МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕННЯ ТРИВАЛОСТІ СУШІННЯ ФРУКТІВ У ГЕЛІОСУШАРЦІ
DOI:
https://doi.org/10.31734/agroengineering2019.23.043Ключові слова:
геліосушарка, критерій оптимізації, сушіння фруктів, тепловий, акумуляторАнотація
У статті наведено методику планування багатофакторного експерименту для визначення основних показників тривалості процесу сушіння в геліосушарці: швидкості сушіння, критичної вологості фруктів, коефіцієнта сушіння.
На основі аналізу існуючих рівнянь розрахунку тривалості процесу конвективного сушіння було вдосконалено рівняння О. В. Ликова (4) для умов геліосушарки. В основі цього рівняння подано спрощений механізм тепло- і масообміну, який описано диференціальним рівнянням тепломасоперенесення.
Отримано рівняння регресії, за допомогою яких можна розрахувати залежності швидкості сушіння, критичної вологості фруктів, коефіцієнта сушіння в області зміни параметрів теплоносія: 10 Вт/м2 ≤ Q ≤ 460 Вт/м2; 20 ºС ≤ Ттн ≤ 50 ºС; 1 м/с ≤ vтн ≤ 2,5 м/с.
Встановлена кількість необхідних експериментів для нашого випадку 33. Розроблено матрицю планування експерименту та отримано результати експерименту для лінійних функцій: швидкості сушіння, критичної вологості, коефіцієнта сушіння відносно значень досліджуваних факторів: 10 Вт/м2 ≤ Q ≤ 460 Вт/м2; 20 ºС ≤ Ттн ≤ 50 ºС; 1 м/с ≤ vтн ≤ 2,5 м/с.
Розроблено математичну модель дисперсійного аналізу технологічного процесу сушіння фруктів у геліосушарці. Розраховано й перевірено оцінку адекватності моделі за критеріями Фішера та Стьюдента.
Обґрунтовано оптимальні режими роботи геліосушарки в області: 10 Вт/м2 ≤ Q ≤ 460 Вт/м2; 20 ºС ≤ Ттн ≤ 50 ºС; 1 м/с ≤ vтн ≤ 2,5 м/с. Виконано опис впливу конструктивних параметрів (площі колектора Sпк = 1,5 м2 і маси теплового акумулятора тта = 50 кг) на закономірності зміни теплотехнічних параметрів навколишнього середовища (температури навколишнього середовища Тнс.ср. − 16 − 32 °С, рівня сонячної активності Інср. − 100 − 824 Вт/м2) і на тривалість процесу сушіння фруктів за таких параметрів: 10 Вт/м2 ≤ Q ≤ 460 Вт/м2; 20 ºС ≤ Ттн ≤ 50 ºС; 1 м/с ≤ vтн ≤ 2,5 м/с.
Посилання
Adler, Yu. P., Markova, E. V., & Granovskiy, Yu. V. (1976). Planirovanie eksperimenta pri poiske optimalnyh usloviy. Moskva: Nauka, 274.
Bachurskaia, L. D., & Guliaev, V. N. (1976). Pischevyie kontsentraty. Moskva: Pischevaia promyshlennost.
Vedeniapin, G. V. (1973). Obschaia metodika issledovaniia i obrabotki opytnyh dannyh. Moskva: Kolos.
Krasovskii, G. I., & Filaretov, G. F. (1982). Planirovanie eksperimenta. Minsk: Izd-vo BGU im. V. I. Lenina.
Lykov, A. V. (1968). Teoriia sushki. Moskva: Energiia.
Lykov, A. V. (1970). Teplomassoobmen spravochnik. Moskva: Energiia.
Melnikov, S. V., Aleshkin, V. R., & Roschin, P. M. (1980). Planirovanie eksperimenta v issledovaniiah selskohozyaystvennyih protsessov. Leningrad: Kolos.
Rabinovich, S. G. (1978). Pogreshnosti izmerenii. Leningrad: Energiia.
Fedorov, V. V. (1971). Teoriia optimalnogo eksperimenta. Moskva: Nauka.
Finni, D. V. (1970). Vvedenie v teoriyu optimalnogo eksperimenta. Moskva: Nauka.
Azimi, А., Tavakoli, T., & Khademhosseini, H. (2012). Experimental Study on Eggplant Drying by an Indirect Solar Dryer and Open Sun Drying. Iranica Journal of Energy & Environment, 3, 347–353.
Janjai, S., Phusampao, C., Nilnont, W., & Pankaew, P. (2014). Experimental performance and modeling of a greenhouse solar dryer for drying macadamia nuts. International Journal of Scientific & Engineering Research, 5, 1155−1161.
Kaveh, M., Amiri Chayjan, R., & Esna−Ashari, M. (2016). Thermal and physical properties modelling of terebinth fruit (Pistacia atlantica L.) under solar drying. Research in Agricultural Engineering, 61(4), 150–161.
Korobka, S., & Babych, M. (2017). Substatiation of the constructive−technologocal parameters of a solar fruit dryer. Eastern−European Journal of Enterprise Technologies, 1 (8(85)), 13–19.
Khazimov, Z. M., Bora, G. C., Khazimov, K. M., & Khazimov, M. Z. (2014). Modeling of the motion of free convective drying agent in plastic helio dryer. Journal of Engineering Thermophysics, 23(4), 306–315.
Korobka, S., Babych, M., Krygul, R., & Zdobytskyj, A. (2018). Results of research of the technological process of sun fruit drying. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1/8(91), 64–73.
Babych, M., Korobka, S., Skrynkovskyy, R., Korobka, S., & Krygul, R. (2016). Substantiation of economic efficiency of using a solar dryer under conditions of personal peasant farms. Eastern−European Journal of Enterprise Technologies, 6 (8(84)), 41–47.
Kituu, G. M., Shitanda, D., Kanali, C. L., Mailutha, J. T., Njoroge, C. K., Wainaina, J. K., & Silayo, V. K. (2010). Thin layer drying model for simulating the drying of Tilapia fish (Oreochromis niloticus) in a solar tunnel dryer. Journal of Food Engineering, 98(3), 325–331.
