Материалы
Решение математической модели конвективно-микроволновой сушки вспененного рыбного гидролизата
Авторы:
А.В. Хадаев, А.Х.-Х. Нугманов , П.Д. Осмоловский, С.К. Ильдирова, И.А. Бакин
Аннотация:
Основной проблемой, ведущей к экономическим и экологическим издержкам, является неэффективная переработка белково-минеральных отходов аквакультуры. Получаемый из них ценный рыбный гидролизат требует эффективного обезвоживания, однако традиционные методы, такие как распылительная сушка, не обеспечивают высокой производительности. Ключевым решением становится интенсификация процесса влагоудаления за счет сочетания нескольких технологических подходов. Первоначально гидролизат структурируют, переводя во вспененное состояние с добавлением загустителя и стабилизатора (например, гуаровой камеди), что создает необходимую пористую матрицу для удаления влаги. Наиболее эффективным методом сушки такого материала является комбинированная микроволновая технология, часто используемая совместно с конвективным энергоподводом. Ее преимущество заключается в способности обеспечить быстрый и контролируемый объемный прогрев пористой структуры вспененного гидролизата, что значительно ускоряет и интенсифицирует весь процесс обезвоживания. В статье экспериментально установлены рациональные параметры процесса: толщина слоя 5 мм, начальная температура материала (27 ± 2) °C, удельная мощность СВЧ-воздействия 5 кВт/м². В этих условиях за 7,5 мин достигается снижение влажности с 81 до 8 %. Выявлены кинетические закономерности конвективно-микроволновой сушки гидролизата. Разработана и верифицирована адаптированная математическая модель тепломассопереноса, учитывающая зависимость диэлектрических и теплофизических свойств материала от влажности. Решение модели показало, что при заданных режимах температура в слое не превышает 65 °C в первые 4 мин, после чего наблюдается ее неконтролируемый рост, что определяет критическую точку перехода от СВЧ-нагрева к конвективному досушиванию. Экспериментально подтверждена эффективность двухстадийного гибридного режима: 4-минутная СВЧ-сушка (до влажности 43,5 % и температуры 66 °C) с последующим 8-минутным конвективным досушиванием при температуре агента 75 °C, что позволяет снизить влажность до 6 % при сохранении качества термолабильного продукта.
Ключевые слова:
рыбный гидролизат; загуститель/стабилизатор пены; конвективно-микроволновая пеносушка; кинетические закономерности; математическое описание; математическая модель; численное решение
Ссылка для цитирования:
Хадаев А.В., Нугманов А.Х.-Х., Осмоловский П.Д., Ильдирова С.К., Бакин И.А. Решение математической моде- ли конвективно-микроволновой сушки вспененного рыбного гидролизата // Индустрия питания|Food Industry. 2026. Т. 11, № 1. С. 38–50. DOI: 10.29141/2500-1922-2026-11-1-4. EDN: EMGIMQ.
