Підвищення енергоефективності ЗТП-сушіння картоплі з використанням теплового насосу

Аналіз технологій та апаратів для виробництва сушеної картоплі. Розробка методики удосконалення процесу ЗТП-сушіння з застосуванням теплового насосу для підвищення енергоефективності сушильних апаратів. Оцінка економічної ефективності його застосування.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык украинский
Дата добавления 21.10.2013
Размер файла 1,1 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

Вступ

1. Аналіз технологій та апаратів для виробництва сушеної картоплі

1.1 Аналіз основних методів сушіння

1.2 Аналіз конструкцій сушильних установок

1.3 Теплові насоси

1.3.1 Тепловий насос

Висновки за розділом

2. Технологічний розділ

2.1. Загальна характеристика картоплі

2.2 Технологічний процес сушіння картоплі

Висновки за розділом

3. Науково - дослідний розділ

3.1 Техніка та апаратурне забезпечення досліджень

3.2 План проведення експериментів

3.3 Методики досліджень

3.4 Визначення впливу геометричних характеристик ФЄ на процес ЗТП-сушіння

3.5 Визначення впливу параметрів сушильного агента на процес ЗТП-сушіння

Висновки за розділом

4. Розрахунковий розділ

4.1 Розрахунок кількості випареної вологи

4.2 Розрахунок параметрів повітря

4.3 Тепловий розрахунок

4.4 Розрахунок теплового насосу

Висновки за розділом

5. Конструкція зтп-сушарки з тепловим насосом

6. Експлуатація зтп - сушарки

7. Охорона праці й пожежна безпека

8. Економічний розділ

8.1 Розрахунок загальної суми капітальних витрат для здійснення проекту

8.2 Розрахунок собівартості продукції з урахуванням її виробництва на базовій лінії та лінії за використання модернізованої ЗТП-сушарки

8.3 Визначення економічної ефективності виробництва сушеної картоплі за умов використання теплового насосу

Висновки за розділом

Висновки

Список використаних джерел

Вступ

Актуальність теми. Із всієї продукції, виробленої овочесушильними заводами, на частку картоплі доводиться близько 80%. У порівнянні зі свіжою, сушена картопля володіє рядом переваг. Вона добре зберігається, не піддаючись псуванню мікроорганізмами. Для перевезення сушеної картоплі потрібно в 6…10 разів менше транспортних засобів і в 6…10 разів менше складської площі для зберігання.

Відомі способи сушіння картоплі характеризуються або високими енерговитратами та низькою продуктивністю, або великою кількістю відходів та низькою якістю отриманого продукту.

Завдяки величезному внеску в розвиток теорії тепло- та масообміну таких вчених, як О.В. Ликов, А.С. Гінзбург, М.О. Гришин, А.А. Долинський, Ю.Ф. Снєжкін та ін. існує можливість знаходити нові шляхи в напрямку інтенсифікації процесу сушіння, зменшення питомих енерговитрат, удосконалення сушильного обладнання та автоматизації процесу, що сприяє якості кінцевої продукції.

В сучасних умовах за швидкого подорожчання енергоносіїв, особливо актуальною стає проблема енергозберігання в виробничо-господарській діяльності підприємств. Одним з найбільш енергоємних процесів являється теплове сушіння. Особливе значення даний технологічний процес приймає в умовах, коли необхідно збереження корисних властивостей матеріалу. Але навіть при великих витратах на процес сушіння, не вдається уникнути низької якості матеріалу, тому що на підприємствах дуже часто працюють морально і фізично застарілі конструкції сушильних установок, в той час як у ринкових умовах підприємство повинно особливу увагу приділяти якості кінцевого продукту. Одним з перспективних способів сушіння є сушіння змішаним теплопідводом (ЗТП-сушіння). ЗТП-сушіння має принципові відмінності від широко відомих способів сушіння.

Одним з засобів, що дозволяють суттєво знизити експлуатаційні витрати процесу ЗТП-сушіння і отримати високоякісний продукт, являється технологія сушіння з тепловим насосом (ТН).

Мета і задачі дослідження. Метою випускної роботи магістра є удосконалення процесу ЗТП-сушіння з застосуванням теплового насосу для підвищення енергоефективності сушильних апаратів.

Відповідно поставленій меті сформульовано наступні задачі:

· Проаналізувати існуючі процеси і обладнання для виробництва сушеної картоплі;

· Обґрунтувати можливість підвищення енергоефективності процесу сушіння з тепловим насосом;

· Визначити раціональні режими сушіння за енерговитратами;

· Визначити вплив геометричних параметрів функціональної ємності на інтенсивність процесу

· Удосконалити конструкцію ЗТП-сушарки для сушіння картоплі

· Оцінити економічну ефективність застосування ЗТП-сушарки з тепловим насосом.

Об'єкт дослідження. Процес ЗТП-сушіння картоплі з використанням теплового насосу.

Предмет дослідження. Установка для сушіння картоплі, що реалізує процес ЗТП-сушіння з використанням теплового насосу.

Методи дослідження. Теоретичні методи дослідження інтенсифікації сушіння і сучасні методи експериментального дослідження тепломасообмінних і гідродинамічних показників. Методи планування експериментів та математичної обробки експериментальних даних.

1. Аналіз літературних джерел

тепловий насос сушіння картопля

Тенденції використання й розвитку способів сушіння овочів визначаються наступними основними вимогами: забезпечення технологічної якості сушеної продукції, максимальне збереження біологічно активних і живильних речовин, можливо мінімальні витрати теплоти на одиницю маси вилученої вологи. Якість сушеної продукції визначається рядом показників, регламентованих стандартами або технічними умовами. Одним з показників, якому останнім часом приділяється багато уваги, є розварюванiсть сушених продуктів. Цей показник визначається, у першу чергу, пористістю сушеного продукту й станом кліток. Тому при аналізі способів сушіння варто акцентувати увагу на способах одержання високопористих швидковідновлюваних овочів.

1.1 Аналіз основних методів сушіння

Зневоднювання, застосовуване для різних матеріалів, можна розділити по енергетичному принципу на видалення вологи без зміни його агрегатного стану (у вигляді рідини) і видалення вологи з матеріалу зі зміною його агрегатного стану. У першому випадку зневоднювання здійснюється в основному механічним способом або при безпосередньому контакті вологого матеріалу з речовиною, що має більше низький потенціал переносу. У другому випадку зневоднювання пов'язане з витратою теплоти на фазове перетворення вологи.

Існує велика кількість способів сушіння, але всі вони засновані на двох фізичних явищах: перехід води з рідкого у газоподібний агрегатний стан (випарювання) і перехід води з твердого у газоподібний стан (сублімація)

У більшості випадків ця теплота повідомляється матеріалу ззовні відомими способами - кондукцією, конвекцією, радіацією, а також за рахунок енергії електричного поля. Таке сушіння називається тепловим.

Конвективний спосіб. Сушильний агент передає теплоту матеріалу, у результаті чого з матеріалу віддаляється волога у вигляді пари, що надходить у навколишнє середовище. Таким чином, сушильний агент при конвективному сушінні є теплоносієм і вологопоглиначем. Як теплоносій застосовують нагріте повітря, топкові гази або перегріта пара.

Конвективний спосіб сушіння відрізняється простотою й можливістю регулювати температуру матеріалу. Недоліком його є взаємно протилежний напрямок градієнтів вологовмісту (ДU) і температури (ДT). Градієнт температури гальмує переміщення вологи зсередини матеріалу назовні.

Крім того, при конвективному способі сушіння коефіцієнт тепловіддачі від сушильного агента до поверхні матеріалу має незначну величину -11,6...23,2Вт/м2К.

Для одержання високопористих швидко відновлюваних продуктів застосовуються інтенсифіковані методи сушіння, що використовують спосіб, заснований на створенні усередині матеріалу, що висушується, градієнта тиску пари, що нерелаксується, під дією якого відбувається «здуття» зразка. Цей принцип реалізований високотемпературним сушінням у киплячому шарі, запропонованого для одержання биток овочів. У цьому випадку температура сушильного агента становить 0...160°С, що зменшує тривалість сушіння в 2...3 рази в порівнянні із сушінням у щільному шарі. При цьому можливо досягнення глибокого сушіння до вологовмісту 1...2%. Зменшення тривалості сушіння сприяє гарній схоронності вітамінів у висушеному продукті. Крім того, застосування високотемпературного сушильного агента приводить до зменшення середніх питомих енерговитрат до 20...40 кВт/год на 1 кг сухого продукту. Однак використання високотемпературних режимів для сушіння овочів, що містять цукор, типу моркви обмежено через протікання цукровоамінних реакцій при температурі понад 100 ?С, що приводить до необоротної втрати натурального смаку й кольору.

Кондуктивний спосіб сушіння харчових продуктів ґрунтується на передачі тепла продукту, що висушується, шляхом безпосереднього контакту з поверхнею, що нагрівається, сушильного устаткування.

Для сушіння продуктів харчування цей спосіб використовується не часто. Високої якості кінцевого продукту досягти не вдається внаслідок нерівномірності вологості кінцевого продукту; продукт, що контактує з нагрітою поверхнею в період сушіння, пересушується, що приводить до необоротності процесів відновлення, а через високу температуру (320-340?С) у камері сушильного устаткування, кінцевий продукт втрачає 30-40% вітамінів і біологічно активних речовин і стає ламким.

При кондуктивному сушінні продукту тепло повідомляється вологому матеріалу тільки від поверхні, що гріє, і передається до відкритої поверхні продукту з наступною віддачею його в навколишнє середовище. Кількість тепла, отриманого від поверхні, що гріє, витрачається на випар вологи та втрати тепла випромінюванням і конвекцією відкритою поверхнею продукту в навколишнє середовище. Частка цих втрат у загальній витраті тепла невелика й становить максимально 3-5%, що робить сушильне устаткування досить ефективним. Однак споживчі якості продуктів і зміст у них вихідних речовин роблять цей спосіб сушіння продуктів рідко використовуваним.

Сублімаційне сушіння найпоширеніше для одержання високопористих швидко відновлюваних продуктів. Сублімаційне сушіння здійснюється шляхом перекладу вологи із твердого в газоподібний стан, минаючи рідку фазу, що відбувається при параметрах продукту нижче потрійної крапки води. Сушіння стає інтенсивним тільки в умовах глибокого вакууму при значному підведенні тепла. При цьому відсутній контакт матеріалу з киснем повітря. Основна кількість вологи (75...90%) віддаляється при сублімації льоду й температурі продукту нижче 0°С, і тільки видалення залишкової вологи відбувається при нагріванні матеріалу до 40...60°С. З погляду збереження якості, особливо вітамінного состава, харчових продуктів сублімаційне сушіння є найбільш досконалим зі всіх способів сушіння. Втрати вітаміну С і в - каротину набагато менше, ніж при інших способах сушіння, незначні також втрати амінокислотного состава й ароматичних з'єднань.

Сублімаційне сушіння містить у собі наступні основні технологічні операції: заморожування матеріалу (попереднє в зовнішніх пристроях або самозаморожування), сублімацію й видалення залишкової вологи. У процесі: самозаморожування з матеріалу випаровується 10...15%, при сублімації - 60% і більше, при підведенні теплоти - 10.. .20% вологи.

У процесі заморожування або самозаморожування в продукті утворюються кристали льоду, які ушкоджують клітинні мембрани, що, приводить до зниження відтворюваності продукту. Недоліками сублімаційного сушіння є більша енергоємність і тривалість процесу, обумовлені витратами теплоти на фазові переходи, які приблизно в три рази більше, ніж при конвективному сушінні. При середній тривалості сублімаційного сушіння овочів 5...12 год витрати енергії становлять 80... 150 кВт/год на 1 кг сухого продукту.

Вакуумне сушіння є різновидом сублімаційного сушіння. Технологія заснована на видаленні вологи із продуктів у замороженому стані в умовах глибокого вакууму. Це процес переходу речовини із твердого стану в газоподібне без рідкої фази. Даний спосіб дозволяє зберегти до 95% живильних речовин, вітамінів, ферментів, біологічно активних речовин. У цей час цей метод сушіння є найбільш дорогим. Собівартість сублімованого продукту може в 4 рази перевищувати аналогічну продукцію, висушену конвективним способом.

ЗТП - сушіння. Процес ЗТП - сушіння, запропонований М.І. Погожих і М.А. Грішиним, дозволяє одержувати високопористі, швидко відновлювані сушені овочі. Цей спосіб забезпечує високі показники економічності і якості.

Процес ЗТП - сушіння здійснюється у функціональних ємностях з поверхнею зовнішнього масообміну меншої, ніж поверхня випару, і виконаної з паронепроникного матеріалу. Таким чином, зменшена поверхня зовнішнього масообміну створює умови, при яких швидкість випару вологи в продукті перевищує швидкість відводу пари з ємності, що приводить до різкої інтенсифікації процесу сушіння й утворенню пористої структури. При цьому скорочується тривалість сушіння в 1,5...2,0 рази, зменшуються енерговитрати в 5...8 разів, у порівнянні з конвективним, і 20...30 разів у порівнянні із сублімаційним сушіннями, час готування сушеного продукту становить 1...5 хв, відтворюваність досягає 90...99%, а кінцевий вологовміст - до 3%.. Максимально зберігаються колір, смак і запах вихідного продукту. Втрати вітамінів досягають значень характерних для сублімаційного сушіння 1...10%. ЗТП - сушіння на сучасному етапі розвитку сушильної технології є альтернативою сублімаційному сушінню.

Інтенсифікація будь-якого технологічного процесу приводить до зміни показників якості сушених продуктів, що обумовлює необхідність їхнього дослідження для правильного вибору раціональних режимів. У процесі зневоднювання відбувається зміна фізико - хімічних характеристик матеріалу: щільності, теплоємності, пружності, пористості, хімічного складу, і ін. Крім цього, збільшення швидкості зневоднювання (інтенсифікація) істотно впливає на здатність тканини моркви до розм'якшення в процесі варіння, на зміну вологоутримувальної здатності й т.д. Показники, по яких формулюються вимоги до готового продукту як до харчового консервованого продукту наступні: показники, що визначають технологічні властивості продукції - тривалість відновлення в змочувальній рідині, насипна щільність, умови зберігання й транспортування, харчові й медико-біологічні показники - хімічний склад, вітамінний состав, калорійність, переварюваємість, мікробіологічне обсіменіння.

Установлено, що на відновлюваність овочів сильно впливає температура сушіння. При цьому в діапазоні температур 75...85°С і спостерігається максимальний коефіцієнт відновлення.

Дослідження зміни змісту вітаміну С и в - каротину в процесі ЗТП - сушіння встановило, що при високих і низьких температурах вони більше, ніж при середніх (75...85 °С). У роботі відзначена гарна зберігаємість в - каротину при ЗТП - сушінні, що, мабуть, зв'язано як з відсутністю прямого впливу світлових променів на продукт, так і з меншим ступенем руйнування клітинних структур, викликуваних усадкою й переносом водорозчинних з'єднань. По цій же причині висушені ЗТП - сушінням овочі добре зберігають колір і запах, властивий натуральним продуктам, а після відновлення за органолептичними показниками практично не відрізнялася від свіжобланшированних овочів.

Як було показано вище, ЗТП - сушіння може бути альтернативою сублімаційному сушінню.

1.2 Аналіз конструкцій сушильних установок

Конвективні сушарки. Методи одержання сушених овочів повинні забезпечувати максимальну схоронність біологічно активних речовин і вітамінів, високу пористість, натуральні колір, захід і смак. Основним методом сушіння овочів у цей час є конвективне сушіння, що здійснюється в тунельній або стрічковій конвеєрній сушарках. Прикладом тунельної сушарки є сушарка типу МНИИПП - 1 з непрямим підігрівом повітря. Вона складається із двох тунелів - верхнього й нижнього. У нижньому тунелі відбувається сушіння продукту, а у верхньому розташовані теплогенератор і вентилятор. Сировина міститься на піддонах по 25 шт. на візку. Візки пересуваються назустріч потоку гарячого повітря. Місткість тунелю - 12 візків. Продуктивність сушарки по випаруваній волозі - 270 кг/год, питома витрата тепла на 1 кг випаруваної вологи - 5330...5076 кДж/кг.

Тунельні сушарки на 4, 8 або 12 вагонеток з бічною або верхньою вентиляцією виробляють підприємства Аквитанського технічного союзу (Франція). У Франції діють більше 300 таких сушарок. Тунельні сушарки мають наступні достоїнства - простота конструкції, надійність, універсальність і гнучкість відносно сушіння різних продуктів, низькими, стосовно загальних, капітальними витратами. Недоліки - ручна праця на кінцевих операціях, неповне використання площі сушильних піддонів, нерівномірність сушіння.

Тривалість сушіння овочів - 3,5...5,3 год, продуктивність по сировині - 3,0...10,5 кг/год, температура сушильного агента - 47...70°С. Сушіння відбувається до залишкової вологості 14 або 8%. При цьому, сушіння овочів нарізаних кубиками до залишкової вологості не більше 8% відбувається при однакових параметрах, але при різних питомих навантаженнях на першу стрічку у дві стадії. Спочатку овочі висушують до залишкової вологості 10%, потім добу витримують і тільки після цього досушують до вологості 8%. Більш сучасні стрічкові, конвеєрні, парові сушарки для овочів типу СПК - 4Г (СПК - 4Г - 15, СПК - 4Г - 30, СПК -4Г - 45, СПК - 4Г - 90) Щєбекінського машинобудівного заводу. Продуктивність цих сушарок по випаруваній волозі становить відповідно: 75, 150, 225, 450 кг/год.

На базі СПК ОКТБ ИТТФ АН УРСР розроблена п'ятистрічкова сушарка Г4-КСК - 90 із джерелом тепла - теплогенератором ТГ - 2,5. Продуктивність цієї сушарки по випаруваній волозі 630 кг/год, питома витрата тепла 4963 кДж/кг випаруваної вологи.

Аналогічні сушарки типу НВМ випускаються фірмою Hans Binder (Німеччина), продуктивність по сухому продукті - 900 кг/год (залишкова вологість 16 %) і 630 кг/год (залишкова вологість 4 %), теплова потужність 4х4,4 106 кДж/год.

Стрічкові сушарки мають ряд достоїнств, які дозволяють механізувати кінцеві операції, підтримувати на кожній стрічці свій режим, перевертати продукт при переході зі стрічки на стрічку.

Недоліками цього типу сушарок є: необхідність пари для роботи; висока металоємність і енергоємність (порівнянна з тунельними); залипання несучих поверхонь сушіння соковитою сировиною; більша займана площа.

Першочерговим напрямком розвитку й удосконалювання сушильної техніки повинне бути всіляке зменшення витрати енергоресурсів (теплоти, електроенергії) на 1кг випаруваної вологи, що можливо досягти інтенсифікацією процесів внутрішнього й зовнішнього тепло- і масопереносу й зменшенням теплових втрат за рахунок скорочення тривалості сушіння.

Це досягається використанням активних гідродинамічних режимів: сушіння в киплячому, віброкиплячому, вихровому шарі; застосуванням локального дуття; застосуванням радіаційних і комбінованих енергопідводів (конвективно-кондуктивний, конвективно-радіаційний) і т.д.; попередньої обробки продукту перед сушінням холодом, високотемпературним нагріванням, спеціальними хімічними сполуками; створенням умов для фільтраційного переносу рідкої або пароподібної вологи (збільшенням поверхні випару, підвищення температури сушильного агента, зниження тиску в камері); організацією осцилуючих режимів сушіння, що приводять до зміни напрямку температурного градієнта (явище термодиффузії); використанням нетрадиційних способів підготовки сушильних агентів.

Іншим способом підвищення економічності сушарок є використання схеми з рециркуляцією сушильного агента (повної або часткової), застосування теплових насосів, підтримка розрахункових оптимальних режимів сушіння шляхом використання мікропроцесорної техніки, раціональне включення установки в енергетичну схему підприємств.

Поява дрібних фермерських господарств вимагає створення сушильних установок малої продуктивності для розміщення їх безпосередньо в зоні виростання овочів, пересувних з альтернативними джерелами енергоживлення (сонячні).

Екологічний аспект сушіння привів до відмови від використання топкових газів і застосуванню до продукту, що висушується, спеціальної хімічної обробки або фізичних полей, до зниження або виключення викидів в атмосферу сушильного агента, застосуванню сучасних пилоочисних пристроїв.

Впровадження кібернетичних методів у процес проектування, створення й експлуатації сушильних установок дозволить одержати високоефективні автоматизовані лінії на базі гнучких модулів із застосуванням мікропроцесорів і робототехніки.

Подальший розвиток техніки й технології сушіння повиннен забезпечувати отримання високоякісного продукту при високих техніко-економічних показниках, до яких ставляться: мінімальні питомі витрати теплоти й електроенергії, мінімальні габарити й металоємність, технологічність, ергономічність, ремонтопридатність, надійність і екологічність і т.д.

ЗТП - сушарка. У результаті теоретичних і експериментальних досліджень установлено, що організація оптимального протікання ЗТП - сушіння вимагає:

· помірних режимів сушіння для одержання високоякісного продукту;

· забезпечення достатнього теплового потоку, для чого необхідні більші значення температури й швидкості сушильного агента, для скорочення тривалості процесу, тому що повітря є досить поганим теплоносієм. Щоб задовольнити цим двом суперечливим вимогам була запропонована двоконтурна схема руху повітря. В одному контурі циркулює сушильний агент, що поглинає й транспортує вологу, що видаляється, а в іншому - з високою швидкістю й температурою теплоносій. Ці два потоки не перетинаються один з одним і обладнані автономними джерелами нагрівання й вентиляторами.

Проведений аналіз існуючих методів і способів сушіння дозволяє зробити наступні виводи:

Визначальним напрямком на Україні в техніку сушіння є розробка сушарок, що використовують енергозберігаючі технології.

Найбільш перспективним методом сушіння, що забезпечує низькі витрати енергії на 1кг готового продукту, є сушіння змішаним теплопідводом ЗТП-сушіння.

Якість кінцевого продукту, що отримують при ЗТП - сушінні близько до якості продукту, одержуваного сублімаційним сушінням.

1.3 Теплові насоси

Тепловий насос представляє собою пристрій, що реалізує процес переносу низькотемпературної теплоти, що не може використовуватись за прямим призначенням, на високотемпературний рівень. Теплові насоси являються трансформаторами теплоти, в яких робочі тіла здійснюють зворотній термодинамічний цикл, переносячи теплоту з низького температурного рівня на високий. Таким чином з низько потенціальної теплоти різного походження (природної теплоти ґрунтових і поверхневих вод, що відновлюється, теплоти грунта, атмосферного повітря, а також скидної техногенної теплоти технологічних процесів промислових виробництв, стічних вод біологічних і інших очисних споруд) з температурою 0…50?С виробляється теплота. При цьому кількість корисної теплової енергії середнього потенціалу, що отримується, за виключенням втрат, дорівнює сумі теплових енергій низького і високого потенціалів, що обумовлює енергетичну і, як наслідок, економічну і екологічну ефективність теплових насосів.

Розвиток використання ТН в процесі сушіння. Одним з перших використань теплового насоса для обезводнення була робота фірми Sulzer - обезводнення підземних порожнин в Німеччині в 1943 р. Теплота конденсації водяної пари з повітря використовувалась, для підігріву свіжого повітря, що надходить. Інший приклад - зернова сушарка, що була розроблена в США в 1950 р. Використання теплового насосу дозволило управляти вологістю і температурою повітря, що важливо для багатьох сушильних пристроїв. Експериментальна зернова сушарка була виготовлена (рисунок 1.1) і випробувана в різноманітних умовах, що дозволило перевірити теоретичні дослідження, що проводились в 1949 р.

Тепловий насос, з електроприводом потужністю 570 Вт, містив холодоагент R12. Циркуляція повітря забезпечувалась відцентровим вентилятором потужністю 380 Вт. Водяний охолоджуючий контур служив для регулювання температури сушарки. В дослідженнях змінними були температура повітря (43…54?С), його витрата (550…2000 м3/год). Випробовування припинялись при досягненні вологості зерна 12%.

Рисунок 1.1 - Експериментальна теплонасосна сушарка зерна, що була випробувана в США в 1950 р: А - електродвигун; Б - компресор; С - конденсатор; D - випарник; Е - вентилятор; F - двигун вентилятора; G - водяний теплообмінник; 1 - три термопари з усередненням показників; 2 - чотири термопари; 3 - вологий і сухий спай термопари; 4 - вимірювач вологості; 5 - термопарний датчик; 6 - чотири термопари з усередненням; 7 - вимірювач витрат.

Мінімальні затрати відповідали витраті 800…1000 м3/год. Витрати енергії - 0,28 кВт·год/кг при 54?С. Ці значення свідчать про високе значення КОП теплового насоса в порівнянні з сучасними установками. В роботі відзначалось, що головний недолік системи - додаткові капіталовкладення. Пізніше було вказано, що ці додаткові капіталовкладення окупаються за декілька місяців.

Одним з перших використань теплового насоса для сушильних цілей в комерційному масштабі з тонким регулюванням температури і вологості являється сушарка деревини. Піонером була фірма Westalr, що випускала обладнання протягом 10 років. Майже тисяча її установок працює в усьому світі. Типова установка показана на рисунку 1.2.

Вона працює так, як це було показано раніше, з тією відмінністю, що повітря обдуває електрообладнання, що підвищує використання теплоти і забезпечує охолодження мотора вентилятора. Перед поверненням в сушильну камеру повітря нагрівається в теплообміннику.

Рисунок 1.2. - Схема теплонасосної сушарки для дошок: 1 - дошки; 2 - вентилятор; 3 - обезводнювач.

Розробляються методи підвищення температури конденсації вище 100?С, що розширяє сферу прикладення теплових насосів.

Для сушіння окрім звичайних холодоагентів, характерних для холодильних установок, використовують і незвичайні. У Франції був запропонований парокомпресійний цикл на воді,

Водяна пара при атмосферному тиску відсмоктується над вологим продуктом і стискається в компресорі. Вона конденсується при 0,5 МПа (150?С) в теплообміннику, що підігріває повітря, що подається в сушарку. Затверджується, що ефективність процесу становить 1000 кДж/кг вологи, що випаровується, [3,6 кг/( кВт/год)]. В іншій схемі (мал. 4) контур з перегрітою парою доповнюється звичайним тепловим насосом на фреоні, при цьому ефективність досягає 750 кДж/кг [4,8 кг/(кВт/год)]. Ця схема застосована для безперервного процесу в тунельній сушарці.

В Новій Зеландії проведена робота, спрямована на зниження капіталовкладень в описані вище сушарки великої потужності з урахуванням обмеження температури, що накладається застосуванням існуючих холодоагентів. Як рішення проблеми рекомендована рекомпресія пари. Тут слід зазначити, що максимальна температура холодоагенту в розрахунках новозеландських авторів -- близько 50°С. Однак при використанні таких холодоагентів, як R144, припустима температура конденсації близько 120°С. Обмеженням служить зниження КІП теплового насоса при нагріванні навколишнього повітря до високих температур, що приводить до неекономічності установки.

Рисунок 1.3. - Конвекційна сушарка з контуром перегрітої пари і звичайним тепловим насосом: 1 - продукт; 2 - холодна вода; 3 - потік повітря; 4 - водяна пара атмосферного тиску; 5 - манометр; 6 - компресор водяної пари; 7 - фреоновий компресор; 8 - конденсація пари при 0,5 МПа, 148?С; 9 - вода при 0,5 МПа, 108?С.

Класифікація теплових насосів. Існують наступні типи теплових насосів:

· парокомпресійні;

· абсорбційні;

· адсорбційні

· гідридні;

· хімічні;

· термоелектричні.

Масове поширення одержали парокомпресійні теплові насоси з електроприводом компресора. Постійно вдосконалюються теплові насоси абсорбційного типу, розширюється область їхнього впровадження. В останні роки активізувалися дослідження адсорбційних теплових насосів на твердих сорбентах.

Принцип роботи компресійних теплових насосів (повітряно-компресійних і парокомпресійних) заснований на послідовному здійсненні розширення й стиску робочого тіла.

Принципова схема компресійного теплового насоса для використання низькопотенційної теплової енергії повітря, що видаляється із сушильної установки (СУ). Пари робочого тіла (холодоагенту) засмоктуються з випарника 1 компресором 4, піддаються стиску й подаються в конденсатор 3. При стиску зростають температура й тиск пар. У конденсаторі 3 при конденсації пари виділяється теплота, що відводиться. З конденсатора зріджене робоче тіло через регулюючий вентиль - дросель 2 при зниженні тиску надходить у випарник 1, де випаровується. Низькопотенційна теплота підводиться до випарника, наприклад, від повітря або води.

У сорбційних (абсорбційних і адсорбційних) теплових насосах здійснюються послідовні термохімічні процеси поглинання (сорбції) робочого тіла сорбентом, що супроводжується виділенням теплоти, а потім виділення (десорбції) робочого тіла із сорбенту з поглинанням теплоти.

В абсорбційних теплових насосах використовується явище абсорбції пари низькотемпературних рідин плівками високотемпературних рідин. На практиці найбільше поширення одержали пари Н2О/LiВг, використовувані в системах кондиціювання, і NН32О, використовувані в холодильній техніці.

Абсорбційний тепловий насос містить випарник і конденсатор, які працюють так само, як у парокомпресійному циклі. Теплота підводиться до випарника, викликаючи кипіння холодоагенту при низькому тиску.

Корисне тепло відводиться від конденсатора, усередині якого відбувається конденсація за високого тиску. Однак в абсорбційному циклі використовується додатковий контур, у якому тече рідкий абсорбент (розчинник). Холодоагент, що випаровується, поглинається рідиною при низькому тиску. Потім рідина спеціальним насосом перекачується в область високого тиску, де відбувається підведення теплоти, і, незважаючи на високий тиск, пари холодоагенту виділяються з рідини. Оскільки суміш рідкого абсорбенту й холодоагенту практично нестислива, витрати потужності на насос малі, і джерелом первинної енергії є тільки теплота, що підводиться до генератора пари, що завжди має максимальну температуру циклу.

Найбільш термодинамічно досконалими є парокомпресійні машини, особливо із приводом від двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ). Це пов'язано з тим, що підведення низькопотенційної теплоти, що визначає ефективність роботи теплового насоса, у парокомпресійного теплового насоса здійснюється при фазовому переході (випарі) робочого тіла, а в абсорбційному тепловому насосі підвід низкопотенційної теплоти лімітується зміною концентрації робочого тіла в абсорбері.

Однак теплові насоси із приводом від ДВЗ більш складні у виготовленні й, відповідно, більше коштують. Крім того, ресурс роботи їх менше. Цей недолік властивий всім типам парокомпресійних теплових насосів.

Абсорбційні теплові насоси дозволяють одержувати більш високотемпературне тепло, наприклад, воду з температурою вище 100°С або пара, що важкоздійснено в парокомпресійних теплових насосах.

Недоліком абсорбційних теплових насосів є їхня чутливість до впливу сили ваги, необхідність застосування електричних насосів для перекачування рідини, явище кристалізації розчину LiВг у воді при підвищених температурах. Принцип роботи адсорбційних ТН заснований на явищі адсорбції пари рідини твердими тілами (сорбентами). Схема адсорбційного теплового насоса, що складає із двох адсорберів із системою терморегулювання й утилізацією теплоти, показана на рисунку 1.7.

Найбільш широке застосування як сорбенти одержали активовані вугілля, цеоліти й силікагелі. В останні роки розглядаються можливості використання силікагелів разом із солями металів.

Великий інтерес при створенні теплових насосів представляють активоване вугілля й аміак, а також активоване вуглеволокно й аміак, цеоліт і вода.

Найпростіший тепловий насос містить один адсорбер, випарник, конденсатор і вентилі. Ефективність його роботи (СОР) залежить від особливостей конструкції й обраної пари сорбат (рідина)/сорбент (тверде тіло).

Перевагою адсорбційних теплових насосів у порівнянні з абсорбційними є можливість їхнього використання в широкому діапазоні температури, нечутливість до сили ваги (що особливо важливо при використанні теплових насосів на транспорті).

Рисунок 1.4 - Адсорбційний тепловий насос з використанням теплових труб і контуру регенерації теплоти: 1, 2 - адсорбери; 3 - конденсатор; 4 - випарник; 5 - 8 - вентилі; 9 - 10 - рідинні теплообмінники; 11 - 12 - випарники теплових труб з електронагрівачами; 13 - 14 - теплові труби; 15 - дросель; 16 - 17 - вентилі; 18 - насос; 19 - ротаметр; 20 - термостат.

Недоліком адсорбційних теплових насосів є періодичність їхньої роботи (потрібен періодичний процес нагрівання/охолодження сорбенту), що приводить до витрат додаткової енергії на нагрівання/охолодження не тільки сорбенту, але й корпуса адсорбера. Низька теплопровідність пористого матеріалу сповільнює процес нестаціонарного нагрівання/охолодження, збільшує час циклу, зменшує КОП теплового насоса. Застосування способу конвективного нагрівання/охолодження сорбенту прискорює цикл у тепловому насосі й вирішує цю проблему.

До теплових насосів на твердих сорбентах також ставляться водневі теплові насоси, у яких як сорбенти застосовуються гідриди металів: Ьа№4 А10.52Мп0.37 - Т10.99 2г0.01 В0.43 Ре0.09 Сг0.05 Мщ.5 і ін.

Робочим тілом гідридних ТН є оборотний циркулюючий водень. При сорбції водню виділяється теплота, при його десорбції поглинається теплота з навколишнього середовища (генерується холод). Діапазон температур таких ТН перебуває в межах -50.. .200 °С.

Водневі теплові насоси мають високу термодинамічну ефективність, забезпечують широкий діапазон зміни температури, однак вони вимагають забезпечення високого рівня надійності експлуатації й відносно дорогі.

Практичне застосування ТН на твердих сорбентах:

· опалення;

· транспорт;

· системи охолодження електроніки.

Розглядається можливість застосування адсорбційного ТН для сушіння.

Однією з альтернатив парокомпресійних ТН є хімічний ТН. Хімічний ТН може зберігати теплову енергію у вигляді хімічної енергії, що виділяється при екзотермічній реакції. Хімічні ТН використовують тільки теплову енергію й не дають забруднюючих викидів, що істотно відрізняє їх від механічних ТН. Енергетична ефективність сушарки з хімічним ТН набагато вище в порівнянні з конвективною сушаркою. Особливості сушіння з хімічним ТН залежать від обраної хімічної реакції, а також від режиму роботи.

Принцип дії термоелектричних теплових насосів заснований на ефекті Пельтьє, тобто на виділенні й поглинанні теплоти в спаях термопарних ланцюгів при проходженні через них електричного струму. У Воронезькій державній технологічній академії була розроблена сублімаційна сушарка з термоелектричними елементами, проведений теоретичний аналіз ефективності застосування термоелектричних модулів в установках сублімаційного сушіння й обрані оптимальні режими їхньої роботи.

Ефективність і доцільність застосування кожного виду теплонасосного устаткування (абсорбційного, парокомпресійного й ін.) залежить від конкретних умов і вимагає техніко-економічного аналізу з урахуванням різних принципів роботи устаткування, що спричиняються різні енерговитрати й різну собівартість одиниці одержуваного тепла. У кожному окремому випадку варто розраховувати конкретну економічну й енергетичну вигоду й експлуатаційні витрати.

Застосування теплових насосів у процесі сушіння помітно зростає, на ринку з'являються численні установки, призначені для цих цілей. Питомий об'єм визначає розміри компресора. Критичний тиск і температура визначають граничні умови, поза якими робоче тіло вже не може бути використано. Крім того, важливим фактором є розчинність холодоагенту в мастилі.

Поряд зі згаданими властивостями варто брати до уваги також і вартість, хоча вибір холодоагентів на ринку досить велика й конкуренція втримує ціни в розумних межах. Крім того, втрати холодоагенту повинні бути мінімальними, хоча для більших систем вони не становлять значної частки капітальних або поточних витрат.

ККД звичайної конвекційної сушарки (формула 1.1) залежить від ступеня рециркуляції повітря й описується формулою

, (1.1)

де Т1 - температура навколишнього повітря;

Т2- температура повітря на вході в сушильну камеру;

T3 - температура зкидного повітря;

W - відношення витрати рециркуляційного повітря до повної витрати.

Типова залежність ККД сушарки від W показана на рисунку 1.8. У звичайній сушарці неможлива 100%-ва рециркуляція, тому що підвищення вологості повітря швидко ліквідує його сушильну здатність. Однак тепловий насос може бути ефективно застосований у сушарках як засіб видалення вологи з повітря, що викидається, так що він може направлятися на рециркуляцію в значно більших кількостях.

Повітря, що виходить, яке потрібно осушити, проходить через випарник теплового насоса й прохолоджується (процес 1, 2 на рисунку 1.10). У результаті охолодження частина вологи конденсується й випливає через дренаж. Рециркулююче повітря надходить потім у конденсатор і нагрівається за рахунок використання явної й схованої теплоти, сприйнятої випарником, і тепла, еквівалентного роботі стиску.

ККД системи підкоряється звичайним законам теплових насосів, КІП залежить від різниці температур випару й конденсації. Зниження різниці температур звичайно досягається в сушарках з камерою змішання, де при умовах, що відповідають крапці 3 рисунка 1.10, охолоджений повітря з насиченою парою змішується з неохолодженим перед входом у конденсатор.

Характеристики теплових насосів у сушарках найчастіше зображують у їхній залежності від ступеня видалення вологи, що має розмірність кг/(кВт/год). На рисунку 1.11 показаний вплив підвищення температури й вологості на ступінь видалення вологи. Вона зростає в міру підвищення температури й вологості. Нижче дані приклади, де ступінь видалення вологи становить 2,5 кг/(кВт/год). Також повинні незабаром з'явитися установки при 3 кг/(кВт/год).

При зіставленні різних сушарок зі ступенем видалення вологи 3 кг/(кВт/год) виявилося, що для одержання рівного з теплонасосними сушарками споживання енергії у випадку парового нагрівання ККД повинен бути 58%, а у випадку вогневого нагрівання - 75%. Фактичні значення ККД цих сушарок нижче, так що тепловий насос може дати економію палива.

Висновки за розділом

У розділі було розглянуто способи сушіння та обладнання, за допомогою якого здійснюється процес сушіння.

Найкращім за якістю готової продукції виявився сублімаційний спосіб сушіння. У той же час він є і найдорожчим, оскільки вимагає великих витрат електроенергії. Альтернативою цьому способу сушіння запропонований спосіб сушіння змішаним теплопідводом, що дозволяє значно зменшити енерговитрати та отримати якість продукту, найближчу до сублімаційного.

Таким чином з сучасних технологій сушіння ЗТП-сушіння є достатньо ефективним і перспективи його використання у виробництві залежать від визначення раціональних режимів процесу і конструкторських рішень для створення відповідного обладнання.

Проведений аналіз існуючих методів і способів сушіння дозволяє зробити наступні висновки: визначальним напрямком на Україні в техніку сушіння є розробка сушарок, що використовують енергозберігаючі технології.

Одним з напрямків енергозбереження є використання у конструкціях сушарок теплових насосів, що дозволяють зменшити витрати на електроенергію майже у 2 рази. Ще одним напрямком є знаходження раціональних режимів сушіння в існуючих сушарках.

2. Технологічний розділ

2.1 Загальна характеристика картоплі

Картопля (також ґрул'і, барабумрка, бараболя, боримшка, бульба, бурка, гадабумрка, мандибумрка, ріпа) (Solanum tuberosum) - продовольча культура. Культура придатна для виробництва біоетанолу. Бульби - сировина для виробництва медичних, фармакологічних і харчових продуктів.

Картопля - єдина культура в Україні, що вирощується переважно у приватному секторі. На городи припадає 98% всієї посадки цієї культури. Україна впевнено перебуває на п'ятому місці у світі по валовому виробництву картоплі. Попереду Китай, Росія, Індія, США, Польща, Німеччина, Білорусь. Урожайність у 2008 склала лише 139 центнерів картоплі з гектара, тоді як у лідерів рейтингу вона досягає 350--400 центнерів

Дослідження в області картоплярства в Україні здійснює Інститут картоплярства.

Ботанічна характеристика. Картопля (Solanum tuberosum L) -- багаторічна трав'яниста рослина з родини пасльонових (Solanace L.), яка об'єднує до 150 диких і культурних бульбоплідних видів. У культурі її вирощують як однорічну рослину -- щороку висаджують бульби, з яких протягом одного вегетаційного періоду одержують урожай нових стиглих бульб. Можна вирощувати картоплю також з насіння, що застосовується переважно у селекційній практиці.

Усі сорти картоплі тетраплоїдні (4n-48).

Близько 70% коріння картоплі розміщується на глибині до 30см, а окремі корені досягають глибини 1,5 м. Стебла трав'янисті, заввишки 30-150см, у поперечному розрізі ребристі, 3-4-гранні, рідше округлі, опушені. За забарвленням вони можуть бути зеленими, червоно-фіолетовими або червоно-коричневими.

Квітки на рослинах зібрані у суцвіття -- завійки, яких на одному квітконосі буває від 2 до 4. Плід -- багатонасінна двогнізда ягода.

Бульба -- вегетативний орган, який утворюється на кінці підземного стебла -- столона. Вічка розміщуються на бульбах спірально. На поверхні бульби є багато сочевічок -- невеликих світлих отворів, через які здійснюються дихання і транспірація води.

За формою бульби бувають округлими, овальними або видовженими . В округлих бульб в усіх напрямах розміри майже однакові, в овальних -- один з напрямів перевищує інші в 1,5 рази, у видовжених -- у 2 рази і більше. Є сорти з проміжною формою бульб -- яйцеподібною, плоскоовальною, бочкоподібною та ін. Вкриті бульби гладенькою, лускуватою або сітчастою шкіркою. Забарвлення м'якуша бульб різне -- біле, жовте, світло-рожеве, іноді червоне, синє. Поверхня бульб також має різне забарвлення -- біле, рожеве, червоне, синьо-фіолетове тощо.

На поздовжньому розрізі стиглої бульби під мікроскопом виразно видно такі елементи: шкірку (у молодої бульби епідерміс), кору, камбій, судинні пучки, серцевину.

Шкірка -- зовнішній захисний шар бульби, складається з кількох рядів опробковілих клітин вторинної покривної тканини -- перидерми. Під шкіркою розміщується кора, яка складається з паренхімних клітин, заповнених крохмальними зернами, та провідних елементів лубу -- ситоподібних трубок флоеми. За корою знаходиться шар клітин камбію, з якого до центру бульби утворюються елементи ксилеми. Центральна частина бульби заповнена паренхімними клітинами серцевини, яка радіальними променями розходиться до вічок у місцях їх розміщення.

У паренхімних клітинах бульб містяться крохмальні зерна. Найбільша кількість їх знаходиться у внутрішніх клітинах кори і зовнішніх -- серцевини, найменша -- у складі водянистих клітин центральної серцевини.

Біологічні особливості. Розмножується вегетативно -- бульбами, а також насінням (для одержання нових сортів та інколи в сучасних технологіях). Має надземне трав'янисте стебло і підземні пагони-столони, які на кінцях потовщуються і утворюють бульби. Картопля досить вимоглива до клімату, проте велика різноманітність сортів дає змогу вирощувати її майже на всій території України. Бульби картоплі починають проростати при температурі 8-10°С. Картопля не витримує низької температури і при мінус 1 ?2 °C гине. Найкраще рослини ростуть при температурі 20 °C, а бульби -- при 15-18°С. Якщо тривалий час стоїть спекотна погода (температура понад 30 °C), то бульби не утворюються. В умовах високої температури якість бульб погіршується, вони передчасно старіють, а після випадання дощів з їхніх вічок починають рости столони, на яких утворюються нові бульби. Тому для утворення бульб оптимальною є температура ґрунту близько 20 °C, за якої асиміляція вуглецю відбувається найбільш інтенсивно. Після формування бульб рослинам потрібна температура ґрунту 15-18°С. Ці особливості покладені в основу боротьби з виродженням картоплі за допомогою літнього садіння.

Картопля досить вимоглива до вологи. Оптимальним запасом вологи в ґрунті для неї є 70-85% найменшої вологоємкості (НВ). Протягом вегетаційного періоду потреба рослин у волозі змінюється. У першій фазі росту картоплі потрібно значно менше вологи, ніж у період бутонізації, цвітіння і бульбоутворення. Але надмірна кількість опадів (вологи) саме у період бульбоутворення призводить до розростання бульб і утворення на них наростів (діток), насамперед на передчасно достиглих бульбах. Транспіраційний коефіцієнт картоплі значною мірою залежить від метеорологічних умов і коливається в межах 300--600 г води на 1 г сухої речовини. За своїми біологічними особливостями вона потребує хорошої аерації ґрунту, оскільки коренева система і столони поглинають багато кисню з ґрунтового повітря. У надмірно зволоженому, щільному ґрунті вміст кисню знижується до 2% і нижче, а вміст вуглекислоти зростає до такого рівня, що бульби задихаються і загнивають. Першою ознакою нестачі повітря є поява на поверхні шкірочки бульб (на сочевічках) білих горбочків. У таких випадках слід вжити заходів для поліпшення аерації -- провести глибоке розпушування.

Картопля -- культура «пухких» ґрунтів. Найбільш придатні для неї легкі та супіщані, суглинкові ґрунти, в які легко проникає волога та повітря і які містять достатню кількість поживних речовин. Щільність ґрунтів для гарного росту і розвитку рослин повинна бути в межах 1-1,2 г/см.куб. На щільних, важких ґрунтах поява сходів затримується на 5-6 днів, рослини відстають у рості, мають меншу асиміляційну поверхню, знижується врожайність, а бульби деформуються, коренева система поверхнева і погано розвивається. Картопля найкраще росте при слабокислій і нейтральній реакції ґрунтового розчину (рН 5,2-7). Важкі карбонатні ґрунти мало придатні для картоплі.

Найбільш значної шкоди картоплярству завдає колорадський жук.

2.1.3 Сорти картоплі. Залежно від використання розрізняють чотири основні групи сортів: столові, технічні, кормові та універсальні.

Найпоширеніші в культурі столові сорти, бульби яких відзначаються найвищими смаковими якостями -- мають ніжну м'якоть, не темніють, містять 12--16% крохмалю, багаті вітаміном С. Їх бульби здебільшого округлі або овальні, з поверхневим розміщенням вічок.

Бульби технічних сортів характеризуються високим вмістом крохмалю -- понад 18%. Кормова картопля переважає інші підвищеним вмістом білків (до 2-3%) та сухих речовин. Універсальні сорти за вмістом крохмалю і білків, смаковими якостями бульб займають проміжне місце між столовими й технічними сортами.

В Україні вирощують такі сорти: столові -- Астерікс, Берегиня, Бородянська рожева, Водограй, Гарт, Віра, Карлена, Коруна, Кобза, Либідь, Поран, Молодіжна, Посвіт, Пролісок, Обелікс, Ольвія, Санте, Синтез, Словянка та ін.; технічно-столові -- Темп, Воловецька, Древлянка, Зарево, Ласунак, Ікар та ін.

Серед сортів, що набули найбільшого поширення -- Серпанок, Слов'янка, Тирас, Фантазія, Тетерів. Сьогодні поряд з урожайністю, стійкістю до хвороб і шкідників, високими смаковими якостями, придатністю до переробки не менш важливого значення набуває зовнішній вигляд бульб, забарвлення м'якоті.

Універсальні сорти -- переважно ранні та середньоранні сорти -- Повінь, Серпанок, Дніпрянка, Обрій, Доброчин. Їх створення і впровадження частково вирішує проблеми зміни клімату.

Двоурожайні сорти для півдня України. Мелодія, Загадка, Зов -- перші успішні сорти, що добре виконують поставлені завдання. Працюють на полях Росії Лугівська, Водограй, Слов'янка і хоча займають 5% картопляних площ, -- зарекомендували себе добре (50% насаджень становлять російські сорти).

Харчова і лікувальна цінність. В бульбах в залежності від місця вирощування і сорту міститься 11 ?25% крохмалю, близько 2 -- білка, 0,3% -- жиру. Білок картоплі найбільш повноцінний із усіх рослинних. Він багатий на амінокислоти і відноситься до повноцінних. Із мінеральних речовин картопля найбільш багата на калій (568 мг на 100 г сирої маси) і фосфор (50 мг). У ній містяться солі кальцію, магнію, заліза, вітаміни С і групи В. У бульбах міститься до 3 мг% соланіну, тому їх не використовують у сирому вигляді -- це може викликати отруєння. На світлі вміст солоніну збільшується до 20--40 мг, тому використовувати в їжу позеленлі бульби без чищення не можна. Відомо, що із картоплі можна приготувати більше 500 смачних страв. Її використовують у вареному, смаженому, тушкованому, печеному вигляді, а також, заморожують і використовують у переробній промисловості. Завдяки підвищеному вмісту калію картопля сприяє виведенню із організму людини води та хлористого натрію, тим самим покращує обмін речовин.

Свіжий картопляний сік використовують як лікувальний засіб при виразці шлунка, гастритах, запорах і гіпертонії. Кашкою із бульб картоплі лікують екзему, опіки та інші захворювання шкіри. Нарізані шматочки із свіжої картоплі, прикладені до скронь, знімають головний біль. Водяну баню з вареної картоплі часто використовують для інгаляції носоглотки та горла. Запечену, несолону картоплю вживають при ниркових і серцево-судинних захворюваннях.

2.2 Технологічний процес сушіння картоплі

Технологічний процес сушіння картоплі, складається з попередньої підготовки сировини і зневоднювання (сушіння).

Підготовка картоплі до сушіння включає мийку, інспекцію, калібрування, очищення і доочистку, різання, бланшування й сульфітацію.

Картоплю підготовляють до сушіння у двох відділеннях овочесушильного цеху: сировинному і підготовчому. На більшості заводів обидва відділення розташовані в загальному приміщенні, ізольованому від сушильного відділення перегородкою. У сировинному відділенні картоплю миють, інспектують і калібрують, у підготовчому проводять всі інші операції.

З овочесховища картопля (або коренеплоди) гідро транспортером надходить на ковшовий елеватор, а потім у малий проміжний бункер і на автоматичні ваги. З ваг він направляться в бункер накопичувач місткістю, а з нього вібраційну мийну машину.

З вібраційної машини вимита картопля надходить на скребковий транспортер, що подає його через турнікети в парову очисну машину, де він обробляється парою при тиску 0,35…0,42 МПа протягом 60…70 с (морква при тиску 0,3…0,35 МПа протягом 40…50 с і буряк - 90 с). Після цього картопля надходить у барабанну мийно-очисну машину, куди подається вода під тиском 0,3…0,5 МПа. Тривалість витримування в ній овочів регулюється кутом нахилу барабана. Кількість повністю очищених овочів становить 97…99%.

...

Подобные документы

  • Закономірності сушіння дисперсних колоїдних капілярно-пористих матеріалів на прикладі глини та шляхи його інтенсифікації, а саме: зменшення питомих енергетичних затрат на процес, підвищення якості одержаного матеріалу та антропогенний вплив на довкілля.

    автореферат [2,4 M], добавлен 11.04.2009

  • Застосування процесів сушіння у харчовій технології для зневоднення різноманітних вологих матеріалів. Його тепловий, гідравлічний та техніко-економічний розрахунок. Способи видалення вологи з матеріалів. Опис апаратурно-технологічної схеми сушіння.

    курсовая работа [211,9 K], добавлен 12.10.2009

  • Характеристика основних положень термодинаміки. Аналіз термодинамічних процесів ідеального газу. Поняття, структура та призначення теплового насосу. Принцип розрахунку теплообмінних апаратів. Методи термодинамічного аналізу енерго-технологічних систем.

    учебное пособие [2,5 M], добавлен 28.11.2010

  • Особливості процесу сушіння деревини. Камерне й атмосферно-камерне сушіння. Лісосушильна камера як об’єкт регулювання. Розрахунок контуру регулювання температури. Вибір та обґрунтування структури системи управління. Система команд мікроконтролера.

    дипломная работа [4,3 M], добавлен 25.08.2010

  • Теоретичні основи процесу сушіння. Статика і кінетика сушіння. Розпилювальні, стрічкові, петльові і барабанні сушарки: технологічна схема, принцип дії, сфери використання. Комплексний розрахунок основного та допоміжного обладнання барабанної сушарки.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 24.03.2011

  • Галузь застосування пластинчастих теплообмінних апаратів. Конструкції розбірних, нерозбірних та напіврозбірних пластинчастих теплообмінних апаратів. Теплообмінні апарати зі здвоєними пластинами. Класифікація пластинчастих теплообмінних апаратів.

    реферат [918,3 K], добавлен 15.02.2011

  • Технологічний процес роботи автоматичної установки для сушіння вологого матеріалу сільськогосподарського призначення – бурячного жому. Застосування логічного мікропроцесорного контролера VIPA SYSTEM 200V, контури контролю та регулювання процесів.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 07.12.2011

  • Аналіз існуючих технологій виробництва капсульованої продукції. Оцінка рівня сучасних технологій застосування рослинних твердих жирів у виробництві борошняних кулінарних виробів. Перспективи розвитку технології капсульованої жировмісної продукції.

    курсовая работа [133,7 K], добавлен 01.12.2015

  • Тепловий розрахунок конвективної тунельної сушильної установки: параметри горіння палива; визначення тривалості сушіння, розміру установки. Графоаналітичний розрахунок статики реального процесу сушіння в сушильному тунелі. Вибір допоміжного устаткування.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 09.12.2010

  • Обґрунтування і вибір параметрів контролю, реєстрації, дискретного управління, програмного регулювання, захисту, блокування та сигналізації. Розроблення розгорнутої функціональної схеми автоматизації. Розрахунок програмного забезпечення проекту.

    курсовая работа [693,8 K], добавлен 15.04.2014

  • Порівняльна характеристика апаратів для випарного процесу. Фізико-хімічна характеристика продуктів заданого процесу. Експлуатація випарних апаратів. Матеріали, застосовувані для виготовлення теплообмінників. Розрахунки випарного апарату та вибір частин.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 25.03.2011

  • Класифікація пива за способом бродіння. Поточно-механізовані лінії виробництва пива. Пристрій і принцип дії лінії. Складання іконографічної моделі удосконалення технології виробництва пива з оптимізацією процесу теплового оброблення сусла з хмелем.

    курсовая работа [924,8 K], добавлен 24.11.2014

  • Структурний аналіз приводу поршневого насосу. Побудова планів положень, траєкторій окремих точок, швидкостей, прискорень ланок механізму. Задачі кінетостатичного дослідження. Графіки робіт сил опору, приросту кінетичної енергії, зведених моментів інерції.

    курсовая работа [413,8 K], добавлен 19.05.2011

  • Наукова-технічна задача підвищення технологічних характеристик механічної обробки сталевих деталей (експлуатаційні властивості) шляхом розробки та застосування мастильно-охолоджуючих технологічних засобів з додатковою спеціальною полімерною компонентою.

    автореферат [773,8 K], добавлен 11.04.2009

  • Тепловий розрахунок двигуна внутрішнього згорання. Вивчення параметрів процесу стиску, згорання та розширення. Визначення робочого об'єму циліндрів. Опис призначення та конструкції паливного насосу високого тиску. Обґрунтування вибору матеріалу деталей.

    курсовая работа [180,0 K], добавлен 10.04.2014

  • Характеристика матеріалів для виготовлення сталевих зварних посудин та апаратів, вплив властивостей робочого середовища на їх вибір. Конструювання та розрахунки на статичну міцність основних елементів апаратів. Теоретичні основи зміцнення отворів.

    учебное пособие [4,6 M], добавлен 23.05.2010

  • Поняття якості та його роль. Вимоги до виробництва медичних апаратів по екологічній безпеці. Впровадження систем управління якістю на підприємстві. Розробка документації по контролю упаковки готової продукції. Структура стадій життєвого циклу продукції.

    дипломная работа [338,3 K], добавлен 14.07.2011

  • Удосконалення технологічних процесів, заміна обладнання, комплексна автоматизація керамічного виробництва. Технологічні і швидкісні режими сушіння і випалу на обладнанні безперервної дії. Зневоднювання керамічних суспензій і одержання прес-порошку.

    курсовая работа [245,8 K], добавлен 12.09.2014

  • Аналіз головної стадії виробництва нітратної кислоти - окиснення аміаку киснем повітря. Розрахунок матеріального і теплового балансів конвертора, обґрунтування та вибір його конструкції. Екологічна оцінка виробництва розведеної нітратної кислоти.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.06.2011

  • Пристрої для стропування посудин та апаратів. Визначення розмірів підкладних листів під монтажні штуцери. Розрахунок обичайок і днищ від опорних навантажень. Конструкції з’єднань з фланцевими бобишками. Опори вертикальних та горизонтальних апаратів.

    учебное пособие [10,8 M], добавлен 24.05.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.