Разработка методики инженерного расчета сушильной установки в псевдоожиженном слое

Процесс сушки пищевых продуктов является одной из наиболее энергоёмких и технологически сложных операций в пищевой промышленности, от которой напрямую зависят сохранение качества продукции и её срок хранения. Традиционные методы сушки часто сопровождаются потерей питательных веществ и деградацией органолептических свойств, что требует разработки более эффективных технологических решений. Перспективным направлением считается использование сушилок с псевдоожиженным слоем, которые обеспечивают интенсивный тепло- и массообмен, снижают тепловые повреждения сырья и способствуют получению продукта высокого качества. В работе представлена методика инженерного расчёта сушилки псевдоожиженного слоя для полидисперсных материалов. В методику включены зависимости для определения скорости движения сушильного агента, расчёта гидравлического сопротивления установки, а также мощности привода ворошителей. Реализация предложенных расчётных подходов позволила разработать конструкцию сушилки с вращающимися горизонтальными валами с ворошителями. Такая компоновка предотвращает образование комков продукта, способствует равномерному распределению частиц и одновременно не создаёт значительного гидравлического сопротивления. Полученные результаты демонстрируют, что применение разработанной методики и конструктивных решений обеспечивает повышение экономической эффективности процесса, улучшение качества регидратируемых продуктов и расширение возможностей практического использования сушилок с псевдоожиженным слоем в пищевой промышленности.

1. Hui, Y. H., Lisbeth Meunier-Goddik, and Jytte Josephsen. Handbook of Food and Beverage Fermentation Technology. Technology & Engineering. 2004. p. 236.

2. Chen, Xiao Dong, and Arun S. Mujumdar, eds. Drying Technologies in Food Processing. Oxford: Blackwell Publishing Ltd., 2008. pp. 113–265.

3. Zhonghua, W., and A. S. Mujumdar. "Simulation of the Hydrodynamics and Drying in a Spouted Bed Dryer." Drying Technology 25, no. 1 (2007): 59–74.

4. Jangam, Sachin V., Chung Lim Law, and Arun S. Mujumdar, eds. Drying of Foods, Vegetables and Fruits. Volume 1. 2010. p. 232.

5. Haron, Nazrul Syaif, et al. "Untitled." IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 226 (2017): 012053. https://doi.org/10.1088/1757-899X/226/1/012053.

6. Haron, N. S., et al. "Recent Advances in Fluidized Bed Drying." IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 243 (2017): 012038.

7. Torki-Harchegani, M., et al. "Dehydration Behaviour, Mathematical Modelling, Energy Efficiency and Essential Oil Yield of Peppermint Leaves Undergoing Microwave and Hot Air Treatments." Renewable and Sustainable Energy Reviews 58 (May 2016): 407–418.

8. Вroiner, H., and D. Mtwes. Slolfaustaus Cheinschliefill Chshemischer Reaktionen. Aarau: Frankfurt, 2011.

9. Валентас, К.Дж., Ротштейн, Э., Сингх, Р.П. Пищевая инженерия: справочник с примерами расчетов / (ред.) / пер. с англ. Под общ. науч. ред. А. Л. Ишевского.– СПб: Профессия, 2004.– С. 160-161.

10. Гальперин Н. И. Псевдоожижение.- М.: Знание, 1968.– 63 с.

11. Гинзбург А.С., Резников В.Л. Сушка пищевых продуктов в кипящем слое. – М.: Пищевая промышленность. 1966.– 188 с.

12. Плаксин, Ю.М., Малахов, Н.Н., Ларин, В.А. Процессы и аппараты пищевых производств. – М.: Колос, 2007.– С. 525-530.

13. Тепляшин В.Н. Технологии и оборудование для сушки растительного сырья [электронный ресурс]: учеб. пособие / В.Н. Тепляшин, Л.И. Ченцова, В.Н. Невзоров; Краснояр. Гос. Аграр. Ун-т.– Красноярск, 2019.– 173 с.

14. Тусипов, Н.О., Акимов, М.М., Еренгалиев, А.Е., Давыдова, С.Г. Сушилки с псевдоожиженным слоем: аналитический обзор. – Усть-Каменогорск, 2014.– 60 с.

15. Тусипов, Н.О., Акимов, М.М., Еренгалиев, А.Е., Давыдова, С.Г. Установка для сушки полидисперсных материалов. Инновационный патент РК № 29537 от 16.02.2015, бюл. №2.–3с.

16. Тусипов, Н.О., Акимов, М.М., Лобасенко, Б.А., Алиева, М.А. Установка для сушки полидисперсных материалов. Патент РК на полезную модель № 4989 от 29.05.2020, бюл. № 21.– 4 с.

17. Тодес О.М. Цитович О.Б. Аппараты с кипящим зернистым слоем (гидравлические и тепловые основы работы). – Л.: Химия. 1981.- 296 с.