Звіт про науково-дослідну роботу «Використання вакуумної НВЧ-технології в процесах сушіння та концентрування пряноароматичної сировини» (заключний)

Abstract

Дослідження присвячені вирішенню наукового завдання підвищення енергоефективності та зниження рівня фізико-хімічних змін пряно-ароматичної сировини в процесі тепло-масообмінної обробки. У відповідності до робочої гіпотези, обробка у НВЧ-полі за умов вакуумування та перемішування призведе до зниження температурного режиму і підвищення швидкості вологовидалення, що дозволить скоротити тривалість процесів НВЧ-концентрування та НВЧсушіння й знизити рівень фізико-хімічних змін сировини, що переробляється. Доведено, що напруженість електромагнітного поля можливо регулювати шляхом змінення потужності НВЧ-генератора та площі поверхні продукту, які визначають потужність внутрішніх джерел теплоти й, відповідно, інтенсивність тепло-масообмінних процесів. Уточнено діелектричні та теплофізичні властивості сумішей подрібнених коренів та подрібненої зелені пряних овочів в залежності від насипної щільності, температури і вологості, отримано дані щодо діапазону глибини проникнення електромагнітного поля й раціональної товщини їх шару, що дають можливість прогнозувати кінетику тепло-масообмінної обробки в НВЧ-полі. Визначено закономірності кінетики НВЧ-концентрування та НВЧ-сушіння за умов вакуумування та доведено, що при організації механічного перемішування сировини за умов вакуумування внаслідок збільшення проникної здатності НВЧ-енергії та зменшення дифузійного опору продукту, що відбувається внаслідок руху макрооб’ємів, тривалість НВЧ-концентрування скорочується в межах 28…37 %, а НВЧ-сушіння – в межах 22…29 %. З точки зору енергоефективності і зниження рівня фізико-хімічних змін сировини рекомендовано вважати раціональним залишковий тиск 40…60 кПа, при якому процес зневоднювання здійснюється в низькотемпературному режимі 76…86 оС. Розроблено установку для концентрування (сушіння) харчових систем з використанням НВЧ-нагріву і вакуумування, конструкцією якого передбачено можливість змінювати глибину вакуумування в робочій камері, забезпечувати постійне перемішування сировини в процесі обробки та відбирати рідину, що утворюється під час конденсації парів, які видаляються з продукту під час перебігу процесу. Запропоновано принципові схеми виробництва прогресивної продукції на основі пряних овочів у пастоподібному та порошкоподібному стані, що розширюють асортимент продукції багатофункціонального призначення і можуть бути використані як смакоароматичні добавки й напівфабрикати в кулінарному виробництві. Економічну ефективність застосування у діяльності підприємств ресторанного господарства установки для концентрування (сушіння) харчових систем з використанням НВЧ-нагріву і вакуумування доводять збільшення продуктивності при НВЧ-концентруванні на 22…25 % та при НВЧ-сушінні – на 33…39 %, зниження витрат енергії, відповідно, на 30 грн/т та 70 грн/т, сукупний річний економічний ефект у розмірі 10,5 тис. грн, що виникає внаслідок приросту обсягу реалізації та економії електроенергії, а також період окупності капітальних витрат до трьох місяців.