• Выпуски
  • Основные выпуски
  • Приложения
• Авторам
  • Правила публикации статей
  • Технические требования
  • Оплата
  • Лицензионный договор
  • График публикаций
• Редакционный совет
• Публикационная этика
• О журнале
  • Общая информация
  • Список авторов
  • Контакты
• Издательство МЦИТО

Редакционно-издательские услуги Международные публикации Бесплатные вебинары

ЕршовМихаилАлександрович,кандидаттехническихнаук,старшийнаучныйсотрудниккафедрытехнологийпищевыхпроизводствФГБОУВПО«Мурманскийгосударственныйтехническийуниверситет»,г.Мурманскershovma@mstu.edu.ru

ЕршовАлександрМихайлович,доктортехническихнаук,профессоркафедрытехнологийпищевыхпроизводствФГБОУВПО«Мурманскийгосударственныйтехническийуниверситет»,г.Мурманскershovam@mstu.edu.ru

ГлазуновЮрийТрофимовичдоктортехническихнаук,главныйнаучныйсотрудниккафедрытехнологийпищевыхпроизводствФГБОУВПО«Мурманскийгосударственныйтехническийуниверситет»,г.Мурманскglazunow@mif.pg.gda.pl

СеляковИльяЮрьевич, аспиранткафедрыавтоматикиивычислительнойтехникиФГБОУВПО«Мурманскийгосударственныйтехническийуниверситет»,г.Мурманскselyakov@list.ru

Повышениеэнергоэффективностипроцессовобезвоживанияприпроизводствекопченойивяленойрыбы

Аннотация.Разработанатехнологияобезвоживаниярыбысцикличнымипериодамисушкиирелаксацииобъектаобезвоживания.Даннаятехнологияориентировананаповышениеэнергоэффективностипроцессовобезвоживанияпривяленииихолодномкопчениирыбы.Релаксацияобъектаобезвоживаниянаиболееэффективнавпериодепадающейскоростисушки.Применениепредлагаемойтехнологиипозволяетснижатьзатратыэлектроэнергииприпроизводствесушенойикопченойпродукциина812%посравнениюстрадиционнойтехнологией.Ключевыеслова: вяление,копчениерыбы,коэффициентдиффузиивлаги, энергоэффективность

1.Физическиепредпосылкисозданияэнергоэффективныхспособовобезвоживаниярыбы.Рыбаприхолоднойсушке

теряетвлагунапротяжениивсегопроцесса.Кхолоднойсушкеотносятсяпроцессыобезвоживаниявяленияихолодногокопчениярыбы. Дляэтихпроцессовопределяющимпоэнергоемкостиипопродолжительностиявляетсяпроцессобезвоживания.Количествоудаляемойвлагизависитотмеханизмапереносавлагиитеплавнутривлажногоматериалаимассоитеплообменаповерхностителасокружающейсредой.Задачанастоящейработысостоитвразработкетехнологии,позволяющейинтенсифицироватьпроцессобезвоживаниявпериодпадающейскоростисушки.Продолжительностьобезвоживаниязависитотначальнойвлажностирыбы0,геометрическихразмеровудельнойповерхностиS/m‬отношениеплощадиповерхностирыбыSкеемассеm),температурыt,относительнойвлажностисушильногоагентаискоростиегодвижения.Влияниережимныхпараметровтемпература,относительнаявлажностьсушильногоагентанапродолжительностьсушкиможноучитыватьчерезединыйбезразмерныйпараметр−жесткостьрежимаXp:Xp= t(1/100)



(1)

Скоростьсушильногоагентавыше2м/снеоказываеткакоголибозначительноговлияниянаинтенсивностьпроцессаобезвоживания[1].Вэтомслучаеможнозаписать= f (0, S/m, Xp).

Прискоростисушильногоагента2м/сивышевпроцессахвяленияихолодногокопчениярыбывнешниймассобменинтенсивнеепереносамассывнутритела.Поэтомуопределяющимбудетявлятьсявнутренниймассоперенос.Дляускоренияпроцессовобезвоживанияхолоднойсушкирыбывпервуюочередьнеобходимоинтенсифицироватьвнутренниймассоперенос[2]. Вэкспериментальныхработахпообезвоживаниюрыбыбылоотмечено,чтовпроцессаххолодногокопченияивялениярыбыкоэффициентпотенциалопроводностивнутреннегопереносазначительноизменяется.Вдиапазонеизмененияобезвоживаниярыбы,отвечающегопроцессуеёхолодногокопчения,этоткоэффициентизменяетсяв10‬15раз[3].Неучитыватьэтотфактприисследованииобезвоживаниянельзя.Приэтомкоэффициентпотенциалопроводностивлагопереносаaхорошоаппроксимируетсяпараболическойзависимостьюотвлагосодержаниявида:

(2)

Втаблице1представленызначениявходящихввыражение2переменных,вычисленныедлянекоторыхвидоврыб. Таблица1Значенияпостоянныхвеличин,входящихввыражение2), аппроксимирующиекоэффициента(м/сдляразличныхвидоврыб

Видрыбы

Треска1,515‬1,6750,5881Скумбрия1,485‬1,7210,6139Ставрида1,632‬1,5870,5776

Например,дляскумбриивыражение2вчисловойформезаписываетсякак



(3)

Аппроксимациякоэффициентадиффузииавыявляет,чтосуменьшениемвлагосодержаниярыбыеёвлагопроводныесвойстварезкоухудшаются[3]. Будучиколлоиднымидеформируемымкапиллярнопористымматериалом,телорыбыосвобождаетсяотвлагисогласнозаконамкапиллярнопористыхсред.Этоозначает,чтовначалеспостояннойинаиболеевысокойскоростьюпродуктпокидаетвлагамакроимезакапилляров,расположенныхвприповерхностнойобластирыбы.Врезультатеэтоговблизиповерхностипоявляетсязонатолщинойрис.1,свободнаяотподавляющеймассывлаги,аследовательно,имеющаянизкиедиффузионныесвойства.Крометого,деформациятвёрдогоскелетавещества«схлопывает»макроимезокапиллярыилипревращаетихвмикрокапилляры,чтозначительнозатрудняетдальнейшийвлагоперносипрепятствуетудалениюоставшейсявнутриматериалавлаги.Засчётградиентавнутреннеговлагосодержаниякапилляры,расположенныевэтойзоне,должнызаполнятьсявлагой,наплывающейизнутри.Онапоступаетизтехобластейпродукта,которыевменьшеймереподверглисьпроцессуосушения.Внашихобозначенияхэтообласть,отвечающаязначениямпространственнойкоординатывграницах

(R‬половинатолщинырыбы.Однако,немедленномунасыщениюобластипрепятствуютвнутреннеетрениесамойдвижущейсяпокапиллярамжидкости,атакжетрениееёовнутреннююповерхностькапиллярнопористогоскелетавещества.Вэтожевремявнутриобезвоженнойчастивступаютвдействиеколлоидныесвойствапродукта.Склеиваяосвободившиесяотжидкостикапилляры,силыдеформациизакрываютдлявнутреннейвлагиединственновозможнуюдорогукповерхности.Этоиприводиткпоявлениювблизиповерхностинаходящейсявкоптильнойкамерерыбызонысослабымимассопроводнымисвойствами.Вобезвоженныхповерхностныхслоях,влажностькоторыхстановитсясовременемменьше150%впересчетенасухоевещество,влагопроводностьможетбытьнапорядокменьше,чемвтотжемоментвремени,например,всерединепродукта.

Рисунок1.Криваязависимостикоэффициентавлагопроводностиматериалааотпространственнойкоординаты,возникающаявпроцессеобезвоживаниярыбы:a0=a(0) ‬значениекоэффициентавлагопроводности,отвечающееисходномунасыщениюматериалавлагой;a1= a(kзначениекоэффициентавлагопроводности,соответствующееконечномувлагосодержаниюматериала;толщиначастичнообезвоженнойзоны

Очевидно,чтопокасуществуетзона,обезвоживаниепродуктаостаетсямалоэффективным:вблизиповерхностирыбыобразовалсясвоеобразныйвнутренний«панцирь»,препятствующийэффективномуудалениювлаги.Ликвидациявозникшегопрепятствия,т.е.заполнениекапилляровзоны, оставшейсявнутриматериалавлагой,позволитвернутьихврангмакроимезокапилляровивновьперевестиобезвоживаниевфазуактивногомассообмена[4].

2. Некоторыенаправленияповышенияинтенсификациивнутреннейдиффузииисозданияэнергоэффективныхспособовобезвоживания.

1)Выдержкаполуфабрикатапослеотмочкипередобезвоживаниемвтечениеот2до8часов.Впроцессеотмочкиповерхностныеслоинасыщаютсявлагой.Поэтому,вначальныйпериодсушкииспарениесповерхностирыбывнешняядиффузияпроисходиточеньинтенсивно,чтоприводиткобразованию«корочкиподсыхания»икзамедлениюпроцессаобезвоживания.Выдержкадообезвоживанияспособствуеткравномерномураспределениювлагиповсеймассерыбы,чтоуменьшаетразницумеждускоростямивнутреннегоивнешнеговлагопереноса[5].2)Периодическоеувлажнениеповерхностирыбыводойвтечениепроцессаобезвоживания.Поверхностьрыбысмачиваетсячерезкаждые2,5часа.Приэтомпроизводитсявыдержкаполуфабрикатавнесушильнойкамерывтечение0,5часа.Времясушкидоконечнойвлажностирыбы60%уменьшаетсяна18%.Эффективностьувлажненияповерхностирыбыводойвозрастаетприувеличениижесткостирежима.Недостаткиданногоспособа.Врядеэкспериментовсмачиваниеводойприводилокнабуханиютушкирыбыиобразованиюлопанца.Повидимому,причинойнабуханияповерхностныхтканейрыбыявлялсяскачкообразныйградиентвлажностимеждуповерхностнымииглубиннымислоями.Поверхностныеслоиврезультатевысушиваниядаютбольшуюусадку,втовремякаквнутренниеслоиотизбыткавлажностинабухаютирастягиваютповерхность.Подобныеявлениянаблюдалисьвпроцессесушкирыбысповышеннымсодержаниемжираначальнаявлажностьрыбы67%[5],[6].3)Периодическоеувлажнениеповерхностирыбывовремясушкинасыщеннымтузлуком.Повышеннаяконцентрациясолинаповерхностирыбыпроизводитдействие«осмотическогонасоса»,врезультатечеговлагаизвнутреннихслоеврыбыпереходитвнаружныеи,такимобразом,достигаетсяактивациявнутреннеговлагопереноса.Смачиваниепроизводилосьодинразвтричасаосуществлялсяпосол,совмещенныйсобезвоживанием.Эффективностьувлажненияповерхностирыбынасыщеннымтузлукомвыше,чемувлажнениеводой.Времяобезвоживаниядоконечнойвлажности60%сокращаетсяна34%.Недостаткиданногоспособа.Наповерхностирыбыобразуетсядефект рапа.Дляустраненияэтогонедостаткасолевойрастворзаменяетсяводойвдвухпоследнихрежимахувлажненияповерхности[5].4)Обезвоживаниерыбывслое.Сушкарыбывслоедаетвозможностьповыситьпроизводительностьсушильныхустановок,атакжеупроститьоперациипозагрузкеполуфабрикатаивыгрузкеготовогопродукта.Зациклсушки48часоврыбаперемешиваласьнесколькораз.ПриопределенныхпараметрахслояH/bотношениевысотыслояHктолщинерыбыbнаблюдаетсяравенствоскоростейсушкирыбывслоеинапрутках[5].Задачанастоящейработысостоитвразработкетехнологии,позволяющейинтенсифицироватьпроцессобезвоживаниявпериодпадающейскоростисушки.Приэтомнеобходимо,используяположительныйопытобезвоживаниярыбывслое,попытатьсяминимизироватьвремятрадиционногопроцессасушкинепрерывногопроцессасушкирыбынапруткахилисетках,снизитьзатратыэнергоресурсовилирабочейсреды.

3.Сущностьтехнологиицикличногообезвоживанияирелаксациирыбы. Идеяпрактическойреализациитакогоспособаобезвоживаниясостоитвследующем.Традиционнаятехнологиякопчениярыбыпредполагаетодноразовуюдлявсегообезвоживания«установку»условийнаповерхностирыбывформе

(4)гдеп‬влагосодержаниенаповерхностирыбы;к‬влагосодержаниевконцепроцессаобезвоживания.Этоозначаетнепрерывноеобезвоживаниематериалавграницахизменениявлагосодержанияотначальнойвеличины0 доконечногозначенияk рис.2.Приэтомвесьпроцессобезвоживанияестественнымобразомраспадаетсянадвепоследовательнопротекающиестадии:стадиюнестационарногомассопереносаистадиюквазистационарогопереноса.Нестационарнаястадияначинаетсянемедленнопосле«включения»граничногоусловия4идлитсядомоментадостиженияобезвоженнойзонойпереднейплоскостипродукта.Приповерхностнаязонасослабымипроводящимисвойствамиивсеминегативнымипоследствиямидлявнутреннегодвижениявлагиформируетсяименновэтойфазепереноса.Нарис.2кривая1относитсякнестационарнойфазепереноса,акривая2отвечаетмоментуеёзавершенияипереходукфазеквазистационарной.



Рисунок2.Кривые,характеризующиераспределениевлагосодержанияматериалавнестационарной1иквазистационарной2фазепереноса:q1() толщинавозмущеннойзоны;q2 () глубинаизмененияположениямаксимумакривойвлагосодержаниявходеразвитияквазистационарногопроцесса.Кривая3показываетраспределениевлагосодержаниявмоментпереходаотнестационарнойкквазистационарнойфазепереноса

Фазаквазистационарногопереносаначинаетсяотмоментаихарактеризуетсятем,чтообезвоживаниезатрагиваетвсютолщинуматериала.Врезультатеэтогоначинаетсяуменьшениевлагосодержаниявцентресимметриипродуктавплоскостиx= 0.Влагопереносвэтойфазеосложняется,соднойстороны,длинойпутипокидающихматериалчастичеквлаги,сдругой‬наличиемобезвоженнойприповерхностнойзонысослабымипроводящимисвойствами.Кривая3нарис.2показываетраспределениевлагосодержаниявнекоторыймоментвремени,относящийсякфазеквазистационарногопереноса.Величиназанимаетздесьнекотороесреднееположениемеждузначениями0иk,опускаясьсовременемвсёниже.Врезультатеэтогокриваявлагосодержанияпостепеннопревращаетсявпрямую,параллельнуюосиОх,показаннуюнарис.2пунктиром.Мыбудемсчитатьквазистационарнуюфазузавершеннойвмомент,когдатекущееиконечноевлагосодержаниевплоскостисимметрииматериаласовпадутмеждусобой,т.е.когда(0,) =k.

Предлагаемыйспособобезвоживаниясостоитвмногократномповторениинапромежутке0процессовсушкиирелаксацииматериала.Дляэтогопромежутоквлагосодержания[0,k]разбиваетсянаnчастейсогласноследующемуотношению:

. (5)

Накаждомэлементарномотрезкепереносаi=ii1(i1,2,…,nпроисходитобезвоживаниеисобственнаярелаксацияматериала.Дляэтоговлагосодержаниенаповерхностирыбыопускаетсяотзначенияпi1 дозначенияпi иподдерживаетсянаэтойвысотевтечениевсейнестационарнойиквазистационарнойфазыотрезкаi.Соднойстороны,этозначительносокращаетвремясуществованияквазистационарнойфазы,сдругой‬иэтосамоеглавное‬ведёткрелаксациизонызасчётпроникновениявнеёвнутреннейвлагипродукта.Появлениевлагивнутризонырасклеиваетирасширяеткапилляры,превращаяихсновавмакроимезакапилляры.Наследующемотрезкеi+1изменениявлагосодержанияпродуктвновьвходитвпроцессобезвоживаниясвысокимипроводящимисвойствамиповсемусвоемуобъему.

Наиболееблагоприятныдляпереноса,однако,первые«отрезки»пунктирногообезвоживания:1, 2, 3.Благодарявысокомувлагосодержаниюповсемуобъёмуматериалапроцесспротекаетздесьвусловиях,близкихкидеальным[4].

4. Кинетикаобезвоживаниярыбыприразличнойпериодичностисушкиирелаксации. Графическиизменениявлажностирыбывтечениепроцессаобезвоживанияпредставляютсякривымикинетики.Подкинетикойпроцессасушкипонимаютизменениесреднеговлагосодержаниявзависимостиотпродолжительностипроцесса.Кривыекинетикиобезвоживаниярыбыпоформесхожисаналогичнымикривымидругихпищевыхматериалов,темнеменее,имеютсяинекоторыеотличия.Стечениемвремениуменьшаетсяинтенсивностьпотерьвлагиприпостоянныхрежимныхпараметрахпроцессасушки.НакривыхкинетикисушкиможновыделитькритическиеточкиK1иK2,соответствующиепервойk1ивторойk2критическимвлажностям.Критическиеточкивозникаютпризавершенииудалениявлагисменьшейэнергиейсвязииначаломудалениявлагиболеесильносвязанной.ОсобенностькривыхкинетикисушкирыбывозникновениекритическойточкиK2приудалениимикрокапиллярнойвлаги[1].Впроцессеобезвоживаниярыбыпроисходитсужениемикрокапилляровисоответсвенноувеличиваетсяэнергиясвязивлагисматериалом.ПридостижениикритическойточкиК2энергиясвязивлагисущественновозрастает.ПроцесссушкипослеточкиК2значительнозамедляется.Интенсивностьпроцессаобезвоживанияможнооценитьпродолжительностьюпроцессаобезвоживаниядокакоголибоконечноговлагосодержанияиличерезеёобратнуювеличину‬среднийтемп%/ч

обезвоживания[7]:=(0сс)/,



(6)где0сначальнаявлажностьрыбынасухуюмассу,%;с

конечнаявлажностьрыбынасухуюмассу,%;продолжительностьобезвоживаниядовлажностис,ч.Рассмотримпроцессцикличногообезвоживанияирелаксациипутассупосхеме:1,5часаобезвоживание;0,5часарелаксация. Обезвоживаниепроводилипритемпературеtсушильногоагента25С,скоростьсушильногоагентавкамере2,5м/с.Относительнаявлажностьтеплоносителя 55%.Температуравовремярелаксациивсреднемсоставляла16С,скоростьсушильногоагентакамере1м/с.Вкачествеконтрольногообезвоживанияиспользовалсянепрерывныйпроцесссушки.

Дляоценкиэффективностиобезвоживаниясприменениемрежимоврелаксациииспользовалисреднийтемпнепрерывногообезвоживаниянепр100 достиженияконечноговлагосодержанияkс= 100%.Затемрассчитывалисреднийтемпкомбкомбинированногорежима.Продолжительностьпроцессасушкисиспользованиемпериодоврелаксации(комбинированныйрежимкомбпринималасьравнойпродолжительностинепрерывногопроцессанепр.Характеристикаполуфабрикатаизначениятемповобезвоживанияпредставленывтаблице2

Таблица2ХарактеристикаполуфабрикатаизначениятемповобезвоживанияНачальнаявлажностьрыбынаобщуюмассу0o,% Начальнаявлажностьрыбынасухуюмассу0с,% Массоваядоляхлористогонатрия,%Удельнаяповерхностьрыбы,м2/кгТемпобезвоживанияпринепрерывномрежимеkс=100%непр100,%/часТемпобезвоживанияприкомбинированномрежимеkс=100%

комб,%/час77,1336,73,10,179,59,0

Кривыекинетикисушкидляданныхрежимовпредставленынарисунке3

Рисунок3. Кривыекинетикиобезвоживанияпринепрерывномикомбинированномрежимах:непрерывныйрежим‬контрольноеобезвоживание;комбинированныйрежим‬ последовательныециклысушкиирелаксациирыбы(1,5часаобезвоживание;0,5часарелаксация.

Изданныхтаблицы2видно,чтотемпобезвоживанияпутассупринепрерывномрежимевышетемпаобезвоживаниясприменениемрелаксациикомбинированныйрежим.Этоподтверждаетсяданнымиграфиков,изображенныхна

рисунке3.Криваякинетикиобезвоживанияпутассупринепрерывномпроцессеинтенсивнееприближаетсякосиабсцисс,всравнениискомбинированнымрежимом.Длянепрерывногопроцессапродолжительностьобезвоживаниядоконечнойвлажностиkс=100%составила25часов.Прииспользованиирежимасприменениемрелаксациипродуктапродолжительностьобезвоживаниядоконечнойвлажностиkс=100%составила29часов.Легкозаметитьневысокуюэффективностьприменениярежимоврелаксациирыбысначалапроцессасушки.Однакоследуетотметитьиположительныестороныэтогопроцесса.Смоментаначаласушкиидоконечнойвлажностиkс=100% суммарноевремярежимоврелаксациирыбысоставило7часов.Вэтовремясушильнаяустановкапотребляламинимальноеколичествоэлектрическойэнергииэлектрическиенагревателивыключены,центробежныевентиляторыработаютна20%мощности.Наоснованииполученныхрезультатовможносделатьвывод,чтоприменениережимоврелаксациирыбысначалапроцессасушкиприводиткувеличениюобщейпродолжительностипроцессаобезвоживанияснезначительнойэкономиейэлектрическойэнергии.Задачейдальнейшихисследованийявляетсяразработкаболеерациональнойтехнологииобезвоживаниярыбысприменениемрежимоврелаксации.Основныетребованиякдальнейшимразработкам:сокращениеобщейдлительностиобезвоживаниясприменениемрежимоврелаксациидодлительностинепрерывногопроцесса,экономияэлектроэнергиидо10%всравненииснепрерывнымпроцессом,повышениекачестваготовойпродукции.Процесскомбинированногообезвоживаниябудемсчитатьнаиболееприемлемым,еслиегопродолжительностьдоконечнойвлажности(к=100%достигаетсяпримернозатожевремя,чтоидлянепрерывногопроцесса.Впоследующемусловияобезвоживанияблизкиекоптимальнымбудемобозначатьравенствомсреднихтемповнепрерывнойтехнологииитехнологиисрелаксацией:непр= комб.

5. Разработкатехнологииобезвоживаниярыбысприменениемрелаксациинаосновеобщихзакономерностейпроцессовсушки.Первыйпериоднакривыхкинетикисушкиимеетпрямолинейныйхарактер,исключаяпериодпрогреварыбы[2].ПервыйпериодзавершаетсяпридостижениикривойпервойкритическойточкиК1,соответствующейкритическойвлажностик1с.Послек1срасположенвторойпериод.Онхарактеризуетсяубывающейскоростьюсушки.ВовторомпериодевозникаетвтораякритическаяточкаК2,соответствующаявлажностик2с.Значенияк1с, к2сзависятотначальнойвлажностирыбыc0 инаходятсяпоформулам[1]:к1с= 1,069 c00,969,



(7)к2с=0,784 c0+2.



(8)

Критическиеточкинакривойкинетикиобезвоживаниявозникаютприокончаниипреимущественногоудалениявлагисменьшейэнергиейсвязисматериаломиначаломудалениявлагисбольшейэнергиейсвязи.Втораякритическаяточкавозникаетвзонеудаленияизрыбымикрокапиллярнойвлаги.Помереобезвоживаниямикрокапиллярыуменьшаютсявразмере[2],следовательно,увеличиваетсяэнергиясвязиводывмикрокапиллярах.ПослекритическойточкиК2влагаудаляетсяболеемедленно.Поэтомудлявыбораначаларежимоврелаксациинеобходимоориентироватьсянавремя,когданакривойкинетикисушкивозникаетточкаК2.Времяначаларежимоврелаксациирел,часы,рассчитываемпоформуле:рел= k2+ Kрел,



(9)гдеk2 продолжительностьобезвоживаниясоответствующаяк2с;Kрел‬эмпирическийкоэффициент,Kрел= 1,5.Продолжительностьобезвоживаниярассчитываемпоформуле[7]k2= (k1k2ехр6,846,30(к2c/к1c)))0,5.

(10)Значенияк1сик2срассчитываемпоформулам7и8)Неизвестноезначениепроизведенияk1k2вформуле10можнонайти,используязависимостьдляопределениявлажностинасухуюмассуc=24,припродолжительностипроцессаравном24часа[1]:c=24= c03,024 Хр0,25(o050)(10S/m0,6)0,5

(11)Формула11справедлива,есливыполняютсяусловия:0,11S/m0,23; 5Хр22ДлярыбысудельнойповерхностюS/m0,23используетсязависимостьдляопределениявлажностинасухуюмассуc=6припродолжительностипроцессаравном6часов[7]:c=6=c0‬Хр0,25(o0

50)1,158/(1 1,591 S/m+ 0,848(S/m)2).(12)Пределыприменимостиформулы12): 0,23м2/кгS/m0,73м2/кг;5Хр22Значениявлажностиcприсоответствующейпродолжительностипроцессаобезвоживания,полученныепоформулам11или12,подставляютсяввыражение[7]:k1k2=/ехр6,846,30(c/к1)(c/к2)))

(13)

Рассмотримкомбинированныйрежимобезвоживанияпутассуспинкисминимальнойнепрерывнойначальнойфазойcпоследующимицикламисушкиирелаксациирыбыпосхеме:2часаобезвоживание;0,5часарелаксация.Обезвоживаниепроводилипритемпературеtсушильногоагента25С,скоростьсушильногоагентавкамере2,5м/с.Относительнаявлажностьтеплоносителя 40%.Температуравовремярелаксациивсреднемсоставляла17С,скоростьсушильногоагентакамере1м/с.Вкачествеконтрольногообезвоживанияиспользовалсянепрерывныйпроцесссушки.Характеристикаполуфабрикатаизначениятемповобезвоживанияпредставленывтаблице3.Рассчитываемвремяначаларежимоврелаксациирелпоформуле9)рел6,151,57,7часа





Таблица3ХарактеристикаполуфабрикатаизначениятемповобезвоживанияНачальнаявлажностьрыбынаобщуюмассу0o,% Начальнаявлажностьрыбынасухоевещество0с,% Массоваядоляхлористогонатрия,%УдельнаяповерхностьрыбыS/m,м2/кгТемпобезвоживанияпринепрерывномрежимеkс= 100%непр100,%/часТемпобезвоживанияприкомбинированномрежимекомб, %/часСуммарноевремяцикловрелаксациизапроцесс,час80,9408,62,40,1610,510,57,7

Кривыекинетикисушкидляданныхрежимовпредставленынарисунке4

Рисунок4. Кривыекинетикиобезвоживанияпринепрерывномикомбинированномрежимах: непрерывныйрежим‬контрольноеобезвоживание;комбинированныйрежимснепрерывнойначальнойфазой7,7часовипоследующимицикламисушкиирелаксациирыбы2часаобезвоживание;0,5часарелаксацияИзданныхтаблицы3видно,чтотемпобезвоживанияпутассупринепрерывномрежимеравентемпуобезвоживаниясприменениемрелаксациинепр=комб.Этоподтверждаетсяданнымиграфиков,изображенныхнарисунке4. Кривыекинетикиобезвоживанияпутассупринепрерывномпроцессеисприменениемрелаксациисовпадаютпридостиженииконечнойвлажностиkс=100%. Суммарноевремярежимоврелаксациирыбысоставило7,7часов.Вэтовремясушильнаяустановкапотребляламинимальноеколичествоэлектрическойэнергииэлектрическиенагревателивыключены,центробежныевентиляторыработаютна20%мощности.Наоснованииполученныхрезультатовможносделатьвывод,чтоприменениережимоврелаксациирыбыпослекритическойточкиК2позволяетдобиватьсяэкономииэлектроэнергиибезувеличенияобщейдлительностипроцессаобезвоживания. Былпроизведенподсчетизрасходованнойэлектроэнергии.Длянепрерывногопроцессасушкизатратыэлектрическойэнергиисоставили288кВт,дляпроцессасприменениемрелаксацииобъектасушки‬252кВт.Наблюдаетсяэкономияэлектроэнергиипарядка12,5%принеизменнойдлительностипроцесса.

6. Заключение.Разрабатываемаятехнологиявыпускавяленойикопченойпродукциинаправленанаповышениеэнергетическойэффективностипроизводства.Экспериментыпоказывают,чтозатратыэлектрическойэнергииприпроизводстведанныхвидовпродукцииснижаютсяна8‬12%посравнениюстрадиционнойтехнологией.Экономическийэффектдостигаетсявнесениемвтрадиционнуютехнологиюобезвоживанияспециальныхкомбинированныхрежимовсушкиирелаксации.Применениеданныхрежимовпозволяетмодифицироватьпроцессзасчётрациональногоиспользованиядиффузионныхсвойствобрабатываемогосырья.Разработанныйспособобезвоживанияпозволяетповыситьресурскоптильносушильныхустановокзасчетболеерациональногоиспользованиятеплоносителя.Разрабатываемаятехнологиянетребуетсущественныхтехническихизмененийвтрадиционномтехнологическомпроцессе.Поэтомупредставляетсявозможнымеёвнедрениенапредприятияхрыбоперерабатывающейотрасли,специализирующихсянавыпускевяленойикопченойпродукции.

Ссылкинаисточники1.Ершов,А.М.Развитиеисовершенствованиепроцессовхолодногокопчениянаосновеинтенсификациимассопереносавлагиикоптильныхкомпонентов:дис.…дратехн.наук:05.18.12/ЕршовАлександрМихайлович;МГАРФ.‬Мурманск,1992. ‬250с.2. Технологиярыбыирыбныхпродуктов:учебникдлявузов/[АртюховаС.А.идр.];подред.А.М.Ершова.‬[2еизд.].‬М.:Колос,2010.‬1064с.3. Глазунов,Ю.Т.Моделированиепроцессовпищевыхпроизводств:учеб.пособиедлявузов/Ю.Т.Глазунов,А.М.Ершов,М.А.Ершов;Центр.учеб.метод.каб.Гос.ком.РФпорыболовству.‬М.:Колос,2008.‬358с.4.Элементытеории«пунктирного»обезвоживаниявпроцессаххолодногокопченияивялениярыбы/Ю.Т.Глазунов[идр.]//ВестникМГТУ:трудыМурман.гос.техн.унта.‬Мурманск,2012.‬Т.15,№1.‬С.15‬20.5.Результатыэкпериментальнопоисковыхработпообезвоживаниюрыбывпроцессахсушки,вяленияикопчения:отчетоНИР/Мворыб.хозваСССР,Опытноепроизводственнотехническоеобние«Техрыбпром»;рук.КравцовА.Д.;исполн.ЕршовА.М.‬Калининград,1984. ‬36с.6. Пат.1219034CCCР,А23В4/04.Способприготовлениявяленойрыбы/ТерещенкоВ.П.,БессмертнаяИ.А.;заявительипатентообладательКалининград.техн.интрыбн.пром.ихозва.‬№3800660/2813;заявл.16.10.84;опубл.23.03.86.,Бюл.№11.‬3с.7.Ершов,М.А.Совершенствованиеметодоврасчетаобезвоживаниявпроцессаххолодногокопченияивялениярыбы:дис.…канд.техн.наук:05.18.12/ЕршовМихаилАлександрович;Мурман.гос.техн.унт.‬Мурманск:МГТУ,2007.‬160с.

ErshovMihkail,Candidate of Technical Sciences, senior researcher at the Chair of technology of food manufacturesMurmansk State Technical University, Murmansk, email: ershovma@mstu.edu.ruErshovAlexander, Doctor ofTechnical Sciences, Professor at the Chair of technology of food manufacturesMurmansk State Technical University, email: ershovam@mstu.edu.ruGlazunovYuri, Doctor of Technical Sciences, Chief Scientific OfficerattheChair of technology of food manufactures,Murmansk State Technical University, Murmansk, email: glazunow@mif.pg.gda.plSelyakovilya,Postgraduateat the Chair of Automation and Computer EngineeringMurmansk State Technical University, Murmansk, email: selyakov@list.ru

Improving energy efficiency in the production processes of dehydration smoked and dried fishAbstract.The technology of dehydrated fish cyclical periods of drying and dewatering facility relaxation. This technology is aimed at improving the energy efficiency of the dewatering process for drying and coldsmoked fish. Relaxation dewatering facility is most effective in a period of falling drying rate. Of the technology helps to reduce power consumption in the production of dried and smoked products by 812% compared to conventional technology.Keywords:dried, smoked fish, the diffusion coefficient of water, energy