Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Кинетика сушки яблочных выжимок в псевдоожиженном слое

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2025-2-126-133

Аннотация

Цель исследования – обоснование режимов сушки гранулированных яблочных выжимок в псевдоожиженном слое и оценка кинетики процесса. Эксперимент выполнен на лабораторной установке с прозрачной сушильной камерой, диафрагмой для измерения расхода воздуха, U-образным микроманометром, хромель-копелевыми термопарами и потенциометром. Контролировались температуры на входе и выходе, в толще слоя и в частицах; скорость потока измерялась анемометром. Исходные образцы имели влагосодержание около 250%, конечная влажность доводилась до 8–10%. Съём кривых выполнялся по результатам периодического взвешивания с шагом 2 мин. Получены кривые влагосодержания и скорости сушки при температурах 70–100 °C и при разных тепловых нагрузках. Процесс протекает в два периода: постоянной и падающей скорости. Переходная «критическая точка» фиксируется при влагосодержании около 100%. Продолжительность периода постоянной скорости составляет около 70% общей длительности. Установлены гидродинамические параметры псевдоожижения: устойчивый режим слоя наблюдается при скорости воздуха более 2,5 м/с; характерные скорости для гранул диаметром 5 мм составляют: начало кипения 2,0 м/с, витание 3,5 м/с, вынос из слоя 3,7 м/с. При влагосодержании выше 260% устойчивое псевдоожижение не формируется. Сушка в псевдоожиженном слое обеспечивает существенную интенсификацию: максимальная скорость в первом периоде выше в 3–10 раз по сравнению с неподвижным слоем; длительность процесса меньше в 4–8 раз; удельный расход воздуха ниже примерно в 1,5 раза. Применение виброкипящего слоя повышает однородность псевдоожижения и допускает работу при повышенных скоростях воздуха. Рекомендованы режимы: температура сушильного агента 70–100 °C; скорость воздуха свыше 2,5 м/с; доведение конечной влажности до 8–10%; хранение готового продукта при относительной влажности воздуха не выше 75%.

Об авторах

А. Н. Поперечный
Донецкий национальный университет экономики и торговли им. Михаила Туган-Барановского
Россия

д.т.н., профессор, кафедра оборудования пищевых производств, пр-т Театральный, 28, г. Донецк, 283001, Россия



Б. Ю. Байда
Донецкий национальный университет экономики и торговли им. Михаила Туган-Барановского

старший преподаватель, кафедра холо-дильной и торговой техники имени Осокина В.В., пр-т Театральный, 28, г. Донецк, 283001, Россия



И. А. Плетминцев
Донецкий национальный университет экономики и торговли им.Михаила Туган-Барановского

магистрант, кафедра оборудования пищевых производств, пр-т Театральный, 28, г. Донецк, 283001, Россия



Список литературы

1. Шишацкий Ю.И., Толстов С.А., Дерканосова А.А. и др. О равновесии и устойчивости псевдоожиженного слоя, как термодинамической системы // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2021. Т. 83. № 2. С. 56–60. doi: 10.20914/2310-1202-2021-2-56-60

2. Косачев В.С., Остриков А.Н., Яшонков А.А. Математическое моделирование процесса сушки снеков из фарша бычка азовского в псевдоожиженном слое // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2022. Т. 84. № 2. С. 68–77. doi: 10.20914/2310-1202-2022-2-68-77

3. Ковалева А.Е., Науменко Н.В., Потороко И.Ю. и др. Совершенствование рецептуры и технологии хлеба пшеничного с использованием яблочных выжимок // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2020. Т. 82. № 2. С. 61–66. doi: 10.20914/2310-1202-2020-2-61-66

4. Науменко Н.В., Потороко И.Ю., Калинина И.В. и др. Оценка показателей качества хлеба пшеничного, обогащенного вторичным яблочным сырьем // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2020. Т. 82. № 3. С. 200–207. doi: 10.20914/2310-1202-2020-3-200-207

5. Тертычная Т.Н., Шевцов А.А., Дранников А.В. Экспериментально-статистическое исследование процесса сушки зерна тритикале в барабанной сушилке при противоточно-прямоточном режиме // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2020. Т. 82. № 4. С. 256–264. doi: 10.20914/2310-1202-2020-4-256-264

6. Желтоухова Е.Ю., Колесник М.С., Терёхина А.В. Применение ускоренной сушки для изучения форм связи влаги в плодах смородины черной // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2023. Т. 85. № 1. С. 17–23. doi: 10.20914/2310-1202-2023-1-17-23

7. Majumder P., Deb B., Gupta R. et al. A comprehensive review of fluidized bed drying: Sustainable design approaches, hydrodynamic and thermodynamic performance characteristics, and product quality // Sustainable Energy Technologies and Assessments. 2022. Vol. 52. 102643. doi: 10.1016/j.seta.2022.102643

8. Antonic B., Jancikova S., Dordevic D. et al. Apple pomace as food fortification ingredient: A systematic review and meta-analysis // Journal of Food Science. 2020. Vol. 85. № 10. P. 2977–2985. doi: 10.1111/1750-3841.15449

9. Tulej W., Głowacki S. Modeling of the Drying Process of Apple Pomace // Applied Sciences. 2022. Vol. 12. № 3. 1434. doi: 10.3390/app12031434

10. de Munck M.J.A., Peters E.A.J.F., Kuipers J.A.M. Experimental study on vibrating fluidized bed solids drying // Chemical Engineering Journal. 2023. Vol. 472. 144809. doi: 10.1016/j.cej.2023.144809

11. Поперечный А.Н., Корнийчук В.Г., Парамонова В.А. Интенсификация процессов сушки пищевых продуктов: монография / под ред. А.Н. Поперечного. Донецк: ДОННУЭТ, 2023. 244 с.

12. Galvão A.M.M.T., Rodrigues S., Fernandes F.A.N. Kinetics of ultrasound pretreated apple cubes dried in fluidized bed dryer // Drying Technology. 2020. Vol. 38. № 10. P. 1367–1377. doi: 10.1080/07373937.2019.1641511

13. Araujo B.Z., Martins V.F., Pintado M.E. et al. A comparative study of drying technologies for apple and ginger pomace: kinetic modeling and antioxidant properties // Processes. 2024. Vol. 12. № 10. 2096. doi: 10.3390/pr12102096

14. Shirsat V.R., Vaidya P.D., Dalvi V.H. et al. Kinetics of cashew apple drying through mechanistic models and analysis of the effects of drying conditions on the retention of bioactive compounds // The Canadian Journal of Chemical Engineering. 2024. Vol. 102. № 11. P. 3817–3831. doi: 10.1002/cjce.25395

15. Shekarau B.L., Zakka R., Tsokwa T. et al. Mathematical modelling of thin layer drying kinetics of cashew apple pomace in hot air oven dryer // Acta Periodica Technologica. 2020. № 51. P. 119–136. doi: 10.2298/APT2051119S

16. Chakraborty R., Kashyap P., Gadhave R.K. et al. Fluidized bed drying of wheatgrass: effect of temperature on drying kinetics, proximate composition, functional properties, and antioxidant activity // Foods. 2023. Vol. 12. № 8. 1576. doi: 10.3390/foods12081576

17. Frikha S., Baccar M. Investigations into the drying kinetics of alumina particles in a fluidised bed dryer // Indian Chemical Engineer. 2025. P. 1–14. doi: 10.1080/00194506.2025.2480141

18. de Cassia Santos Y., Freitas M.D.M., Freire F.B. et al. Heat and mass transfer in fluidized bed drying of acai agricultural biomass waste // Fuel. 2025. Vol. 399. 135547. doi: 10.1016/j.fuel.2025.135547

19. Milanovic M., Komatina M., Scherzinger M. et al. Influence of heat supply method on drying kinetics of apple and nectarine pomace // Biomass Conversion and Biorefinery. 2025. Vol. 15. № 1. P. 1155–1167. doi: 10.1007/s13399-024-05633-y

20. Alibas I., Yilmaz A., Asik B.B. et al. Drying kinetics and quality characteristics of green apple peel (Mallus communis L. var."Granny Smith") used in herbal tea production // Journal of Food Processing and Preservation. 2020. Vol. 44. № 2. e14332. doi: 10.1111/jfpp.14332


Рецензия

Для цитирования:


Поперечный А.Н., Байда Б.Ю., Плетминцев И.А. Кинетика сушки яблочных выжимок в псевдоожиженном слое. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2025;87(2):126-133. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2025-2-126-133

For citation:


Poperechny A.N., Baida B.Y., Pletmintsev I.A. Kinetics of apple pomace drying in fluidised bed. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2025;87(2):126-133. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2025-2-126-133

Просмотров: 83


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


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