Оценка эффективности сушки биоматериала с предварительной обработкой импульсным электрическим полем


https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-4-49-54

Полный текст:


Аннотация

Переход к эффективной экономике и эффективному производству требует построения основ для развития энергоэффективных технологий и процессов сушки биоматериалов для преобразования их в полезные продукты. Целью данной работы является анализ эффективности предварительной безтемпературной обработки импульсным электрическим полем (ИЭП) в процессе конвективной сушки биоматериалов. Обработка ИЭП проводилась при напряженности поля 2, 4 и 6 кВ/см, количеством импульсов 500, с длительностью одного импульса 50 мкс. На основе данных электропроводности биоматериала до и после обработки ИЭП был определен параметр индекса вскрытых клеток, с максимальным значение 56%, что подтверждает наличие механизма электропорации структуры материала. Процесс сушки представлен с описанием различных математических моделей. Предварительная обработка импульсным электрическим полем при параметрах напряженности 4 и 6 кВ/см и количеством импульсов 500 позволила сократить время сушки на 11–13.8% для значения влажности E=0.02. Общие временные затраты на процесс сушки снижаются на 20-25 минут. При этом стоит отметить, что общее количество затрачиваемой энергии на предварительную обработку (<150 Вт/кг) по сравнению с энергией, затрачиваемой на сам процесс сушки несоизмеримо мала. Статистический анализ рассмотренных математических моделей показал хорошую сходимость большинства моделей с экспериментальными данными. Рассмотренная технология предварительной безтемпературной обработки ИЭП может обеспечить эффективную переработку биоматериалов в необходимом количестве с получением качественных и безопасных продуктов. Полученные данные кинетики процесса могут использованы для построения математической модели процесса сушки с применением предварительной электрофизической обработки.

Об авторах

И. А. Шорсткий
Кубанский государственный технологический университет
Россия
к.т.н., доцент, кафедра технологического оборудования и систем жизнеобеспечения, ул. Московская, 2, г. Краснодар, 350072, Россия


Д. А. Худяков
Кубанский государственный технологический университет
магистр, кафедра технологического оборудования и систем жизнеобеспечения, ул. Московская, 2, г. Краснодар, 350072, Россия


Список литературы

1. Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Барсуков Р.В., Цыганок С.Н. и др. Исследование эффективности ультразвуковой сушки // Техническая акустика. 2009. Т. 9. №. 9.

2. Schulze B., Hubbermann E.M., Schwarz K. Stability of quercetin derivatives in vacuum impregnated apple slices after drying (microwave vacuum drying, air drying, freeze drying) and storage // LWT-Food Science and Technology. 2014. V. 57. № 1. P. 426–433.

3. Шорсткий И.А., Кошевой Е.П. Экстракция с наложением импульсного электрического поля // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2015. № 4 (346). С. 40–42.

4. Wiktor A., Iwaniuk M., Sledz M., Nowacka M. et al. Drying kinetics of apple tissue treated by pulsed electric field // Drying Technology. 2013. V. 31. № 1. P. 112–119.

5. Shorstkii I., Mirshekarloo M.S., Koshevoi E. Application of pulsed electric field for oil extraction from sunflower seeds: electrical parameter effects on oil yield // Journal of Food Process Engineering. 2017. V. 40. № 1. doi:10.1111/jfpe.12281

6. Wiktor A., Witrowa-Rajchert D., Chudoba T. The influence of pulsed electric field on electrical conductivity and cell disintegration index of apple tissue // Problematic Journals of Agricultural Sciences. 2012. V. 569. P. 293–300.

7. Shynkaryk M.V., Lebovka N.I., Vorobiev E. Pulsed electric field and temperature effects on drying and rehydration of red beetroots // Drying Technology. 2008. V. 26. P. 696–704.

8. Gachovska T.K., Simpson M.V., Ngadi M.O., Raghavan G.S.V. Pulsed electric field treatment of carrots before drying and rehydration // Journal of the Science of Food and Agriculture. 2009. V. 89. № 14. P. 2372–2376. doi: 10.1002/jsfa.3730

9. Grimi N., Mamouni F., Lebovka N., Vorobiev E. et al. Acoustic impulse response in apple tissues treated by pulsed electric field // Biosystems Engineering. 2010. № 105 (2). P. 266–272. doi:10.1016/j.biosystemseng.2009.11.005

10. Wiktor A., Iwaniuk M., Sledz M., Nowacka M. et al. Drying kinetics of apple tissue treated by pulsed electric field // Drying Technology. 2013. № 31. P. 112–119.

11. Witrowa-Rajchert D. Non-thermal preservation techniques used in production of designed food // Designed Food. PTTZ: Krakow, Poland, 2011. P. 186–205.

12. Chemical and Functional Properties of Food Components; edited by Z.E. Sikorski. Boca Raton: CRC Press, 2007. 544 p.

13. Пат. 164195, RU, B01D 11/02 (2006.01). Устройство для экстрагирования сырья / Шорсткий И.А., Кошевой Е.П. № 2015147072/05; Заявл. 2015147072; Опубл. 20.08.2016, Бюлл. №23.


Дополнительные файлы

1. Рисунок 1
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (277KB)    
Метаданные
2. Рисунок 2
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (213KB)    
Метаданные
3. Рисунок 4
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Скачать (20KB)    
Метаданные

Для цитирования: Шорсткий И.А., Худяков Д.А. Оценка эффективности сушки биоматериала с предварительной обработкой импульсным электрическим полем. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2018;80(4):49-54. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-4-49-54

For citation: Shorstkii I.A., Khudyakov D.A. Pulsed electric field pre-treatment efficiency analysis in processes of biomaterials drying. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2018;80(4):49-54. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-4-49-54

Просмотров: 81

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)