РОЗДІЛ 2
ОБ’ЄКТИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
2.1. Об’єкти дослідження
В процесі розроблення технології порошку із стружки топінамбура об’єктами
лабораторних і виробничих досліджень були:
* свіжі бульби топінамбура осіннього строку збирання з наступним хімічним
складом (усереднені дані), в % до маси СР: СР 20,65 %; вуглеводів 71,10 %, в
тому числі ВМФ 57,90 %, НМФ 13,20 %; білкових речовин 6,50 %; харчових волокон
13,24 %, в тому числі пектину 3,59 %; мінеральних речовин 7,12 %,
неідентифікованих речовин 2,04 %.
* стружка із свіжих бульб топінамбура;
* висушена стружка топінамбура;
* порошок із висушеної стружки.
2.2. Методика дослідження кінетичних закономірностей конвек-тивного сушіння
стружки топінамбура
2.2.1. Устрій і принцип роботи експериментальної конвективної сушильної
установки.
Лабораторні дослідження складових технологічного регламенту одержання порошку
із стружки топінамбура проводили на експериментальній сушильній установці
кафедри процесів і апаратів НУХТ, схема якої наведена на рис. 2.1.
За допомогою вентилятора 1 атмосферне повітря проходить крізь електричний
калорифер 2, в якому встановлені нагрівальні елементи 3. Далі нагріте повітря
подається до сушильної камери 4, де контактує з шаром подрібненого матеріалу 5,
розміщеного на сітчастому піддоні 6, нагріває та зневоднює його. Завантаження
та розвантаження матеріалу здійснюється крізь люк 7.
Відпрацьоване повітря виводиться за межі сушильної камери в атмосферу по
повітреводу 8. Для організації необхідного контуру руху повітря в установці
передбачені шибери 9.
Маса висушуваного зразка, яка постійно змінюється, фіксується терезами 10,
з‘єднаними з сітчастим піддоном 6.
Необхідні витрати повітря забезпечуються подаванням відповідної напруги
постійного струму через блок регулювання 11 на електродвигун приводу
вентилятора. Контроль швидкості повітряного потоку здійснюється електронним
анемометром.
Повітря в сушильній камері підігрівається в калорифері 2 шляхом регулювання
електричного струму на нагрівальних елементах 3, які пов‘язані з температурним
реле 12 та електричним контактним термометром 13, розміщеним безпосередньо на
вході до сушильної камери.
Відносна вологість і температура повітря на вході та на виході з сушильної
камери контролюються аспіраційним психрометром 14, а температура атмосферного
повітря або його суміші з відпрацьованим – термометром 15.
2.2.2. Методика проведення експерименту.
Для дослідження технологічних і кінетичних характеристик конвективного сушіння
стружки топінамбура використовували свіжі бульби сорту “Інтерес” з початковим
вологовмістом 375…409 %.
Призначені для наступного сушіння бульби топінамбура ретельно мили, вручну
очищували від шкірки і різали на стружку 25ј45 мм завдовжки і, в залежності від
вимог досліду, з поперечним перерізом 3ґ3, 6ґ6 або 9х9 мм.
Сушіння стружки здійснювали за нормальним (безваріантним) процесом (без
рециркуляції, або без додаткового підводу тепла, або без чергування циклів
сушіння з циклами відлежування).
Сушильний агент (СА) – атмосферне повітря, підігрівався в електрокалорифері до
запланованої температури і надходив до сушильної камери з прямокутним
перерізом 300ґ300 мм, перетинав знизу догори шар стружки топінамбура, що був
вільно насипаний на сітчастому коробі – піддоні. Висота шару стружки в
залежності від умов досліду становила 3, 30, 60 або 90 мм. Мінімальний зазор
між стінками камери та коробом забезпечував вільне переміщення його у
вертикальному напрямку, а жорстке з‘єднання коробу через важіль з технічними
терезами забезпечувало змогу реєструвати поточну зміну маси зразка під час
сушіння.
Відповідно до запланованих показників певного досліду сушильну установку
виводили на усталений режим, після чого через люк у сушильній камері
розміщували короб з підготовленим вологим матеріалом. Заплановані швидкість та
температуру СА підтримували постійними до досягнення рівноважного вологовмісту
матеріалу. Здійснювали це за допомогою блоку контролю та автоматичного
керування частотою обертання робочого колеса вентилятору і чотирьох
нагрівальних елементів (ТЕНів) загальною номінальною потужністю 7,5 кВт.
Електроенергія, витрачена на нагрівання СА та привод вентилятору,
реєструвалася однофазним лічильником.
Перед початком експерименту визначали вологовміст стружки топінамбура шляхом
висушування до постійної маси та обчислювали його за формулою:
(2.1)
Протягом всього часу сушіння через кожні 5 хвилин визначали зміну маси зразка
до встановлення її постійного значення, після чого експеримент вважався
закінченим. За формулою (2.1.) розраховували вологовміст стружки топінамбура
через кожні 5 хвилин протягом всього часу сушіння.
Впродовж кожного експерименту здійснювали поточний контроль прийнятих чисельних
значень режимних параметрів – температури і швидкості руху СА, а їх
стабілізація здійснювалась вручну, зміною у бік збільшення або зменшення
вхідної напруги на відповідному електроприладі.
2.3. Методи визначення хімічного складу та фізико-хімічних властивостей
сировини і сухих продуктів
* Масову частку сухих речовин визначали стандартним арбітражним методом
висушуванням зразків до постійної маси за ГОСТ 28 561-90 [162].
* Загальний вміст вуглеводів та вміст їх високо- і низькомолекулярних фракцій –
за методом Хрустальової В.П., що ґрунтується на здатності вуглеводів утворювати
забарвлені комплекси з фосфорно-молібденовою кислотою при нагріванні в
присутності ортофосфорної кислоти [163]. Фракціонування вуглеводного комплексу
здійснювали шляхом послідовної екстракції свіжого або висушеного матеріалу
споча
- Київ+380960830922