Том 85 № 1
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Перегляд Том 85 № 1 за Назва
Зараз показуємо 1 - 11 з 11
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
- ДокументThermal conditions of Adsorptive heat storage device operating in open-mode for heating inflowing air(2021) Elena Belyanovskaya, Roman Lytovchenko, Kostyantyn Mikhaylovich Sukhyy, Yana Oleksandrivna Serhiienko, Mikhaylo Porfyryevich Sukhyy, Irina Valeriivna SukhaThermal conditions of adsorptive heat storage device operating in open-mode were considered when discharged. The main operating parameters affecting the final temperature of airflow which supplied to ventilated premises are determined on the example of heat storage device based on composite ‘silica gel – sodium sulphate’. The main factors which determine a final airflow temperature are confirmed to be initial values of temperature, absolute humidity and speed of airflow which fanned to the adsorbent layer. Algorithm of calculating the operational parameters of adsorptive heat storage device has been further developed. Proposed algorithm involves calculation of diffusion coefficient, mass transfer coefficient, final absolute humidity of airflow, volume of air which passed through adsorbent layer, adsorption, specific adsorption heat and final airflow temperature, then useful heat, heat inputs for operating heat storage device and its efficiency factor are estimated. The adequacy of the proposed algorithm has been confirmed according with experimental data for operating of open mode adsorptive heat storage device. Curves final temperature of inflowing air vs. time of discharge of heat storage device are stated to depend on characteristics of airflow which fanned to the adsorbent layer such as temperature, speed and initial absolute humidity. When these parameters increased, time to achieve plateau, i.e. maximal values of final inflowing air temperature decrease. The dependence of initial values of temperature, absolute humidity, speed of humid airflow and final airflow temperature is shown. Maximal temperatures of at most 65 – 80 ºC are stated at the initial temperatures and absolute humidity of initial airflow within the ranges of 20 – 30 ºC and 0.03 – 0.04 kg/m3, respectively. The results of the present study can be used for the development of energy-efficient systems and devices for air-conditioning in habitual inner space and warehouses.
- ДокументВплив паротермічної обробки яблук на теплоту зневоднення(2021) Олена Віталіївна Гусарова, В’ячеслав Аврамович Михайлик, Раїса Олексіївна ШапарДля більш обґрунтованого виявлення можливостей інтенсифікації сушіння та глибшого розуміння процесів, які відбуваються під час зневоднення яблук, методами ТГ та ДТА було досліджено процес видалення води з них. В якості об’єктів дослідження використано свіжі та оброблені парою зразки паренхімних тканин яблук сорту Ренет Симиренко та Джонатан. Дослідження виконано в дериватографі Q–1000 в діапазоні 25…250 оС при швидкості нагрівання 3,6 К/хв. Зневоднення яблук здійснювали методом конвективного стадійного сушіння до залишкової вологості 6% (абс). Визначено температури максимальної швидкості зневоднення, переходу паренхімних тканин в стан, обумовлений вмістом виключно зв’язаної води та температурні інтервали термічного розкладання органічних речовин. У роботі відмічено, що перебіг процесу сушіння в умовах керованого нагріву залежить від стану води. Середня швидкість видалення води з оброблених парою тканин у яблук сорту Ренет Симиренко на 14% більша порівняно зі свіжими. Вперше для яблук сорту Ренет Симиренко показано, що у оброблених парою зразках через руйнування клітинних мембран відбувся перерозподіл фракційного складу води. У оброблених парою яблуках досліджених сортів зв’язаної води на ~3% менше, ніж у свіжих. Перехід зв’язаної води у вільну підтверджується значеннями середньої питомої теплоти зневоднення, яка для свіжих яблук Ренет Симиренко визначена на рівні 2630 (в діапазоні температур 25...181 °С), а для оброблених парою – 2500 кДж/кг (в діапазоні температур 25...183 °С). Дослідження підтверджують доцільність тепловологісної обробки паренхімних тканин сировини перед сушінням з метою інтенсифікації зневоднення та зменшення енергетичних витрат. Отримані результати можна використовувати при виборі режиму попередньої тепловологісної обробки яблук та у теплових розрахунках процесу зневоднення.
- ДокументДослідження мікрохвильового вакуум-випарного модуля безперервної дії(2021) Ілля Вадимович СиротюкПроведено аналіз досліджень впливу мікрохвильових технологій на процес випаровування. Виділено основні переваги застосування електромагнітного впливу на сировину при випаровуванні поряд з традиційними технологіями концентрування харчових розчинів. Висвітлено один з головних недоліків існуючих дослідних стендів випарних апаратів з електромагнітним підведенням енергії, а саме періодичність дії. Визначено основні проблеми, що перешкоджають організації процесу випарювання в безперервному режимі в умовах об'ємного підведення енергії і вакууму. На основі аналізу цих проблем запропонована конструкція мікрохвильового вакуум-випарного модуля, яка дозволяє забезпечити безперервний режим роботи без порушення герметичності системи і при відсутності витоку мікрохвильового поля протягом усього процесу концентрування. Головне завдання даної роботи полягала в проведенні експериментальних досліджень розробленого модуля в умовах безперервної роботи. Досліди проводилися на прикладі цукрового розчину. Концентрації початкової сировини, що поступала до модуля, і готового продукту, що вивантажувався, протягом усього процесу становили 30°brix і 40-42°brix відповідно. Тиск в системі в ході випробувань модуля залишався незмінним і знаходився в межах 0,01 МПа. На основі отриманих результатів експериментальних досліджень можна стверджувати про працездатність розглянутої конструкції мікрохвильового вакуум-випарного модуля безперервної дії і про можливість проектування і реалізації його напівпромислового зразка. За допомогою застосування методу компонування таких модулів надається можливість сконструювати багатоступеневу випарну установку, що в свою чергу дозволяє отримати готовий продукт будь-якої кінцевої концентрації сухих речовин без втрати якості. Крім того, подібна конструкція відрізняється достатньою легкістю в обслуговуванні через незалежність кожного модуля.
- ДокументЗастосування абсорбційної ІЧ - спектроскопії для виявлення складу димо-повітряної суміші горіння деревини при копченні м’ясних виробів(2021) Ігор Миколайович ОщипокВ статті досліджені перспективи виявлення вмісту димо-повітряних компонентів в повітрі, що утворюються при спалюванні деревини. Розглянуті задачі з детектування слідів газоподібних речовин в локальній зоні повітряного середовища. Дане завдання відноситься до числа найбільш складних завдань газового аналізу, що обумовлюється малими концентраціями шуканих речовин і навпаки, високим вмістом сполук, що перешкоджають аналізу. Звернута увага на інтерпретації ІЧ спектрів, які полягають у тому, що враховується не тільки положення максимумів характеристичних смуг, але і на їх інтенсивності, формі, розташуванню щодо інших смуг. Про природу і кількість речовини в димо-повітряної суміші можна судити відповідно по числу і положенню піків в ІЧ-спектрах поглинання (якісний аналіз), а за інтенсивністю цих смуг - про кількість речовини (кількісний аналіз). Поліпшення чутливості і селективності методу можливе шляхом підвищення роздільної здатності приладів, а також використання різних прийомів формування та обробки аналізованого сигналу. Одним із прийомів формування аналізованого сигналу є диференційний метод. використовуваний метод повинен бути високочутливим, точним, швидкодіючим і забезпечувати селективність виявлення складових димо-повітряної суміші, і може припускати роботу на деякій відстані. Розглянута ідея методу, яка полягає в одночасному пропусканні через димо-повітряну суміш, що знаходиться в термокамері зондуючого випромінювання на двох довжинах хвиль, перша з яких збігається з максимумом смуги поглинання досліджуваної речовини, а друга так звана опорна до неї довжина хвилі, тобто довжина хвилі близька до зондуючої, але яка не лежить в смузі поглинання. Співвідношення сигналів на виході опорного і вимірювального каналів не залежить від стабільності джерела і приймача випромінювання.
- ДокументКомплексна енергоефективна теплотехнологія одержання антиоксидантного буряково-томатного барвнику та насіння томатів(2021) Жанна Олександрівна Петрова, Вадим Михайлович Пазюк, Катерина Миколаївна СамойленкоСучасні технології, особливо процеси сушіння, є енергозатратними. То ж, основними завданнями при розробці теплотехнології в харчовій промисловості є зменшення витрат енергоносіїв на процес зневоднення. Такі наукові розробки – це шлях до конкурентоздатної економіки та енергонезалежності України. В зв’язку із поширенням таких хвороб як серцево-судинні захворювання, рак, зміна серцевого м'язу, неправильне перетравлення їжі, послаблення репродуктивної функції основним завданням працівників харчової промисловості є максимально замінити в готових продуктах харчування синтетичні ароматизатори, барвники на натуральні. В Україні виробництво овочів переважає над їх вживанням. Переробка за допомогою сушіння та отримання порошкоподібного продукту практично відсутня. Сучасні способи отримання порошку зі столового буряка дають можливість зберегти бетанін на рівні 50-70 % у кінцевому продукті. Тому розробка нових методів та удосконалення існуючих технологій сушіння столового буряка з метою отримання натурального барвника є важливою та значущою. Червоний столовий буряк має високий вміст бетаніну з антиоксидантними властивостями і є традиційним в харчуванні населення України. Оскільки сушіння є енерговитратним процесом, зменшення енергозатрат на процес зневоднення та максимальне збереження біологічно активних речовин та зниження собівартості кінцевого продукту є актуальним. Користь природних антиоксидантів полягає в тому, що вони здатні вступати в реакції з вільними радикалами, нейтралізуючи їх згубну дію на організм людини. Бетанін – це червоний харчовий барвник, який отриманий зі столового буряка та може використовуватись при виробництві морозива, кондитерських виробів, порошкоподібних безалкогольних напоїв. В даній статті висвітлено безвідходну енергоефективну теплотехнологію отримання антиоксидантного буряково-томатного барвнику та насіння томатів. Завдяки використанню м’якоті та шкірки томатів, які містять органічні кислоти та відіграють роль стабілізатора барвника під час сушіння із заданими режимами. Одержано якісний насіннєвий матеріал та порошкоподібний натуральний продукт, який завдяки високому вмісту каротиноїдів, пектинів, клітковини, бетаніну, мікро- та мікроелементів може використовуватись в лікувально-профілактичному збалансованому харчуванні.
- ДокументКомплексна переробка сировини з використанням технологій Адресної доставки енергії у виробництві пектинів(2021) Ігор Іванович Яровий, Віта Петрівна АліРозглянуто можливості використання технологій адресної доставки енергії (АДЕ) в процесах комплексної переробки сировини рослинного походження на прикладі комплексу технологічних процесів характерних для виготовлення пектину. Показано актуальність процесів отримання пектинових речовин для сучасної промисловості та перспективні напрямки використання пектину. Наведено приклади реалізації технологій виготовлення пектину вітчизняними та зарубіжними виробниками, та приведено наближену оцінку вартості і складності пектинового виробництва. Як варіант удосконалення та здешевлення технології виготовлення пектину запропоновано використання технологій АДЕ для основних технологічних операцій пектинового виробництва: сушіння пектиновмісної сировини, екстрагування пектиновмісних речовин, випарювання пектиновмісного екстракту. Для процесу сушіння пектиновмісної сировини приведено результати експериментального дослідження кінетики процесу вологовидалення з оболонок цитрусових плодів, при використанні комбінованого способу сушіння – мікрохвильового енергопідведення та фільтраційного відведення вологи. Запропоновано обґрунтування для використання такої комбінації технологій сушіння та вплив механодифузійного ефекту на кінцеву продуктивність вологовидалення зазначеним комбінованим способом сушіння. Описано загальну конструкцію стрічкової, модульної сушильної установки з комбінованим способом сушіння сипкої рослинної сировини. Надано оцінку результатів отриманих при дослідженні кінетики процесу сушіння пектиновмісної сировини та загального потенціалу технології АДЕ для процесів швидкісного низькотемпературного сушіння термолабільних матеріалів. Запропоновано шлях для впровадження технологій АДЕ на інших технологічних ділянках виготовлення пектину. Зокрема приведено посилання на інноваційні процеси екстрагування в середовищі електромагнітного поля надвисокої частоти та узагальнено потенціальні переваги та недоліки використання аналогічних технологій у виробництві пектину. Запропоновано використання технології випарювання розчинів у вакуумних випарних апаратах з використанням мікрохвильового енергопідведення для аналогічної технологічної операції при виготовленні пектину.
- ДокументКінетика та енергетика процесів екстрагування з деревини дуба в електромагнітному полі(2021) Олександр Вікторович Акімов, Михайло Юрійович Молчанов, Олександр Кирилович Войтенко, Олег Григорович БурдоУ статті розглянутий новий перспективний метод екстрагування з використанням електромагнітних технологій. Надані переваги методу екстрагування у електромагнітному полі перед традиційним методами. Головною проблемою традиційних технологій є неповнота вилучення цільових компонентів та тривалість процесу екстрагування. Розглянуто можливості та перспективи використання дубових екстрактів у різних галузях промисловості. Сформульовано головне науково-технічне протиріччя процесу екстрагування. Запропонована гіпотеза екстрагування у електромагнітному полі. Приводиться методика дослідження та детальний опис установок, на яких проводилися експериментальні дослідження. Приведені параметри, при яких проводилися експериментальні дослідження. Представлені порівняння термограм, зміни коефіцієнтів світлопропускання та витрат електроенергії п’ятьох серій експериментів, де екстрагентом виступала вода, проведено їх аналіз. Представлені дані щодо концентрації сухих речовин у отриманих екстрактах. Проведено серію експериментальних дослідження з екстрагування дубової деревини етиловим спиртом, представлені термограми процесів та зміни коефіцієнта світлопропускання. Проведено порівняння концентрації сухих речовин у отриманих екстрактах. Запропонована інноваційна технологія отримання високоекстарктивних вин з використанням МХ технологій та дубової деревини, як альтернатива витримки в дубових бочках. Дана коротка органолептична характеристика отриманих екстрактів та високоекстрактивних вин. Доведена гіпотеза о можливості отримання поліекстрактів при використанні розчинника із полярними молекулами та в умовах мікрохвильового поля. Підтверджено дію механодифузійного ефекту. Визначено, що вихід цільових компонентів у МХ екстракторах в 2,5…5 разів вищий, ніж у традиційних при знижені енергетичних витрат у 1,5…2 рази. Визначено, що найбільш привабливими є плівкові та циркуляційні екстрактори, вони мають переваги щодо отримання якісних поліекстрактів з дубової деревини, з більш повним вилученням компонентів та перспективами промислового впровадження.
- ДокументМетодика розрахунку стрічкових сушарок з комбінованим електромагнітним енергопідведенням для сушіння насіння кукурудзи, соняшнику та сої(2021) Олена Іванівна Маренченко, Олександр Вікторович ЗиковНа основі детального аналізу літературних джерел з досліду використання інфрачервоного та мікрохвильового підведення енергії в процесі сушіння сировини зроблено висновок про перспективність розробки обладнання, що реалізує комбінований вплив інфрачервоного та мікрохвильового випромінювання для сушіння оліє місткої сировини, зокрема кукурудзи, соняшнику та сої. Попередні дослідження кінетики сушіння кукурудзи, соняшнику та сої дозволили отримати рівняння для визначення часу сушіння цих продуктів в таких сушарках, що, в свою чергу, стало відправною точкою для створення методик проектного та перевірного розрахунків таких сушарок. Аналіз цих досліджень дозволяє зробити висновок, що використання мікрохвильового випромінювання прискорює перенесення вологи з середини матеріалу назовні, а інфрачервоне випромінювання ефективно передає енергію вологи на поверхню матеріалу. Таким чином, поєднання послідовного впливу мікрохвильового та інфрачервоного випромінювання може значно прискорити процес сушіння та покращити його енергоефективність. Мета конструктивного розрахунку сушарки - визначити габаритні розміри сушарки та потужність встановлених випромінювачів. На першому етапі розрахунку такі властивості продукту, як рівноважна вологість продукту та коефіцієнт активності води, визначаються параметрами продукту та навколишнього середовища. Далі визначаються парціальний тиск водяної пари в атмосферному повітрі та теплофізичні властивості водяної пари, такі як тиск насиченої водяної пари, питома теплота випаровування та коефіцієнт дифузії водяної пари у повітрі. На наступному етапі ми визначаємо швидкість руху конвеєра. Далі визначаємо відповідні значення коефіцієнтів масообміну та узагальненого коефіцієнта масообміну. Величина узагальненого коефіцієнта масопереносу визначає швидкість висихання в перший період та час висихання. Тривалість установки та кількість модулів масообміну визначаються визначеним значенням часу перебування продукту в установці. На останньому етапі розраховується потужність ІЧ -випромінювачів окремого ІЧ -модуля та потужність НВЧ -випромінювачів одного мікрохвильового модуля.
- ДокументІнженерні методи розрахунку процесу гідратації при обробці олії електромагнітними хвилями(2021) Петро Ігорович Осадчук, Ігор Віталійович БезбахДо основних недоліків стандартних ліній гідратації відносяться висока енергоємність, велика витрата холодної води і пари, що зв'язано з використанням сепараторів, а також жорстким температурними режимами сушіння фосфоліпідної емульсії. Ці лінії не забезпечують ефективність процесу в цілому через високий залишковий зміст фосфоліпідів в олії і низької харчової цінності одержуваних фосфатидних концентратів унаслідок впливу перекису водню, застосовуваної для знебарвлення. Для усунення цих недоліків було запропоновано використання електромагнітних полів в процесі гідратації олій. В даній роботі запропоновано інженерні методи розрахунку процесу гідратації при обробці олії електромагнітними хвилями. Проведено моделювання процесу. Використовуючи метод аналізу розмірностей, отримано критеріальне рівняння для розрахунку продуктивності устаткування. Проведено узагальнення експериментальних даних отриманих в результаті досліджень. Розроблено алгоритм розрахунку степеневих показників та констант в рівнянні у числах подібності, який реалізовано у середовищі Microsoft Excel. Визначено ступінь впливу напруженості магнітного поля на процес гідратації. Враховано залежить коефіцієнту масопередачі від зміни температури. З отриманого рівняння в числах подібності розраховано ряд теоретичних значень числа Стантона та порівняно з експериментальними даними. Визначено розбіжність між розрахунковими та експериментальними даними в межах 18%. Отримане рівняння дає змогу розраховувати об’єм установки та швидкість протікання процесу, задаючись різними режимними параметрами: напруженістю магнітного поля, температурою.
- ДокументІнноватика енерготехнологій харчової індустрії в умовах глобальних проблем людства(2021) Олег Григорович БурдоАналізуються результати моделі «Римського клубу». Підкреслено революційну новизну авторів у проблемах прогнозного, глобального моделювання, її значний соціальний внесок. Обговорюються причини низького практичного ефекту моделі, протиріччя між обговоренням ідей моделі та реальними діями на її впровадження. Пропонується положення, що подальші етапи роботи мають визначити, що конкретно треба робити в конкретних галузях економіки, в регіонах. Аналізуються етапи індустріального розвитку людства, показано перспективи інноваційних технологій, нанотехнологій. Представлено концепцію узгодження моделі «Римського клубу» із моделлю індустріального розвитку. Визначено, що пріоритетним напрямком практичної реалізації концепції є харчові технології, де сконцентровано глобальні проблеми людства, пов’язані із енергією, екологією та їжею. Наведені інноваційні принципи, які дозволяють здійснювати глибоку переробку харчової сировини. Показано, що сучасні принципи наноенерготехнологій, вакуумних, електродинамічних технологій спроможні на революцію у харчовій індустрії. Розглянуто обладнання, що використовує засоби направленої енергетичної дії в процесах вилучення цільових компонентів, дегідратації сировини. Запропоновано універсальну схему комплексної глибокої переробки сировини, де із відходів виробництва головного продукту отримують додатково вилучені функціональні компоненти, олію та паливні пелети. Така безвідходна переробка сировини в комплексі вирішує 3 проблеми: резервів їжі, витрат енергії (отримання додаткових джерел) та зменшення навантаження на довкілля. Показано, що використання сучасних інноваційних технологій спроможне вирішувати глобальні проблеми людства, управляти розвитком криз та пом’якшити гостроту їх впливу.
- ДокументІнтенсифікація процесу екстрагування в технологіях утилізації відходів харчових та олійних виробництв(2021) Сергій Георгійович Терзієв, Наталія Володимирівна Ружицька, Максим Володимирович Щербич, Юсеф АльхуріУ статті розглядаються питання утилізації відходів олійної, харчоконцентратної, консервної промисловості. Пропонується задіяти технології екстрагування для вилучення цінних компонентів, які залишаються у відходах після виробництва основного продукту. Розглянуто можливість вилучення олій з лушпиння кави та макухи амаранту. Також досліджено екстрагування водо- та лугорозчинних фракцій з макухи амаранту як стадія вилучення цінного білка. Розглянуто екстрагування водорозчинних компонентів зі свіжих яблучних вичавок – фруктово-ягідних відходів. Інтенсифікувати процес екстрагування запропоновано шляхом підведення енергії у вигляді мікрохвильового випромінення, яке викликає у структурах сировини явище бародифузії, та забезпечення режиму кипіння екстрагенту, який організує постійний контакт свіжих порцій екстрагенту з сировиною. Для збереження термолабільних речовин та запобігання денатурації білка в екстракторі кипіння здійснюється у вакуумі. Показано результати вилучення олії та спирторозчинних компонентів лушпиння кави та макухи амаранту. Отримано кінетичні криві процесу екстрагування макухи амаранту водою та лужним розчином в умовах дії мікрохвильового поля та вакууму. Наведено порівняння кінетики екстрагування лугорозчинної фракції макухи амаранту із застосуванням адресної доставки енергії та при традиційному енергопідведенні. Показано значну інтенсифікацію процесу. Визначено питомі енерговитрати процесу. Отримано кінетичні криві процесу екстрагування яблучних вичавок водою при різних гідромодулях. Встановлено відсоток сухих речовин твердої фази, який переходить до екстракту. Визначено питомі енерговитрати на процесс одержання екстракту. Одержано продукт з аромтом яблук та вираженими желюючими властивостями.