Processes of Heat and Mass Transfer during Drying of Red Beetroot

Abstract

Основною сировиною, яка має високий вміст бетаніну з антиоксидантними властивостями, є червоний столовий буряк. Важливим акцентом при переробці антиоксидантної сировини методом сушіння є зниження енергозатрат на процес зневоднення, максимальне збереження біологічно активних речовин та зниження собівартості кінцевого продукту. Сушіння – це складний і енергоємний процес. Тому для оптимізації витрат енергії при сушінні та підбору раціональних режимів зневоднення необхідно застосовувати розрахунковий аналіз тепломасообміну на основі адекватних математичних моделей. Застосування математичної моделі тепломасопереносу А. В. Ликова дало можливість побудувати відповідний чисельний алгоритм для моделювання цього процесу, виконати чисельні дослідження процесу конвективного сушіння столового буряка. Розрахункові та експериментальні результати порівнюються. Загалом порівняння результатів чисельного моделювання процесів конвекційного сушіння зразка столового буряка з експериментальними результатами показало їхнє достатньо задовільне якісне узгодження. Розрахункову модель можна використовувати для наближеного визначення характеристик процесу сушіння столового буряка, зокрема часу, необхідного для сушіння. Отримані результати калориметричних досліджень дозволяють стверджувати, що за правильно підібраних композицій вони не лише стабілізують компоненти нативної сировини, а й відбувається інтенсифікація процесу сушіння із зменшенням енерговитрат на процес.

Red beetroot is the main raw material which has a high content of betanine with antioxidant properties. An important emphasis in the processing of antioxidant raw materials by drying is to reduce energy consumption for the dehydration process, the maximum preservation of biologically active substances, and to reduce the cost of the final product. Drying is a complex and energy-intensive process. Therefore, to optimize energy consumption during drying and selection of rational modes of dehydration, it is necessary to apply the calculated analysis of heat and mass transfer on the basis of adequate mathematical models. Calculated and experimental results are compared. In general, the comparison of the results of numerical modeling of convection drying processes of the red beetroot sample with the experimental results showed their rather satisfactory qualitative agreement. The calculation model can be used to approximate the characteristics of the drying process of red beetroot, in particular the time required for drying. The obtained results of calorimetric studies allow stating that with correctly selected compositions, not only the components of native raw materials are stabilized, but also the drying process is intensified with the reduction of energy consumption to process.