Кінетика процесів сушіння та екстрагування при утилізації шламу кави
Вантажиться...
Дата
2013
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
ОНАХТ
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.12 – процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв.
Дисертаційна робота присвячена розробці обладнання для утилізації відходів виробництва розчинної кави і одержання олії кави з використанням інфрачервоного випромінення та мікрохвильового інтенсифікатора. В ході роботи було проведено ряд досліджень процесів сушіння шламу кави в рухомому та нерухомому шарі. Визначено залежності швидкості видалення вологи зі шламу від потужності ІЧ-випрмінення, завантаженням сушильної установки, швидкістю руху дифузійного середовища та продукту відносно випромінювача. Встановлено основні кінетичні характеристики процесу. Експериментальні дослідження процесу екстрагування визначили кінетичні залежності концентрації олії від режимних параметрів та характеру екстрагенту. Встановлено, що максимальна кількість олії, що вилучається зі шламу в умовах дії мікрохвильового поля складає 20% маси шламу. Внутрішньо-, зовнішньо- та баро- дифузійні процеси враховуються з допомогою запропонованого в роботі ефективного коефіцієнта масовіддачі. На базі даних про вплив гідромодуля та температури на вихід олії було отримано коефіцієнти критеріального рівняння. На основі отриманого критеріального рівняння розроблено методику розрахунку екстрактора періодичної дії з мікрохвильовим інтенсифікатором. Стендові випробування підтвердили адекватність розроблених моделей. Отримано зразки рафінованої та ароматизованої олії кави. Результати роботи впроваджені на ПАТ «ЄННІ ФУДЗ», м. Одеса.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.12 – процессы и оборудование пищевых, микробиологических и фармацевтических производств. Диссертационная работа посвящена разработке оборудования для утилизации отходов производства растворимого кофе и получения кофейного масла с использованием инфракрасных технологий и микроволнового интенсификатора. Выявлена необходимость предварительной сушки кофейного шлама для эффективного экстрагирования масла. Показано, что использование инфракрасного излучения для интенсификации сушки позволяет снизить продолжительность и энергоемкость процесса, а за счет влияния микроволнового поля при экстрагировании можно получить больший выход масла при меньшей продолжительности и энергоемкости процесса, по сравнению с традиционными технологиями. В ходе работы был проведен ряд исследований процессов сушки кофейного шлама в подвижном и неподвижном слое. Определены зависимости между мощностью ИК-излучения, загрузкой сушильной установки, скоростью движения диффузионной среды, скоростью движения продукта относительно излучателей и скоростью удаления влаги из шлама. Установлены основные кинетические характеристики процесса. Показано, что для экстрагирования компонентов из растительного сырья одним из перспективных направлений усовершенствования экстракционного оборудования является использование микроволновых интесификаторов. Экспериментальные исследования определили кинетические зависимости концентрации масла от режимных параметров и характера экстрагента. Установле- но, что максимальное количества масла, извлекаемое из шлама в условиях действия микроволнового поля составляет 20% от массы шлама, что на 20% больше ранее полученных традиционными методами результатов. Установлены зависимости концентрации масла в экстракте от температуры процесса, характера подведенной энергии, вида экстрагента, гидромодуля. Выявлено существенное влияние характера экстрагента на кинетику процесса экстрагирования кофейного масла. Неполярный растворитель гексан менее эффективен в микроволновом поле, поскольку не вступает во взаимодействие с ним, в то время как эффективность использования полярного этанола в условиях применения микроволнового поля значительно увеличивается. При этом качество масел, полученных при помощи гексана и этанола значительно отличается. В результате сравнения процесса экстрагирования при традиционном нагреве и в микроволновом поле установлено, что продолжительность процесса в микроволновом поле сокращается в десятки раз. На основе полученного критериального уравнения была разработана методика расчета экстрактора периодического действия с микроволновым интенсификатором. Для проверки адекватности предложенной методики было проведено сравнение расчетных и экспериментальных данных. Получены образцы рафинированного и ароматизированного кофейного масла. Ароматизированное кофейное масло отличается характерным кофейным ароматом, вкусом и интенсивной окраской. Результаты роботы внедрены на ПАО «ЭННИ ФУДЗ», г. Одесса.
The candidate’s thesis in technical sciences, specialty 05.18.12 – processes and equipment of food, microbiological and pharmaceutical productions The present thesis is devoted to the development of equipment for coffee sludge utilization using infrared radiation and microwave intensifier. A number of researches of drying sludge in stationary and moving layer have been carried out. Moisture removal velocities dependences on IR-radiation power, drying unit load, diffusion medium and product velocities relative to radiator have been estimated. Main kinetic characteristics have been ascertained. Extraction process experimental researches have determined kinetic relations between oil concentration and regime parameters and extractant type. It’s ascertained that maximal oil amount extracted from sludge under microwave field action is 20% of sludge mass. Internal, external and barodiffusion processes are accounted by the proposed in current thesis effective mass-transfer coefficient. The process criterial equation coefficients were received. The account method of microwave batch operation extractor is developed based on criterial equation. Benchmark tests confirmed adequacy of developed model. Samples of refined and aromatized coffee oils are received.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.12 – процессы и оборудование пищевых, микробиологических и фармацевтических производств. Диссертационная работа посвящена разработке оборудования для утилизации отходов производства растворимого кофе и получения кофейного масла с использованием инфракрасных технологий и микроволнового интенсификатора. Выявлена необходимость предварительной сушки кофейного шлама для эффективного экстрагирования масла. Показано, что использование инфракрасного излучения для интенсификации сушки позволяет снизить продолжительность и энергоемкость процесса, а за счет влияния микроволнового поля при экстрагировании можно получить больший выход масла при меньшей продолжительности и энергоемкости процесса, по сравнению с традиционными технологиями. В ходе работы был проведен ряд исследований процессов сушки кофейного шлама в подвижном и неподвижном слое. Определены зависимости между мощностью ИК-излучения, загрузкой сушильной установки, скоростью движения диффузионной среды, скоростью движения продукта относительно излучателей и скоростью удаления влаги из шлама. Установлены основные кинетические характеристики процесса. Показано, что для экстрагирования компонентов из растительного сырья одним из перспективных направлений усовершенствования экстракционного оборудования является использование микроволновых интесификаторов. Экспериментальные исследования определили кинетические зависимости концентрации масла от режимных параметров и характера экстрагента. Установле- но, что максимальное количества масла, извлекаемое из шлама в условиях действия микроволнового поля составляет 20% от массы шлама, что на 20% больше ранее полученных традиционными методами результатов. Установлены зависимости концентрации масла в экстракте от температуры процесса, характера подведенной энергии, вида экстрагента, гидромодуля. Выявлено существенное влияние характера экстрагента на кинетику процесса экстрагирования кофейного масла. Неполярный растворитель гексан менее эффективен в микроволновом поле, поскольку не вступает во взаимодействие с ним, в то время как эффективность использования полярного этанола в условиях применения микроволнового поля значительно увеличивается. При этом качество масел, полученных при помощи гексана и этанола значительно отличается. В результате сравнения процесса экстрагирования при традиционном нагреве и в микроволновом поле установлено, что продолжительность процесса в микроволновом поле сокращается в десятки раз. На основе полученного критериального уравнения была разработана методика расчета экстрактора периодического действия с микроволновым интенсификатором. Для проверки адекватности предложенной методики было проведено сравнение расчетных и экспериментальных данных. Получены образцы рафинированного и ароматизированного кофейного масла. Ароматизированное кофейное масло отличается характерным кофейным ароматом, вкусом и интенсивной окраской. Результаты роботы внедрены на ПАО «ЭННИ ФУДЗ», г. Одесса.
The candidate’s thesis in technical sciences, specialty 05.18.12 – processes and equipment of food, microbiological and pharmaceutical productions The present thesis is devoted to the development of equipment for coffee sludge utilization using infrared radiation and microwave intensifier. A number of researches of drying sludge in stationary and moving layer have been carried out. Moisture removal velocities dependences on IR-radiation power, drying unit load, diffusion medium and product velocities relative to radiator have been estimated. Main kinetic characteristics have been ascertained. Extraction process experimental researches have determined kinetic relations between oil concentration and regime parameters and extractant type. It’s ascertained that maximal oil amount extracted from sludge under microwave field action is 20% of sludge mass. Internal, external and barodiffusion processes are accounted by the proposed in current thesis effective mass-transfer coefficient. The process criterial equation coefficients were received. The account method of microwave batch operation extractor is developed based on criterial equation. Benchmark tests confirmed adequacy of developed model. Samples of refined and aromatized coffee oils are received.
Опис
Ружицька, Н. В. Кінетика процесів сушіння та екстрагування при утилізації шламу кави : автореф. дис. ... канд. техн. наук : спец. 05.18.12 "Процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв" / Ружицька Наталія Володимирівна ; наук. кер. С. Г.Терзієв. – Одеса : ОНАХТ, 2013. – 20 с.
Ключові слова
шлам кави, утилізація, сушіння, екстрагування, інтенсивність масопереносу, математична модель, мікрохвильовий інтенсифікатор, кофейный шлам, утилизация, сушка, экстрагирование, интенсивность массопереноса, математическая модель, микроволновый интенсификатор, coffee sludge, utilization, drying, extraction, mass-transfer intensity, mathematical model, microwave intensifier