профессор кафедра машин и аппаратов пищевых производств
Professor Department of machines and apparatuses of food production
доцент кафедра машин и аппаратов пищевых производств
associate Professor Department of machines and apparatuses of food production
доцент кафедра машин и аппаратов пищевых производств
associate Professor Department of machines and apparatuses of food production
аспирант кафедра машин и аппаратов пищевых производств тел. (473) 255-38-96
graduate Department of machines and apparatuses of food production Tel.: (473) 255-38-96
Реферат. Математическая модель позволила воспроизвести и изучить на качественном уровне изменение формы плодов и структуры слоя плодов в процессе сушки. Отдельный плод в процессе сушки постепенно теряет упругость, уменьшается в объеме, кожура собирается в складки, появляются внутренние пустоты. Слой плодов в процессе сушки уменьшается в толщине, контактирующие плоды прочно связываются между собой за счет возникновения согласованных складок кожуры, слой уплотняется за счет проникновения потерявших упругость плодов в пустоты между плодами. Модель с высокой детализацией описывает процесс сушки плодов черной смородины, поэтому имеет большое число параметров, доступных к изменению. Среди них выбраны три наиболее важных технологических параметра, влияющих на производительность и качество сушки: мощность СВЧ-излучения P, толщина слоя плодов h, давление окружающей среды p. Из выходных показателей модели наиболее важными являются три функции от времени: зависимость средней влажности слоя от времени Wср(t), зависимость скорости изменения средней влажности от времени dWср(t)/dt, зависимость средней температуры слоя от времени Tср(t). По общепринятой классификации моделей предлагаемая модель является алгоритмической, но не аналитической. Это означает, что выходные характеристики модели рассчитываются по входным не путем аналитических преобразований (это в принципе не возможно для моделируемого процесса), а с помощью пространственной и временной дискретизации и соответствующего алгоритма расчета. Детальное исследование процесса СВЧ- сушки с помощью модели позволяет выделить следующие его стадии: быстрый нагрев, быстрое обезвоживание, замедленное обезвоживание, уплотнение слоя продукта, окончательное высушивание, разогрев после обезвоживания.
Summary. The mathematical model allowed to reproduce and study at qualitative level the change of berries form and the structure of the berries layer in the course of drying. The separate berry in the course of drying loses gradually its elasticity, decreases in volume, the peel gathers in folds, there appear internal emptiness. In the course of drying the berries layer decreases in thickness, contacting berries stick strongly with each other due to the coordinated folds of peel appearing, the layer is condensed due to penetration of the berries which have lost elasticity into emptiness between them. The model with high specification describes black currant drying process and therefore has a large number of the parameters available to change. Among them three most important technological parameters, influencing productivity and the drying quality are chosen: the power of microwave radiation P, thickness of the berries layer h, environmental pressure p. From output indicators of the model the most important are three functions from time: dependence of average humidity of the layer on time Wcp (t), dependence of the speed of change of average humidity on time dWcp (t)/dt, dependence of the layer average temperature on time Tср (t). On the standard models classification the offered model is algorithmic, but not analytical. It means that output characteristics of model are calculated with the entrance ones, not by analytical transformations (it is impossible principally for the modeled process), but by means of spatial and temporary sampling and the corresponding calculation algorithm. Detailed research of the microwave drying process by means of the model allows to allocate the following stages: fast heating, the fast dehydration, the slowed-down dehydration, consolidation of a layer of a product, final drying, heating after dehydration.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.