Том 83 № 1

Постійне посилання зібрання

https://card-file.ontu.edu.ua/handle/123456789/9772

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 20 з 27

Температурный режим моногранулирования при производстве имитированных пищевых продуктов
(2019) Борис Иванович Басок, Борис Викторович Давыденко, Андрей Владимирович Тимощенко
В 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.
Модульный принцип организации производства пеллет из растительного сырья
(2019) Владимир Александрович Бунецкий, Александр Викторович Зыков, Алексндр Кириллович Войтенко, Игорь Витальевич Безбах, А. А. Кашкарев
В 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.
Розробка енергоефективної технології утилізації відходів олійно-жирової галузі
(2019) Вікторія Юріївна Скляр, Галина Всеволодівна Крусір, Ірина Вікторівна Коваленко, Ірина Олександрівна Кузнєцова
Сучасні 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.
Модель процесу тепломасопереносу при конвективному сушінні м'ясних виробів
(2019) Ігор Миколайович Ощипок
У 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.
Експериментальна верифікація методу визначення швидкостей у плівкових апаратах
(2019) Ігор Миколайович Кузьменко
В роботі розглянуто вертикальний канал регулярної насадки для плівкового апарату з зустрічним рухом газового потоку. На основі рівняння Нав’є Стокса сформульовано математичну задача руху гравітаційної плівки за зустрічного руху газового потоку. Задачу розглянуто для стаціонарного руху потоків у нескінченному вертикальному каналі круглого поперечного перерізу за умови ламінарного руху гладкої плівки, рівності дотичної напруги на межі поділу фаз, та умови прилипання на твердій поверхні. Дана математична задача розв’язана аналітично, наведені результати розв’язку дозволяють обрахувати локальні швидкості руху гравітаційної плівки та зустрічного руху газового потоку. Для експериментальної перевірки цих результатів зібрано експериментальний стенд, робоча ділянка якого (труба в трубі) має висоту 1 м і діаметри внутрішній/зовнішній 17/36 мм. Тестування експериментального стенду полягало у визначенні товщини гравітаційної плівки, яка порівнювалася з формулою Нуссельта. Точність тестових дослідів на експериментальному стенді - до 15%. Проведено кілька серій експериментів за умови ламінарно-хвильового режиму руху плівки і ламінарного руху повітря Re плівки/ Re повітря = 200/2150. Відхилення експериментальних результатів для локальних швидкостей руху фаз від результатів розв’язку математичної задачі зростає з ростом швидкостей фаз і складає 19-30 % за ламінарно-хвильового режиму руху плівки в вертикальному каналі контактного апарату.
Вплив тепловологої обробки на кінетику сушіння пектиновмісних матеріалів
(2019) Раїса Олексіївна Шапар, Олена Віталіївна Гусарова
У статті наведено властивості сировини, що є джерелом пектинових речовин, зокрема яблук, спектр фізіологічної дії пектину та переваги пектиновмісних сушених продуктів. Мета роботи - визначення впливу різних видів попередньої тепловологої обробки яблук перед сушінням на кінетику процесу конвективного зневоднення і стан пектинових речовин. Об’єктами досліджень обрано яблука сортів Ренет Симиренко та Джонатан. Результати теоретичних та експериментальних досліджень доводять, що обов’язковою умовою переробки пектиновмісної сировини є попередня тепловолога обробка паренхімних тканин. У роботі наведено криві сушіння та криві швидкості сушіння яблук в режимі двостадійного зневоднення, що піддавались різним видам обробки. Характер кривих показує, що процес видалення вологи проходить в періоді падаючої швидкості впродовж усього зневоднення. Дослідженнями встановлено, що незалежно від виду обробки, тривалість зневоднення бланшованих зразків скорочується порівняно із свіжими яблуками. Тривалість процесу сушіння зразків бланшованих парою, є найменшою і скорочується на 20 та 25 % для яблук сортів Ренет Симиренко та Джонатан відповідно, при цьому, їхня максимальна швидкість зневоднення вища у 1,8 рази. Проаналізовано стан пектинових речовин та зміна співвідношення протопектину та розчинного пектину під час попередньої тепловологої обробки та конвективного сушіння. Співвідношення змінюється в бік збільшення кількості розчинного пектину від 35 до 60 %. Встановлено, що тепловолога обробка та сушіння за двостадійними режимами забезпечують максимальний ступінь збереження пектинових та інших біологічно активних речовин, сприяють зниженню собівартості чипсів за рахунок скорочення тривалості та енергетичних витрат процесу.
Experimental Modeling of Process of Water Solutions Evaporation in the Vacuum and Microwave Field Conditions
(2019) Oleg Burdo, Vsevolod Mordynskiy, Alexandr Gavrilov, Illya Sirotyuk, Alexandr Sereda
A 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.
Обгрунтуванняпараметрів процесу сушіння насіння соняшнику у вібросушарці на основі інфрачервоного опромінення
(2019) Валентина Миколаївна Бандура, Л. Ярошенко
Одним 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.
Розробка енергоефективного режиму сушіння фітоестрогенної рослинної сировини
(2019) Жанна Олександрівна Петрова, Катерина Сергіївна Слободянюк
Білкові 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.
Інтенсифікація внутрішньодифузійного масоперенесення та насичення теплового агенту вологою для підвищення енергоефективності сушіння рослинної біомаси
(2019) Д. Кіндзера, Роман Романович Госовський, Володимир Михайлович Атаманюк
В 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.
Повышение экономичности процессов генерации теплоты в коммунальной теплоэнергетике и теплотехнологиях на основе комбинированных когенерационно-теплонасосных технологий
(2019) Борис Дмитриевич Билека, Леонид Кириллович Гаркуша
Наиболее 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.
Гідродинаміка газорідинних потоків на капілярно-пористих структурах
(2019) Валерій Омелянович Туз, Наталія Леонідівна Лебедь
Перспективним напрямком підвищення енергоефективності і зменшення малогабаритних характеристик тепломасообмінного обладнання, яке використовується в хімічній, харчовій та ін. галузях є застосування методів, які забезпечують оптимізацію параметрів процесів в обладнанні. Одним з основних принципів, покладених в основу проектування і експлуатації контактних тепломасообмінних апаратів, є забезпечення стабільності взаємодії плівки рідини і потоку газу або пари. Характер взаємодії визначається кризовими явищами, пов'язаними з порушенням режиму течії плівки при високих швидкостях газового потоку, що супроводжується інтенсивним уносом крапель і початком процесу захлинання. Представлені результати дослідження показують, що використання капілярно-пористого покриття поверхні каналів контактних апаратів впливає на хвильові процеси в плівці і сприяє зниженню нижньої границі початку процесу захлинання при певних умовах. Досліджено вплив геометричних характеристик покриття на інтенсивність процесів тепломасообміну в контактному апараті. Використання результатів експериментального дослідження гідродинаміки двофазного потоку в каналах з капілярно-пористим покриттям дозволило уточнити аналітичний розв’язок задачі по визначенню границь кризових явищ. Аналіз результатів дослідження показав, що початок процесу захлинання наступає при значно більший товщині плівки, що є істотним позитивним моментом при експлуатації контактних тепломасообмінних апаратів.
Choice Criteria of Adsorbents for Heat Energy Converters in Ventilation Systems
(2019) Elena Belyanovskaya, R. Lytovchenko, Konstanthyn Sukhyy, O. Prokopenko, O. Yeromin, I. Sukha
The criteria of adsorbent selection for adsorption transformers of thermal energy in ventilation systems are considered. The main characteristics of adsorbents that affected the structural parameters of the adsorption module are revealed. The method of determining the mass of the adsorbent and the volume of the adsorption unit in ventilation systems has been developed. The main factor affecting the volume of adsorbent is confirmed to be maximal adsorption. The advantages of ‘salt in the porous silica gel matrix’ composites are compared with traditional silica gels. On the example of an adsorption regenerator of low-potential heat and moisture, the greater effectiveness of the composites "silica gel-sodium sulphate" is shown in comparison with the composite 'silica gel - sodium acetate'. According to the experimental data on the operation of the adsorption regenerator of heat and moisture on the basis of the composite 'silica gel – CH3COONa', the adequacy of the proposed algorithm for determining the temperature efficiency factor has been confirmed. Suggested algorithm includes the calculation of the air volume passed through the layer of heat-storage material, water concentration in the air at the exit from the heat accumulator, adsorption, heat of adsorption, the final cold air temperature, air temperature after mixing cold air from the street and the warm air in the room at the inlet, the calculation of the concentration of water in the flow at the exit from the heat regenerator, the adsorption and heat of adsorption, the final temperature of the warm air, the air temperature after mixing the cold air from the street and the warm air from the room during the discharge, determination of the temperature efficiency factor, total adsorption and time to achieve the maximal adsorption. The efficiency of the processes of operating adsorption regenerators based on composites 'silica gel - sodium sulphate' and 'silica gel-sodium acetate' in the conditions of the typical ventilation system of housing premises was compared. The parameters that correspond to the maximum value of the temperature efficiency factors: the humid air velocity is about 0.22 - 0.32 m/s and the time of switching of the flows up to 5 minutes. The influence of meteorological conditions on the efficiency of the adsorption regenerator has been confirmed. The higher efficiency of adsorption regenerators based on 'silica gel - sodium sulphate' composites is explained, which is explained by higher values of maximal adsorption, which results in increasing the heat of adsorption. The results of the research can be used for the selection of adsorbents for energy-efficient heat energy converters in ventilation systems for residential and warehouse premises.
Інноваційні сонячні сушарки на основі сонячних теплових повітряних колекторів
(2019) Ростислав Йосипович Мусій, А. Заборовський, В. Гальчак, О. Желєзко
Нами 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.
Исследование дегазации жидкости в кавитационных течениях. Проблемы моделирования
(2019) Георгий Константинович Иваницкий, Богдан Ярославович Целень, Анна Євгенівна Недбайло, Аліна Василівна Коник
Гидродинамическая кавитация используется в технологиях дегазации как эффективный метод удаления растворенных газов и/или свободного газа в виде пузырьков из различных жидкостей, Математические модели кавитационной дегазации недостаточно представлены в литературе. Поэтому создание достоверной модели, описывающей дегазацию в кавитационных течениях, является важной фундаментальной и прикладной задачей. В статье рассматриваются основные проблемы, которые затрудняют создание надежной математической модели. С целью разработки такой модели нами был выполнен вычислительный эксперимент по деаэрации воды с использованием сопла Вентури в качестве гидродинамического кавитатора. Цель исследования заключается в установлении корреляции между гидродинамическими характеристиками течения и кинетикой кавитационного вскипания жидкости при сужении потока из-за присутствия в ней микро-пузырьков свободного газа. Установлено влияние геометрии сопла и режимных параметров на эволюцию кавитационного кластера и на уровень динамических эффектов в потоке жидкости в сопле. Описан метод удаления растворенных или свободных газов из жидкости, которая под действием высокого давления течет через сопло со скоростью достаточной для активации газовых зародышей и начала кавитационного вскипания. Кавитатор на выходе соединяется через короткую трубу с вакуумируемой емкостью. Показана необходимость при исследовании дегазации конкретной жидкости провести предварительный анализ содержания в ней свободного газа. Рассмотрено влияние начального размера зародышей газа и их концентрации в жидкости на интенсивность процесса кавитационной дегазации. Результаты данного исследования могут быть полезны при выборе и обосновании рациональной конструкции кавитационного дегазатора и оптимальных режимов его работы.
Моделювання 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 Макаренко
Вивчено 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.
Дослідження кавітаційних ефектів в насосах різних типів
(2019) Леся Юріївна Авдєєва, Едуард Костянтинович Жукотський, Андрій Анатолійович Макаренко
Насоси 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.
Використання електромагнітного поля при гідратації рослинних олій
(2019) Петро Ігорович Осадчук
Розглядається можливість та перспективи використання впливу фізичних полів на процес очищення соняшникової олії. Проведено аналіз існуючих досліджень використання обробки електромагнітним полем рідких харчових продуктів. У розрізі впливу протікання процесу розділення між двома або кількома неоднорідними середовищами в системах «рідина – рідина» та «рідина - тверде тіло». Розроблено математичну модель, яка описує процес впливу даного фізичного поля на рослинні олії при їх очищенні після отримання. За допомогою представленого математичного опису можна характеризувати вплив напруженості електромагнітного поля на рослинні олії, які протікають у експериментальній установці в залежності від її геометричних розмірів. На підставі цього розроблено експериментальну установку гідратації рослинних олій з обробкою місцели електромагнітним полем. Представлено експериментальні дослідження даного процесу, які були проведені з метою інтенсифікації та збільшення виділення кількості фосфоровмісних речовин, жирних кислот, восків та інших супутніх речовин. В процесі дослідів змінювали напруженість електромагнітного поля, температуру місцели та час гідратації рослинних олій. Отримані результати експериментальних досліджень підтвердили позитивні очікування. Наведено графічний матеріал, який описує фізичний експеримент, результатом чого є отримання рекомендованих параметрів використання електромагнітного поля, при якому досягається максимальний ефект по видаленню супутніх речовин і відповідно відбувається інтенсифікація процесу гідратації. При цих умовах отримується олія високої якості. За рахунок інтенсифікації процесу скорочуються енерговитрати. Порівнюючи проведення класичного технологічного процесу гідратації олій з запропонованим, визначено збільшення видалення фосфоровмісних речовин на 15 %
Активатори процесу поглинання вуглекислого газу хлорофілсинтезуючими мікроводоростями
(2019) Василь Володимирович Дячок, Соломія Мандрик, Сергій Гуглич
Зміна загальнопланетарного клімату призводить до руйнівних наслідків для планети Земля і робить цю проблему однією з найважливіших у сфері охорони навколишнього середовища . Існує багато способів для вирішення цієї проблеми, одна із них зменшення концентрації СО2 із залученням біологічних методів очищення промислових газових викидів із використанням фотосинтетичних властивостей мікроводоростей. Найвагомішим джерелом вуглекислого газу (СО2) є спалювання палива, твердого, рідкого чи газоподібного. А відповідно супутніми продуктами спалювання є діоксид сульфуру (SO2), оксиди нітрогену (NxOy), оксид фосфору (P2O5 ) та інші. Безумовно присутність цих газів буде впливати на ефективність поглинання СО2 хлорофілсинтезуючими мікроводоростями типу Chlorella. Тому важливо дослідити вплив NxOy , P2O5 на ефективність поглинання вуглекислого газу хлорофілсинтезуючими мікроводоростями типу Chlorella. Раніше нами було доведено, що діоксид сульфуру виступає інгібітором процесу поглинання вуглекислого газу (фотосинтезу ). Причому інгібіювання носить звортній характер, а від так є можливість керувати процесами поглинання парникових газів за присутності SO2. В даній роботі встановлено явище активування оксидами нітрогену та оксидом фосфору процесу поглинання вуглекислого газу. Встановлені допустимі значення концентрацій активаторів (NxOy та P2O5) в процесі поглинання вуглекислого газу хлорофілсинтезуючими мікроводоростями. На основі рішення розробленої математичної моделі поглинання вуглекислого газу хлорофілсинтезуючими мікроводоростями та отриманих експериментальних результатів дослідження отриманоо графічні та аналітичні залежності поглинання вуглекислого газу хлорофілсинтезуючими мікроводоростями за умови присутності оксиду фосфору та оксидів нітрогену.. Визначено значення оптимальної концентрації оксидів нітрогену та оксиду фосфору як активаторів приросту мікровдоростей типу Chlorella.
Іноваційні способи енергопідведення у процесах сушіння термолабільної сировини
(2019) Ігор Іванович Яровий, Мар'яна Анатоліївна Кашкано, Олена Іваноівна Маренченко, Євген Олександрович Пилипенко
Обумовлено 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.

Переглянути

Перегляд Том 83 № 1 за Дата публікації

Результатів на сторінці

Налаштування сортування