Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Исследование процесса сушки термолабильных продуктов с использованием теплонасосных технологий

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2026-1-107-113

Аннотация

В статье представлена схема и принцип действия энергоэффективной сушильной установки с применением теплонасосной технологии с рециркуляцией и очисткой воздуха, которая ориентирована на получение пророщенных семян льна, покрытых термочувствительной оболочкой на основе растительного глицерина. Актуальность работы обусловлена специфическими требованиями к режиму сушки таких продуктов как пророщенные семена льна, обладающие высоким содержанием витаминов, антиоксидантов и полиненасыщенных жирных кислот (особенно омега-3). Деликатная структура проростков и чувствительная оболочка требуют предельной осторожности при термической обработке. Авторами представлены оптимальные режимные параметры процесса сушки данного продукта, позволяющие достичь высокой эффективности проведения процесса и его экологической целесообразности. При этом экономия удельных энергоресурсов может доходить до 70 % за счет применения теплонасосных технологий, обеспечивающих извлечения тепла из отработанного воздуха (который обычно выбрасывается в атмосферу) и передачи его свежему воздуху, который подготавливают к процессу сушки. Кроме этого, были проведены исследования по определению оптимального коэффициента рециркуляции (КР) отработанного воздуха. Было выявлено, что настройка КР в диапазоне 55-65 % является оптимальной, обеспечивая пиковую энергоэффективность и сохранение стабильности кипящего слоя. В ходе изучения результатов эксперимента по сушке дражированных семян льна на представленной установке, а также на основании параметрического моделирования процесса авторами сделан вывод о том, что необходим постоянный контроль и регулирование параметров процесса в автоматическом режиме за счет мониторинга изменений показателей свежего воздуха. Таким образом, представленная установка и технология сушки позволяет не только существенно снизить энергозатраты предприятия, но и обеспечивает высокую скорость и равномерность сушки продукта, что критически важно для сохранения его биологической ценности и товарного вида.

Об авторах

А. В. Дранников
Воронежский государст-венный университет инженерных технологий

д.т.н., профессор, кафедра машин и аппаратов пищевых производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия



Я. П. Домбровская
Воронежский государственный университет инженерных технологий

к.т.н., доцент, кафедра машин и аппаратов пищевых производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия



Е. М. Сухоруков
Воронежский государственный университет инженерных технологий

аспирант, кафедра машин и аппаратов пищевых производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия



Д. Р. Кулигин
Воронежский государственный университет инженерных технологий

студент, кафедра машин и аппаратов пищевых производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия



Список литературы

1. Шевцов А.А., Ткач В.В. Вычислительный эксперимент в создании системы виртуального проектирования барабанных сушилок с тепловым насосом // Вестник ВГУИТ. 2024. Т. 86. № 3. С. 15–23. doi: 10.20914/2310-1202-2024-3-15-23

2. Румянцев А.А. Направления развития энергосбережения при вакуумной сушке растительных материалов // Вестник Международной академии холода. 2024. № 4. С. 32–38.

3. Тихомиров Д.А., Хименко А.В., Кузьмичев А.В. Повышение энергоэффективности сушильной установки за счет применения термоэлектрических модулей // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2024. Т. 18. № 2. С. 68–77. doi: 10.22314/2073-7599-2024-18-2-68-77

4. Khare B., Sangwan V., Rani V. Influence of sprouting on proximate composition, dietary fiber, nutrient availability, antinutrient, and antioxidant activity of flaxseed varieties // Journal of Food Processing and Preservation. 2021. V. 45. № 4. P. e15344. doi: 10.1111/jfpp.15344

5. Байда Б.Ю. Эксергетическое и энергетическое исследование потенциала применения парокомпрессионного теплового насоса для утилизации бросовой теплоты пищевой промышленности // 65 лет ДонГТИ. Наука и практика. Актуальные вопросы и инновации. 2022. С. 202–205.

6. Дадиомов Р.Ю., Шумихин А.Г., Корнилицин Д.К. Существующие подходы к автоматизации процесса сушки материалов в режиме кипящего слоя // Инженерный вестник Дона. 2022. № 5 (89). С. 118–129.

7. Дранников А.В., Сухоруков Е.М. К вопросу применения процесса дражирования для пророщенных семян льна // Техническое обеспечение инновационных технологий в АПК: сб. науч. ст. Междунар. науч.-практ. конф., Минск, 30–31 октября 2025 г. Минск: БГАТУ, 2025. С. 298–301.

8. Kumar M., Sharma A., Singh O. Energy, exergy and environmental analysis of heat pump drying systems: A critical review // Journal of Cleaner Production. 2024. V. 434. P. 139876. doi: 10.1016/j.jclepro.2023.139876

9. Joo Y., Chang S., Kim S.I., Oh S. Effect of drying kinetics model on energy efficiency of drying systems // Energy. 2024. V. 291. P. 130390. doi: 10.1016/j.energy.2024.130390

10. Liu Y., Wang X., Chen Z. Microencapsulation of germinated flaxseed extracts: Optimization of coating materials and drying conditions // Food Chemistry. 2024. V. 432. P. 137221. doi: 10.1016/j.foodchem.2023.137221

11. Martinez-Villaluenga C., Peñas E., Frias J. Germinated grains: A comprehensive review on nutritional profile, health benefits and processing // Food Research International. 2023. V. 164. P. 112345. doi: 10.1016/j.foodres.2022.112345

12. Kaveh M., Abbaspour-Gilandeh Y., Nowacka M. Comparison of different drying techniques and their carbon emissions in green peas // Chemical Engineering and Processing – Process Intensification. 2021. V. 160. P. 108274. doi: 10.1016/j.cep.2020.108274

13. Bangar S.P., Singh A., Trif M. et al. Process Parameter Optimization and Characterization for an Edible Film: Flaxseed Concern // Coatings. 2021. V. 11. № 9. P. 1106. doi: 10.3390/coatings11091106

14. Gregório M.G., Queiroz A.J.M., Figueirêdo R.M.F. et al. Influence of germination on the production of starchy and oleaginous flours: Evaluation of the drying process, thermodynamic properties and bioactive compounds // Applied Food Research. 2025. V. 5. № 2. P. 101096. doi: 10.1016/j.afres.2025.101096

15. Zhang Q., Liu Y., Wang H. Recent advances in cyclone separators for fine particle collection: A review // Powder Technology. 2024. V. 434. P. 119321. doi: 10.1016/j.powtec.2023.119321

16. Kaveh M., Abbaspour-Gilandeh Y., Nadimi M. et al. Review of advanced drying techniques: a path to lower greenhouse gas emissions in agriculture // Discover Sustainability. 2025. V. 6. P. 423. doi: 10.1007/s43621-025-01217-6

17. Dehghan-Manshadi A., Peighambardoust S.H., Azadmard-Damirchi S., Niakousari M. Effect of infrared-assisted spouted bed drying of flaxseed on the quality characteristics of its oil extracted by different methods // Journal of the Science of Food and Agriculture. 2020. V. 100. № 1. P. 74–80. doi: 10.1002/jsfa.9995

18. Гусева Т.В., Тихонова И.О., Молчанова Я.П. Повышение ресурсной и экологической эффективности пищевой промышленности // Актуальная биотехнология. 2025. № 1. С. 26–30.

19. Salehi F. Recent applications of heat pump dryer for drying of fruit crops: A review // International Journal of Fruit Science. 2021. V. 21. № 1. P. 546–555. doi: 10.1080/15538362.2021.1911741

20. Loemba A.B.T., Kichonge B., Kivevele T. Comprehensive assessment of heat pump dryers for drying agricultural products // Energy Science & Engineering. 2023. V. 11. № 8. P. 2985–3014. doi: 10.1002/ese3.1326


Рецензия

Для цитирования:


Дранников А.В., Домбровская Я.П., Сухоруков Е.М., Кулигин Д.Р. Исследование процесса сушки термолабильных продуктов с использованием теплонасосных технологий. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2026;88(1):107-113. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2026-1-107-113

For citation:


Drannikov A.V., Dombrovskaia I.P., Sukhorukov E.M., Kuligin D.R. Investigation of the drying process of thermolabile products using heat pump technologies. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2026;88(1):107-113. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2026-1-107-113

Просмотров: 137

JATS XML


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


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