Порядок проведения работы

1. Используя руководство по эксплуатации «Шкаф сушильный ШС-80», ознакомиться с устройством и принципом работы лабораторной установки.

2. Подготовить к исследованию исходный материал. Клубнеплоды или корнеплоды подвергнуть мойке, очистке, вторичной мойке и измельчению на кубики с размером граней до 5´5 мм или на пластины с размером граней до 9´3´3 мм. Бобовые культуры предварительно за 12 часов до проведения экспериментов замачиваются в холодной воде.

3. Подготовленное сырье поместить в предварительно высушенные в сушильном шкафу до постоянной массы 4 сетчатые бюксы с диаметром ячеек 0,7¸0,8 мм. Высота слоя материала в бюксах должна составлять 10, 20, 30 и 40 мм.

4. В контрольную бюксу помещаются 10 частиц высушиваемого материала таким образом, чтобы они не перекрывали друг друга и находились на некотором расстоянии друг от друга. Это позволяет обеспечить контакт всей поверхности частиц с окружающей средой вакуумной камеры. При этом сопротивление сетчатых стенок не учитывается.

5. С помощью аналитических весов измерить массу навесок с точностью до 0,001 г. После взвешивания частиц, находящихся в контрольной бюксе, определить средний вес одной частицы материала G_ср и количество частиц в исследуемых пробах:

n=G_пр/G_ср, (2.7)

где G_пр- вес пробы, г.

6. Сетчатые бюксы поместить на лотки 12 сушильного шкафа. Плотно закрыть крышку шкафа.

7. Задать значение температуры и времени выдержки. Температуру нагрева установить равной 55 ⁰С, время выдержки – 30 минут.

8. Через 30 минут вынуть сетчатые бюксы и с помощью аналитических весов определить количество испарившейся влаги из материала. Перед взвешиванием высушенный материал охлаждают в эксикаторе. Разница в весе между начальной m1 и конечной массой m2 материала дает массу испарившейся влаги mвл. Количество испарившейся влаги W определяется по формуле, %:

W = 100.

9. После определения влажности высушиваемого материала по формуле (2.5) рассчитывается коэффициент К_F. При этом W_max рассчитывается следующим образом:

W_max=W_{ч ср} n_ч , (2.8)

W_{ч ср}=W_к / n_к , (2.9)

где W_{ч ср} – среднее количество удаленной влаги, приходящееся на одну частицу материала, находящегося в контрольной бюксе; W_к – количество удаленной влаги с материала, находящегося в контрольной бюксе; n_к – количество частиц в контрольной бюксе; n_ч – количество частиц, приходящихся на вес высушиваемого материала в исследуемой бюксе.

10. В связи с тем, что по мере высушивания площадь материала, участвующая в тепломассообмене, изменяется на протяжении всего периода сушки, определение количества удаленной влаги и расчет коэффициента использования поверхности частиц проводится 3¸4 раза через те же интервалы времени, а затем рассчитывается среднее арифметическое значение К_F.

11. Заполнить протокол испытаний (таблица 2.1). По полученным данным К_F в программе EXELL с помощью оператора «Мастер диаграммы» построить график К_F=f(h). Полученную кривую аппроксимировать в виде степенной функции и на графике вывести уравнение зависимости:

где: A,b – экспериментальные величины.

Пример построения графика К_F=f(h) и его оформления в виде степенной зависимости для частиц клубней топинамбура различной геометрической формы и гороха. Эксперимент проведен в интервале давлений среды в камере (4¸8)кПа и температур среды (27¸57)⁰С.

12. Провести анализ изменения К_F от высоты слоя высушиваемого материала.

Рисунок 2.3-График зависимости коэффициента использования поверхности высушиваемого материала от высоты слоя для топинамбура и картофеля (клубни нарезаны в форме куба и параллелепипеда), а также гороха.

Вопросы для самопроверки

1. В чем заключается сущность коэффициента использования поверхности высушиваемого материала?

2. Как изменяются численные значения коэффициента К_F от высоты слоя материала?

3. В чем заключается методика определения коэффициента использования поверхности высушиваемого материала?

Литература

1. Атаназевич, В.И. Сушка пищевых продуктов /В.И. Атаназевич. – М.: ДеЛи, 2000. – 295 с.

2. Ханжаров Н.С., Абдижаппарова Б.Т., Оспанов Б.О. Вакуумно-атмосферная сушка термолабильных материалов. - Шымкент: ШФ КазАТК им. М. Тынышпаева, 2007. – 163 с.

3. Воскобойников В.А. Сушеные овощи и фрукты /В.А. Воскобойников, В.Н. Гуляев, З.А. Кац, О.А. – М.: Пищевая пром-сть, 1980. – 187 с.

4. Sachin V. Jangam, Chung Lim Law and Arun S.Mujumdar. Drying of Foods, Vegetables and Fruits,vol.1, 2010)