Введение. Сушка пищевых продуктов, относящихся к термолабильным и легкоокисляемым, исключает повышение температуры выше допустимого значения. Поэтому ведутся поиски альтернативных энергетических воздействий на высушиваемый материал, способных обеспечить сушку при незначительном увеличении температуры продукта. Одним из таких способов является воздействие ультразвуковыми колебаниями. Целью работы является выявление оптимального диапазона уровней звукового давления для воздействия на высушиваемый материал и разработка конструкций сушильных установок малого объема. Объекты и методы исследования. Процесс сушки картофеля в неподвижном тонком слое в разработанной ультразвуковой лабораторной сушильной установке. Исследования проводились при заданных температуре t = 60 ± 1 °С и скорости потока сушильного агента 0,50 ± 0,03 м/с. Результаты и их обсуждение. Анализ экспериментальных кривых сушки позволил выявить период постоянной скорости при низких уровнях звукового воздействия и его отсутствие при высоком уровне воздействия, начиная со 160 дБ. Это свидетельствует об инициировании процесса ультразвукового диспергирования жидкости с поверхности картофеля. Диспергирование происходит за счет кавитационного распыления жидкости без фазового перехода, что снижает энергозатраты на сушку. Анализ зависимости средней скорости сушки при высоком влагосодержании от уровня звукового давления позволил установить, что повышение уровня звукового давления в диапазоне уровней от 150 до 165 дБ обеспечивает рост скорости сушки до 26 % на 5 дБ. Выявлен оптимальный диапазон ультразвукового воздействия 160–165 дБ. В нем оптимально сочетаются энергозатраты и время сушки. Предложены две конструкции барабанных сушилок горизонтального и вертикального типа с разовой загрузкой в 6 кг, позволяющие равномерно пересыпать высушиваемый материал, подвергая его ультразвуковому воздействию. Выводы. Конвективная сушка картофеля совместно с ультразвуковым воздействием в двух видах разработанных барабанных сушилках обеспечивают сокращение времени сушки на 44–47 % относительно конвективной сушки.
Introduction. Dehydration of heat-sensitive and easily oxidized food products require particular temperatures. Exposure to ultrasonic vibrations is an alternative dehydration method that presupposes moderate thermal treatment. The research objective was to identify the optimal range of sound pressure and to design a small-volume dryer. Study objects and methods. The study featured two novel ultrasonic potato dryers at t = 60 ± 1°C and a drying agent flow rate of 0.50 ± 0.03 m/s. Results and discussion. The analysis of the drying curves revealed a period of constant flow rate at a low ultrasonic exposure and its absence at a high level of exposure of ≥ 160 dB, which indicated the start of the ultrasonic dispersion process of liquid from the potato surface. The dispersion occurred due to cavitation spraying of liquid without phase transition, which significantly reduced energy consumption. As the sound pressure increased in the range from 150 to 165 dB, the drying speed increased up to 26% by 5 dB. The optimal range of the sound pressure was 160–165 dB, which optimally combined energy consumption and drying time. The research resulted in two 6 kg horizontal and vertical drum dryers that provided even ultrasonic exposure during drying. Conclusion. The convective ultrasonic potato drum dryers reduced the drying time by 44–47%