Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Разработка общих видов математических моделей сушки пищевых продуктов с СВЧ-энергоподводом на основе законов химической кинетики гетрогенных процессов

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-3-17-22

Полный текст:

Аннотация

В статье рассматриваются вопросы, касающиеся моделирования сушки семян кориандра, расторопши, яблок и плодов смородины черной с СВЧ-энергоподводом на основе законов химической кинетики гетрогенных процессов. Предложено рассматривать сушку с СВЧ-энергоподводом с позиции физической химии как квазитопохимическую гетерогенную реакцию и выполнять математическое моделирование данного процесса на основе законов химической кинетики гетерогенных процессов. Показана практическая реализация методологии моделирования сушки на основе законов химической кинетики гетрогенных процессов при моделировании СВЧ-сушки семян кориандра, расторопши, яблок и плодов смородины черной. Рекомендовано при разработке таких моделей установить аналогию между рассматриваемым процессом сушки и видом гетерогенного химического процесса, т. е. из существующей классификации химических реакций и процессов определить адекватно-аналогичную процессу сушки химическую реакцию или процесс. Установлено, что наиболее значимыми параметрами, влияющими на скорость реакции, как и на скорость сушки являются: температура, концентрация и давление. Показано как при моделировании сушки с СВЧ-энергоподводом на основе законов химической кинетики конкретных пищевых продуктов учитывать форму продукта, скорость и температуру сушильного агента, СВЧ-мощность, относительную влажность воздуха. Разработаны общие виды математических моделей на основе законов кинетики гетерогенных химических процессов сушки с СВЧ-энергоподводом для семян кориандра, семян расторопши, яблок и плодов смородины черной. Рассматриваемый в статье методологический подход и его практическое применение к моделированию сушки с СВЧ-энергоподводом для конкретных пищевых продуктов позволит в дальнейшем разрабатывать надежные математические модели кинетики сушки для различных продуктов и избежать ошибок, которые авторы отмечают в ранее опубликованных работах.

Об авторе

Д. А. Казарцев
Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского (ПКУ)
Россия

к.т.н., доцент, кафедра технологии бродильных производств и виноделия им. Г.Г. Агабальянца, ул. Земляной вал, 73, г. Москва, 109004, Россия



Список литературы

1. Цугленок Н.В., Манасян С.К., Демский Н.В. Техника и технология сушки зерна // Международный журнал экспериментального образования. 2012. №. 11. С. 46-47.

2. Потапов В.А., Якушенко Е.Н., Жеребкин М.В. Анализ способов сушки и оценка качества сушеной виноградной выжимки // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2013. №. 6 (11). С. 38-41.

3. Калашников Г.В., Литвинов Е.В. Кинетика СВЧ-сушки яблок // Вестник ВГУИТ. 2015. №. 2. С. 40-42.

4. Иночкина Е.В. Совершенствование технологии конвективной СВЧ-сушки плодов // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2014. №. 5-6. С. 62-65.

5. Антипов С.Т., Казарцев Д.А., Давыдов А.М., Емельянов А.Б. Изучение форм связи влаги в семенах кориандра на основе анализа кинетики сушки // Вестник ВГУИТ. 2020. Т. 82. №. 3 (85). doi: 10.20914/2310-1202-2020-3-24-31

6. Кухарев О.Н., Сёмов И.Н., Тимергазин Н.К., Оськин В.С. Результаты исследований устройства для сушки сельскохозяйственных культур // Нива Поволжья. 2020. №. 2 (55). doi: 10.3646ШР.2020.2.55.016

7. Ермоченков М.Г. Кинетические параметры процесса сушки древесины // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2017. №. 6 (360). С. 114–125. doi: 10.17238/issn0536-1036.2017.6.114

8. Wray D., Ramaswamy H.S. Novel concepts in microwave drying of foods // Drying Technology. 2015. V. 33. №. 7. P. 769-783. doi: 10.1080/07373937.2014.985793

9. Antipov S., Klyuchnikov A., Kazartsev D. Mathematical description of super-high frequencies drying process of free-running food media in device with combined energy input // E3S Web of Conferences. EDP Sciences, 2020. V. 175. P. 05021. doi: 10.1051/e3sconf/202017505021

10. Юрова И.С., Кретов И.Т., Журавлев А.В., Казарцев Д.А. Тепло- и массообмен при сушке семян расторопши в вихревой камере с СВЧ-энергоподводом. Воронеж: ВГУИТ, 2012. 192 с.

11. Антипов С.Т., Казарцев Д.А., Журавлев А.В. Тепло- и массообмен при сушке яблок в аппарате с комбинированным энергоподводом. Воронеж: ВГТА, 2009. 154 с.

12. Антипов С.Т., Виниченко С.А., Казарцев Д.А. Тепло- и массообмен при сушке плодов смородины черной в вакуум аппарате с СВЧ-энергоподводом. Воронеж: ВГУИТ, 2016. 168 с.

13. Antipov S.T., Arapov V.M., Kazartsev D.A. Kinetics laws as the base for mathematical simulation of microwave vacuum drying process // Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing, 2020. V. 1560. №. 1. P. 012017.

14. Arapov V.M., Kazartsev D.A., Nikitin I.A., Babaeva M.V. et al. Drying process simulation methodology based on chemical kinetics laws // International Journal of Advanced Computer Science and Applications. 2020. V. 11. №. 2. P. 17-22.

15. Орвос М., Сзыбо В., Пус Т.Скорость испарения со свободной поверхности жидкости // Прикладная механика и техническая физика. 2016. Т. 57. № 6. С. 168–179.

16. Pickles C.A., Gao F., Kelebek S. Microwave drying of a low-rank sub-bituminous coal // Minerals Engineering. 2014. V. 62. P. 31-42. doi: 10.1016/j.mineng.2013.10.011

17. Feng H., Yin Y., Tang J. Microwave drying of food and agricultural materials: basics and heat and mass transfer modeling // Food Engineering Reviews. 2012. V. 4. №. 2. P. 89-106. doi: 10.1007/s12393-012-9048-x

18. Demiray E., Seker A., Tulek Y. Drying kinetics of onion (Allium cepa L.) slices with convective and microwave drying // Heat and Mass Transfer. 2017. V. 53. №. 5. P. 1817-1827. doi: 10.1007/s00231-016-1943-x

19. Wojdy?o A., Figiel A., Lech K., Nowicka P., Oszmia?ski J. Effect of convective and vacuum–microwave drying on the bioactive compounds, color, and antioxidant capacity of sour cherries // Food and Bioprocess Technology. 2014. V. 7. №. 3. P. 829-841. doi: 10.1007/s11947-013-1130-8

20. Chahbani A., Fakhfakh N., Balti M.A., Mabrouk M. et al. Microwave drying effects on drying kinetics, bioactive compounds and antioxidant activity of green peas (Pisum sativum L.) // Food Bioscience. 2018. V. 25. P. 32-38. doi: 10.1016/j.fbio.2018.07.004


Для цитирования:


Казарцев Д.А. Разработка общих видов математических моделей сушки пищевых продуктов с СВЧ-энергоподводом на основе законов химической кинетики гетрогенных процессов. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2021;83(3):17-22. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-3-17-22

For citation:


Kazartsev D.A. Development of general types of mathematical models for drying food products with microwave energy supply based on the laws of chemical kinetics of heterogeneous processes. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2021;83(3):17-22. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-3-17-22

Просмотров: 25


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


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