ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРИ СУБЛИМАЦИОННОЙ И МИКРОВОЛНОВОЙ СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКЕ СЛИВ

ENERGY CONSUMPTION AND ECONOMICS OF FREEZE AND MICROWAVE FREEZE DRYING OF PLUMS
Цитировать:
Мелибоев М.Ф., Маматов Ш.М., Эргашев О.К. ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРИ СУБЛИМАЦИОННОЙ И МИКРОВОЛНОВОЙ СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКЕ СЛИВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 5(98). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13660 (дата обращения: 15.07.2024).
Прочитать статью:

 

АННОТАЦИЯ

Энергосбережение технологии достигнуто за счет сокращения технологического процесса диэлектрической сублимационной сушки. Было обнаружено, что замораживание в микроволновой печи сокращает время сушки до 20%. Экспериментально установлено, что процесс микроволновой сушки слив сокращает время процесса в среднем на 5 часов по сравнению с сублимационной сушкой.

ABSTRACT

Energy saving technology is achieved by reducing the technological process of dielectric freeze drying. Microwave freezing has been found to reduce drying time by up to 20%. It has been experimentally established that the process of microwave drying of plums reduces the process time by an average of 5 hours compared to freeze drying.

 

Ключевые слова: Аскорбиновая кислота, микроволновой сушки, замороженные, магнетроны, микроволновой сублимации, экспериментов.

Keywords: Ascorbic acid, microwave drying, frozen, magnetrons, microwave sublimation, experiments.

 

Аскорбиновая кислота имеет большое физиологическое значение в процессах азотного и углеводного обмена, в образовании дезоксирибонуклеиновой кислоты, в образовании межклеточного вещества ядра клетки и соединительной ткани, в поддержании нормальных стенок капилляров. Суточная потребност в витамине С составляет 50-100 мг. В зимне-весенний период удовлетворить эту потребность непросто. Поэтому большое внимание уделяется сохранению витамина С в различных продуктах растительного происхождения, особенно аскорбиновая кислота является нестабильным витамином.

Сохранность витамина С - критерий оценки ущерба, нанесенного продукту во время его обработки. Состав восстановленной формы аскорбиновой кислоты в плодах сливы зависит от влияния многих факторов: сорта, почвенно-климатических условий, времени сбора урожая и т.д.

Приведено содержание аскорбиновой кислоты в изученных сортах сливы после методами микроволновой сублимации и сублимационной сушки (табл.1).

Таблица 1.

Количество аскорбиновой кислоты в образцах сливы

Т/р

Название сорта

Количество аскорбиновой кислоты, мг / 100 г

Слива

Сублимационные сушеные сливы

Сублимационные сушеные сливы в микроволновой печи

1

“Бертон”,

8.9

8.0

7.8

2

“Венгерка”

9.1

8.6

8.4

3

“Самарқанд”

8,3

8,1

8,0

 

На графиках концентрация сахаров в образцах сливы, сушенной сублимационным методом  нативно сохранена и такой же, как и в исходном показателе. Было обнаружено, что очень небольшое снижение концентрации сахаров в образцах сушеных слив при сублимационной сушке с помощью микроволновой сублимационной сушкой составило 0,1 г/100 г. Это указывает на то, что сахара в образцах сливы подверглись процессу мелоноидина в очень небольшом количестве под воздействием микроволн.

 

Рисунок 1. Изменение массовой доли сахаров в сухом веществе образцов сливы за период сушки

 

В результате сублимационной сушки слив с помощью микроволнового излучения в экспериментах время сушки сократилось до 5 часов, а потребление энергии уменьшилось.

Эксперименты проводились двумя разными способами, в которых основные процессы в обоих процессах состояли из двух стадий, и мы считаем, что технология сублимационной сушки состоит из процессов A и B. Здесь A-процессы замораживания сливы и В-сублимационной сушки сливы. Если мы определим полученные результаты как K1, эти методы сушки можно математически выразить следующим образом:

А+В=К1                                                                 (3.1)

Таким же образом, если мы предположим, что сублимационная сушка образцов с помощью микроволн состоит из процессов A и C, тогда A-процесс замораживания сливы и С- процесс микроволновой сублимационной сушки сливы.

А+С=К2                                                               (3.2)

Если предположить, что процесс замораживания для обоих методов постоянный A = const, то оптимальный способ сушки продукта может быть определен в зависимости от полученного результата или качества продукта. В этом случае нам потребутся значения витамина С, полученные при сушке продукта (Таблица 2).

Таблица 2

Результаты эксперимента, полученные при сушке слив

Полученные результаты

Витамин С,

мг / 100г

Время высыхания, час.

Потребление электроэнергии, кВт. На 100 кг сырья

К1

8,6

20

7684 кВт

К2

8,4

15

6108 кВт

 

Одним из простейших методов оптимизации является использование метода сравнения, чтобы определить, является ли метод сублимационной сушки с помощью микроволновой сублимационной сушки более эффективным или оптимальным, чем традиционный метод, в зависимости от количества витамина С, хранящегося в течение периода сушки, и количества потребляемой электроэнергии.

В таблице 3 представлены органолептические характеристики (внешний вид, цвет и консистенция) слив, полученных с помощью микроволновой сублимационной сушки и сублимационной сушки. Анализ результатов подтвердил, что органолептические характеристики продуктов близки между собой, а образцы, высушенные обоими методами, полностью соответствуют требованиям стандарта.

Таблица 3.

Сравнительный анализ органолептических характеристик образцов сушеной сливы (форма - округлая)

Наименование индикаторов

Образец сублимированной сушеной сливы

Образец слив, высушенных в микроволновой печи

Внешний вид, форма и консистенция

Плод венгерской формы, густой восковидной формы, полуовальный

Плод венгерской формы, густой восковидной формы, полуовальный

Вкус и запах

Сливовый запах и вкус без содержания йода

Сливовый запах и вкус без содержания йода

Светы

темно-синий

темно-синий

 

Результаты процесса регидратации практически такие же, а процесс восстановления образцов сливы после сублимационной микроволновой сушки практически такой же, как и у высушенных образцов традиционным способом.

 

Рисунок 2. График регидратации образцов сушеной сливы

 

В рамках реализации полученных результатов рассчитана экономическая эффективность производства замороженного слива производственной мощностью 1 тонна в сутки.

Используемый метод - микроволновая заморозка-сушка. Фрукты закупаются, очищаются, сортируются, сушатся и упаковываются в герметичные контейнеры различной прочности. Производственная мощность - 1 тонна в сутки. Свежие фрукты регулярно доставляются и сушатся в течение всего сезона.

Сушеные в микроволновке плоды обладают рядом преимуществ, они сохраняют форму, цвет, аромат и вкус сырья. Кроме того, сохраняются все витамины и полезные вещества, чего сложно добиться другими методами. Это может повысить добавленную стоимость продукта, а также снизить вес, что снижает транспортные расходы.

Часто предварительная обработка изделий начинается с термической обработки (промывки) и последующего шлифования (чистка, нарезка). Принципиальная схематическая диаграмма морозильной камеры с микроволновым обогревом, состоящей из сушильной камеры (холодильника), вакуумного насоса, подключенного к охлаждаемому конденсатору, и замкнутой вакуумной системы, показана на рисунке 3.

 

Рисунок 3. Принципиальная схематическая диаграмма технологии микроволновой сушки с использованием нагрева

 

Влагосодержание образцов сливы, высушенных в течение 20 часов традиционным методом сублимации, составило 8%. Влажность образцов сливы, высушенных в микроволновым сублимацонным методом в течение 15 часов, составляла 8%. Результаты являются средними после нескольких лабораторных анализов, и на основании анализа можно сделать вывод, что метод микроволновой сублимации значительно сокращает время сушки и, в свою очередь, обеспечивает снижение энергопотребления.

Анализ экспериментов показывает, что первоначальная микроволновая сублимационная сушка слив дает возможность сократить процесс примерно на 5 часов и экономит электроэнергию.

Результаты анализа показали, что процесс микроволновой сублимационной сушки не повлиял отрицательно на органолептические характеристики и объем сорта «венгер» сливы, в то время как время сушки было значительно сократилось.

 

Список литературы:

  1. M.Meliboyev, U.Qodirov, U.Mannopov, M.Aripov, Sh.Mamatov. Improvement of dill freeze-drying technology// Web of conferences 222, http://doi.org/10.1051/e3sconf/2020222030022 . – 2020.- 1-5.b.
  2. M.Meliboyev, Sh.M.Mamatov, M.Aripov, B.Shamsutdinov. Advantages of quick-freezing technology of cherry// International journal of innovative technology and exploring engineering (IJITEE) (Hindiston). ISSN: 2278-3075, Volume-9, Issue-3 January 2020 3254-3256 b.
  3. M.Meliboyev, Sh.Mamatov, M.Aripov, U.Qodirov, S.M.Turabdjanov Improving of quick-freezing of cherry// Journal of critical reviews (Amerika) 17.06.2020-ISSN 2577-2058. – 1749-1752.b.
  4. Meliboev M.F. Use Of Microwaves In Sublimation Drying Equipment// Инновационные подходы в современной науке: сб. ст. по материалам CXIII Международной научно-практической конференции «Инновационные подходы в современной науке». - № 5(113). - М., Изд. «Интернаука», 2022. С. 93-96. (Москва).
Информация об авторах

т.ф.ф.д.,(PhD) Наманганский инженерно-технологический институт, Узбекистан, г. Наманган

t.f.f.d., (PhD)Namangan Engineering and Technology Institute, Uzbekistan, Namangan

д-р техн. наук, Центр реализации образовательных программ университета Вебстера в г.Ташкента, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Doctor of Technical Science, Center for the implementation of educational program of Webster University in Tashkent, Republic of Uzbekistan, Tashkent

д-р хим. наук, проректор по научной работе и инновациям, Наманганский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Наманган

Doctor of Chemical Sciences, Vice-Rector for Research and Innovation, Namangan Engineering and Technological Institute, Republic of Uzbekistan, Namangan

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top