголем организма человека и как средство тонизирующего воздействия. При высоких физических нагрузках употребление джекфрутового сока снижает усталость, а обжаренные семечки фрукта являются сильным афродизиаком, феромоносо-держащим веществом, стимулирующим или усиливающим половую активность [88].

1.2. Современное состояние промышленной переработки плодов джекфрута в Социалистической Республике Вьетнам.

В современных условиях в СРВ известен ряд векторов получения готовых к употреблению товарных изделий из ДФ, в частности (рис. 1.2.1) [110]:

в виде очищенных ломтиков в охлажденном/криообработанном состоянии, упакованных в вакууме (рис. 1.2.1 в) или после естественной гелиосушки (солнечной) (рис. 1.2.1 а) в виде чипсов (рис. 1.2.1 б) или включений в кондитерскую продукцию, а также в виде джемов, повидла и т.п.

а б в

Рисунок 1.2.1 Изделия из ДФ выпускаемые во Вьетнаме

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Нгуен Тхи Сен, 2020 год

- - - -

0,013 0,068 0,04 0,003

0,012 0,067 0,05 0,004

Средние значения

-0,015 -0,07 -0,04 -0,005

массе 0,015кг

Исходное содержание водной фазы в биоматериалах определяет их консистенционное и структурное состояние, а также стабильность при последующей обработке и хранении, причем общее влагосодержание не свидетельствует о ее участии в биохимических и микробиальных превращениях.

Способы нахождения влажности W могут быть непосредственными и косвенными. В первом варианте W определяют напрямую посредством отгонки влаги и оценке ее количества. Во втором варианте W оценивают по массе сухих веществ после наиболее полного влагоудаления, а также реже по электропроводным, плотностным, оптическим (коэффициенту преломления) показателям, диэлектрической константе и др.

Оценку значения W ломтиков ДФ в нашем случае осуществляли путем вакуумной сушки при радиационном энергоподводе (приложение 5). Исследования проводились на опытном стенде (рис. 4.1.1.2), включающем: 1 -компьютер; 2 - пульт управления и контроля влияющих параметров; 3 - потенциометр КСП-4; 4 - фланцевое соединение; 5 - видеорегистратор; 6 -термодатчик; 7 - пакет ИК генераторов; 8 - уплотняющая дверца; 9 - образец; 10 -окно для визуального контроля образца; 11 - пластина для размещения образца; 12 - электронные весы; 13 - корпус установки.

Рисунок 4.1.1.2 Лабораторная сушилка

Статистическая обработка дублей опытных данных при нахождении W (таблица 4.1.1.2) выявила наличие относительной ошибки = 3,22%.

Таблица 4.1.1.2

Статистическая обработка дублей опытных данных при нахождении W ДФ_

Порядковый номер дубля W ломтика ДФ, % Доля влаги в связанном состоянии, % Доля влаги в свободном состоянии, %

1 70,3 36,3

2 74,6 40,6

3 72,8 34 38,8

4 71,9 37,9

5 73,7 39,7

Средняя величина «73 «34 «39

Важность долей влаги в связанном и свободном состоянии обусловлена тем, что удаление второго вида влаги не сопровождается термическим эффектом ввиду отсутствия ее связи с сухим остатком, вследствие чего имеет меньшую энергоемкость при фазового превращения. Из табличных данных следует, что влага распределяется в долях 54% и 46% свободной к связанной воды по отношению к общей массе продукта.

Таким образом, начальная влажность материала составляет в среднем 73%, а требуемая конечная влажность ломтиков джекфрута, равная 25%, принята из анализа рекомендуемых технологических ограничений на конечный продукт. Значение конечной влажности сухофрукта, согласно построенным изотермам сорбции (рис.2.1.1-3) соответствует значению активности воды Аш = 0,89 и относится к участку, характеризующему капиллярно-осмотическую связь влаги с его сухим остатком.

Схематичное изображение лабораторной установки для влагоудаления из ДФ в атмосферных условиях при подведении тепловой энергии к нему проиллюстрировано на рисунке 4.1.1.3. Лабораторная сушилка включает: 1 -калорифер; 2 - электронные весы; 3 - приспособление для подвеса образца; 4 - термопара; 5 - рабочая камера; 6 - электронный анемометр; 7 - объект сушки; 8 - температурный датчик; 9 - нагреватель калорифера.

Конструкция экспериментальной сушильной установки предусматривает заданную регулировку режимных параметров (температуру и скорость сушильного агента) в необходимых диапазонах. Температура ограничивается

100°С, т.к. при более высокой температуре появляется высокая вероятность перегрева продукта, скорость сушильного агента ограничивается возможностью вентилятора калорифера, а именно 4,5м/с.

Рисунок 4.1.1.3 Принципиальная схема конвективной опытной сушильной установки: I -потоки холодного воздуха; II - поток сушильного агента с заданной температурой и скоростью; III - поток отработанного сушильного агента

На рисунке 4.1.1.4 для наглядности представлен внешний вид опытной сушильной установки.

Рисунок 4.1.1.4 Внешний вид конвективной опытной сушильной установки 4.1.2. Методика осуществления серии опытов

Выявление кинетических закономерностей и их математической аппроксимации можно осуществить аналитически [8, 11, 22, 37, 47, 104] путем решения системы дифференциальных соотношений переноса и обмена тепловой энергией и массой, корректное решение которой малопригодно на практике из-за его сложности и необходимости ряда допущений. Поэтому с целью получения точных данных целесообразно изучение кинетики опера-

ции обезвоживания эмпирически или полуэмпирически путем построения кривой сушки или нахождения, если это возможно, распределения W по объему образца.

Ввиду того, что в малоразмерном ломтике ДФ нахождение пространственного распределения W экспериментально практически исключено, то для выявления кинетических закономерностей при сушке целесообразно построение интегральной графической зависимости средней по объему W от продолжительности этой операции. Дальнейшая ее аппроксимация необходима с целью формирования, адаптации к объекту обработки и решения математической модели процесса удаления влаги.

К влияющим на скорость десорбции факторам можно причислить: температуру сушильного агента (К), его скорость (м/с) и направление (таблица 4.1.2.1).

Таблица 4.1.2.1

Влияющие на скорость десорбции факторы при средней толщине ломтика ДФ, __ равной 0,005м __

Исходная концентрация образца, кг/кг Т теплоносителя, °С Его скорость, м/с Его направление Итоговая концентрация образца, кг/кг

0,27 50 -3 Перпендикулярно плоскости ломтика 75

75 -0

-1,5

-3

Алгоритм проведения экспериментальных исследований следующий:

1. Провести эксперимент при следующих параметрах ( Тс.а. = 50°С; уса. = 3м/с). Выбранная температура является самой оптимальной с точки зрения сохранения качественных показателей конечного продукта, а скорость сушильного агента подобрана таким образом, чтобы смещение ломтика по направлению потока практически не осуществлялось. Если время сушки будет более 2 часов, то эксперимент прекратить. Если нет, то с шагом 5°С проводить последующие эксперименты до достижения времени процесса менее одного часа.

2. Провести эксперимент при следующих параметрах ( Гс.а =

75°С; ус.а. = 0,05 ^ 3м/с). Выбранная температура является рациональной с точки зрения сохранения качественных показателей конечного продукта. Скорость сушильного агента варьируется от минимальной, при которой неподвижность слоя высушиваемых ломтиков будет гарантирована до максимальной, при которой слой станет подвижным. Если длительность сушки будет более одного часа, то эксперимент прекратить. Если нет, то с шагом 5°С проводить последующие эксперименты до достижении продолжительности процесса менее 40 минут.

3. Провести эксперимент при следующих параметрах ( Гс.а = 100°; ^са. = 3м/с). Выбранная температура является максимально возможной для проведения конвективной сушки с точки зрения сохранения качественных показателей конечного продукта, а скорость сушильного агента подобрана таким образом, чтобы смещение ломтика по направлению потока практически не осуществлялось. Если время сушки будет более 40 минут, то эксперимент прекратить. Если нет, то считать, что при предельных, но допустимых режимных параметрах можно применить предлагаемую роторную конструкцию для осуществления конвективной сушки, но в этом случае необходимо аналитически рассчитать максимально возможные температуры по глубине слоя продукта, для гарантированного получения качественного продукта.

4. Все эксперименты проводить при пятикратной повторности.

Итак в наше случае проведено поли- уровневое и факторное вероятностно-статистическое планирование опытов дающее возможность наиболее точно выявит рациональные режимные показатели операции конвективного обезвоживание ДФ.

4.1.3. Результаты проведенной опытной серии и их обсуждение.

В итоге осуществления опытной серии (приложение 6) получены интегральные графические зависимости средней по объему W от продолжительности этой операции ломтиков ДФ, проиллюстрированные на рисунках 4.1.3.1-2. Следует отметить, что экспериментальное исследование по влаго-

удалению при параметрах: Тса = 50°С; уся = 3 м/с выявило, что продолжительность процесса в этих условиях составляет более 3-х часов, что не рационально и поэтому здесь не представлено. В связи с этим проводились опыты, согласованные со второй частью плана проведения экспериментов, при варьируемых параметрах температуры 70^90°С и скорости сушильного агента 0,05^3,5м/с, часть из которых графически представлена на рисунке 4.1.3.1.

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Рисунок 4.1.3.1. Кривые конвективной сушки ломтиков джекфрута при следующих параметрах: Тса = 73° и уса. = 0,05м/с; = 73° и уса. = 1,5м/с; = 73° и уса. =

3,1м/с

Данный этап позволил выявить рациональную скорость сушильного агента, равную 3,1 м/с, а рациональный температурный параметр, который положительно изменялся с шагом 3°С до 94°С в этой серии экспериментов не был выявлен. Поэтому для определения необходимой температуры, при которой продолжительность сушки будет близка к 35 минутам, был снижен шаг изменения параметра до +1°С, а скорость сушильного агента уже не варьировалась и оставалась равной уса. = 3,1м/с.

Таким образом, необходимая температура, при которой достигалась заданная продолжительность процесса, была определена и ее значение составляет Гса. = 98°С . На графике (рис. 4.1.3.2) представлен результат этого эксперимента.

' \у.%

скорость сушильного агента 3,1м/с

45-

2015-Ю- температура сушильного агента 984 1

г, мин

: ■ 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 С 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 7 2 8 2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 |

Рисунок 4.1.3.2. Кривая конвективной сушки ломтиков джекфрута при параметрах: Тс.а. =

98°С и рс.а. = 3,1м/с

Сравнительный анализ полученных результатов с литературными данными [11, 99, 104] указывает на то, они не входят в противоречие.

При проведении лабораторных экспериментов по исследованию кинетики сушки также желательно определиться и с такой характеристикой, как съём сухого продукта с единицы рабочей поверхности в час при непрерывной организации процесса влагоудаления У, кг/(м2ч) или удельной производительностью, которая рассчитывается из соотношения:

М

У =

т • 5'

(4.1.3.1)

где М - масса ломтиков на длине участка диска, равной длине ломтика (табл. 4.1.1.1); т - продолжительность сушки, (час); 5 - площадь рабочей поверхности, (м2).

Масса ломтиков М на длине участка диска зависит от их количества пл, которое можно рассчитать следующим образом:

тогда:

= ~т~,

^ п

М = —--тл,

(4.1.3.2)

I

(4.1.3.3)

где Я - радиус диска сушилки, (м). Если принять, что наиболее рациональ-

ным диаметром дискового ротора для сушки ломтиков джекфрута будет диаметр 5м, то Д = 2,5м.

Продолжительность сушки т, исходя из опытных данных (рис. 4.1.3.2), равна 33 минутам или 0,55 часа, к тому же она обратно пропорционально связана с частотой вращения диска п, (об/час):

1

т = -. (4.1.3.4)

п

Площадь рабочей поверхности 5 зависит от длины участка и ширины ломтика Ьл (табл. 4.1.1.1), поэтому:

5 = Ьл • 2л:Д. (4.1.3.5)

Учитывая соотношения 4.1.3.1-5 получим зависимость удельной производительности У от частоты вращения сушильного диска:

• шл • п шл

У = -л— = —— • п. (4.1.3.6)

/ •и •2яД / • Ь

Приняв во внимание опытные данные, представленные на рисунке 4.1.3.2, можно определиться с частотой вращения сушильного диска п (об/час), причем необходимо принять во внимание то, что продукт, подвергаемой сушке за 0,55 часа не должен делать полный оборот вместе с ротором, т.к. необходим участок для загрузки, выгрузки и поверхностной обработки материала. Этот участок может составлять около 20% от полного оборота сушильного диска, в этом случае частота вращения сушильного диска будет

равна: п = = 1,45 об/час.

Расчетное число оборотов рабочего диска не превышает предельную скорость вращения, рекомендованную для роторных аппаратов [40, 100]. Таким образом, можно рассчитать удельную производительность разрабатываемой установки, в зависимости от заданных частоты вращения сушильного диска, геометрических и массовой характеристик (табл. 4.1.1.1) объекта сушки, которая равна:

0,005

У = ^ • 1,45 = 2,59 кг/(м2 • ч) 0,07 • 0,04 'у '

Полученная в результате реализации предложенного способа удельная производительность превышает этот показатель для известных технологий джекфрута, что подтверждает актуальность исследования и его технико-экономическую обоснованность.

4.2. Выявление особенностей механизма внутреннего трансфера вещества при удалении влаги из джекфрута.

Выявление особенностей механизма внутреннего трансфера вещества при удалении влаги из джекфрута осуществлялось, опираясь на графические зависимости средней по объему скорости удаления влаги от W путем математической трансформации кривых обезвоживания сушки (рис. 4.1.3.2), которая представлена гиперболическим уравнением (4.2.1).

Ш = 0.00215т3 - 0.1216т2 + 0.227т + 72.598, (4.2.1) где Ш - влажность ломтиков джекфрута, %; т - продолжительность сушки, мин.

' врем Я, В 1111 [

1 Л 0

2 7 2 9 1 3 3 3 5 3 7 3 9 4 1 4 3 4 5 4 7 4 9 5 1 5 3 5 5 5 7 5 9 6 1 6 3 6 5 6 7 6 9 " 1 7 3 7 5 " 7

Рисунок 4.2.1. Т = /(С) для конвективной сушки ломтиков джекфрута при параметрах:

Тса = 98°С и = 3,1м/с

С целью упрощения вывода зависимости ^ = /(С) определена обратная функция в графическом виде т = /(С) (рис. 4.2.1), описанная соотношением (4.2.2).

Кривая сушки (рис. 4.1.3.2) аппроксимирована полиномом третьей сте-

пени и с погрешностью менее 1,5 % математически ее описывает.

т = 0.000503С3 - 0.08063С2 + 4.6876С - 77.179, (4.2.2) где т - продолжительность сушки, мин; С - концентрация сухих веществ в ломтике джекфрута, %.

Взяв производную т = /(С) (рис. 4.2.1) по с, имеем функционал — =

/(С) , обратная величина которого соответствует соотношению = 1/

(/(С)) , представленного графически на рисунке. 4.2.2 и в виде математической зависимости (4.2.3).

ЙС 1

(4.2.3)

йт 0.001509С2-0.16126С +4.6876'

Г ас/а

С \ * >

2 7 2 9 3 1 3 3 3 5 3 7 3 9 4 1 4 3 45 47 49 51 5 3 5 5 5 7 5 9 6 1 6 3 6 5 6 7 9 1 1 7 3 7 5 7 7

Рисунок 4.2.2 Кривая скорости сушки ломтиков джекфрута при параметрах:

Гса. = 98°С и ?с.а. = 3,1м/с

Из анализа рисунка. 4.2.2 видно, что на криволинейной зависимости можно выделить 2-е стадии удаления влаги, что согласуется с теорией обезвоживания [46, 47, 104] и др. и результатами современных исследований [4, 63].

На 1-ой стадии наблюдается повышение интенсивности влагоудаления до экстремальной точки (рис. 4.2.2), что обусловлено прогревом образца и отведением, в основном, влаги в свободном состоянии с границы раздела между теплоносителем и ломтиком. Причем отведение от объекта тепловой

энергии при парообразовании снижает вероятность перегревания и подгорания образца на этой стадии при незначительной его объемной усадке, которую при моделировании можно не учитывать, и росте концентрации сухих веществ, что обусловливает более тесный контакт между дисперсными мицеллами дисперсной фазы и образование стабильной капиллярно-пористой структуры сухого образца.

По завершению 1-ой стадии W в пограничной прослойке образца приближается к ее величине в гигроскопическом состоянии и наблюдается отведение влаги в адсорбционно-связанном состоянии, что предопределяет рост Т продукта, при этом объем ломтика практически не изменяется.

На 2-ой стадии (рис. 4.2.2), после прохождения скоростного экстремума наблюдается перманентно возрастающее несоответствие между количеством удаляемой влаги с границы раздела фаз во внешнюю среду и скоростью трансфера влаги внутри образца к границе и зоны испарения от нее вглубь него [4, 46, 47, 63, 104]. Т по объему образца повышается экспоненциально стремясь к значению Т теплоносителя, что обусловливает вероятность деструкции поверхностного слоя ДФ вследствие усадки и повышения пористости образца.

Трансфер влаги из замкнутых жидкостными менисками ячеек, на которых наблюдается варьирование Т при варьировании давления путем очередных процедур внутренней конденсации и внешнего испарения влаги, что с термодинамической точки зрения соответствует трансферу жидкой фазы, предопределяет интенсификацию влагоудаления.

Таким образом, характер кривой сушки является типичным для плодоовощной продукции, но имеет специфические особенности, обусловленные многослойностью объекта исследования, представляющий собой ломтик джекфрута, покрытый защитной съедобной пленкой. Фрукт и биополимерное покрытие имеют различные физико-химические свойства, что отражается не только на механизме обезвоживания, но и на эволюции полей температур в двухслойном образце и в итоге определяет оригинальные подходы к модели-

рованию удаления влаги из материала.

4.3. Выводы

Принимая во внимание анализ, проведенный в первой главе, следует, что для исследуемого продукта, которым является плод (соплодие) джекфру-та, наиболее приемлемым способом сушки, при поверхностной обработке ломтиков фрукта биополимерным покрытием, остается только конвективный, где в качестве сушильного агента является нагретый воздух, перемещение которого осуществляется перпендикулярно движению высушиваемого материала. На основании проведенных исследований по изучению кинетических закономерностей процесса сушки объекта исследования, проведена рационализация конвективного способа сушки путем подбора таких режимных параметров, которые позволят существенно сократить время на влагоудале-ние, т.к. планируется применять роторные сушильные установки.

При этом было учтено:

• что превышение температуры теплоносителя выше 100°^ является критическим, т.к. выше этого предела прочностные характеристики защитного материала заметно снижаются, ухудшаются сенсорные характеристики фруктов, подвергаемых консервации влагоудалением и приводит к потере питательных веществ, содержащихся в них;

• что скорость теплоносителя не должна побуждать высушиваемый слой продукта к движению, но при этом теплоноситель должен максимально поглощать удаляемую влагу с продукта;

• что полученные сухофрукты должны представлять из себя желтые ломтики, обладающие характерным ароматом и не имеющие посторонних запахов, с влажностью не выше 25%, без содержания внешних сахаров, согласно требованиям TCVN 4594-1988 [110].

Таким образом, задачи связанные с разработкой рациональных режимов влагоудаления из бинарной системы «ДФ - поверхностное покрытие» в зависимости от степени влияния значимых параметров на кинетику процесса,

выявлением удельного массового выхода сухого ДФ и его качества и математическом описании кинетических закономерностей протекания операции обезвоживания, решены. В итоге выявлен и проанализирован механизм обмена тепловой энергией и веществом между объектом обработки и теплоносителем, внутреннего их трансфера в ДФ и защитную гелевую прослойку при удалении из многослойного объекта влаги при конвективном энергоподводе.

ГЛАВА 5. Моделирование переноса тепловой энергии в процессе сушки и некоторые аспекты практической реализации результатов исследования.

Выявление кинетических закономерностей и их математические аппроксимации можно осуществить [8, 11 ,22, 37, 47, 104] путем решения системы дифференциальных соотношений переноса и обмена тепловой энергией и массой, аналитическое решение которой малопригодно на практике из-за его сложности и необходимости ряда допущений.

При выявлении физического механизма обезвоживания и его особенностей не обойтись без количественной и качественной оценки температурных режимов операции удаления влаги.

Ввиду того, что в малоразмерном ломтике ДФ нахождение пространственного распределения Т экспериментально практически исключено, для выявления закономерностей и оценки его изменения при сушке целесообразно формирование, адаптация к объекту обработки и решение математической модели процесса удаления влаги, что обусловлено необходимостью контроля и оперативного корректирования параметров операции для соблюдения температурных ограничений и управления потребительскими показателями готовых обезвоженных изделий.

5.1. Расчет температурных полей в объекте исследования при конвективной сушке ломтиков джекфрута, поверхностно обработанных защитным материалом.

Аналитическое решение системы дифференциальных соотношений переноса и обмена тепловой энергией и массой для нахождения пространственного распределения Т в объеме изделия затруднительно и малопригодно на практике из-за его сложности определения и необходимости ряда допущений, поэтому для упрощения реализации поставленной задачи можно ограничиться решением лишь уравнения трансфера тепловой энергии, используя эмпирические математически аппроксимированные кинетические зависимо-

сти вместо уравнения трансфера влаги. Здесь предлагается подход к описанию кривых скорости сушки [4, 11, 13, 50, 63], что впервые было осуществлено профессором И.Ю. Алексаняном [4, 8, 11]. Описание проводится путем математической модификации уравнения трансфера тепловой энергии с учетом обобщенных кинетических зависимостей трансфера влаги при сушке (5.1.1), граничных и начальных условий проведения операции влагоудаления, а также гигроскопических, термодинамических показателей, ТФХ и СМХ объекта обработки.

При решении однонаправленной задачи, уравнение трансфера тепла при отсутствии его внутреннего источника в случае его конвективного подведения к образцу [8, 11] выглядит следующим образом:

ЗГ а 32Г гр

ас = ас (5ЛЛ)

дт

где х - глубина ломтика, м; остальные обозначения параметров взяты из 3 — ей и 4 - ой глав.

При замене Ж на концентрацию сухого остатка С, С = 1 — Ж, условия обмена тепловой энергией на границе раздела между продуктом и теплоносителем выглядят следующим образом

дГ

—А(С)— = а(Гс.й — Гпов), (5.1.2)

Гса - температура теплоносителя, К; Гпов - температура пограничного слоя материала, К.

Для определения эволюции полей температур по объему объекта обработки, состоящего из ломтика джекфрута и его защитного покрытия необходимо комплексно учесть различия их физико-химических характеристик при построении математической модели тепломассопереноса, т.е. совместить модели для обоих слоев в одном общем решении. Для решения поставленной задачи были получены комплексные зависимости характеристик по толщине двухслойного объекта обработки.

Физическая плотность Рф (кг/м3) для реальных диапазонов влажности

Ш (кг/кг) покрытия и ломтика по глубине х (м) двухслойного объекта исследования представлена на рисунке 5.1.1.

Рисунок 5.1.1 Эволюция полей плотности по глубине ломтика в зависимости

от его влажности

Коэффициент теплопроводности Я (Вт/(мК)) для реальных диапазонов влажности Ш (кг/кг) покрытия и ломтика по глубине х (м) двухслойного объекта исследования представлен на рисунке 5.1.2.

Рисунок 5.1.2 Эволюция полей коэффициента теплопроводности по глубине ломтика в зависимости от его влажности

Удельная теплоемкость С (Дж/(кг К)) для реальных диапазонов влажности Ш (кг/кг) покрытия и ломтика по глубине х (м) двухслойного объекта исследования представлена на рисунке 5.1.3.

Энергия, затрачиваемая на фазовый переход и преодоление связи влаги с материалом г (кДж/кг) для реальных диапазонов влажности Ш (кг/кг) покрытия и ломтика по глубине х (м) двухслойного объекта исследования представлена на рисунке 5.1.4.

Рисунок 5.1.3 Эволюция полей удельной теплоемкости по глубине ломтика в зависимости от его влажности

Рисунок 5.1.4 Эволюция энергии, затрачиваемой на фазовый переход и преодоление связи влаги с материалом по глубине ломтика в зависимости от его влажности

Таким образом, полученные графические и математические интерпретации зависимости характеристик от влияющих факторов (рис. 5.1.1-4) позволяют после подстановки их в математическую модель (5.1.1) решить ее с заданной точностью.

Функциональная зависимость (5.1.1) определялась путем использования конечно-разностного численного метода, при условии задания функционала на континууме в виде сетчатого векторного распределения, при его замене разностными аналогами [4, 8, 14, 35, 45, 68, 95, 96, 102], что опирается на применение положений, разработанных еще Эйлером. При этом широкое распространение данной методики стало возможным лишь при появлении оперативных программных продуктов и соответствующего им компьютерно-

го обеспечения на базе основополагающих принципов математической физики.

Суть конечно-разностного способа численного интегрирования параболических уравнений при 2-хмерной постановке плоскостной задачи для их решения в ареале А, где находится искомое решение, формируется сетчатое пространство Ая (рис.5.1.5), включающее одноразмерные клетки с размером или шагом я для приближенного определения ареала А, обусловленного заменой частных производных в узловых точках сетчатого ареала Ая конечными разностями приграничных ограничениях исследуемой области Ая.

Рисунок 5.1.5 Сетчатый ареал

Решение модели трансфера тепловой энергии и массы при конвективном влагоудалении из двухслойного продукта - ДФ с полимерным покрытием проведено посредством программного продукта Mathcad Professional (приложение 7) при рациональных режимных параметрах, в последовательности, показанной на рисунке 5.1.6.

Путем адаптации к 2-хслойному объекту обработки и решения математической модели найдено пространственное распределение Т в объеме изделия в течении времени и повышения содержания сухих веществ концентраций на 2-х стадиях операции сушки, согласно кинетической кривой.

Графическая интерпретация такого распределения для ломтика ДФ с покрытием при итоговой толщине 5 мм проиллюстрирована на рисунке 5.1.7, а в таблице 5.1.1 приведены дискретные пошаговые значения Т, а также средние по толщине объекта в фиксированный момент времени ее величины

для ломтика ДФ и защитной пленки Тср, графическая интерпретация изменения которых показана на рисунке 5.1.8.

Рисунок 5.1.6 Алгоритм расчета пространственное распределение Т

Таблица 5.1.1

Дискретные пошаговые значения Т двухслойного объекта, а также средние по толщине _объекта ее величины для ломтика ДФ и защитной пленки_

х, мм Содержание сухих веществ в материале, %

27 31,8 36,6 41,4 46,2 51 55,8 60,6 65,4 70,2 75

0 293 310.28 326.34 341.3 355.22 361.7 361.2 360.69 360.23 359.83 359.49

0,5 293 308.82 323.43 336.98 349.62 355.13 354.2 353.78 353.76 354 354.26

1 293 299.79 306.99 314.5 322.22 329.87 337.05 343.64 349.73 352.55 352.36

1,5 293 299.51 305.97 312.42 318.85 325.28 331.69 338.05 344.33 347.56 347.78

2 293 299.5 305.93 312.28 318.57 324.79 330.96 337.07 343.12 346.17 346.26

2,5 293 299.5 305.93 312.27 318.55 324.75 330.89 336.96 342.97 345.97 346

3 293 299.5 305.93 312.28 318.57 324.79 330.95 337.06 343.11 346.17 346.25

3,5 293 299.51 305.97 312.41 318.85 325.27 331.68 338.03 344.3 347.53 347.75

4 293 299.78 306.98 314.47 322.17 329.8 336.98 343.57 349.68 352.51 352.32

4,5 293 308.83 323.44 337.01 349.67 355.19 354.27 353.85 353.82 354.04 354.29

5 293 310.25 326.3 341.25 355.18 361.67 361.19 360.71 360.26 359.87 359.55 у

Тср, К покр. 293 309 324 339 352 358 357 356 356 356 356

Тср, К ломт 293 299 306 313 319 325 331 337 343 346 346

Из построенных кривых (рис. 5.1.8) видно, что при любой влажности ломтика и пленки существуют температурные перепады, что свидетельствует о различии физико-химических свойств покрытия и объекта обработки

Рисунок 5.1.7 Трансформация полей Т в течении процесса обезвоживания ломтика ДФ

Анализ рисунка 5.1.8 позволяет сделать заключение о том, что средняя по толщине биополимерной пленки Т перманентно повышается до величины концентрации его сухой основы 50 %, то есть до точки перегиба на кривой,

что определяется прогреванием образца и отведением, в основном, влаги в свободном состоянии. При С = 50% температура покрытия начинает стабилизироваться и экспоненциально стремится к ее значению в гигроскопическом состоянии образца, вследствие почти полного отведения влаги в свободном состоянии и начала удаления связанной воды, а также парникового эффекта при росте внутреннего давления.

Т К

-360- 7 4 / емпература покрып Ш) ?

— >

"...д.

5Ч-Ц

- и Температура ироду к та

I и

280"

1 с,« 1 Уо к

1 2 7 2 9 3 1 3 3 3 5 3 7 3 9 4 4 3 4 5 4 7 4р 5 1 5 3 5 5 5 7 5 ? 6 1 6 6 5 1 6 9 7 1 7 3 7 5 7 7 7 ? 8 1 '

Рисунок 5.1.8. Изменение Тср, К продукта на поверхности и внутри при обезвоживании

Отметим, что на 1-ой стадии отведение от объекта тепловой энергии при парообразовании снижает вероятность его перегревания и подгорания.

На 2-ой стадии Т по объему образца повышается экспоненциально стремясь к значению Т теплоносителя, что обусловливает вероятность деструкции поверхностного слоя ДФ вследствие усадки повышения пористости образца, что приводит к высвобождению энтропийно структурно связанной жидкой и паровой фаз, а также их смеси и сопровождается уменьшением толщины капиллярных стенок их деструкции при снижение величины внутреннего диаметра пор и капилляров.

После достижения С = 65% Т полностью стабилизируется при росте концентрации сухих веществ, что обусловливает более тесный контакт между дисперсными мицеллами и образование стабильной капиллярно-пористой

структуры сухого защитного покрытия. Максимума Т достигает при С = 50%, после чего падает интенсивность обезвоживания при отведении водной фазы в связанном состоянии, что обусловлено термоэффектами.

Значение Т гелевой пленки не выходило пороговый рубеж при 360 оК, что обеспечивает рекомендованные качественные показатели при конвективной сушке долек джекфрута.

Для ломтика джекфрута, исходя из полученной графической зависимости (рис. 5.1.8) его среднеобъемная температура растет плавно до содержания сухих веществ в нем 65%, являющейся первой характерной точкой, что также определяется прогреванием образца и отведением, в основном, влаги в свободном состоянии. При достижения доли сухого остатка в ломтике равной его содержанию в гигроскопическом состоянии, его температура стабилизируется по причине высокой скорости трансфера влаги из ДФ в защитную пленку, после чего Т ломтика ДФ может увеличиваться при отведении водной фазы в связанном состоянии, что обусловлено термоэффектами, но учитывая технологическое ограничение по конечной влажности 25%, данное повышение исключено.

При анализе температурного поля (рис. 5.1.7,8) можно сделать вывод о несущественных температурных градиентах по толщине образца, что согласуется с результатами работ [4, 11, 50, 63, 104]. Значение Т ломтиков ДФ не выходило пороговый рубеж при 330...345 К, что обеспечивает рекомендованные качественные показатели при их конвективной сушке.

5.2. Описание разработанной установки для обезвоживания джекфрута

Опираясь на системный анализ преимуществ и недостатков существующей аппаратуры для удаления излишка влаги из плодоовощных продуктов и результаты авторских технологических и конструкторских исследований, предложен оригинальный сушильный агрегат роторного типа, показанный на рисунках 5.2.1-3. Его применение позволит получить сухие ломтики

джекфрута в полимерной съедобной оболочке с заданными потребительскими свойствами при снижении затрат энергии. Он, по мнению авторов разработки, наиболее пригоден для реализации рекомендованного способа получения сухофруктов из джекфрута, обработанных биополимерным покрытием для лучшей сохранности качественных показателей исходного сырья в готовом продукте.

Реализация и эффективность консервации фруктов влагоудалением при конвективном энергоподводе обусловлены в значительной степени конструктивными особенностями агрегатов для ее осуществления. Конструктивная конфигурация должна выбираться с учетом не только комплекса свойств и характеристик объекта обработки, в нашем случае ДФ и защитного покрытия, но и параметров процесса обезвоживания и требуемых качественных показателей готового изделия - высушенных ломтиков ДФ с поверхностным съедобным биополимерным покрытием.

Для обоснования целесообразных конструктивных модификаций и модернизации известных агрегатов подобного назначения при конструировании рациональной установки для реализации рекомендованного способа обработки продукта с целью расширения ареала их внедрения и адаптации к изменяющимся условиям их эксплуатации на различных видах технологического потока следует учесть анализ существующих сушильных аппаратов. Анализ показал, что среди известных аппаратов нет специализированных к материалам, подвергаемых поверхностной обработке при строго определённых физико-химических параметрах.

Обоснованным подходом при достижении цели исследования является использование разработанной установки для консервации влагоудалением ломтиков джекфрута в защитной съедобной оболочке.

Разработанное устройство представлено следующим образом: на рисунке 5.2.1 изображен общий вид роторного устройства для нанесения защитных покрытий на пищевые продукты и их сушке; на рисунке 5.2.2 -устройство нанесения защитного покрытия на продукт со всех сторон; на ри-

сунке 5.2.3 - разгрузочное устройство.

п

Рисунок 5.2.1. Общий вид роторного устройства

Рисунок 5.2.2. Устройство нанесения защитного покрытия на продукт

I » Г

Рисунок 5.2.3. Разгрузочное устройство

Устройство работает следующим образом. Включается привод ротора (на рис. 5.2.1 не показан), передающий вращающий момент на сетчатый конвейер 1 с приводного вала 2 поддерживающими спицами 3. Исходный влажный сыпучий продукт в зоне загрузки влажного материала 22 подаётся (VI) непрерывно с определенной скоростью по каналу подачи сырья 4 в загрузочный бункер 5 и засыпается на сетчатое дно конвейера 1, ограниченное бортиками 6. Влажное сырьё, находящееся на конвейере перемещается в зону обработки жидким защитным покрытием 23, которое подаётся (III) через души-рующее устройство 7 и посредством факельных насадок 8 покрывает поверхность продукта. Излишки жидкости стекают в ванну 9, удаляются (IV) через слив 10, и после очистки возвращаются в систему поверхностной обработки влажного материала. Обработка высушиваемого продукта снизу обеспечивается установкой под сетчатым дном конвейера 1 пластины 11, обеспечивающей необходимую толщину защитного покрытия над ней за счет вязкости жидкости.

В сушильную камеру 12, образованную наружной 13 и внутренней 14 обечайками, сквозь патрубки 15 направляют сушильный агент (I) с заданными параметрическими показателями в зоны обезвоживания 16. Агент при определенной скорости его трансфера проходит сквозь сетчатую поверхность транспортера 1 и слой материала для равностороннего просушивания долек при возможности варьирования гидродинамический обстановки в агрегате. Отработанный агент отводится (II) из рабочих зон влагоудаления через вытяжной зонтичный узел 17.

Слой ломтиков ДФ имеет возможность последовательно транспортироваться по сушильным зонам 16 с варьируемой гидродинамической обстановкой (в псевдокипящем, стационарном и вибрирующем состоянии), для чего подача агента осуществляется при рациональных для каждого объекта режимных параметрах.

В конце процесса высушенный продукт попадает в зону выгрузки 18, где захватывается воздушным потоком и выводится (V) из устройства через

канал пневмотранспортера 19. Полный отвод высушенного продукта обеспечивается требуемой скоростью воздушного потока и скребком 20 на зонте 21 устройства выгрузки.

Внедрение разработанного устройства для полистадийной переработки сырьевых материалов позволяет синхронизировать технологический поток и повысить качественные показатели сухих долек при сохранении сравнительно высокой влажности и снижении термовоздействия в результате применения защитного покрытия.

При корректировке режимных параметров данное устройство применимо для широкого спектра пищевого растительного сырья.

5.3. Практические рекомендации по внедрению результатов исследования

Позитивный эффект при реализации предложенного агрегата обусловлен его рациональными особенностями, способствующими повышению интенсивности операции обезвоживания растительного сырья благодаря рациональным режимным параметрам влагоудаления, а также увеличением величины конечной влажности у сухого продукта за счет применения в технологии защитного биополимерного покрытия.

К основным достоинствам данной конструкции необходимо отнести возможность многоступенчатой обработки влажного сырья, которая и обеспечивает синхронизацию технологических процессов и улучшает качество высушенных частиц. Предлагаемая конструкция сушилки для растительных материалов позволяет осуществлять консервацию влагоудалением с применением защитных покрытий.

В работе предложен математический аппарат и пути совершенствования/рационализации процедуры трансфера тепловой энергии и вещества, разработаны конкретные рекомендации по обеспечению рациональных режимных параметров, которые можно обосновано использовать при внедрении предложенной технологии сушки на крупно- и малогабаритных произ-

водствах.

На базе проведенных формировании, адаптации к объекту изучения и решения модели трансфера тепловой энергии и массы предложены и разработаны программные продукты для оперативного прогнозирования, контроля заданных параметров и управления технологическим потоком в аспекте его кинетики в рамках ограничений Т и при снижении брака и отходов производства.

5.4. Выводы

На основе выполненного моделирования переноса тепловой энергии в процессе сушки и его решения численным способом выявлены кинетические закономерности и их математические аппроксимации. Решение математической модели процесса удаления влаги обусловлено необходимостью контроля и оперативного корректирования параметров операции для соблюдения температурных ограничений и управления потребительскими показателями готовых обезвоженных изделий.

Таким образом, задачи связанные с формированием и решением модели процедуры обмена тепловой энергией и веществом между объектом обработки и теплоносителем, внутреннего их трансфера в ДФ и защитную геле-вую прослойку для оценки скорости трансфера температурного фронта внутри объекта с целью соблюдения режимных ограничений, решены. В итоге выявлен и проанализирован механизм обмена тепловой энергией и веществом между объектом обработки и теплоносителем, внутреннего их трансфера в ДФ и защитную гелевую прослойку при удалении из многослойного объекта влаги при конвективном энергоподводе.

Анализ полученного температурного поля (рис. 5.1.7,8) показывает о несущественных температурных градиентах по толщине образца, что согласуется с поставленными в диссертации задачами. Значение Т ломтиков ДФ не выходило пороговый рубеж при 330...345 К, что обеспечивает рекомендованные качественные показатели при их конвективной сушке.

Проделанная работа позволяет сделать важные практические рекомендации в аспекте повышения интенсивности внутреннего трансфера тепловой энергии и вещества и аппаратурного оформления разработанного способа влагоотнятия от ломтиков ДФ.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В качестве основных выводов диссертационного исследования следует выделить:

1. Выявлены перспективные направления повышения эффективности обмена тепловой энергией и веществом между объектом обработки и теплоносителем, внутреннего их трансфера в ДФ и защитной гелевой прослойке при удалении из многослойного объекта влаги при конвективном энергоподводе, опираясь на достоинства и недостатки известных технологий сухофруктов и их аппаратурного обеспечения с учетом качественных требований к сырьевым материалам и готовым изделиям;

2. Изучены, систематизированы и математически аппроксимированы теплофизические характеристики, гигроскопические параметры ДФ и защитной пленки, а также термодинамические показатели при их контакте с влажным теплоносителем;

3. Разработан рациональный режим влагоудаления из бинарной системы ДФ - поверхностное покрытие в зависимости от степени влияния значимых параметров на кинетику процесса, удельный массовый выход сухого ДФ и его качество, при выявлении и математическом описании кинетических закономерностей протекания операции обезвоживания.

Ломтики плодов джекфрута при его начальных влажности 73±2% и температуре 20±1°С, а также массе 15±2г. и природной геометрией, предварительно покрываются биополимерным гелем заданного состава, имеющего температуру 20±1°С и соответствующей ей динамической вязкостью, обеспечивающего покрытие толщиной 1±0,1мм.

Полученный полуфабрикат подвергается конвективной сушке при температуре сушильного агента 98±2°С и его скорости, равной 3,1±0,2м/с в течении 33±1,5минут, поток сушильного агента при этом направлен перпендикулярно слою продукта, высота которого равна толщине полуфабриката.

В итоге конечная влажность в продукте будет составлять 25±1%;

4. Исследованы особенности механизма внутреннего тепломассопе-

реноса при конвективной сушке двухслойного объекта, проведено моделирование этого процесса, в результате чего получено распределение температуры по толщине ломтика в зависимости от его влажности, которое показало отсутствие у объекта исследования достижения предельных температур, таким образом, подтвердив рациональность предложенного способа консервирования.

5. Даны практические рекомендации для внедрения разработанной технологии сушки в аспекте повышения интенсивности внутреннего трансфера тепловой энергии и вещества и аппаратурного оформления разработанного способа влагоотнятия от ломтиков ДФ.

В заключении хотелось бы обратить внимание на то, что цель исследования достигнута, благодаря тому, что результаты решения задач, поставленных в работе, обоснованы путем систематизации и адаптации классических и известных современных теоретических и лабораторных методик к предмету и объекту исследования, и не входят в конфликт с ними, а их степень адекватности обусловлена их статистической обработкой. Эмпирические и модельные процедуры осуществляли посредством применения современных программных продуктов, приборной и сушильной техники.

Полученные результаты и сделанные выводы по завершению проведенного исследования, можно обоснованно рекомендовать к внедрению на профильных предприятиях Астраханской области, РФ и СРВ (акты внедрения и использования приведены в приложениях к диссертации).

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Авторское свидетельство №4039470 (США) Защитное покрытие для овощей и плодов. Опубл.в Б.И. 1978.

2. Аксенова, Е.М. Риски глобализации для сельского хозяйства Вьетнама [Текст] / Е.М. Аксенова // Экономика: вчера, сегодня, завтра. - 2016. -№ 4. -С.130-147.

3. Алексанян, И.Ю. Анализ основных термодинамических закономерностей взаимодействия джекфрута с водой [Текст] / И.Ю. Алексанян, Р.В. Муцаев, Т.С. Нгуен, А.И. Алексанян // 62-я Межд. науч. конф. АГТУ. -Астрахань, 2018. - С. 52.

4. Алексанян, И.Ю. Высокоинтенсивная сушка пищевых продуктов. Пе-носушка. Теория. Практика. Моделирование: монография [Текст] / И.Ю. Алексанян, А.А. Буйнов // Астрахань: АГТУ, 2004. - 380 с.

5. Алексанян, И.Ю. Изучение кинетических закономерностей и моделирование тепло- и массопереноса в процессе сушки джекфрута [Текст] / И.Ю. Алексанян, Ю.А. Максименко, А.Х.-Х., Нугманов, Т.С. Нгуен // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2020. №1. - С. 8-22.

6. Алексанян, И.Ю. Инновационные технологии переработки сырья растительного происхождения [Текст] / И.Ю. Алексанян, Ю.А. Максименко, Л.М. Титова // Инновационные технологии АПК России - 2014: материалы II конференции в рамках Международного научно-технологического форума «Биоиндустрия - основа зеленой экономики, качества жизни и активного долголетия». - М., 2014. - С. 12-18.

7. Алексанян, И.Ю. Инновационные технологии переработки сырья растительного происхождения [Текст] / И.Ю. Алексанян, Ю.А. Максимен-ко // Инновационные пищевые технологии в области хранения и переработки сельскохозяйственного сырья: фундаментальные и прикладные аспекты: Материалы V Международной научно-практической конференции. - Воронеж, 2015. - С. 115-119.

8. Алексанян, И.Ю. Интенсификация процессов сушки продуктов микробиологического синтеза Теория и практика сушки в диспергированном состоянии: монография [Текст] / И.Ю. Алексанян, Ю.А. Макси-менко. - Germany, Saarbrucken: Lambert Academic Publishing, 2011. -273 с.

9. Алексанян, И.Ю. Массообменные процессы в химической и пищевой технологии: учебное пособие / И.Ю. Алексанян, Ю.А. Максименко и др. - СПб: Лань, 2014. - 222 с.

10. Алексанян, И.Ю. Общественное питание. Научно-практические основы выбора оптимальных рациона и технологии: монография [Текст] / И.Ю. Алексанян, А.Х.-Х. Нугманов. - Germany, Saarbrucken: Lambert Academic Publishing, 2011. - 122 с.

11. Алексанян, И.Ю. Развитие научных основ процессов высокоинтенсивной сушки продуктов животного и растительного происхождения [Текст]: автореф. дис. ... доктора техн. наук: 05.18.12/Алексанян Игорь Юрьевич. - М., 2001. - 52с.

12. Алексанян, И.Ю. Совершенствование режимов сушки луковиц джекфрута [Текст] / И.Ю. Алексанян, Т.С. Нгуен // 61-я Межд. науч. конф. НПР АГТУ. - Астрахань. - 2017. - С. 25.

13. Алексанян, И.Ю. Физико-математическая модель процесса комбинированной сушки продуктов в различном агрегатном состоянии и численно-аналитический метод расчета эволюции полей температур, давлений и определения коэффициентов потенциалопроводности и молярного переноса пара с учетом динамики обезвоживания на основе аппроксимации кривых кинетики сушки [Текст] / И.Ю. Алексанян // Труды второй Международной научно-практической конференции «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и тепловые процессы) СЭТТ-2005». - М., 2005. -Т.1. -С. 175-179.

14. Андерсон, Д. Вычислительная гидромеханика и теплообмен: В 2 т. [Текст] / Д. Андерсон, Дж. Таннехилл, Р. Плетчер; Перевод с англ. С. В.

Сенина, Е. Ю. Шальмана; Под ред. Г. Л. Подвидза. - М.: Мир, 1990. -384 с.

15. Аэров, М.Э. Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем [Текст] / М.Э.Аэров, О.М. Тодес - Ленинград: Химия. Ленингр. отделение, 1968. - 510 с.

16. Банайтис, Ю.И. Исследование дыхательного газообмена у некоторых сортов яблони [Текст] / Ю.И. Банайтис // Лит. ССР Сб. «Биохимия плодов и овощей». 1958. - № 4. - С. 59.

17. Брунауер, С. Адсорбция газов и паров. Том 1. Физическая адсорбция [Текст] / С.Брунауэр; пер. с англ. под ред. М.Н. Дубинина. - М.: Гос. изд-во иностр. лит., 1948. - 754 с.

18. Буйнов, A.A. Перспективы создания сушилок для рыбных гидролиза-тов [Текст] / Буйнов A.A., Алексанян И.Ю., Рогов И.А. // Проблемы совершенствования технологии и оборудования для обработки объектов морского промысла: Тезисы докладов отраслевой конференции. - Калининград. - 1986. - С.10.

19. Все что нужно знать о Вьетнаме. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://alphaviet.ru/2018/05/22/

20. Вукалович, М.П. Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара [Текст] / М.П. Вукалович. - Москва; Ленинград: Госэнерго-издат, 1963. - 401 с.

21. Гинзбург, А.С. Массовлагообменные характеристики пищевых продуктов [Текст] / А.С. Гинзбург, И.М. Савина. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 280 с.

22. Гинзбург, А.С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов [Текст] / А.С. Гинзбург. - М.: Пищевая промышленность, 1975. - 527 с.

23. Гинзбург, А.С. Теплофизические свойства зерна, муки и крупы [Текст] / А.С. Гинзбург, М.А. Громов. - М.: Колос, 1984. - 304 с.

24. Гинзбург, А.С. Теплофизические характеристики картофеля, овощей и плодов [Текст] / А.С. Гинзбург, М.А. Громов. - М.: Агропромиздат, 1987. - 272 с.

25. Гинзбург, А.С. Теплофизические характеристики пищевых продуктов. Справочник [Текст] / А.С. Гинзбург, М.А. Громов, Г.И. Красовская. -М. Пищевая промышленность, 1980. - 288 с.

26. Гончарук, Г.А. Удосконалення процесу миття зерна в комбшованих мийних машинах [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.18.12/Гончарук Ганна Анатолпвна.- Одеса, ОНАХТ, 2007. - 20 с.

27. ГОСТ Р 8.736 - 2011 ГСИ. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов наблюдений [Текст]. - М.: Стандартинформ, 2013. - 19 с.

28. Грицак, Е. Вегетарианская кухня-правильный выбор [Текст] / Е. Гри-цак. - М.: Рипол Классик, 2008. - 254 с.

29. Дакуорт, Р.Б. Вода в пищевых продуктах [Текст] / Р.Б. Дакуорт. - М.: Пищевая промышленность, 1980. - 376 с.

30. Джекфрут, что это? Вегетарианцы торжествуют. Наконец нашелся тот самый плод [Электронный ресурс]. Режим доступа: ШрБ: //НкешлпАэ^ЬекЁги/

31. Егоров, Г.А. Влияние тепла и влаги на процессы переработки и хранения зерна [Текст] // Г.А. Егоров. - М.: Колос, 1973. - 246 с.

32. Зайдель, А.Н. Ошибки измерений физических величин: Методические рекомендации [Текст] / А.Н. Зайдель. - СПб.: Лань, 2005 - 106 с.

33. Ильинский, А.С.. Прогрессивная технология хранения фруктов и овощей [Текст] / А.С. Ильинский, Е.В. Гладков // Холодный бизнес. -2008. - № 9. - С.26-28.

34. Исаченко, В.Л. Теплопередача [Текст] / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. - М.: Энергия, 1975. - 456 с.

35. Исаченко, В.П. Теплопередача [Текст] / В.П. Исаченко, В.А. Омпова, А.С. Сукомел. - М.: Энергоиздат, 1981. - 417 с.

36. Калинин, А.Б. Совершенствование систем хранения картофеля и овощей [Электронный ресурс] / А.Б.Калинин // Сельскохозяйственные Вести. - 2009. - №3. Режим доступа: Ьйрв://а§п-news.ru/zhurnal/2009/%E2%84%963/2009/xranenie/sovershenstvovanie-sistem-xraneniya-kartofelya-i-ovoshhej.html

37. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: учебник для вузов [Текст] / А.Г. Касаткин // М.: ООО ТИД Альянс, 2005. - 753 с.

38. Кожуховский, И.Е. Механизация очистки и сушки зерна [Текст] / И.Е. Кожуховский, Г.Т. Павловский. - М.: Колос, 1968. - 439 с.

39. Козин, Н.И. Применение эмульсий в пищевой промышленности [Текст] / Под ред. заслуж. деят. науки и техники д-ра техн. наук проф. Н.И. Козина. - Москва: Пищевая промышленность, 1966. - 251 с.

40. Конструкции сушилок. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://studopedia.su/13_70064_konstruktsii-sushilok.html

41. Коротышева, Л.Б. Влияние полимерного покрытия на качество плодов яблони при хранении [Текст]: дис. ... канд. тех. наук: 05.18.15/ Коротышева, Людмила Брониславовна. - Ленинград, 1984. - 147 с.

42. Кошевой, Е.П. Практикум по расчетам технологического оборудования пищевых производств [Текст] / Кошевой Е.П. - СПб.: ГИОРД, 2005 (СПб. : ИПК Бионт). - 226 с.

43. Красников, В.В. Метод комплексного определения теплофизических характеристик вязких, жидких патокообразных и мелкодисперсных материалов [Текст] / В.В., Красников А.С., Панин В.Д. Скверчак // Известия вузов. Пищевая технология. - 1976. - № 2. - С. 135.

44. Крикун, Д.Е. Виды, устройство и принцип работы многоуровневых сушилок [Электронный ресурс] / Д.Е. Крикун, Е.В. Демчук // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. - 2017. - №1(8) январь-март. Режим доступа: http://e-journal.omgau.ru/images/issues/2017/1/00297.pdf

45. Кутателадзе, С.С. Анализ подобия в теплофизике [Текст] / С.С. Кута-теладзе. - Новосибирск: Наука: Сиб. отделение, 1982. - 280 с.

46. Лыков, А.В. Сушка в химической промышленности [Текст] / А.В. Лыков. - М.: Химия, 1970. - 499 с.

47. Лыков, А.В. Теория сушки [Текст] / А.В. Лыков. - М.: Энергия, 1968. -471с.

48. Лыков, А.В. Тепло- и массообмен в процессах сушки [Текст] / А.В. Лыков. - М.: Гостоптехиздат, 1956. - 464 с.

49. Лыков, А.В. Тепломассобмен [Текст] / А.В. Лыков. - М.: Энергия, 1978. - 478 с.

50. Максименко, Ю.А. Развитие научно-практических основ и совершенствование процессов сушки растительного сырья в диспергированном состоянии [Текст]: дис. ... докт. техн. наук: 05.18.12/ Максименко Юрий Александрович. - Астрахань, 2016. - 502 с.

51. Максименко, Ю.А. Теплофизические и структурно-механические характеристики ломтиков джекфрута [Текст] / Ю.А. Максименко, Т.С. Нгуен, З.М. Арабова, И.Ю. Алексанян, А.Х.-Х. Нугманов // Индустрия питания. - 2019. - Т. 4. № 4. - С. 53-63.

52. Малин, Н.И. Энергосберегающая сушка зерна [Текст] / Н.И. Малин. -М.: Колос, 2004. - 240 с.

53. Нгуен, Т.С. Биодеградируемые пищевые плёнки для упаковки пищевых и сырьевых материалов [Текст] / Т.С. Нгуен // Мат. 66-й Межд. студ. научно-техн. конф. АГТУ - Астрахань: изд-во АГТУ, 2016.

54. Нгуен, Т.С. Вычисление энергии на испарение связанной влаги из джекфрута [Текст] / Т.С. Нгуен, А.Х.-Х. Нугманов, З.М. Арабова, А.А. Нугманова // Известия КГТУ. - 2019. - № 55. - С. 214-225.

55. Нгуен, Т.С. Гигроскопические исследования джекфрута как объекта сушки [Текст] / Т.С. Нгуен, И.Ю. Алексанян, А.Х.-Х. Нугманов, Л.М. Титова // Техника и технология пищевых производств. - 2019. - Т. 49. № 4. - С. 612-620.

56. Нгуен, Т.С. Гигроскопические свойства джекфрута [Текст] / Т.С. Нгу-ен // 63-ая Межд. науч. конф. АГТУ, посвящённой 25-летию АГТУ -Астрахань: изд-во АГТУ, 2019.

57. Нгуен, Т.С. Модернизация технологий глубокой переработки фруктов джек-фрута на предприятиях АПК Вьетнама [Текст] / Т.С. Нгуен, А.А. Нугманова // Межд. научно-практ. конф. «Технологические инновации в современном мире». - Уфа, 28 ноября 2019. - С. 68-73.

58. Нгуен, Т.С. Перспективы применения съедобных защитных покрытий для консервации плодоовощной продукции [Текст] / Т.С. Нгуен, З.М. Арабова, В.Э. Поликарпова // Всероссийская научно-практ. конф. «Проблемы научно-практической деятельности. Перспективы внедрения инновационных решений». - Ижевск, 17 декабря 2019. - С. 74-79.

59. Нгуен, Т.С. Совершенствование процесса обезвоживания спелых луковиц джекфрута [Текст] / Т.С. Нгуен, И.Ю. Алексанян, Р.В. Муцаев // Современная наука и инновации. - 2017. - № 4 (20). - С. 68-71.

60. Нгуен, Т.С. Существующие научно-технические проблемы при производстве сухофруктов в социалистической республике Вьетнам [Текст] / Т.С. Нгуен, О.А. Алексанян, И.В. Коновалов // Межд. научно-практ. конф. «Современные технологии: проблемы инновационного развития». - Петрозаводск, 4 декабря 2019. - С. 193-200.

61. Неменущая, Л.А. Современные технологии хранения и переработки плодоовощной продукции: научный аналитический обзор / Л.А. Неменущая, Н.М. Степанищева, Д.М. Соломатин. - М.: ФГНУ «Росинфор-магротех», 2009. - 170 с.

62. Никитина, Л.М. Термодинамические параметры и коэффициенты мас-сопереноса во влажных материалах [Текст] / Л.М. Никитина. - М.: Энергия, 1968. - 500 с.

63. Никулина, М.А Совершенствование процесса инфракрасной сушки пищевой съедобной пленки [Текст]: дис. ... канд. тех. наук: 05.18.12/Никулина Мария Александровна. - Санкт-Петербург, 2019. -

150 с.

64. Никулина, М.А. Изучение состояния равновесия между влажным воздухом и биоразлагаемым полимерным материалом [Текст] / М.А. Никулина, Т.С. Нгуен // 60-я Межд. науч. конф. НПР АГТУ. - Астрахань. - 2016. - С. 65-55.

65. Нугманов, А.Х.-Х. Научно-практические подходы к конструированию многокомпонентных пищевых систем в технологии общественного питания: монография [Текст] / А. Х.-Х. Нугманов. - Астрахань: ИП Сорокин Роман Васильевич, 2016. - 96 с.

66. Остапчук, М. Як ж чинники впливають на величину коефщента теп-ловiддачi при ВТО зерна [Текст] / М. Остапчук, Г. Станкевич, М. Дажикаев // Зерно i ххиб. - 2006. - №3. - С. 32-33.

67. Панин, А.С. Экспресс-метод определения коэффициента теплопроводности пастообразных и мелкодисперсных материалов [Текст] / А.С. Панин, В.Д. Скверчак // Известия вузов СССР. Пищевая технология. -1974. - № 1. - С. 140-143.

68. Пасконов, В.М. Численное моделирование процессов тепло- и массо-обмена [Текст] / В.М. Пасконов, В.И. Полежаев, Л.А. Чудов. - М.: Наука, 1984. - 285 с.

69. Пат. 2129399 РФ, МПК A23N 12/08 (1995.01). Ленточная сушилка [Текст] / О.И. Квасенков, В.Б. Пенто, В.А. Ломачинский, Э.С. Горень-ков; Патентообладатель: Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности. -98100554/13; заявл. 06.01.1998; опубл. 27.04.1999.

70. Пат. 2252563 РФ, МПК А23В 4/10 (2000.01), А23Ь 3/00 (2000.01). Пищевой пленкообразующий состав [Текст] / Г.П. Кюрегян, О.Д. Кюрегян, Н.В. Комаров, В.Х. Паронян, М.А. Дибирасулаев; Патентообладатель: Кюрегян Г.П. - 2003112594/13; заявл. 30.04.2003; опубл. 27.05.2005, Бюл. № 15.

71. Пат. 2273128 РФ, МПК A01F 25/00 (2006.01), A23B 7/16 (2006.01), C12P 1/02 (2006.01). Способ защиты поверхности плодов и установка для его осуществления [Текст] / О.И. Квасенков; Патентообладатель: Квасенков О.И. - 2003110645/13; заявл. 15.04.2003; опубл. 10.04.2006, Бюл. № 10.

72. Пат. 2297151 РФ, МПК A23B 4/10 (2006.01), A23P 1/08 (2006.01).

Способ формирования защитного покрытия для хранения рыбной продукции [Текст] / Г.В.Маслова, Л.А.Сподобина, В.Е.Красавцев, Л.А.Нудьга, В.А.Петрова, А.М.Бочек, Е.Ф.Панарин: Патентообладатель: Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по развитию и эксплуатации флота «ГИПРОРЫБФЛОТ». -2005119909/13; заявл. 27.06.2005; опубл. 20.04.2007, Бюл. № 11.

73. Пат. 2305238 РФ, МПК F26B 17/04 (2006.01). Ленточная сушилка кипящего слоя [Текст] / О.С.Кочетов, М.О. Кочетова, Г.В. Львов, С.С. Кочетов, С.С. Кочетов; Патентообладатель: Кочетов О.С. -2006112968/06; заявл. 19.04.2006; опубл. 27.08.2007, Бюл. № 24.

74. Пат. 2322160 РФ, МПК A23L 3/00 (2006.01), A23P 1/08 (2006.01), B65D 65/42 (2006.01), B65D 81/24 (2006.01), A22C 13/00 (2006.01). Средство для защиты пищевых продуктов от порчи, способ защиты пищевых продуктов от порчи [Текст] / Ю.А. Ткаченко, М.Ю. Кулькин; Патентообладатель: ООО «Береста-ЭкоДом». - 2006106039/13; заявл. 26.02.2006; опубл. 20.04.2008, Бюл. № 11.

75. Пат. 2325811 РФ, МПК A23B 7/152 (2006.01) Способ хранения плодоовощной и растениеводческой продукции [Текст] / В.Ф. Швец, В.А. Гудковский, Р.А. Козловский, А.В. Кустов; Патентообладатель: ООО «Фито-Маг». - 2006123023/13; заявл. 28.06.2006; опубл. 10.06.2008, Бюл. № 16.

76. Пат. 2418249 РФ, МПК F26B 17/04 (2006.01). Сушилка [Текст] / А.Н. Остриков, С.А. Шевцов, М.Ю. Ушакова, Д.А. Бритиков; Патентообла-

датель: ГОУВПО «ВГТА». - 2010105464/06; заявл. 15.02.2010; опубл. 10.05.2011, Бюл. № 13

77. Пат. 2501280 РФ, МПК А23В 4/10 (2006.01). Способ получения съедобного защитного покрытия для мясных продуктов [Текст] / О.С.Киреева, О.А. Шалимова; Патентообладатель: ФГБОУ ВПО Орел ГАУ. - 2012130793/13; заявл. 18.07.2012; опубл. 20.12.2013, Бюл. № 35.

78. Пат. 2520752 РФ, МПК Р26В 15/04 (2006.01). Роторная сушилка [Текст] / А.Н. Остриков, С.А. Шевцов, И.Н. Столяров; Патентообладатель: ФГБОУ ВПО «ВГУИТ». - 2013115610/06; заявл. 05.04.2013; опубл. 27.06.2014, Бюл. № 18.

79. Пат. 2525722 РФ, МПК A01F 25/00 (2006.01), A23B 7/152 (2006.01). Способ хранения сельскохозяйственной продукции [Текст] / В.Л. Ха-никян; Патентообладатель: ООО «АлХиТех». - 2013108726/13; заявл. 28.02.2013; опубл. 20.08.2014, Бюл. № 23.

80. Пат. 2525926 РФ, МПК C08J 5/18 (2006.01), А61К 47/36 (2006.01). Водорастворимая биодеградируемая съедобная упаковочная пленка [Текст] / М.А. Никулина, А.Х.-Х. Нугманов, Л.М. Титова, И.Ю. Алек-санян, А.В. Пленкин; Патентообладатель: Никулина М.А. -2013100494/13; заявл. 09.01.2013; опубл. 20.08.2014, Бюл. № 23.

81. Пат. 2649981 РФ, МПК А23В 4/10 (2006.01). Состав биодеградируе-мой полимерной композиции для обработки пищевых продуктов [Текст] / А.В. Подшивалов, М.В. Захарова, М.В. Успенская, Е.О. Са-муйлова; Патентообладатель: ООО «НПФ «СмартМатериалы». -2017120355; заявл. 09.06.2017; опубл. 06.04.2018, Бюл. № 10.

82. Плановский, А.Н. Сушка дисперсных материалов в химической промышленности [Текст] / А.Н. Плановский, В.И. Муштаев, В.М. Ульянов. - М.: Химия, 1979. - 287 с.

83. Платэ, Н.А. Физиологически активные полимеры [Текст] / Н.А. Платэ, А.Е. Васильев. - М.: Химия, 1986. - 293.

84. Подгорный, С.А. Кошевой Е.П., Косачев В.С. Математическое моделирование процессов сушки и кондиционирования зерна. Потенциалы массопереноса [Текст] / С.А. Подгорный, Е.П. Кошевой, В.С. Косачев. - Germany, Saarbrucken: Lambert Academic Publishing, 2012. - 136 с.

85. Постановление правительства СРВ № 1819/QB-TTg от 16.11.2017 [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://thuvienphapluat.vn/van-ban/Linh-vuc-khac/Quyet-dinh-1819-QD-TTg-2017-phe-duyet-Ke-hoach-co-cau-lai-nganh-nong-nghiep-367693.aspx

86. Постановление правительства СРВ № 899/QB-TTg от 10.06.2013 [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://vanban.chinhphu.vn/portal/-page/portal/chinhphu/hethongvanban?class_id=2&_page= 1 &mode=detail& document_id= 168000

87. Правильное похудение и здоровый образ жизни [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.pravilnoe-pokhudenie.ru/produkty/gigiena-pitania/sushka. shtml

88. Растения по алфавиту. Джекфрут (Artocarpus heterophyllus) [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://lektrava.ru/encyclopedia/dzhekfrut/.

89. Ребиндер, П.А. О формах связи влаги с материалом в процессе сушки [Текст] / П.А. Ребиндер // Всесо-юз. науч.-техн. совещание по сушке. Пленарные заседания. - Москва, 1958. - С. 20-33.

90. Рудобашта, С.П. Организация осциллирующего режима ИК - сушки зерна с помощью информационно-измерительной и управляющей системы [Текст] / С.П. Рудобашта С.А. Проничев // Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья. - 2006. - № 8. - С. 72-75.

91. Рудобашта, С.П. Осциллирующий режим ИК - сушки зерна, реализуемый с помощью прибора ОВЕН УТ24 [Текст] / С.П. Рудобашта, С.А.Проничев // Автоматизация и производство. - 2006. - № 1. - С. 3031.

92. Рудобашта, С.П. Система для сушки зерна на базе ОВЕН ТРМ 202, управляющая ИК - излучателями [Текст] / С.П. Рудобашта, С.А. Про-ничев //Автоматизация и производство. - 2005. - № 2. - С. 32-33.

93. Русанова, Л. А. Современные способы хранения плодов, овощей, ягод и винограда [Текст] / Л.А. Русанова // Сфера услуг: инновации и качество. - 2013. - № 13 - С. 11.

94. Рябоконь А. Веселая энциклопедия пищевых растений-целителей [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.litres.ru/andrey-ryabokon/veselaya-enciklopediya-pischevyh-rasteniy-celiteley/

95. Самарский, А.А. Введение в теорию разностных схем [Текст] / А.А. Самарский. - М.: Наука, 1971. - 552 с.

96. Самарский, А.А. Теория разностных схем [Текст] / А.А. Самарский. -М.: Наука, 1977. - 656 с.

97. Сивухин, Д.В. Общий курс физики. Том 1. Механика [Текст] / Д.В. Сивухин. - М.: Физматлит, 2014. - 520 с.

98. Сигов, Ю.С. Сингапур. Восьмое чудо света [Текст] / Ю.С. Сигов. - М.: Альпина нон-фикшн, 2019. - 336 с.

99. Сорочинский, В.Ф. Повышение эффективности конвективной сушки и охлаждения зерна на основе интенсификации тепломассообменных процессов [Текст]: автореф. дис. ... доктора техн. наук: 05.18.01/Сорочинский Владимир Фёдорович. - М., 2003. - 59с.

100. Сушилка роторная. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://archer73.1gb.ru/2014-06-09-11-59-26/75-srotor.html

101. Съедобные сувениры и корпоративные подарки. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://nestandart.ru/.

102. Тихонов, А.Н. Уравнения математической физики [Текст] / А.Н. Тихонов, А.А. Самарский. - М.: Мир, 1985.- 422 с.

103. Физические свойства воздуха: плотность, вязкость, удельная теплоемкость [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://thermalinfo.ru/

svojstva-gazov/gazovye-smesi/fizicheskie-svojstva-vozduha-plotnost-vyazkost-teploemkost-entropiya

104. Филоненко, Г.К. Сушка пищевых растительных материалов [Текст]: [Учеб. пособие для технол. специальностей вузов пищевой пром-сти] / Г.К. Филоненко, М.А. Гришин, Я.. Гольденберг, В.К. Коссек. - М.: Пищевая промышленность, 1971. - 439 с.

105. Хабибуллина, Л.Ф. Применение композиций на основе полимеров для повышения сохраняемости плодоовощной продукции [Текст] / Л.Ф. Хабибуллина, Ю.Д. Сидоров, М.А. Поливанов, С.В. Василенко // Вестник технологического университета. - 2017. - Т20, №19. - С. 146-150.

106. Шевцов, С.А. Техника и технология сушки пищевого растительного сырья: монография [Текст] / С.А. Шевцов, А.Н. Остриков. - Воронеж: ВГУИТ, 2014. - 288 с.

107. Школьник, Ю.К. Растения. Полная энциклопедия [Текст] / Ю. К. Школьник. - М.: Эксмодетство, 2016. - 255 с.

108. Школьник, Ю.К. Тропические растения. Удивительная флора жарких стран [Текст] / Ю.К. Школьник. - М.: Эксмо, 2014. - 63 с.

109. Bird R. Byron Transport Phenomena [Text] / R. Byron Bird, Warren E. Stewart, Edwin N. Lightfoot. - John Wiley & Sons, Inc. 2006. 905 p.