MD160Y - Procedeu de uscare a produselor alimentare - Google Patents

Abstract

Inventia se refera la industria alimentara, si anume la un procedeu de uscare a produselor alimentare in camp electromagnetic prin impulsuri de frecventa suprainalta. Procedeul, conform inventiei, include tratarea produselor alimentare intr-un camp electromagnetic, utilizand o perioada activa cu impulsuri de frecventa suprainalta pentru incalzire si o perioada de repaus fara transferuri de faza, cu eliminarea umiditatii de pe suprafata produsului, totodata tratarea se efectueaza alternand perioadele, pana la atingerea umiditatii necesare in produs, iar durata perioadelor se calculeaza utilizand formula (1) pentru perioada activa a impulsurilor si (2) pentru perioada de repaus:Rezultatul consta in reducerea consumului de energie prin crearea gradientului de temperatura maximal in perioada activa de incalzire si eliminarea umiditatii fara transferuri de faza in perioada pasiva.

Description

Invenţia se referă la industria alimentară, şi anume la un procedeu de uscare a produselor alimentare în câmp electromagnetic prin impulsuri de frecvenţă supraînaltă.

Este cunoscut procedeul de uscare cu curenţi de impulsuri în câmp electromagnetic, care include uscarea vişinelor prin convecţie la temperatura agentului de uscare de 100…105°C concomitent cu uscarea cu curenţi de impulsuri în câmp electromagnetic cu frecvenţa de 2450 MHz, puterea iradierii fiind de 1,5 kW, durata impulsurilor de 5 s şi pauza dintre ele de 25 s [1].

Dezavantajul acestui procedeu constă în faptul că durata impulsurilor şi a pauzei dintre ele sunt determinate pentru un anumit produs (vişină) şi nu poate fi aplicat pentru alte produse. Totodată, duratele de timp menţionate a impulsurilor şi a pauzei dintre ele sunt determinate din considerentele de a fi menţinute în limite fixe.

Problema pe care o rezolvă invenţia constă în posibilitatea alegerii procedeului de uscare pentru diferite produse, datorită calculului duratei optimale a impulsurilor de aplicare a energiei de frecvenţă supraînaltă şi a pauzei dintre ele în funcţie de puterea sursei de energie şi proprietăţile termofizice ale produsului.

Problema se soluţionează prin aceea că procedeul de uscare a produselor alimentare include tratarea produselor alimentare într-un câmp electromagnetic, utilizând o perioadă activă cu impulsuri de frecvenţă supraînaltă pentru încălzire şi o perioadă de repaus fără transferuri de fază, cu eliminarea umidităţii de pe suprafaţa produsului, totodată tratarea se efectuează alternând perioadele, până la atingerea umidităţii necesare în produs, iar durata perioadelor se calculează utilizând formula (1) pentru perioada activă a impulsurilor şi (2) pentru perioada de repaus:

,\tab\tab(1)

,\tab\tab\tab\tab(2)

unde:

τA - durata perioadei active a impulsurilor, s;

α - coeficientul difuziei termice, m2/s;

c - capacitatea termică specifică, J/kg·K;

ρ - densitatea produsului, kg/m3;

d - grosimea stratului produsului, m;

TS - temperatura suprafeţei produsului, K;

TM - temperatura mediului înconjurător, K;

λ - coeficientul conductibilităţii termice, W/m·K;

Qv - intensitatea căldurii degajate, W/m3,

τp - durata perioadei de repaus, s;

αp - coeficientul difuziei molare a apei, m2/s.

Rezultatul constă în reducerea consumului de energie prin crearea gradientului de temperatură maximal în perioada activă de încălzire şi eliminarea umidităţii fără transferuri de fază în perioada pasivă.

Avantajele procedeului dat sunt: posibilitatea calculului perioadelor de uscare pentru diferite produse; majorarea calităţii produselor şi reducerea consumului de energie.

Pe parcursul perioadei active în produs se obţine gradientul de temperatură maximal, deci are loc transferul cel mai intensiv de umiditate în stare lichidă fără transferul de fază lichid-vapori din straturile interioare ale produsului la periferie. În continuare sursa de energie a câmpului de frecvenţă supraînaltă se întrerupe pe o perioadă de timp τp. În această perioadă, datorită energiei acumulate, are loc eliminarea umidităţii de pe suprafaţa produsului şi relaxarea presiunii în interior. După aceasta ciclul se repetă.

Depăşirea valorii τp a perioadei de repaus (pauzei) creează în interiorul produsului o scădere de presiune care absoarbe aerul împreună cu umiditatea din stratul de frontieră produs-mediu în interior.

Exemplu de realizare

În tabel sunt prezentaţi parametrii seminţelor de floarea-soarelui necesari pentru calculul perioadelor active şi pasive pentru uscare.

Tabel

Parametri Simbol Un. de măsură Umiditatea 33% 15% coeficientul difuziei termice α m2/s 0,89 0,68 capacitatea termică specifică c J/kg·K 2292 1955 densitatea produsului ρ kg/m3 817 744 grosimea stratului produsului d m 0,005 0,005 temperatura suprafeţei produsului TS K 346 346 temperatura mediului înconjurător TM K 293 293 coeficientul conductibilităţii termice λ W/m·K 0,150 0,137 intensitatea căldurii degajate QV W/m3 4,2·104 3,9·104 coeficientul difuziei molare a apei αp m2/s 4,4·10-8 4,9·10-8

În momentul când seminţele de floarea-soarelui au atins umiditatea de 33% durata perioadei active este de:

= = = (s)

şi durata perioadei pasive este de:

= = =71(s).

În momentul când seminţele de floarea-soarelui au atins umiditatea de 15% durata perioadei active este de:

= = = (s)

şi durata perioadei pasive este de:

= = =64(s).

Aşadar, cunoscând puterea sursei de energie şi parametrii termofizici ale seminţelor de floarea-soarelui, prezentate în tabel, pot fi calculate, conform relaţiilor 1 şi 2, durata perioadei active şi pasive de aplicare a energiei câmpului de frecvenţă supraînaltă. Utilizând relaţiile 1 şi 2 se pot calcula perioadele de aplicare a energiei câmpului de frecvenţă supraînaltă pentru diferite produse.

1. MD 2656 C2 2005.01.31

Claims (1)

1. Procedeu de uscare a produselor alimentare, care include tratarea acestora într-un câmp electromagnetic utilizând o perioadă activă cu impulsuri de frecvenţă supraînaltă pentru încălzire şi o perioadă de repaus fără transferuri de fază, cu eliminarea umidităţii de pe suprafaţa produsului, totodată tratarea se efectuează alternând perioadele, până la atingerea umidităţii necesare în produs, iar durata perioadelor se calculează utilizând formula (1) pentru perioada activă a impulsurilor şi (2) pentru perioada de repaus:

   ,\tab\tab(1)

   ,\tab\tab\tab\tab(2)

   unde:

   τA - durata perioadei active a impulsurilor, s;

   α - coeficientul difuziei termice, m2/s;

   c - capacitatea termică specifică, J/kg·K;

   ρ - densitatea produsului, kg/m3;

   d - grosimea stratului produsului, m;

   Ts - temperatura suprafeţei produsului, K;

   Tm - temperatura mediului înconjurător, K;

   λ - coeficientul conductibilităţii termice, W/m·K;

   Qv - intensitatea căldurii degajate, W/m3,

   τp - durata perioadei de repaus, s;

   αp - coeficientul difuziei molare a apei, m2/s.