Інтенсифікація процесів сушіння рослинних пектиновмісних матеріалів

РОЗДІЛ 2
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ УСТАНОВКИ І МЕТОДИКИ
ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Експериментальні установки і вимірювальна апаратура
Дослідження кінетики сушіння і досушування рослинних пектиновмісних матеріалів проводилися на експериментальній установці, зовнішній вигляд якої представлено на рис 2.1.
Експериментальна установка складається із системи ізольованих повітроводів із пристроями, що забезпечують тепловологу обробку й циркуляцію теплоносія, сушильних камер, системи виміру, запису і автоматичного регулювання температури.
Наявність двох робочих камер (1) дозволяє досліджувати процес зневоднювання матеріалу за принципом руху теплоносія як крізь шар матеріалу, так і паралельно йому. Надалі, скрізь за текстом, для зручності опису, у першому випадку камеру називаємо вертикальною, у другому - горизонтальною. Передня стінка обох камер зроблена з прозорого скла, що дозволяє здійснювати візуальні спостереження за зовнішнім виглядом досліджуваного продукту. Для контролю температури теплоносія і матеріалу в різних точках шару в процесі його сушіння через штуцера виведені термоелектричні перетворювачі до самописного потенціометра (3). Для запобігання впливу на показання термоелектричних перетворювачів зовнішнього припливу теплоти, вони термоізольовані.
Нагрівання сушильного агента здійснюється на ділянці підігріву (4) за допомогою трьохсекційного електронагрівника, він же забезпечує підтримку й регулювання температури сушильного агента в робочих камерах у межах 30...150 ?С у всьому діапазоні швидкостей руху повітря. З метою точної підтримки заданої температури одна із секцій калорифера підключена до автоматичної системи регулювання температури за допомогою одноточкового регульованого потенціометра КСП - 4 з точністю спрацьовування сигнальних контактів ?1 ?С.
Інша секція підключена до регулюючого автотрансформатору РНО-250-10 50.
Вимірювання температури матеріалу, що збезводнюється, у процесі сушіння проводилося одночасно з реєстрацією зменшення вологи безперервно на протязі всього дослідження завдяки двом хромель-копелевим термоелектричним перетворювачам. Електрорушійна сила термоелектричних перетворювачів замірялася за допомогою шеститочкового самописного потенціометра КСП-4. Зменшення маси досліджуваного матеріалу реєструвалася візуально на вагах ВЛКТ-500 (6).
Вимірювання витрати повітря проводилося пневмометричною трубкою (7), приєднаною до мікроманометра (8). Вирівнювання швидкості потоку повітря перед надходженням його в сушильні камери здійснювалося за допомогою
струміневипрямляча, виготовленого у вигляді сіток і пакетів трубок. Рух повітря здійснювалося за допомогою відцентрового вентилятора (9) і повітроводів для підсмоктування, вихлопу і циркуляції теплоносія. Діапазон швидкості руху теплоносія 0,5...5 м/с.
Зволоження повітря здійснювалося за допомогою парового стерилізатора ГК-100-2 (10), з'єднаного з камерою голчастими вентилями. Змінювання вологовмісту теплоносія, як і швидкість його руху і температури, досягалося ступенем теплової і вологісної його обробки, регулюванням роботи вентилятора, співвідношенням подачі в систему відпрацьованого і свіжого повітря й пари.
Вимірювання вологовмісту повітря в сушильних камерах проводилося психрометром (11), що складається із сухого і мокрого термометрів, встановлених у відвідному патрубку, у якому знижувалася температура повітря нижче 100 ?С і підвищувалася його швидкість до 4...5 м/с, що забезпечувало необхідну точність при визначенні вологовмісту теплоносія.
Після встановлення заданого режиму на експериментальній установці, підготовлені зразки, із введеними в різні точки шару матеріалу термоелектричними перетворювачами, поміщали на піддон у робочу камеру і висушували.
На протязі кожного дослідження вимірювали висоту шару, температуру теплоносія, його швидкість, вологовміст, зменшення маси за визначені проміжки часу, спостерігали за зовнішнім виглядом досліджуваного матеріалу. По закінченні кожного дослідження визначали абсолютно суху масу матеріалу зразка, що дозволило визначити початковий і поточний вологовмісти продукту. Контрольна вологість до і після дослідження визначали по загальноприйнятої мелодиці висушуванням до абсолютно сухої маси за ГОСТ 28561-90.
За експериментальними даними будувалися температурні криві T = f((?), криві сушіння W = f((?), криві швидкості сушіння dW/d?= f(W) [3,7,40,93,96].
З метою одержання пектиновмісного порошкоподібного продукту, досушений до низької кінцевої вологості досліджуваний матеріал охолоджували
і подрібнювали. Дослідження процесу диспергування (здрібнювання) проводилося на мікромлині 8-ММ, основним вузлом якого є робоча камера, в який обертається ротор з укріпленими в ньому молотками. Ротор одержує обертання від електродвигуна за допомогою клинопасової передачі. Диспергування відбувається в результаті зіткнення часток одна з одною, з корпусом і з молотками млина. Для визначення оптимальних режимів проведення процесу диспергування за допомогою змінних шестірень змінювалася швидкість обертання ротора.
Висушений матеріал подавався в бункер мікромлина, підсмоктуванням повітря переміщався в робочу камеру і подрібнювався. Під час проведення диспергування фіксувалася маса здрібненого матеріалу, час здрібнювання і витрата потужності.
Порошкоподібний матеріал складається з часток різної маси і форми. Величина часток характеризується дисперсністю, що виражається або функцією розподілу часток по розмірах або середньою величиною крупнисті часток [117].
Дисперсний склад є однієї з найважливіших характеристик тонкоподрібнених матеріалів, який визначає їхні фізико-хімічні властивості, а отже, їхні технологічні якості й область практичного використання. Тонкість помелу визначає якість багатьох харчових продуктів.
Дисперсний аналіз є обов'язковим методом контролю усіх виробничих операцій, зв'язаних зі здрібнюванням матеріалів чи використанням пектиновмісних порошкоподібних продуктів і широко використовуєт