Определение теплофизических и структурно-механических характеристик водных экстрактов из плодово-ягодного сырья | Determination of thermophysical and structural-mechanical characteristics of aqueous extracts from fruit and berry raw materials

English. There was studied the thermophysical, structural-mechanical, and heat exchange parameters of an aqueous extract from mulberry berries as an object of dehydration with the aim of further studying the processes of concentration and drying of this solution to establish their rational operating parameters and effective methods of influencing the kinetics and intensity of heat and mass transfer. The final product of a comprehensive study will be a natural powder dye, the consumer quality of which is largely determined by its thermophysical, structural-mechanical, and heat exchange parameters, which are required to be predicted when analyzing the influence of internal processes of heat and moisture transfer on the intensity of spray dehydration and on the processes of shape and structure formation of a powder productthe study involved various calculation and physical methods. The density values were found by the pycnometric method, and the thermophysical characteristics were revealed using the probe express method, including using the principle of additivity and the pattern of their variation. The values of the heat transfer coefficient during drying of the material with convective energy supply were calculated on the basis of the obtained experimental data. The obtained values of the complex of parameters affecting the drying process, as well as the patterns of their variation in rational temperature and humidity ranges, are necessary for the rational design of moisture removal processes from drying equipment. The effectiveness of the application of those techniques that are presented in the work has been proven, since subsequent mathematical modeling of the drying of the investigated aqueous extract showed a rror adequate for engineering calculations (less than 5%) in comparison with field experiments on a real laboratory drying plant.

Russian. Исследовали теплофизические, структурно-механические и теплообменные параметры водного экстракта из ягод тутового дерева как объекта обезвоживания с целью последующего изучения процессов концентрирования и сушки этого раствора для установления рациональных режимных параметров и эффективных методов воздействия на кинетику и интенсивность тепломассообмена. Конечным продуктом комплексного исследования будет порошковый натуральный краситель, потребительское качество которого в значительной степени определяется его теплофизическими, структурно-механическими и теплообменными параметрами, прогнозирование которых необходимо при анализе влияния внутренних процессов тепловлагопереноса на интенсивность распылительного обезвоживания и на процессы формо- и структурообразования порошкообразного продукта. Для исследований применялись различные расчетные и физические методы. Пикнометрическим методом были найдены величины плотности, а по зондовому экспресс методу выявлены теплофизические характеристики, в том числе с использованием принципа аддитивности и закономерностей их варьирования. Расчетным путем определены величины коэффициента теплоотдачи при сушке материала при конвективном энергоподводе, опираясь на опытные данные. Полученные значения комплекса влияющих на процесс сушки параметров, а также закономерности их варьирования в рациональных температурных и влажностных интервалах необходимы для рационального проектирования процессов удаления влаги из сушильного оборудования. Доказана эффективность применения представленных в работе методик, т.к. последующее математическое моделирование сушки исследуемого водного экстракта показало достаточную для инженерных расчетов относительную погрешность (менее 5%) в сравнении с натурными экспериментами нареальной лабораторной сушильной установке.