Методики проведения экспериментов и обработки экспериментальных данных

Экспериментальные исследования процесса были проведены для изучения процессов распылительной сушки высоковлажных - низковязких, влажных - средневязких и пастообразных - высоковязких пищевых продуктов (молока, витаминизированных молочных продуктов, сливок) в мелкодисперсном состоянии с учетом влияния поперечного потока воздуха. Исследования были выполнены на лабораторном стенде, разработанном на базе распылительной прямоточной сушилки с управляющими элементами и системами, позволяющими контролировать и снимать данные протекающего процесса, и на промышленной установке. А так же использовались известные методики, приборы и приспособления для определения параметров (влажности, плотности, вязкости, скорости потока, температуры, частоты вращения).

Все экспериментальные исследования проводились на кафедре пищевой биотехнологии Оренбургского государственного университета.

При проведении экспериментов использовали методику показанную на рисунке 3.1.

Исследование процесса распылительной сушки

Методика экспериментальных исследований

Рисунок 3.1 - Методика экспериментальных исследований

Экспериментальная установка, приборы и оборудование, применяемые при исследованиях

Лабораторный стенд, разработанный на кафедре пищевой биотехнологии представляет собой сушильную камеру с прозрачными стенками, систему подвода сушильного агента сверху и по бокам камеры с возможностью изменения температуры и скорости подачи воздуха, систему фильтрации отработанного воздуха, систему распыления продукта, отверстия для сбора готового продукта; в стенки стенда в отверстия для отбора проб на различной высоте вставлены лабораторные щупы. Система подвода сушильного агента представляет собой металлический корпус, внутри которого расположен центробежный вентилятор, калорифер и электронные блоки питания и управления ими, а так же воздуховоды. Элементы управления работой устройства выведены на панель управления. Воздух, нагреваемый в калорифере, жестко закрепленном в трубе, подается наверх с помощью вентилятора, далее разделяется - одна часть направляется в отверстие сверху, вторая часть распределяется в пульсаторе в зависимости от режима. Разработанный стенд оборудован датчиком «Testo435», позволяющим определять параметры воздушной среды внутри камеры на различной высоте [111-124]. Принципиальная схема устройства для сушки представлена на рисунке 3.2.

Лабораторный стенд позволяет измерять возникающие в результате сушки распыленных продуктов изменение динамики процесса от заданных параметров. Промежуточные данные определялись в стационарных условиях. Для определения параметров, характеризующих исследуемый материал, определялись его относительная влажность, плотность и вязкость в зависимости от показателей влажности и температуры сушильного агента.

Разработанный лабораторный стенд для распылительной сушки жидких и пастообразных продуктов в мелкодисперсном состоянии предназначен для выполнения следующих исследований:

  • - определение параметров сушки продукта и сушильного агента;
  • - определения критериальных зависимостей управляющих воздействий на процесс сушки;
  • - оптимизация режимных параметров процесса распылительной сушки.

Устройство Зля сушки проЗуктоб

  • 1-сушильная башня, 2 - вибросушилка, 3^4, 10 - воздуховоды, 5 - воздухогенератор, 6 - пульсатор, 7 - дроссель-клапан,
  • 8 - воздухораспределительные панели, 9 - калорифер, 11 - фильтр

Рисунок 3.2 - Распылительная сушилка с пульсатором

Обработка полученных данных проводилась с помощью компьютерных методов и расчетных программ. При проведении исследований все анализы осуществляли в неоднократных повторностях в зависимости от точности и сложности использованных методов. Для обработки экспериментальных данных использовали разработанное на основе трехфакторного эксперимента программное средство «Обработка результатов многофакторного эксперимента на основе композиционного ортогонального плана ПФЭ 23», зарегистрированное в университетском фонде алгоритмов и программ. Программное средство предназначено для составления композиционного ортогонального плана второго порядка на основе полнофакторного эксперимента ПФЭ 23, уравнений регрессии по результатам данного эксперимента, проверке адекватности полученных уравнений экспериментальным данным, а также построения поверхностей отклика для нахождения оптимальной области [151-152]. Используемые технические средства: ПК IBM PC-совместимый, не ниже Pentium П-233, база компьютера должна быть снабжена программным средством MS Excel /2000/ХР. С помощью программного средства производится проверка нормальности закона распределения случайной величины, выбраковка грубых ошибок, определение доверительного интервала оценок измеряемых величин, обнуление незначимых коэффициентов, анализ однородности оценки дисперсий, определение значимости коэффициентов уравнения по критерию Стьюдента, проверка адекватности полученного уравнения экспериментальным данным по критерию Фишера [110, 200].

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >