Procesul de uscare a semințelor de struguri în strat suspendat

Abstract

Scopul lucrării: Uscarea semințelor de struguri în strat suspendat, modelarea matematică a procesului de uscare, proiectarea și elaborarea instalației, studiul cineticii procesului de uscare. Obiectivele cercetării: 1. Analiza direcțiilor și tehnicilor noi de uscare a produselor agroalimentare; 2. Studiul semințelor de struguri ca obiect de cercetare; 3. Elaborarea modelului matematic pentru procesul de uscare a semințelor de struguri aflate în strat suspendat; 4. Simularea computerizată 3D a procesului de uscare în strat suspendat pentru semințele de struguri; 5. Studiul cineticii procesului de uscare pentru semințele de struguri; 6. Proiectarea și elaborarea echipamentului pentru uscarea în strat suspendat. Noutatea și originalitatea științifică: În urma cercetărilor procesului de uscare în strat suspendat a semințelor de struguri, au fost constatate următoarele: s-a redus durata de uscare a semințelor de struguri pentru convecție cu 60 min., pentru SHF cu 45 min.; a fost redus consumul de energie pentru convecție cu 12%, pentru SHF cu 31%. Această metodă permite selectarea automată a semințelor deja uscate din masa totală de semințe și înlăturarea acestora din zona de prelucrare termică, micșorând astfel durata de tratare termică, și indicii de aciditate. Rezultatele obținute: În urma cercetărilor a fost elaborată metoda de tratare termică a materiei prime semințoase în strat suspendat. S-a constatat, că metoda inovativă de uscare în strat suspendat pentru semințe de struguri este eficientă din punct de vedere calitativ și energetic. A fost demonstrat, că uscarea în strat suspendat reduce maxim durata de tratare termică a semințelor de struguri; reduce indicii de aciditate ai uleiului obținut din semințe de struguri deshidratate în strat suspendat, ceea ce influențează pozitiv calitatea lui. Din punct de vedere energetic metoda uscării în strat suspendat presupune micșorarea cheltuielilor până la 31% față de metoda clasică de uscare, ceea ce prezintă un indice important pentru implementarea tehnologiei date. Semnificația teoretică: Au fost obținute noi rezultate științifice referitor la uscarea semințelor de struguri în strat suspendat, care eficientizează procesul de uscare, prin micșorarea duratei de tratare termică și sporirea indicilor de calitate ai semințelor. Valoarea aplicativă se referă la aplicarea metodei inovative de uscare în strat suspendat a semințelor de struguri și stabilirea parametrilor optimi ai procesului tehnologic. Implementarea rezultatelor științifice: A fost proiectată și elaborată instalația de laborator pentru uscarea în strat suspendat a semințelor de struguri, în baza căreia au fost obținute șase brevete de invenții: MD 1249 din 15.02.2018; MD 1278 din 30.03.2018; MD 1278 din 31.03.2019; MD1481 din 07.06.2021; Hotărâre acordare brevet nr. 9901, din 15.10.2021; Hotărâre acordare brevet nr. 9902, din 15.10.2021 și au fost depuse patru cereri de brevet: nr. 2142 din 2020.11.11; nr. 2243 din 27.09.2021; nr. 2244 din 27.09. 2021; nr. 2245 din 27.09.2021. De asemenea rezultatele obținute au fost implementate pentru moderni-zarea instalației de uscare a semințelor de struguri din cadrul întreprinderii S.C. AZAMET-GRUP S.R.L..

Цель работы: Сушка виноградных косточек во взвешенном слое, математическое моделирование процесса сушки, проектирование и разработка установки, исследование кинетики процесса сушки. Задачи исследования: 1. Анализ новых направлений и технологий сушки агропродо-вольственных товаров; 2. Изучение косточек винограда как объекта исследования; 3. Разработка математической модели процесса сушки суспензионных косточек винограда; 4. Компьютерное 3D моделирование процесса сушки висячего слоя виноградных косточек; 5. Изучение кинетики процесса сушки виноградных косточек; 6. Проектирование и разработка оборудования для сушки во взвешенном слое. Новизна и научная оригинальность. В результате исследования процесса сушки виноградных косточек во взвешенном слое установлено: время сушки виноградных косточек при конвекции сократилось на 60 мин., при СВЧ на 45 мин.; энергозатраты на конвекцию снижены на 12 %, на СВЧ на 31 %. Этот метод позволяет автоматически выделять уже просушенные семена из общей массы семян и удалять их из зоны термической обработки, что позволяет сократить время термической обработки и показатели кислотности. Полученные результаты. По результатам исследований разработан способ термической обработки семенного сырья во взвешенном слое. Инновационный метод подвесной сушки семян винограда оказался качественным и энергоэффективным. Показано, что сушка во взвешенном слое позволяет минимизировать продолжительность термической обработки виноградных косточек; снижает кислотность масла, полученного из обезвоженных косточек винограда во взвешенном слое, что положительно влияет на его качество. С энергетической точки зрения метод сушки в подвесном слое предполагает снижение затрат до 31% по сравнению с классическим методом сушки, что является важным показателем для реализации данной технологии. Теоретическая значимость: получены новые научные результаты по сушке семян винограда в подвешенном слое, что позволяет упростить процесс сушки, за счет сокращения продолжительности термической обработки и повышения качественных показателей семян. Практическое значение докторской диссертации относится к применению инновационного метода суспензионной сушки виноградных косточек и установлению оптимальных параметров технологического процесса. Внедрение научных результатов. Была спроектирована и разработана лабораторная установка для сушки во взвешенном слое семян винограда, на основании которой получено шесть патентов на изобретения: MD 1249 от 15.02.2018; MD 1278 от 30.03.2018; MD 1278 от 31.03.2019; MD 1481 от 07.06.2021; Решение о выдаче патента №. 9901 от 15.10.2021; Решение о выдаче патента №. 9902 от 15.10.2021 и поданы четыре заявки на изобретения: №. 2142 от 11.11.2020; №. 2243 от 27.09.2021; №. 2244 от 27.09.2021; № 2245 от 27.09.2021. Также полученные результаты были внедрены для модернизации установки по сушке виноградных косточек в рамках S.C. AZAMET-GRUP S.R.L..

The purpose of the paper: Drying of grape seeds in a suspended layer, mathematical modeling of the drying process, design and elaboration of the installation, study of the kinetics of the drying process. The research objectives: 1. Analysis of new directions and techniques for drying agri-food products; 2. The study of grape seeds as a research object; 3. Elaboration of the mathematical model for the drying process of the suspended grape seeds; 4. Computerized 3D simulation of the suspended layer drying process for grape seeds; 5. Study of the kinetics of the drying process for grape seeds; 6. Design and development of equipment for drying in a suspended layer. The novelty and scientific originality. Following the research of the process of drying the grape seeds in a suspended layer, the following were found: the drying time of the grape seeds for convection was reduced by 60 min., For SHF by 45 min .; energy consumption for convection was reduced by 12%, for SHF by 31%. This method allows the automatic selection of already dried seeds from the total seed mass and their removal from the heat processing area, thus reducing the heat treatment time, and acidity indices. The results obtained. Following the research, the method of heat treatment of the seed raw material in a suspended layer was developed. The innovative suspended grape drying method has been found to be qualitatively and energy efficient. It has been shown that drying in a suspended layer, maximizes the duration of heat treatment of grape seeds; reduces the acidity of the oil obtained from dehydrated grape seeds in a suspended layer, which positively influences its quality. From an energy point of view, the suspended layer drying method involves a reduction of costs by up to 31% compared to the classic drying method, which is an important index for the implementation of this technology. Theoretical significance: New scientific results have been obtained regarding the drying of grape seeds in a suspended layer, which streamlines the drying process, by reducing the duration of heat treatment and increasing the quality indices of the seeds. The applicative value of the paper refers to the application of the innovative method of suspension drying of grape seeds and the establishment of optimal parameters of the technological process. Implementation of scientific results. The laboratory installation for the drying in a suspended layer of the grape seeds was designed and elaborated, based on which six patents of inventions were obtained: MD 1249 from 15.02.2018; MD 1278 of 30.03.2018; MD 1278 of 31.03.2019; MD1481 from 07.06.2021; Patent granting decision no. 9901, dated 15.10.2021; Patent granting decision no. 9902, of 15.10.2021 and four patent applications were filed: no. 2142 of 11.11.2020; no. 2243 of 27.09.2021; no. 2244 of 27.09.2021; no. 2245 of 27.09.2021. Also, the results obtained were imple-mented for the modernization of the grape seed drying plant within the S.C. AZAMET-GRUP S.R.L..