МАССОПРОВОДНОСТЬ ПРИ СУШКЕ ЯДЕР И ОБОЛОЧЕК СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА

  • Stanislav P. Rudobashta Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева
  • Vadim N. Kochetkov Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева
  • Galina A. Zueva Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Vyacheslav M. Dmitriev Тамбовский государственный технический университет
Ключевые слова: массопроводность, диффузия, сушка, ядро семян, оболочка

Аннотация

Экспериментально исследованы массопроводные (диффузионные) свойства семян подсолнечника сорта «МАС 95 ОЛ». Из экспериментальных кривых сушки, полученных во внутридиффузионном кинетическом режиме при двух температурах сушильного агента (воздуха), зональным методом были рассчитаны коэффициенты массопроводности (диффузии влаги), которые представлены в виде зависимостей от влагосодержания соответственно ядра и оболочки. Показано, что коэффициенты массопроводности ядер и оболочек зависят от влагосодержания материала и существенно разнятся как по величине, так и по характеру концентрационных зависимостей. Коэффициент массопроводности у ядер на разных участках влагосодержаний в 15-25 раз больше, чем у оболочек, это объясняется различиями в структуре этих материалов. В области влагосодержаний менее 0,5 кг/(кг сух. м-ла) обе зависимости  имеют одинаковый характер вогнутых возрастающих с влагосодержанием функций, это является следствием одинакового доминирующего в этой области влагосодержаний механизма массопереноса, каковым является осмотический массоперенос. У ядер семян область влагосодержаний более 0,5 кг/(кг сух. м-ла) отсутствует, а у оболочек семян она есть и доминирует в ней диффузия пара. Данные по коэффициенту массопроводности для оболочек семян были сопоставлены с коэффициентом массопроводности другого капиллярнопористого коллоидного материала со схожей структурой – древесины. Характер концентрационных зависимостей у обоих материалов одинаков, что объясняется схожестью морфологического строения древесины и оболочек семян, имеющих древовидное строение. Коэффициент массопроводности ядра семени был сопоставлен с коэффициентами массопроводности других капиллярно-пористых коллоидных материалов растительного и животного происхождения. Сопоставление показало, что они имеют один порядок коэффициента массопроводности: 10-9 м2/с. Это объясняется одинаковым строением данных материалов, имеющих клеточную структуру, и, вероятно, одинаковыми механизмами массопереноса при соответствующих влагосодержаниях. Полученные данные по коэффициентам массопроводности ядра и оболочки семени подсолнечника могут быть использованы для кинетического расчета процесса конвективной сушки этого материала на основе решения дифференциальных уравнений внутреннего тепло- и массопереноса А.В. Лыкова с представлением семени как двухслойного тела.

Литература

Rudobashta S.P. Mathematical modeling of the process of convective drying of dispersed materials. Izv. RAN. Energetika. 2000. N 4. P. 98-108 (in Russian).

Rudobashta S.P. Mass Transfer in Solid Phase Systems. M.: Khimiya. 1980. 248 p. (in Russian).

Luikov A.V. Theory of Drying. M.: Energiya.1968. 472 p. (in Russian).

Krischer О. Die wissenschaftlichen Grundlagen der Trocknungstechnik. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer-Verlag. 1963. 491 p. DOI: 10.1007/978-3-662-26011-1.

Zabavin I.S., Rudobashta S.P., Dmitriev V.M. Study of the diffusion properties of grain. Khranenie Pererabotka Sel’khozsyr’ya. 2010. N 8. P. 24- 28 (in Russian).

Rudobashta S.P., Moryakov A.V., Dmitriev V.M. Mass conductivity of rape seeds during drying. Khranenie Pere-rabotka Sel’khozsyr’ya. 2012. N 8. P. 42 - 46 (in Russian).

Rudobashta S.P., Zueva G.A., Dmitriev V.M., Zuev N.A. Mass conductivity during drying of colloidal capillary-porous materials. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2014. V. 57. N 1. P. 103-107 (in Russian).

Rudobashta S., Zueva G. Drying of seeds through oscillating infrared heating. Dry. Technol. 2016. V. 34. N 5. P. 505-515. DOI: 10.1080/07373937.2015.1060997.

Rudobashta S.P., Zueva G.A., Muravleva E.A., Dmitriev V.M. Mass Conductivity of Capillary-Porous Colloidal Materials Subjected to Convective Drying. J. Eng. Phys. Thermophys. 2018. V. 91. N 4. P. 845-853. DOI: 10.1007/s10891-018-1808-x.

Tavakolipour H., Kalbasi A. Ashtari, Basiri A. Effect of drying parameters on quality index of Damghan pistachio and determination of effective diffusion indexes at modified conditions of this process. J. Food Sci. Technol. 2008. 5th period. N 4. P. 47-56.

Sobukola O. Effect of Pre-Treatment on the Drying Characteristics and Kinetics of Okra (Abelmoschus esculetus L. Moench) Slices. Internat. J. Food Eng. 2009. V. 5(2). P. 20-26. DOI: 10.2202/1556-3758.1191.

Doymaz I. Drying kinetics of white mulberry. J. Food Eng. 2004. V. 61. P. 341-346. DOI: 10.1016/S0260-8774(03)00138-9.

Faustino J.M.F., Barroca M.J., Guine R.P.F. Study of the drying kinetics of green bell pepper and chemical characterization. Trans IchemE. 2007. V. 58. P. 163-170. DOI: 10.1205/fbp07009.

Khanzadeh F., Tavakolipour H., Rahmani F. Convection drying kinetics of asian white radish raphanus sativus l.) slices. 17th International Drying Symposium (IDS 2010). Mag-deburg, Germany. October 3-6. 2010. Poster P 037. P. 552-558. (electronic edition).

Aghamasihi M., KhazaeI J., Akmal A.A.S. A new way to produce dietary potato chips: drying the potato steamed crisps in hot air. XIII Polish Drying Symposium Szczecin – Kołobrzeg. September 5 – 6. 2013. N 246. (electronic edi-tion).

Hii Ching Lik, Cobham E. Itam. Convective air drying of raw and cooked chicken meat. XIII Polish Drying Symposium Szczecin – Kołobrzeg. September 5 – 6. 2013. N 44. (electronic edition).

Alves-Filho O., Senadeera W., Eikevik T. Influence of drying conditions on the moisture diffusion during single stage and two stage fluidized bed drying of bovine intestine for pet food. 6-th Nordic Drying Conference. June 5-7. 2013. Copenhagen, Denmark (electronic edition).

Mukhatov K., Alves-Filho O. Study of the effect of drying conditions in atmospheric heat pump drying of green peas. 6-th Nordic Drying Conference. June 5-7. 2013. Copenhagen, Denmark (electronic edition).

Martinez-Vera C., Vizzarra-Mendoza M. Fluidized bed drying simulation considering solid Shrinkage. 6-th Nordic Drying Conference. June 5-7. 2013. Copenhagen, Denmark (electronic edition).

Rudobashta S.P., Zueva G.A., Dmitriev V.M. Study of mass conductivity properties of seeds layer. Chem-ChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2017. V. 60. N 7. P. 72-77. DOI: 10.6060/tcct.2017607.5556.

Ochnev E.N., Rudobashta S.P., Planovsky A.N., Dmitriev V.M. Zonal method for determining the dependence of the mass conductivity coefficient on concentration. Teor. Osnovy Khim. Tekhnol. 1975. V. IX. N 4. P. 491-495 (in Russian).

Опубликован
2021-05-14
Как цитировать
Rudobashta, S. P., Kochetkov, V. N., Zueva, G. A., & Dmitriev, V. M. (2021). МАССОПРОВОДНОСТЬ ПРИ СУШКЕ ЯДЕР И ОБОЛОЧЕК СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 64(5), 80-87. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20216405.6337
Раздел
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ неорг. и органических веществ, теоретические основы