Изучение температурного варьирования при ультразвуковом облучении плодоовощного сырья

Цель исследования - изучение эволюции температурного поля при ультразвуковом воздействии на частицы кожуры баклажан, являющиеся отходами при производстве овощной икры, для соблюдения температурных ограничений при проведении технологических операций по извлечению из них водорастворимых веществ, среди которых присутствуют антоцианы. При промышленной переработке баклажан возникают отходы, и значительную их долю составляет поверхностный слой, в основном кожура, которая является исходным сырьем для производства натурального пищевого красителя, а также после извлечения из нее водорастворимых веществ и последующей сушки - востребованным продуктом для фармакотерапии. При ультразвуковом облучении вещества происходит рост температуры, значения которой могут выходить за пределы технологических ограничений. По причине того, что экспериментальное определение температурного варьирования в объеме взвешенной в водной суспензии частички практически невозможно, резонно использовать модельный подход к решению данной задачи путем адаптации математической модели переноса тепловой энергии и вещества к объекту изучения и ее решения при определенных краевых условиях. С целью оценки адекватности решения данной модели, которая построена для усредненной частички баклажановой кожуры, осуществлена серия опытов для нахождения варьирования температуры при влиянии ультразвукового излучения на суспензию. Эмпирические исследования осуществлялись на оригинальном лабораторном стенде, связанном с компьютером, снабженным программным продуктом Thermo Chart. Уравнение переноса тепловой энергии решено посредством численной методики конечных разностей. Найденное распределение температуры по объему частицы показывает, что проведение операции по ультразвуковому воздействию на нее не должно превышать 10 мин, иначе гарантировать сохранность качества антоцианов при их экстрагировании из частиц кожуры баклажанов не представляется возможным. Построенную и адаптированную к объекту исследования модель переноса тепловой энергии можно признать адекватной и пригодной для оперативного применения в инженерной практике.