International research journal

Введение 
На основе анализа базовых технологий консервации кормов, выявлено, что наибольшие потери питательных 
веществ и витаминных ингредиентов происходят при сушке. В тоже время сухие грубые корма являются 
физиологически необходимыми для жвачных животных. При производстве сена потери питательных веществ 
составляют от 30 до 50%, в зависимости от способа заготовки и погодных условий [1]. 
В 1980-1990 годах нашла применение высокотемпературная сушка травы с целью получения высококачественного 
витаминного корма в виде травяной муки, гранул, брикетов. Из-за высоких энергозатрат и загрязнений готового корма 
продуктами горения топлива данные технологии последнее время не используются, но в ряде хозяйств Ленинградской 
области для получения сбалансированных кормов для высокопродуктивного стада предпринимаются попытки 
восстановления технологий высокотемпературной сушки травы для получения витаминных травяных добавок. 
Предлагаемая нами технология приготовления витаминных добавок на основе инфракрасной сушки трав обеспечит 
получение экологически чистого корма с меньшими удельными затратами на сушку. 
Имеется опыт применения инфракрасной сушки пищевых продуктов, с сохранением полезных веществ и витаминов 
[4], [5]. С этой задачей справляются сушильные камеры с инфракрасным обогревом. Температура в них не превышает 
40…60 градусов, сохраняя тем самым полезные вещества. 
Главным достоинством процесса сушки продуктов инфракрасными лучами является более высокая скорость 
удаления влаги в сравнении с конвективной или кондуктивной (контактной) сушкой [2]. Такое преимущество 

---

Международный научно-исследовательский журнал ▪ № 1 (103) ▪ Часть 1 ▪Январь 
76 
обеспечивается действием потока излучаемой тепловой энергии, которая проникает на некоторую глубину в 
капиллярно-пористые продукты (около 0,1…2,0 мм). Одновременно с этим происходит уничтожение нежелательной 
микрофлоры с поверхности продуктов, позволяя продлить срок хранения. При этом не нарушается структура продуктов, 
не изменяются вкусовые качества продуктов, не уничтожаются витамины и полезные микроэлементы. 
Благодаря большому числу отражений от стенок капилляров, лучи инфракрасного излучения могут поглощаться 
практически полностью. В данном случае коэффициент теплообмена получается значительно большим. Таким образом, 
на единицу поверхности высушиваемого продукта за единицу времени передается значительное количество тепла. 
Данное преимущество позволяет значительно ускорить процесс сушки. 
В отличии от других методов консервации инфракрасная сушка (ИКС) позволяет получить конечный продукт, 
сохраняющий все биологически ценные свойства и практически все витаминные элементы. Затраты на процесс сушки 
в инфракрасной сушилке до 20% ниже, чем в устройствах конвейерного типа и составляю 0,9-1,4 кВт/час на 1 кг 
испаренной влаги [3]. 
Сушка влажного сырья или материалов инфракрасным излучением обычно протекает в два периода, 
охарактеризованных различным изменением влажности сырья [4]. 
- в первом периоде влажность сырья уменьшается во времени линейно; 
- во втором периоде процесс изменения влажности от времени приобретает характер нелинейного переходного 
процесса. 
Скорость удаления пара с поверхности испарения во всем объеме сушильного агента лимитирует в первом периоде 
скорость сушки и определяется входными возмущающими внешними воздействиями: скоростью нагрева сырья, 
температурой и длиной волны инфракрасного излучателя, и удаленностью излучателя от поверхности испарения. 
Второй период сушки часто называют периодом падающей скорости сушки. Данный период обезвоживания сырья 
характеризуется ростом температуры его нагрева, однако температура на поверхности сырья растет быстрее, чем 
внутри, что приводит к возникновению в сырье градиента температуры, направленного в сторону наружной 
поверхности, вызывающий явление термовлагопроводности тормозящей в этом случае процесс внутреннего 
массопереноса [5]. 
Для инженерных расчётов сушильных установок на практике используются кривые переходного процесса сушки, 
отображающие изменение скорости и температуры. Получают кривые сушки экспериментально, так как вычисление 
постоянной времени нагрева невозможно без знания геометрических показателей сырья, объёма и площади внешней 
поверхности обрабатываемого растительного сырья, что в некоторых случаях затруднено мелкой фракцией 
обрабатываемого объекта или сложной геометрической структурой как, например, у клевера. 
Однако оценка кинетики сушки конкретного сырья позволяет перейти к следующему этапу проектирования 
радиационных сушильных установок, которым является тепловой расчет. Перед тепловым расчетом ИК установки 
стоит задача определения мощности генераторов лучистой энергии, его геометрических размеров и расположения в 
сушильной установке относительно обрабатываемого сырья [6], [7]. 
Для решения задачи создания эффективных установок для сушки растительного сырья, Лебедевым П. Д. 
предложено дифференциальное уравнение теплового баланса, которое действительно для расчета технологического 
регламента сушки сырья и тел любой конфигурации [8]. 
Уравнение теплового баланса для условий равномерного прогрева по толщине облучаемого тела, в котором энергия, 
поглощаемая облучаемым сырьем за время dt будет затрачиваться на его нагрев, отдачу тепла нагреваемым телом в 
окружающее пространство конвекцией и излучением, и на испарение из него влаги [9] имеет вид: 





d
rl
q
Sd
T
T
Sd
t
t
Gcdt
d
AES
xl
gh
B
k



























4
0
4
0
100
100
9
.
4
)
(
86
.
0
(1) 
где: А – коэффициент поглощения излучения облучаемым сырьем; 
Е – плотность облучения, Вт/м; 
S0 и S – площадь облучаемой и полной поверхностей сырья, м; 
Η – время от начала облучения, ч; 
G – вес облучаемого растительного сырья, кг; 
t и t
B
 – температуры сырья и окружающего воздуха, °С; 
с – теплоемкость облучаемого сырья, ккал/кг·град; 
gh

– приведенная степень черноты облучаемого сырья и внутренних ограждений сушильной установки; 
k

– коэффициент теплоотдачи конвекцией, ккал/м
2
·ч·град; 
Т и Т
0
 – температура сырья и окружающих поверхностей, 
0
C; 
q' – скорость испарения вещества (начальная интенсивность), кг/м
2
·ч; 
х – показатель поглощения излучения растительным сырьем, 1/м; 
L – глубина проницаемости сырья инфракрасным потоком от его наружной поверхности, м. 
Отношение общей теплоотдачи (конвекцией и излучением) к потере конвекцией принимают постоянным из-за 
минимальной величины потерь тепла благодаря малым значениям температуры нагрева облучаемого сырья: 



k
и
k
dQ
dQ
dQ
(2) 

---

Международный научно-исследовательский журнал ▪ № 1 (103) ▪ Часть 1 ▪Январь 
77 
При этом значение потерь тепла теплоотдачей за время dn приближенно определится как: 



Sd
t
t
dQ
dQ
B
k
и
k
)
(



(3) 
где: 




k
– суммарный коэффициент теплообмена, ккал/м
2
·ч·град. 
В практических условиях значение суммарного коэффициента, α изменяется в пределах от 16 до 20 ккал/м
2
ч·град [9]. 
С приближением определяют и тепловой баланс облучаемого сырья, так как скорость испарения влаги считают 
постоянной и равной средней интенсивности 
q

. Уравнение можно представить в виде: 






d
S
q
d
t
t
S
dt
S
с
AEd
B





)
(
86
.
0
(4) 
где: S – отношение площадей полной поверхности и облучаемой ее части; 
V
S /


– отношение площади полной поверхности облучаемого сырья к его объему м
2
/м
3
; 

– удельный вес облучаемого сырья, кг/м.