Том 83 № 1
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Перегляд Том 83 № 1 за Дата публікації
Зараз показуємо 1 - 20 з 27
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
- ДокументМатематичне моделювання динаміки тепломасопереносу в процесі жаріння олійної сировини(2019) Наталія Миколаївна Сорокова, В. В. ДідурРозроблено математичну модель і чисельний метод розрахунку динаміки тепломасопереносу та фазових перетворень в процесі волого-теплової обробки подрібненої олійної сировини (м’ятки) в багаточанній жаровні циліндричної конфігурації при кондуктивному підведенні теплоти. Волого-теплова обробка м’ятки є складовим процесом в технології виготовлення рослинної олії. Вона супроводжується певними біохімічними і структурними змінами матеріалу, спрямованими на підвищення виходу та якісних показників олії. Основною умовою досягнення необхідних якісних змін є дотримання заданого температурно-вологістного стану м’ятки при обробці. Математична модель будувалась на базі диференціального рівняння переносу субстанції (енергії, маси, імпульсу) в системах, що деформуються. Вона включає рівняння переносу енергії та рівняння масопереносу рідкої, парової і повітряної фаз в дисперсній колоїдній капілярно-пористій системі. Сформульовано крайові умови. Розроблено чисельний метод розрахунку. Проведено розрахунок динаміки і кінетики жаріння рецинової мезги та верифікацію отриманих результатів, що свідчить про адекватність математичної моделі, ефективність чисельного методу та доцільність їх використання при розробці та оптимізації режимів жаріння у відповідних умовах різних видів насіння олійних культур.
- ДокументВирішення енерго-екологічних проблем круп’яного виробництва(2019) Наталя Василівна Хоренжий, Алла Петрівна ЛапінськаВ статті показано переваги виробництва кормових сумішей із відходів круп’яних підприємств, наведено причини зменшення обсягів виробництва кормових сумішей, проблеми на зернопереробних підприємствах, що зумовлені відсутністю ефективної утилізації відходів. Запропоновано виробництво твердого біопалива із вторинних матеріальних ресурсів (мучок та лузги). Проаналізовано різні способи виробництва твердого органічного біопалива, показано, що існують і недоліки готової продукції – брикетів і пелет, отриманих без використання зв’язуючих речовин, одним з яких є проблема транспортування на великі відстані, в ході якого відбувається руйнування значної кількості пресованого біопалива за рахунок підвищення вологості і, як наслідок, зниження їх теплотворних властивостей. Паливні гранули (пелети), в основному, виробляються без додавання зв’язуючих речовин, в той час як для отримання брикетів з поліпшеними показниками якості використовуються різні добавки і зв’язуючі речовини. Теоретичними та експериментальними дослідженнями обгрунтовано компонентний склад паливних гранул, визначені фізичні властивості готової продукції. Запропоновано та обґрунтовано у якості ЗР використовувати крохмалевмісну сировину – мучку. На основі експериментальних досліджень доведено, що найбільш ефективним способом є приготування клейстеру з ячмінної мучки з вмістом сухих речовин 15 % з подальшим його введенням до складу біопалива у кількості 5 %. У статті запропоновано та обґрунтовано комплексну технологію переробки відходів круп’яного виробництва у пресовані продукти (кормові суміші та біопаливо), яка включає в себе наступні технологічні лінії: лінія підготовки мучки; лінія підготовки ЗР; лінія підготовки макрокомпонентів; лінія гранулювання; лінія брикетування. Отримані за цією технологією паливні пелети будуть мати щільність 1,13 т/м3, крихкість до 10 %. Наведена принципова технологічна схема одержання гранульованої кормової суміші та паливних пелет.
- ДокументРозробка ключових елементів системи ресурсо- та енергоефективності(2019) Виктория Соколова, Галина Всеволодівна Крусір, Тетяна Василівна Шпирко, І. Кузнєцова, І. КоваленкоВ сучасному світі, все більше користуються попитом готелі та ресторани. Це пов’язано з високою зайнятістю та активним життям сучасної людини. Вищезазначені заклади в процесі свого функціонування несуть безповоротний вплив на довкілля. Проведені дослідження відкривають повну картину проблем, пов’язаних з функціонуванням готельно-ресторанного комплексу, серед яких вплив на атмосферу, гідросферу та літосферу; споживання ресурсів; накопичення твердих побутових відходів та ризики. В ході досліджень оцінено фактори, які впливають та спричиняють додаткове навантаження на довкілля. Для досліджуваного готельно-ресторанного підприємства сформована екологічна політика, впровадження якої дозволить знизити негативний вплив підприємства завдяки формуванню організаційної, технічної та технологічної складової. Проаналізовано та оцінено за бальною шкалою вплив готельно-ресторанного комплексу на навколишнє середовище методом релевантних таблиць або Матриць Леопольда.. Розроблено реєстр екологічних аспектів готельно-ресторанного комплексу, а саме вхідні, вихідні та ризикові; визначено підрозділи та процеси, які наносять значний вплив довкіллю. За результатами дослідження зроблено висновки, що суттєвий негативний вплив на довкілля наносять стічні води підприємства, які забруднені синтетичними миючими засобами. Визначено, що основними забруднювачами, що потрапляють у навколишнє середовище в процесі функціонування готельно-ресторанного комплексу є фтор-, хлорорганічні сполуки. В роботі ідентифіковані екологічні аспекти підприємства та надані рекомендації щодо поліпшення рівня екологічної безпеки готельно-ресторанного підприємства. В ході досліджень, визначено, що готельно-ресторанне підприємство наносить на навколишнє середовище суттєвий негативний вплив.
- ДокументТермічне розкладання гранульованої деревини в умовах змінної газової атмосфери(2019) Тетяна Володимирівна Корінчевська, Вячеслав Аврамович Михайлик, Дмитро Михайлович КорінчукНа сьогодні актуальним є широке використання відновлюваних джерел енергії і, зокрема, біопалива. Для визначення придатності біомаси як палива важливо вивчити процес її термічного розкладання. Поширеним видом біомаси є деревина. Матеріалом для досліджень слугувала тирса деревини сосни. Використовували як дисперговану сировину, так і зразки в вигляді пресованих гранул. В роботі представлені результати дослідження дериватографічним методом термічних властивостей деревини. Для вивчення поведінки зразків в різних умовах дослідження проводилися зі зміною якості атмосфери в зоні термічного розкладання. Досліджена поведінка зразків у власній, збагаченій киснем, інертній та киснево-дефіцитній газовій атмосфері. Визначені температурні інтервали зневоднення та термічного розкладання органічних сполук; середні швидкості термічного розкладання органічних сполук; вологість, вміст органічних сполук та зольність біопалива. Показано, що для гранули палива, порівняно з диспергованим паливом, характерне зміщення температури максимумів швидкості видалення води та теплопоглинання в сторону більш низьких температур та виявлено, що процес його термічного розкладання проходить швидше і в більш вузькому інтервалі температур. Встановлено, що газова атмосфера суттєво впливає на кінетику та хід термічного розкладання органічних речовин деревини. При розкладанні деревини у власній газовій атмосфері в інтервалі між максимумами тепловиділення виявлений ендотермічний ефект, який супроводжує видалення газоподібних продуктів. Показано, що збагачення зони розкладання киснем викликає інтенсивний перебіг процесів розкладання, що призводить до зростання швидкості реакцій та звуження інтервалу температур термічного розкладання біопалива. Визначено, що інертна або киснево-дефіцитна атмосфера в зоні розкладання суттєво знижує інтенсивність його процесів і відповідно розширює температурний інтервал розкладання. З’ясовано, що в інертній та киснево-дефіцитній атмосфері термічне розкладання проходить по схемі піролізу деревини.
- ДокументИнновационная технология и оборудование для получения суппозиториев(2019) Олексій Іванович Шматок, Олеся Євгенівна Степанова, Ніна Борисівна СильнягінаПредметом исследования статьи являются технология изготовления суппозиторных лекарственных форм, которые стали популярны благодаря возможности совмещения в суппозиториях ингредиентов с различными фармакологическими и физико-химическими свойствами. Предлагается использование разработанных в Институте технической теплофизики НАН Украины инновационных методов термоконтактного нагревания и плавления и дискретно-импульсного ввода энергии (ДИВЭ) для обеспечения высокого качества полученных суппозиториев. Использование метода термоконтактного нагревания и плавления, который основан на непосредственном контакте нагревательного элемента с основой, позволяет сократить время на стадии подготовки основ для получения суппозиторных лекарственных форм. А использование метода ДИВЭ позволяет смешивать гидрофильные и гидрофобные ингредиенты без расслоения. Проведены экспериментальные исследования метода термоконтактного нагревания и плавления для выбора оптимальных параметров проведения процесса. Изучение особенностей технологических процессов нагревания, плавления основ и диспергирования лекарственных веществ, позволило определить необходимые требования к созданию новой ускоренной технологии для изготовления суппозиториев. На базе этих исследований в ИТТФ НАНУ создано инновационное энергосберегающее оборудование для получения суппозиториев, которое соответствует правилам надлежащей практики производства.
- ДокументExperimental Determination of the Qualitative Composition of Chladone Extracts of Bay Leaf(2019) Vladymir Potapov, Dmirtiy BilliyThe features of the use of laurel leaf extracts in food production are considered. The characteristics of the main substances contained in the leaves of the Noble laurel are listed. The chemical composition of Noble laurel proves the prospect of using extracts in food production. The extraction and environmental advantages of extraction with liquefied gases were analyzed, traditional methods of extracting vegetable oil, as well as their comparative characteristics were given. The stages of the technological process of extraction of laurel oil using liquefied chladone are shown, the organoleptic characteristics of the final product are evaluated. In the process of chemical analysis of the refrigerant extract, it was determined that the use of the modern method of chladone extraction with liquefied gases allows extracting the extract with a significantly larger amount of aroma-forming substances. The obtained values of the number of aroma are compared with the indicators of aqueous-alcoholic extract, which exceed the latter several times. Studies of extracts by gas chromatography have been described, as a result of which more than 50 components have been identified, among which fatty acids and ether derivatives are of particular interest. It was revealed that the chladone extract of laurel leaves retains the color, smell and taste of the original plant materials. The results of gas chromatography were compared with literature data on the qualitative composition of bay leaf extracts obtained by microwave extraction and supercritical fluid extraction, as a result of which it was established that chladone extract of bay leaf has the same dominant compound 1,8-cineole. Of particular value are eugenol derivatives, which can act as antioxidant supplements in the treatment of cancer.
- ДокументРозробка інноваційного тепломасообмінного обладнання для фармацевтичних технологій(2019) Тетяна Леонідівна Грабова, О. Шматок, Ніна СильнягінаВ роботі досліджено вплив комплексу гідродинамічних ефектів, які реалізуються у роторно-пульсаційних апаратах дисково-циліндричного типу, на реологічні, структурні та текстурні характеристики дисперсних систем зі структурами складного коагуляційного і конденсаційно-коагуляційного типу. Досліджувані системи мають міцну високорозвинену структуру з аномальною реологічною поведінкою, яка полягає в співіснуванні різних режимів течії в досліджуваному діапазоні швидкостей зсуву. Виявлено, що системи з коагуляційною структурою здатні до повного тиксотропного відновлення після зняття навантаження, а системи зі змішаною структурою - тільки частково. Останні є чутливими до зсувних деформацій, вплив яких різко зростає в процесі структуроутворення і призводять до втрати плинності системи, що ускладнює технологію отримання таких систем. Виявлено, що при гідродинамічній обробці, з одного боку зростає дисперсність, а з іншого - відбуваються текстурні перебудови, що призводить до зміни функціональних властивостей, в тому числі адсорбційної здатності. Часові і просторові фактори впливу на систему залежать від конструктивних особливостей апаратів та повинні бути узгоджені з фізичними і фізико-хімічними властивостями компонентів системи. Для отримання структурованих дисперсних систем було запропоновано проточні апарати з двома роторно-статорними парами у вертикальному виконанні і з трьома парами в горизонтальному виконанні, які можуть бути задіяні як в одному циркуляційному контурі, так і працювати в автономних режимах. За результатами досліджень запропоновано технологічне оболаднання для отримання структурно однорідних функціональних продуктів, зокрема ентеросорбційні пасти і аплікаційні гелі.
- ДокументІноваційні способи енергопідведення у процесах сушіння термолабільної сировини(2019) Ігор Іванович Яровий, Мар'яна Анатоліївна Кашкано, Олена Іваноівна Маренченко, Євген Олександрович ПилипенкоОбумовлено причини зростання обсягів сушіння рослинної сировини. Визначено актуальність пошуку та дослідження нових способів енергопідведення в процесах сушіння рослинної сировини. Показано основні переваги мікрохвильового сушіння порівняно з традиційними конвенційними технологіями сушіння. Визначено основні недоліки та обмеження мікрохвильового сушіння. Показано зв'язок теми дослідження з напрямами наукової роботи кафедри процесів, обладнання та енергетичного менеджменту. Обрано робочу гіпотезу про взаємодію мікрохвильового поля з вологою в капілярно–пористих структурах. Визначено відмінності в процесі енергопідведення при мікрохвильовому та конвекційному сушінні. Визначено основні конструктивні обмеження для дизайну мікрохвильових сушильних апаратів. Описано обсяг та зміст проведених раніше досліджень. Приведено узагальнений аналіз результатів дослідження мікрохвильового сушіння для різних видів рослинної сировини. Обґрунтовано вибір апаратурної схеми установки для сушіння рослинної сировини в потоці. Визначено основні конструктивні рішення та обмеження, що визначають конструкцію мікрохвильової сушильної установки для рослинних матеріалів. Описано конструкцію та принцип дії дослідної стрічкової мікрохвильової сушильної установки створеної для проведення дослідження. Описано порядок проведення експериментального мікрохвильового сушіння насіння соняшника. Визначено основні залежності процесу мікрохвильового сушіння соняшника. Досліджено залежність між швидкістю вологовидалення та потужністю електромагнітного підведення енергії а також тривалістю сушіння. Визначено основні переваги комбінованого сушіння з використанням мікрохвильового та інфрачервоного випромінювання. Описано конструкцію та принцип дії установки для дослідження процесу вологовидалення при інфрачервоному сушіння. Визначено залежності кінетики процесу від величини енергопідведення та тривалості енергетичного впливу. Приведено аналіз отриманих результатів. Надано обґрунтування для наступного етапу дослідження.
- ДокументТемпературный режим моногранулирования при производстве имитированных пищевых продуктов(2019) Борис Иванович Басок, Борис Викторович Давыденко, Андрей Владимирович ТимощенкоВ связи с дефицитом и высокой стоимостью продуктов из ценных видов рыбы существует необходимость в производстве их аналогов, которые по пищевой ценности и вкусовым качествам не уступали бы натуральным продуктам. Один из способов производства аналога икры зернистой черной состоит в монодисперсном дроблении струи раствора, приготовленного на основе белка куриных яиц с натуральными рыбными добавками и черным пищевым красителем. Капли раствора направляются в грануляционную колонну, где происходит их нагрев до температуры начала термической коагуляции его белкового компонента. Важными проблемами, возникающими при производства гранулированных продуктов по данной технологии, являются создание изотермических условий в грануляционной колонне и уменьшение потерь теплоты с ее поверхности с целью повышения энергетической эффективности данного производства. Для решения данных проблем методом численного моделирования исследован температурный режим грануляционной колонны при производстве имитированных моногранулированных пищевых продуктов. Путем численного решения системы уравнений гидродинамики и теплопереноса для потока формующей жидкости получены распределения скорости и температуры в грануляционной колонне. Найдено расстояние, которое должна пройти частица в грануляционной колонне для завершения процесса ее гелирования. Показано влияние теплоизоляции колонны на потери теплоты с ее поверхности.
- ДокументМодульный принцип организации производства пеллет из растительного сырья(2019) Владимир Александрович Бунецкий, Александр Викторович Зыков, Алексндр Кириллович Войтенко, Игорь Витальевич Безбах, А. А. КашкаревВ работе решается задача создания в Украине современного уровня проекта предприятия по тоннажному производству пеллет из биомассы. Основной технической концепцией такого проекта является блочно-модульный принцип комплектации технологической линии, узла приемки сырья и энергетического комплекса. В проекте использованы передовые идеи экономичного функционирования сложных энергоемких производств – альтернативные источники энергии и глубокая утилизация теплоты теплоносителей, возврат их энергии в технологию. Основным энергоносителем производства являются пеллеты собственного производства. В качестве тепловых утилизаторов проектируются аппараты на термосифонах. Именно такие аппараты не имеют альтернатив в современных системах утилизации теплоты газов для нагрева воздушных потоков. Декомпозиция производственной линии, структуры модулей обоснованы технологически, энергетически и экономически. Для этого рассмотрена современная классификация рынка пеллет, его три наиболее ёмких сегмента. Рассмотрена классификация качественных характеристик пеллет из растительного сырья, требования по их сертификации. Дан анализ современных технологий производства альтернативного топлива из биомассы. Выявлены мировые тенденции развития пеллетных технологий. Исследованы тенденции рынка пеллет по разным сегментам, по странам Европы. Показано, что в настоящее время спрос на пеллеты превышает предложения. Определены проблемы и научно-технические противоречия пеллетных технологий. С одной стороны растет потребность в мощных заводах по производству альтернативного топлива из биомассы. С другой стороны – источники сырья оказываются нестабильными. А это серьезный барьер для строительства крупных заводов. Решение этого противоречия в предлагаемом инновационном проекте – переход на блочно-модульный принцип. В рамках модуля решаются технологические задачи, которые требуют оборудования, соответствующего виду сырья. Предложены модули для механической переработки, сушки, грануляции. Предварительное дробление сырья осуществляется оригинальными дезинтеграторами конструкции авторов. Предложенный проект позволяет в кратчайшие сроки провести монтаж оборудования, его передислокацию в другой сырьевой район, повысить тоннажность производства, перевести его на другой вид сырья.
- ДокументРозробка енергоефективної технології утилізації відходів олійно-жирової галузі(2019) Вікторія Юріївна Скляр, Галина Всеволодівна Крусір, Ірина Вікторівна Коваленко, Ірина Олександрівна КузнєцоваСучасні технології виробництва олійно-жирової продукції передбачають фільтрацію з використанням вибільних глин. Цей сорбент використовується одноразово, тому він накопичується у великих кількостях на комбінатах як побічний продукт. Даний матеріал відносять до IV класу небезпеки за його здатність до самозаймання. Тому питання щодо вирішення проблеми його утилізації є актуальним. Біотехнологічна переробка цих відходів в корисні продукти є найбільш доцільною та ефективною з точки зору енергоефективних, екологічних та економічних вимог. В статті розглянуто стан ринку України, класифікація утворення відходів олійно-жирової галузі, напрями маловідходних та безвідходних технологій. Показано біотехнологічний потенціал мікробних ліпаз, перспективність та доцільність застосування біотехнологічного методу утилізації жирової фракції відходів з використанням ферментних препаратів. Розглянуто умови ферментолізу відходу виробництва саломасу та маргаринової продукції ліпазою Rhizopus japonicus, зокрема її термостабільність. Одержані результати дослідження свідчать про перспективність гідролізу відходів ліпазою Rhizopus. Встановлено, що вміст вільних жирних кислот в гідролізаті досягає рівня насичення через 72 год ферментативного гідролізу, а концентрація тригліцеридів зменшується до мінімального значення. Термостабільність ліпази Rhizopus japonicus досягає максимального значення при 40 °С.
- ДокументОбгрунтуванняпараметрів процесу сушіння насіння соняшнику у вібросушарці на основі інфрачервоного опромінення(2019) Валентина Миколаївна Бандура, Л. ЯрошенкоОдним із перспективних напрямів розвитку харчової промисловості є розширення асортименту і підвищення якості продуктів харчування. При цьому особливу увагу приділяють безпечності і якості сировини. Насіння соняшнику є повноцінною сировиною для отримання ряду харчових і кормових продуктів. У системі технологічних операцій післязбиральної обробки соняшнику найважливіше місце належить сушінню. Якісне сушіння не тільки забезпечує зберігання зібраного урожаю, запобігає його втратам, але у деяких випадках і підвищує якість готового продукту. В роботі описані технологічні особливості сушіння насіння соняшнику за допомогою інфрачервоного підведення енергії, та обґрунтовано перспективність вібраційного моношарного сушіння насіння соняшнику в лотковій вібросушарці. Визначені питомі затрати енергії на процес інфрачервоного сушіння продукту.
- ДокументExperimental Modeling of Process of Water Solutions Evaporation in the Vacuum and Microwave Field Conditions(2019) Oleg Burdo, Vsevolod Mordynskiy, Alexandr Gavrilov, Illya Sirotyuk, Alexandr SeredaA comparative analysis of traditional methods for the food solutions concentration is given. The main problem of classical evaporators is identified, which is associated with the impossibility of obtaining high concentrations of the finished product due to a sharp increase in its viscosity and temperature through the formation of a boundary layer. A scientific and technical hypothesis has been formulated, representing a possible solution to this problem by providing a volume supply of energy directly to the moisture of the product. Thermophysical scheme of evaporation processes by traditional and innovative methods is considered. Their fundamental differences are highlighted and the relevance of the development of an innovative evaporation method is substantiated. The scheme of the innovative evaporator is presented, which allows to obtain the finished product in the solid phase with a final concentration of up to 90 °brix. By the example of apple juice, experiments were conducted to study the effect of pressure of the electromagnetic field on the steam output of the apparatus. Dependencies that indicate a constant evaporation rate throughout the entire process, up to a concentration of 80-85 °brix, were built. The product temperature did not exceed 35-40 °C, which may indicate its high nutritional value. The above data confirm the formulated hypothesis about the possibility of transition in the process of evaporation from the boundary conditions of the 3rd type to the boundary conditions of the 2nd type by the using microwave energy. On the basis of the obtained results, a model in the criterial form was obtained, which makes it possible to accurately calculate the performance of a microwave vacuum evaporator in certain ranges of the number of energetic action and the obtained dimensionless complex.
- ДокументМоделювання впливу β-циклодекстрину як структуруючої добавки на кінетику сушіння водної суспензії їстівного гриба шиїтаке(2019) Тетяна Яківна Турчина, Едуард Костянтинович Жукотський, Леся Олександрівна Костянець, Андрій Анатолійович МакаренкоВивчено вплив структуруючої добавки на кінетику сушіння крапель водної суспензії гриба шиїтаке та морфологічні, термопластичні і адгезійні характеристики висушених часток. Дослідження процесу сушіння крапель грибної суспензії з введеним β-циклодекстрином (далі по тексту ГС+ЦД) у кількості 10% та 25% за сухими речовинами проводились на стенді в потоці нагрітого теплоносія (повітря). За отриманими кінетичними залежностями відносної тривалості випарювального та сушильного періодів визначено, як в залежності від кількості ЦД змінюється їх співвідношення. Збільшення відносної тривалості сушильного періоду при сушінні крапель ГС+10%ЦД при температурі теплоносія 160…200оС пояснюється недостатнім для ефективного структурування і вологопереносу вмістом ЦД, а для ГС+25%ЦД при температурі 140…160оС - недостатнім підведенням тепла. Темп прогрівання крапель у стадії кіркоутворення та досушування істотно залежить від вмісту ЦД. Для ГС+25%ЦД при підвищенні температури від 160 до 180оС темп прогрівання крапель у стадії кіркоутворення зростає у 2 рази, при цьому на 25% віщий за ГС+10%ЦД, що свідчить про менший вологовміст крапель ГС+25%ЦД завдяки покращенню її структуруючих та паропровідних властивостей. Зниження темпу прогрівання крапель ГС+ЦД у порівнянні з ГС без ЦД свідчить про стримуючий ефект ЦД при прогріванні крапель, що, незважаючи на незначне подовження часу сушіння крапель ГС+ЦД, сприяє уникненню перегрівання продукту і збереження усіх цінних складових гриба при сушінні. За отриманими результатами визначено, що для покращення структуруючих та вологопровідних властивостей матеріалу при зневодненні вміст ЦД в грибній суспензії має бути більше 10%, але менше 25%, а температура теплоносія – не менше 180оС, але менше 200оС. Встановлено, що введення ЦД забезпечує більшу міцність і щільність висушених частинок і, тим самим, покращує структурно-механічні характеристики порошку, а підвищення термостійкості матеріалу в сукупності з досягненням ефекту мікрокапсулювання мікрочастинок термолабільних складових гриба при розпилювальному сушінні дозволяють отримувати грибний порошок високої якості.
- ДокументДослідження кавітаційних ефектів в насосах різних типів(2019) Леся Юріївна Авдєєва, Едуард Костянтинович Жукотський, Андрій Анатолійович МакаренкоНасоси широко використовуються в більшості технологічних процесів хімічної і харчової промисловості, в т.ч. в апаратах для інтенсифікації процесу отримання мікро- і наноемульсій за рахунок виникнення ефектів гідродинамічної кавітації. Використання кавітаційних технологій дозволяє збільшити продуктивність технологічних процесів, забезпечити значну економію енерговитрат і високу якість обробки дисперсних систем. В технологічних схемах кавітаційних апаратів використовуються насоси різних типів. Виникнення в них кавітаційних ефектів призводить до негативних наслідків в результаті яких відбувається зниження продуктивності і ККД всього пристрою і руйнування поверхонь робочих органів. Найбільшого застосування знайшли динамічні лопатеві і об’ємні (гвинтові або шестеренні) насоси. В роботі представлені результати досліджень виникнення кавітаційних ефектів в динамічному відцентровому і в об’ємному шестеренному насосах за зміною температурних і електрохімічних показників води в результаті обробки. Аналіз результатів досліджень температурних показників продемонстрували відмінності принципу дії обраних насосів за їх впливом на оброблюване середовище. В динамічному відцентровому насосі температурні показники швидко наростають, на відміну від об’ємного шестеренного, в якому за 20 хв. роботи підвищення температури практично не відбулося. В результаті активного динамічного впливу на молекулярному рівні при проходження рідини через відцентровий насос рівень рН збільшується вже з перших секунд обробки. Значення питомої електропровідності води змінюються так само більш виражено для динамічного відцентрового насосу. Отримані результати вказують на активацію води з утворенням електронно-збуджених станів молекул. Таким чином, встановлено виникнення кавітації в динамічному відцентровому насосі при певних умовах і параметрах його роботи.
- ДокументІнтенсифікація внутрішньодифузійного масоперенесення та насичення теплового агенту вологою для підвищення енергоефективності сушіння рослинної біомаси(2019) Д. Кіндзера, Роман Романович Госовський, Володимир Михайлович АтаманюкВ роботі обґрунтовано доцільність проведення наукових досліджень, спрямованих на інтенсифікацію внутрішньодифузійного масоперенесення процесів сушіння рослинної біомаси з високими значеннями початкової вологості, зокрема стебел соняшника, а також динаміки насичення відпрацьованого теплового агенту вологою. Зважаючи на складність механізму фільтраційного сушіння, доказано необхідність визначення ефективного коефіцієнта дифузії, який сумарно враховує швидкість усіх видів дифузії вологи, що мають місце під час реалізації процесу і дає змогу опису процесу масоперенесення згідно законів Фіка. Досліджено залежність ефективного коефіцієнта дифузії від температури та отримано залежності для розрахунку значень ефективного коефіцієнта дифузії вологи з подрібнених зовнішніх та внутрішніх тканин стебел соняшника в межах зміни температур теплового агенту 293 – 373 К. В роботі представлено результати експериментальних досліджень динаміки насичення відпрацьованого теплового агенту вологою у процесі фільтраційного сушіння подрібнених стебел соняшника за різних початкових температур теплового агенту, що дає змогу рекомендувати оптимальні умови проведення процесу.
- ДокументРозробка енергоефективного режиму сушіння фітоестрогенної рослинної сировини(2019) Жанна Олександрівна Петрова, Катерина Сергіївна СлободянюкБілкові продукти на основі сої є ідеальним джерелом важливих для організму амінокислот, доповнюють білки зернових і здатні повністю замінити тваринні продукти. Соя – природне джерело рослинних фітоестрогенів. Одним з видів переробки сої є сушіння. В час енергетичних криз, що зумовлені енерговитратними технологіями та обладнанням виникає необхідність дослідження та подальшої розробки енергоефективних режимів сушіння. В даній статті наявний опис рекомендованих етапів попередньої гігротермічної підготовки сировини до сушіння, що дозволяє інактивувати антихарчові компоненти в соєвих бобах. В результаті попередньої гігротермічної обробки відбувається майже повна інактивація інгібітора трипсину, після гігротермічної обробки його лишається всього 4%. Обгрунтовано доцільність створення соєво – шпинатної суміші та запропоновано енергоефективний режим сушіння фітоестрогенної суміші. Проведені експериментальні дослідження по сушінню соєво-шпинатної композиції при температурах теплоносія 60˚С та ступеневій зміні температури теплоносія 100/60˚С показали, що тривалість сушіння матеріалу в режимі теплоносія 100/60˚С зменшується на 25% в порівнянні з тривалістю процесу при 60˚С. Результати досліджень впливу температури теплоносія на зміну кислотного числа соєво – шпинатної суміші доводять, що при поєднанні сої з каротиновмісною сировиною, шпинатом характер зміни кислотного числа аналогічний характеру цілих соєвих бобів. Встановлено, що соєво – шпинатний порошок відновлюється швидше в 2 рази за еталон (сухий молочний білок). В результаті проведених досліджень встановлено, що створення фітоестрогенної суміші з сої та шпинату дозволило зменшити енерговитрати на 20 – 25% на підготовку сировини до сушіння. На основі проведених досліджень запропоновано теплотехнологію для сушіння фітоестрогенної рослинної сировини.
- ДокументІнноваційні сонячні сушарки на основі сонячних теплових повітряних колекторів(2019) Ростислав Йосипович Мусій, А. Заборовський, В. Гальчак, О. ЖелєзкоНами розроблені спеціально сконструйовані сушарки, які працюють виключно на сонячній енергії. Застосовуються для сушіння різних продуктів харчування – фруктів, овочів, лікарських трав, ягід, грибів і т.д. При цьому використовуються сонячні теплові повітряні колектори (СТПК), які виготовлені нами на основі розробленого нами селективного покриття. Дослідження теплотехнічних характеристик СТПК проводили на спеціально сконструйованому експериментальному стенді. В результаті випробувань підтверджено, що вентилятори системи можуть підтримувати подачу повітря в межах 20-120 м3/год. Влітку, при температурі 25-35°С, температура потоку повітря на виході з колектора може досягати 70-75 °С. Для цілодобової сушки передбачені інноваційні акумулятори енергії, розроблені в Національному технічному університеті України «Київський політехнічний інститут». В даний час для таких типів сонячних сушарок нами розробляється система контролю та регулювання температури і вологості сушіння, що дуже важливо при сушінні лікарських трав, зернових культур, грибів.
- ДокументМодель процесу тепломасопереносу при конвективному сушінні м'ясних виробів(2019) Ігор Миколайович ОщипокУ статті розглянута модель. розв’язання актуального завдання у сфері техніки й технології сушіння м’ясних виробів, яка пов’язана з факторами вивчення і поглиблення уяви про фізичну сутність і закономірність переносу енергії й речовини при різних методах сушіння для створення науково обґрунтованої методики техніко-економічної оцінки сушильних установок при сушінні м’ясних виробів. Питання математичного моделювання процесу сушіння поверхневої вологи з виробів після відповідної технологічної обробки є актуальним, і визначає терміни тривалого зберігання. Задача випаровування рідини з поверхні капілярно-пористого тіла розглянута в трьох аспектах, а загальна задача моделювання процесів тепломасопереносу при конвективному сушінні м’ясних продуктів з додатковим підведенням ІЧ енергії, розглянута у двох складових. Перша коли математична модель описує період умовно постійної швидкості висушування і пов'язана з винесенням вільної вологи з поверхні виробу до досягнення нею повітряно-сухого рівноважного стану. Друга коли описує період з спадною швидкістю сушіння, коли фронт випаровування вологи проникає всередину продукту. Записані диференціальні рівняння переносу для теплоносія при обтіканні поверхні виробу потоком в граничному шарі при розгляді градієнтів швидкості, температури і вмісту вологи. розглянутий період спадної швидкості сушіння, коли фронт випаровування проникає всередину матеріалу. були проведені експериментальні дослідження і після їх обробки отримали деякі критеріальні рівняння для опису процесу сушіння м’ясних виробів. На підставі проведеного аналізу перепадів вологості в матеріалі встановлено, що проведення процесу сушіння при більш високих температурах характеризується меншими значеннями перепадів вологовмісту, ніж при нижчих.
- ДокументПовышение экономичности процессов генерации теплоты в коммунальной теплоэнергетике и теплотехнологиях на основе комбинированных когенерационно-теплонасосных технологий(2019) Борис Дмитриевич Билека, Леонид Кириллович ГаркушаНаиболее эффективной технологией генерации электрической и тепловой энергии для нужд коммунальной теплоэнергетики и теплотехнологий является комбинированная выработка энергии с использованием современных когенерационных установок на основе газопоршневых двигателей и газотурбинных установок, работающих на природном газе или биогазе. Комбинированная выработка энергии на такой базе существенно снижает затраты топлива в сравнении с традиционной раздельной выработкой электроэнергии на тепловых конденсационных электростанциях или на теплоэлектроцентралях и тепловой на котельных установках. Дальнейшее заметное повышение энергоэффективности процессов генерации теплоты для рассматриваемых нужд может быть достигнуто путем включения в процесс теплонасосных установок, т.е. создание комбинированных когенерационно-теплонасосных установок. Они будут иметь наивысшую топливную экономичность в сравнении со всеми существующими в традиционной теплоэнергетике. Это обусловлено целым рядом факторов. Современные когенерационные установки (КГУ) на базе газопоршневых двигателей (ГПД) и газотурбинных установок (ГТУ) имеют электрический к.п.д. выше, чем тепловая электростанция (ТЭС) или теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) – 30…45 % и 28…35 %, соответственно. В котлах-утилизаторах более эффективно используется высокотемпературная сбросная теплота двигателей, в результате чего суммарный к.п.д. установок достигает 85…88 %. Такие установки обеспечивают децентрализацию производства электрической и тепловой энергии, поэтому на автономных КГУ существенно ниже, а иногда практически отсутствуют потери в электрических и тепловых сетях, достигающие в централизованных системах 8…12 % и 15…30%, соответственно. Немаловажным является и то, что они повышают надежность работы всего объекта, делая его независимым от внешних сетей. Включение в процесс генерации теплоты теплонасосной установки (ТНУ) вызывает заметное повышение энергоэффективности, увеличивая топливную экономичность, благодаря использованию практически даровой низкопотенциальной теплоты природного, промышленного или бытового происхождения, а также высокой эффективности преобразования в ТНУ этой теплоты в теплоту более высокого потенциала с использованием электрической энергии КГУ. Целью работы является оценка перспектив применения комбинированных когенерационно-теплонасосных установок на базе ГПД и ГТУ для повышения энергоэффективности и энергосбережения при генерации теплоты в коммунальной теплоэнергетике и теплотехнологиях, в частности, в процессах сушки.