Статьи журнала - Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий
Все статьи: 2471
Термический анализ кизельгурового шлама
Статья научная
В настоящее время по-прежнему требуют дальнейшего уточнения механизмы термодинамических и массообменных процессов в капиллярно-пористых средах. В данной работе получены термогравиметрические кривые испарения влаги при сушке кизельгурового шлама и дан их анализ, позволяющий выбрать оптимальные режимы сушки.
Бесплатно
Краткое сообщение
Получение синтетических аналогов природных соединений, в том числе высокомолекулярных, а также изучение процессов формирования их структуры представляет собой актуальную задачу технологии органических веществ. В значительной степени это относится к синтетическим гуминовых веществам - важным продуктам, характеризующимся рострегулирующими, хелатирующими и другими важными свойствами. Простые углеводы и ароматические амины в качестве кислород- и азотсодержащих составляющих в ходе конденсации в этанольных средах дают фракционируемые водой продукты, растворимые фракции которых исследованы в настоящей работе посредством термодеструкции в сочетании с ИК-Фурье спектроскопией. Профиль спектральных полос подтверждает преимущественно алифатическую структуру с высокой степенью функционализации карбоксильными, гидроксильными и аминными группами. По мере термодеструкции выделенных водорастворимых твердых продуктов в интервале температур 100-180 °С в инертной атмосфере происходит снижение интенсивности полос 1030 и 1090 см-1, при этом интенсивность первой полосы падает почти до нуля при 180 °С...
Бесплатно
Термодинамика неизотермической диффузии при экстрагировании из люпина подсырной сывороткой
Краткое сообщение
Во многих случаях экстрагированию сопутствуют тепловые явления. Нами установлена возможность интенсификации процесса за счет использования нагретой подсырной сыворотки. Люпин различной геометрической формы (сфера, цилиндр, пластина) загружался в экстрактор, заполненный подсырной сывороткой. Вследствие разности температур твердого тела и жидкости возникал температурный градиент. По мере прогревания тела градиент температуры уменьшался, а затем исчезал. Температурный градиент будет сохраняться, если в аппарате непрерывного действия, например, организован ступенчатый температурный режим. Однако такой режим должен быть технологически и энергетически обоснован. Таким образом, при экстрагировании имеет место период температурной нестационарности. Возникновение этого периода отмечается в ряде работ. Записано выражение для прироста энтропии в единицу времени. С учетом изменения энтропии записано уравнение Гиббса. Основой уравнений является второй закон термодинамики, а сами уравнения - основой для выбора потоков и термодинамических сил...
Бесплатно
Термодинамика процесса набухания сушеного свекловичного жома
Статья научная
Выполнено экспериментальное исследование кинетики набухания жома. Выявлены стадии пропитки и набухания. Дано термодинамическое объяснение процесса.
Бесплатно
Термодинамика фазового равновесия в системах твердое тело-жидкость и твердое тело-газ
Статья научная
Термодинамическое равновесие двухфазной системы описывается уравнением Гиббса, включающее параметры состояния. На основе уравнения Гиббса и объединенного уравнения первого и второго законов термодинамики записаны термодинамические потенциалы: внутренней энергии, энтальпии и свободной энергии Гиббса. Если две фазы находятся в равновесии, то температуры, давления и химические потенциалы этих фаз равны между собой. Равенства выражают условия термического и механического равновесия, а также условие отсутствия движущей силы для переноса компонента через границу раздела фаз. Для двухфазной системы уравнение Гиббса-Дюгема связывает объем и энтропию 1 моля смеси, содержание любого компонента, выраженное в мольных долях. Рассмотрено экстрагирование из частиц люпина подсырной сывороткой (система твердое тело-жидкость). Движущей силой процесса экстрагирования в системе твердое тело-жидкость является разность между концентрацией растворяющего вещества у поверхности твердого тела С и его средней концентрацией С0 в основной массе раствора. Концентрация на границе раздела фаз обычно принимается равной концентрации насыщенного раствора Сн, поскольку вблизи поверхности твердого тела равновесие устанавливается довольно быстро. Тогда движущая сила процесса выражается как Сн-С0. Построена кривая извлечения экстрактивных веществ из люпина подсырной сывороткой наложением низкочастотных механических колебаний.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются варианты минимально необходимых энергетических затрат на реализацию исследуемого технологического процесса. Проведен эксергетический анализ с целью повышения степени термодинамического совершенства теплотехнологической системы процесса сушки ферментированного пшеничного сырья в аппарате с виброкипящим слоем.
Бесплатно
Термоокисление диеновых эластомеров
Статья научная
Рассмотрены химические реакции, происходящие в полимерах, как термофлуктуационный процесс. Изучено влияние дефектов структуры макромолекул на молекулярную массу и молекулярно-массовое распределение полидиенов при термоокислении эластомеров.
Бесплатно
Термоокислительная деструкция бутадиен-нитрильных каучуков и отходов производства
Статья научная
Исследован процесс термоокислительной деструкции промышленных бутадиен-нитрильных сополимеров марок СКН-18, СКН-26 и некондиционных продуктов. Процесс проведен в ароматических растворителях (толуол или ксилол) под воздействием кислорода воздуха в присутствии аддукта радикального инициатора азодиизобутиронитрила с N-метилпирролидоном. Методом гель-проникающей хроматографии определены среднемассовые молекулярные массы получаемых продуктов и выполнены расчеты молекулярно-массового распределения. Рассмотрено влияние температуры и содержания инициатора на изменение характеристической вязкости растворов образующихся продуктов деструкции в зависимости от времени проведения процесса. На основе сопоставительного анализа параметров деструкции с использованием толуола и ксилола при 80оС и концентрации инициатора 0,8% масс. установлено, что на процесс термоокислительной деструкции с получением низкомолекулярных полимеров молекулярной массой 40·103 тип растворителя и время деструкции практически не влияют. Показано, что в ходе деструкции промышленных каучуков, различающихся содержанием акрилонитрила, процесс протекает с образованием более высокомолекулярных соединений у каучуков с более высоким содержанием звеньев акрилонитрила. При проведении деструкции некондиционного каучука СКН-26СНТ с высокой жёсткостью по Дефо необходимо увеличение концентрации инициатора до 1,1% масс. и температуры. Рассмотрен механизм термоокислительной деструкции исследуемых полимеров. По данным ИК-спектроскопии и химического анализа установлено, что продукты термоокислительной деструкции бутадиен-нитрильных каучуков содержат кислородсодержащие функциональные группы. Таким образом, разработан простой промышленно-доступный способ получения низкомолекулярных бутадиен-нитрильных полимеров на основе каучуков специального назначения и некондиционных продуктов с функциональными гидроксильными, карбоксильными и эпоксидным группами.
Бесплатно
Территория опережающего развития как инструмент привлечения инвестиций в регион
Статья научная
В статье проанализированы причины возникновения территорий опережающего развития (ТОР), рассмотрены льготы, предоставляемые государством резидентам ТОР, выделены этапы формирования ТОР. Под территорией опережающего социально-экономического развития понимается часть территории субъекта Российской Федерации, включая закрытое административно-территориальное образование, на которой в соответствии с решением Правительства Российской Федерации установлен особый правовой режим осуществления предпринимательской и иной деятельности в целях формирования благоприятных условий для привлечения инвестиций, обеспечения ускоренного социально-экономического развития и создания комфортных условий для обеспечения жизнедеятельности населения. Целями создания территорий опережающего развития являются: развитие высокотехнологичных отраслей экономики, повышение конкурентоспособности экономики, создание новых рабочих мест и улучшение качества трудовых ресурсов, выравнивание территориальных диспропорций, производство новых импортозамещающих и экспортно ориентированных видов продукции, и многое другое...
Бесплатно
Техника и технология использования диоксида углерода в суби сверхкритическом состоянии
Статья научная
Решение проблем глубокой переработки сельскохозяйственного сырья во многом зависит от использования биотехнологических приемов обработки компонентов сырья, применения высокотехнологических способов с целью длительного хранения сырья, препаративного разделения химических компонентов сырья, созданию натуральных пищевых добавок на основе вторичных ресурсов сельскохозяйственного производства. Известно, что современные технологические процессы переработки сельскохозяйственного сырья сопровождаются изменениями в газожидкостных средах в широком диапазоне влажности, температур и давлений. Газожидкостные технологии эффективно влияют на поток сырья, которое приобретает новые качественные характеристики или может разделяться на отдельные классы химических соединений. В статье представлены результаты исследований автора в области газожидкостной обработки сельскохозяйственного сырья. Сформулирована концепция нового научного направления - единой системы применения диоксида углерода в отраслях пищевой промышленности для создания принципиально новых высоких технологий СО 2-обработки сырья различного происхождения. Проанализированы технологические возможности газожидкостной обработки растительного и животного сырья для получения высококонцентрированных натуральных пищевых добавок. Использование в качестве экстрагента диоксида углерода в суб- и сверхкритическом состоянии позволило решить ряд задач по препаративному разделению химических компонентов растительного сырья, активировать деятельность собственных протеолитических ферментов животного сырья, достичь сверхтонкого измельчения сырья способом газожидкостного взрыва.
Бесплатно
Технико-экономическая оценка газоочистной установки на основе эжекторного скруббера
Статья научная
В статье выполнена технико-экономическая оценка вариантов очистки газов. Бурное развитие промышленности и транспорта во всём мире в последнее время остро ставит проблему защиты среды обитания человека от вредных отходов его же практической деятельности При решении проблемы очистки отходящих газов следует уделять большое внимание экономическим характеристикам методов улавливания и утилизации вредных выбросов, учитывая при этом, что капитальные затраты возрастают пропорционально понижению концентрации вредных выбросов.. Поставленная задача решается разработкой двухступенчатой системы мокрой очистки газа на базе эжекторных скрубберов. Их преимущество - центральный форсуночный подвод, что позволяет скрубберу действовать по принципу эжекторного насоса. Проектируемую установку можно использовать на предприятиях по переработке твердых бытовых и производственных отходов, также на предприятиях где имеются паровые и водогрейные котлы, в результате работы которых получаются загрязненные газы с высокой температурой. В частности данную установку можно применить на цементном заводе, на котором выделяется большое количество отходящих газов, содержащих оксиды серы. Оценка рыночного потенциала установки, предназначенной для очистки отходящих газов на цементном заводе, выполнена посредством SWOT анализа. Результаты SWOT анализа свидетельствует о возможности осуществления очистки отходящих газов без больших затрат и c высокой степенью очистки газов. Анализ конкурентоспособности установки выполнен экспертным методом в сравнении с рыночными аналогами. Представлены технико-экономические показатели установки. Рентабельность капитальных вложений составляет 46 % и срок окупаемости капитальных вложений - 2,7 года.
Бесплатно
Статья научная
В статье выполнена технико-экономическая оценка производства функциональных продуктов питания, а также произведена оценка рыночного потенциала полученных продуктов.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается проблема технических решений для реализации программно- аппаратного комплекса управления качеством пищевой продукции. Представлен обзор и анализ существующих современных систем управления, который позволил сделать вывод о том, что на сегодняшний день пищевым предприятиям необходимы новые эффективные решения с использованием высокоэффективных интеллектуальных технологий. Проведен анализ возможности интеллектуализации системы управления качеством производства пищевой продукции. Представлены основные задачи этой системы. Показано, что практической базой для реализации этой проблемы, может стать создание программно- аппаратного комплекса автоматизированной системы управления качеством пищевой продукции с применением технологий искусственного интеллекта, включающего в свой арсенал нейросетевые технологии, системы компьютерного зрения, имитационное моделирование и эффективное сочетание гибридных методов и технологий. Проанализированы методы, алгоритмы и технологии для разработки исследуемой программно- аппаратного комплекса интеллектуальной автоматизированной системы управления качеством пищевой продукции. Представлена разработанная обобщенная функциональная структура такой интеллектуальной системы и основные стадии ее реализации. Разработаны основные виды обеспечения этой системы: информационное, математическое и программное. Разработаны основные этапы принятия решений о качестве готовой пищевой продукции. Для реализации системы рекомендованы необходимые технические средства. Для практической реализации разработанной интеллектуальной системы был выбран контроллер CP1EE14DRA фирмы Omron - модульный программируемый контроллер. В качестве АРМ оператора быть сделан выбор в пользу продукции фирмы Siemens - SIMATIC Panel PC. Для задач хранения данных и реализации расчетов предложен обычный персональный сервер, оснащенный мощным процессором, например, IntelCorei7. Показано, что реализация разработанной интеллектуальной автоматизированной системы управления качеством пищевой продукции делает предприятия пищевой промышленности более эффективными и безопасными.
Бесплатно
Технические свойства упаковочных пленок на основе ПВХ
Статья научная
Установлена зависимость термической усадки пленок ПВХ от температуры. Показано влияние содержания пластификатора и термообработки на физико-механические показатели пленок ПВХ. Установлено влияние продолжительности смешения компонентов смеси на физико-механические показатели пленок ПВХ.
Бесплатно
Статья научная
В статье предложены новые технические средства для производства пищевых продуктов, технологическая цепочка производства которых включает аппаратурное обеспечение в составе оборудования для приготовления полуфабриката для корпуса, бланширователя для гидробионтов и абразивного измельчителя. Для всей совокупности необходимого оборудования разработаны принципиальные схемы, а абразивный измельчитель прошел экспериментальную апробацию для выявления оптимальных параметров конструкции. Пастообразные кулинарные рыбные продукты издавна вырабатываются на предприятиях многих стран, особенно большой популярностью они пользуются в Японии, Германии, Скандинавских и некоторых других странах. В Польше получили распространение пастообразные рыбные смеси, используемые для изготовления порционных блюд. По своей консистенции эти пасты могут быть крупно- или тонко измельченными. Ароматизацию таких пастообразных продуктов осуществляют добавлением коптильной жидкости, натуральных или синтетических ароматизаторов. В настоящее время растет популяризация использования семян льна как источника альфа-линолевой кислоты, высококачественного протеина, фенольных соединений, пищевых волокон и минеральных веществ. Изделия с применением льняной муки могут быть рекомендованы для включения в пищевые рационы для восполнения дефицита по полиненасыщенным жирным кислотам, пищевым волокнам. В этой связи представляется целесообразным использовать полуфабрикат соответствующей рецептуры для корпусов экструдированного закусочного пищевого продукта. Проведенные проработки могут быть реализованы при производстве отечественного экструдированного закусочного продукта, например, для пива и других напитков, в виде подушечек с тестовым витаминизированным корпусом и начинкой из гидробионтов при назначении специальных режимов экструзии.
Бесплатно
Технологии АПК будущего и продовольственная безопасность в опережающем инженерном образовании
Статья научная
Статья посвящена некоторым аспектам создания технологий и техники будущего агропромышленного комплекса России. В центре внимания находится зависимость решения вопросов форсированного развития АПК от интеллектуализации образовательного процесса в высшей школе. Круг обсуждаемых вопросов включает: роль фундаментальной науки в развитии агропромышленного комплекса страны; новую парадигму научной деятельности; тесную взаимосвязь учёных сельского хозяйства и учёных пищевого и перерабатывающего секторов АПК; качество инженерного образования; концепцию опережающего образования и её принципиальную ориентацию на будущее; переход от суммы разрозненных специальных знаний к системе знаний в виде комплекта учебников по специальным дисциплинам; описание комплекта из 19 книг «Инженерия техники пищевых технологий». Особое внимание уделено взаимосвязи облика будущего АПК и системы опережающего инженерного образования. Что же нужно для достижения целей опережающего инженерного образования? Во-первых, развернуть вектор работы профессоров, преподавателей и студентов с передачи, и усвоения прагматических знаний на постановку и решение проблем АПК. Во-вторых, широко внедрять методы самообразования на основе информационных и телекоммуникационных технологий, что особенно важно для России, имеющей огромную территорию. В-третьих, реализовать идеи опережающего образования с тем, чтобы подготовить студентов к восприятию АПК будущего. Поэтому интеллектуализация образовательного процесса должна рассматриваться как проблема сегодняшнего дня и ключ к продовольственной безопасности страны.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена модернизации отечественного сельскохозяйственного производства, ее поддержке со стороны государства, внедрению сельскохозяйственными производителями инноваций в производственный процесс. В статье систематизированы взгляды ученых-экономистов о формах (направлениях) и методах поддержки инноваций в сельском хозяйстве. Модернизация сельскохозяйственного производства является одной из первостепенных задач повышения конкурентоспособности отрасли. Совершенствование производства в сельском хозяйстве, которое невозможно без применения инноваций, становится ключевым фактором в достижении успеха в конкурентной борьбе на зарубежных рынках сельскохозяйственной продукции. Статистика свидетельствует о том, что технико-технологическая модернизация в отрасли осуществляется крайне слабо. Следует отметить, что уровень внедрения инноваций в отечественном АПК - около 10%, в то время как в США - более 50%. Падение объемов производства сельскохозяйственной техники ставит под угрозу технико-технологическую модернизацию отрасли, поскольку у сельхозтоваропроизводителя, имеющего ограниченные финансовые возможности, при продолжении данной негативной тенденции в скором времени будет вовсе отсутствовать возможность альтернативного выбора при приобретении так необходимой ему новой техники...
Бесплатно
Статья научная
Эффективность свеклосахарного производства напрямую связана с качеством свекловичного сырья, поступающего в переработку. Качество сырья зависит от совокупного действия природно-климатических, агротехнических и сортовых факторов, определяющих физиологическое состояние растений. Повсеместное снижение плодородия и возрастание инфекционного фона почвы, преобладание восприимчивых к местным патогенам зарубежных гибридов в сортаменте сахарной свеклы провоцирует развитие болезней корневой системы - фузариозного загнивания и сосудистого бактериоза. Многолетние обследования свекловичных посевов в разных районах ЦЧР выявили высокую вредоносность указанных болезней корнеплодов, потери урожая от которых в отдельные годы составляли до 50 %. Определение влияния бактериальной инфицированности на формирование химического состава корнеплодов сахарной свёклы и накопление в них сахаров представляет научный и практический интерес. Научные исследования проводились на базе лаборатории хранения и переработки сырья, лаборатории иммунитета, отдела биотехнологии ФГБНУ «ВНИИСС им. А.Л. Мазлумова» и кафедры технологии бродильных и сахаристых производств ФГБОУ ВО «ВГУИТ». Установлено, что с увеличением степени поражения сахарной свёклы сосудистым бактериозом повышалось содержание сухих веществ с 26,04 (здоровые корнеплоды) до 32,75 % (корнеплоды с 5-ти бальным поражением), при этом сахаристость снижалась с 18,77 до 16,83 % соответственно. Доля сахарозы в сухих веществах соответственно снижалась с 72,08 (здоровые корнеплоды) до 51,39 % (корнеплоды с 5-ти бальным поражением), что свидетельствует о процессе утилизации части сахарозы бактериями в пораженных корнеплодах. Содержание редуцирующих веществ увеличилось в 1,2-4,9 раза. Выявлено, что возбудители сосудистого бактериоза оказывали отрицательное действие на качество свекловичного и очищенного соков, чистота которых снижалась соответственно на 0,7-7,5 и 0,4-7,6 % абс. относительно показателей здоровых корнеплодов. В результате исследований по определению активности пероксидазы в корнеплодах с разной степенью пораженности сосудистым бактериозом выявлено повышение общей и удельной активности фермента с усилением развития болезни. Определено, что возбудители сосудистого бактериоза отрицательно повлияли на выход сахара, показатель которого снизился на 1,0-5,5 %.
Бесплатно
Статья научная
В качестве материала загрузки биофильтров рекомендуется применять полимерные композиции, обладающие повышенной иммобилизационной способностью. Введение в состав полиолефинов природных полисахаридов придает полимерной композиции способность к закреплению на ее поверхности микрофлоры, а дополнительное содержание в композиции биогенных элементов обеспечит поддержание жизнедеятельности микроорганизмов в случае прекращения поступления в биофильтр питательных веществ. В работе исследованы технологические аспекты получения полимерных композиций на основе полиэтилена (ПЭ), содержащих природные полисахариды - крахмал и щелочную целлюлозу (отход рафинации растительных масел), в соотношении 80 : 20 мас.%, при переработке в современном высокоскоростном оборудовании. При изучении реологических показателей установлено, что содержащиеся в целлюлозе жирные кислоты и воска способствуют смягчению композиции, при этом показатель эффективной вязкости наполненного ПЭ с использованием целлюлозы отмечается на 30-35 % ниже показателя композиции с крахмалом. Для полимерных композиций, содержащих как крахмал, так и целлюлозу, при достижении температуры переработки 200 оС наблюдается излом кривых течения, а при достижении критической температуры 220 оС наблюдается бурное газовыделение, сопровождающееся термодеструкцией композиций. Отмечено, что композиция, содержащая целлюлозу, обладает большей пористостью, чем содержащая крахмал, что способствует иммобилизации микрофлоры на носителе. Для использования в качестве загрузки биофильтров более рекомендованы композиции на основе ПЭ и целлюлозы, т.к. они обладают улучшенными иммобилизационными свойствми за счет пористой структуры, и наличия в составе полисахаридов и биогенных элементов, что подтверждается активным развитием на поверхности образцов композиции микроскопических грибов ( Aspergillus, Penicillium ).
Бесплатно
Статья научная
В статье описаны характеристика и свойства различных сортов натурального мёда - гречишного и подсолнечного, представлен их сравнительный анализ химического состава, показателей качества, активности ферментов, антиоксидантной активности, содержания витамина С, микробиологических показателей. Описан инновационный способ получения желейного мармелада без добавления сахара на основе мёда путём формования методом «шприцевания» в полимерную барьерную оболочку. Установлено, что замена сахара белого и патоки крахмальной на натуральный мёд в рецептуре желейного мармелада приводит к снижению сахароемкости, калорийности изделия, повышению его пищевой ценности, антиоксидантой активности, антибактериальных свойств за счёт внесения с мёдом эссенциально важных для организма человека веществ (витаминов группы В, С, антиоксидантов, антисептиков, ферментов, минеральных веществ и др.). Использование нового способа формования и упаковки мармелада в полимерную барьерную оболочку приводит к продлению срока хранения мармелада до 6 месяцев. Анализ изменения качества образцов желейного мармелада показал, что удаление влаги, а с этим и процесс их высыхания после хранения в течение 180 сут происходит интенсивнее - в 2,2 раза в образце мармелада, упакованного по традиционной технологии, при этом содержание редуцирующих веществ (к общей массе высохшего мармелада) в данном образце увеличилось на 11,3%. Повседневное потребление разработанного изделия способствует повышению иммунитета, жизненного тонуса, нормализации обмена веществ, укреплению сердечной мышцы, нервной системы, улучшению усвоения пищи, работы желудочно-кишечного тракта и др. Разработанный мармелад диетического назначения можно рекомендовать в первую очередь детям в период их роста, пожилым людям, спортсменам и взрослым при большой физической нагрузке, страдающим ожирением.
Бесплатно
