Процессы и аппараты пищевых производств. Рубрика в журнале - Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий
Статья научная
Одним из направлений энергосбережения является применение детандер-генераторных агрегатов, преобразующих избыточное давление природного газа в электроэнергию. При применении детандер-генераторного агрегата для использования давления газа с выработкой электроэнергии газовый поток необходимо подогревать, т.к. в результате расширения газа в детандере и соответствующего понижения его температуры возможно образование конденсатов и гидратов в газопроводах и арматуре, импульсных трубках и, как следствие, их засорение или даже закупорка. В связи с этим газ перед детандер-генераторным агрегатом должен быть нагрет так, чтобы на выходе из него температура газа была не менее 0 0С. Предлагается схема, в которой подогрев заменен адсорбционной осушкой, что делает возможным использование детандер-генераторного агрегата при низких температурах без риска образования в нем, либо после него, конденсатов и гидратов. Адсорбционная осушка газа - технологический процесс, который заключается в избирательном поглощении порами поверхности твердого адсорбента молекул воды из газа, с последующим извлечением их из пор посредством применения внешних воздействий. Процесс адсорбционной осушки газа позволяет достигать точки росы в -90 0С. Включив данный блок, либо аналогичный, в схему с ДГА, получаем возможность одновременной выработки электроэнергии и «глубокого холода». Области применения «глубокого холода» очень широки. Наряду с объектами энергетики и химической промышленности, он востребован на предприятиях пищевой промышленности, заводах по производству пива и безалкогольных напитков. Холод необходим как для заморозки, так и для последующего хранения продукции в холодильных терминалах и на складах. Статья содержит схемы адсорбционной установки и установки получения «глубокого холода», описание их работы и эксергетический анализ разработанной схемы.
Бесплатно
Статья научная
Разработана технология влажного прессования углеводно-витаминно-минеральных добавок с повышением содержания мелассы. При влажном прессовании УВМД с повышенным содержанием мелассы были приняты два варианта готовой добавки: брикеты и гранулы. На первом этапе работы была приготовлена опытная партия кормовой добавки для КРС по рецепту: рапсовый шрот 25 %; соевый шрот 10 %; жир кормовой 4 %; меласса 51 %; известь 5 %; премикс 5 %. Установлено, что удовлетворительное перемешивание наблюдается при вводе мелассы до 40 %. Дальнейшее повышение содержания мелассы вызывало ухудшение перемешивания. На втором этапе выполнены исследования по выбору веществ, обеспечивающих затвердевание мелассных брикетов. При этом в состав добавки для КРС включали мелассу в количестве 30-50 %, жмых подсолнечный, отруби пшеничные, жом свекловичный, трикальцийфосфат, соль, премикс. В качестве цементирующих веществ при получении брикетов, содержащих мелассу в количестве 40,0 %, использовали гашеную известь и цеолит в количестве 3 %, а также известняковую муку в количестве 5 %. Брикеты, содержащие мелассу в количестве 30 и 50 %, не обладают достаточной прочностью. Установлено, что при вводе мелассы в количестве 50 % и затвердителей - 3 %, противоточное движение материала в смесителе прекращалось, смесь приобретала вязкую пастообразную консистенцию. Мелассные брикеты после хранения не затвердели, были мягкие и пластичные. Брикеты, содержащие 40,0 % мелассы и 3,0 % гашеной или негашеной извести, были твердыми в сравнении с брикетами, содержащими другие затвердители. С увеличением ввода затвердителей до 5 % мелассные блоки были более твердыми и хорошо сохраняли форму.
Бесплатно
Разработка технологии высокоусвояемых комбикормов с вакуумным напылением жидких компонентов
Статья научная
Разработана технология производства комбикормов для сельскохозяйственных (свиней) и непродуктивных (собак, кошек) животных, а также для пушных зверей (норок, песцов, соболей) и рыб ценных пород (осетр, форель, и др.), в которой осуществлена замена дорогостоящих компонентов животного происхождения (рыбная мука, мясокостная мука, кровяная мука, субпродукты), на экструдированные растительные высокобелковые компоненты (соевый, подсолнечный или рапсовый шрот, люпин, горох, соя). Применение вакуумного напыления термолабильных жидких компонентов (аминокислот, белково-витаминно-минеральных добавок, витаминов, жиров) на поверхность экструдированных гранул позволит получать высокоусвояемые комбикорма. Определены кинетические закономерности исследуемых процессов увлажнения и пропаривания, экструдирования, сушки/охлаждения и дражирования, а также выявлены их рациональные режимы. Разработана технологическая схема линии производства высокоусвояемых комбикормов, которая включает следующее оборудование: бункер; экструдер; сушилку-охладитель; установку ввода жидких компонентов, дражировочный аппарат; конвейер и бункер готовой продукции. Изготовленные дражировочный аппарат и установка ввода жидких компонентов по техническим характеристикам (габаритные размеры, масса, занимаемая площадь, мощность привода, равномерность нанесения жира на поверхность гранул) превосходит лучшие мировые аналоги. Технология вакуумного смешивания с вводом жидких компонентов обеспечит их равномерное распределение по всему объему, сократит продолжительность перемешивания, что позволит увеличить производительность вакуумного смесителя и снизить энергозатраты. Разработанная технология и перспективные виды технологического оборудования (смеситель, экструдер, вакуумный напылитель, сушилку-охладитель) позволят получать высокоусвояемые комбикорма нового поколения с содержанием белка 60 %, жира 40 %, с введением стимуляторов роста, биологически активных добавок. Увеличение протеинового и жирового комплекса повысит усвояемость комбикормов на 10-12 %, увеличит привесы на 10-12 % и снизит конверсию корма на 15 %.
Бесплатно
Разработка технологии зерновых хлопьев для комбикормов
Статья научная
Разработан технологический процесс производства зерновых хлопьев, используемых при производстве комбикормов, который включает следующие основные операции: увлажнение зерна водой; отволаживание увлажненного зерна с целью перераспределения влаги по объему зерновки; пропаривание увлажненного зерна; плющение пропаренного зерна; сушка и охлаждение хлопьев. При выработке хлопьев из шелушенного зерна ячменя и овса перед подачей на линию плющения осуществляется снятие пленки с зерна этих культур и отделение лузги одним из существующих способов: способом измельчения с последующим просеиванием и отвеиванием пленок из сходовых фракций или способом шелушения на специальных машинах с отделением пленок. Влаготепловая обработка зерна с последующим плющением способствует улучшению вкусовых качеств и поедаемости корма, повышает питательную ценность углеводного и протеинового комплексов, снижает затраты организма на переваривание питательных веществ корма, позволяет инактивировать антипитательные вещества и очистить зерно от патогенной и иной микрофлоры. В процессе плющения происходит расщепление сложных углеводов, крахмал утрачивает первоначальную структуру и легче подвергается воздействию ферментов. Высушенные и охлажденные хлопья имеют удовлетворительную сыпучесть, не слеживаются. Влажность хлопьев не более 14%, температура не более, чем на 10 °C выше температуры окружающего воздуха, объемная масса 350-400 кг/м3. Разработанный комплект оборудования позволяет вырабатывать зерновые хлопья, использование которых в комбикормах и рационах молодняка крупного рогатого скота и свиней повышает продуктивность животных на 15-20% при снижении затрат корма на 12-15%. Зерновые хлопья используются при производстве полнорационных комбикормов для молодняка свиней (поросят в возрасте от 10 до 60 дней), комбикормов-концентратов для поросят в возрасте до 4 месяцев, телят в возрасте до 115 дней, высокопродуктивных коров, спортивных и тренируемых лошадей и дойных кобыл.
Бесплатно
Разработка технологии приготовления премиксов и оборудования для ее реализации
Статья научная
В статье приведено обоснование и разработка технологии приготовления витаминных, минеральных и комплексных премиксов с вводом растительного масла и комплекта оборудования для ее реализации. При проведении исследований применяли двухкомпонентную смесь. В качестве основного компонента использовали измельченную пшеницу, а в качестве ключевых компонентов - металлическую примесь с магнитными свойствами, витамин В 2 и соль микроэлементов MnSO 4. Качество готовой смеси определяли по критерию однородности. Точность дозирования микрокомпонентов определяли путем дозирования витаминов В 5, Е, А и солей микроэлементов MnSO 4, FeSO 4, CuSO 4. Проведены также исследования по вводу масла растительного в наполнитель. При вводе масла в смеситель в количестве 2 % однородность смеси наполнителя с маслом составляла 94 %. Мелкодисперсный распыл масла обеспечивался специальной конструкцией форсунок. Для проведения исследований по смешиванию витаминов, солей микроэлементов с наполнителем разработан экспериментальный смеситель, состоящий из корпуса, нижняя часть которого имела форму сдвоенного желоба, и крышки. Внутри корпуса размещены два горизонтальных вала, вращающихся в противоположные стороны. На каждом валу имеется четыре ряда лопастей. В верхней части смесителя над лопастными валами расположен распределительный коллектор с форсунками. В результате проведенных исследований установлено, что точность дозирования витаминов В 5, Е, А в количествах 0,02 и 0,2 % не превышает 1 % от заданной массы компонента; точность дозирования солей микроэлементов MnSO 4, FeSO 4, CuSO 4 в количествах 0,2 % не превышает 1 % от заданной массы компонента; высокое качество смешивания обеспечивается конструкцией смесителя, который реализует псевдоожиженный метод смешивания.
Бесплатно
Статья научная
Разработана и предложена технология подготовки семян хлопчатника путём оголения с применением химических реактивов. создан механизированный и автоматизированный экспериментальный цех (заводского типа) по новой технологии.
Бесплатно
Разработка технологии центробежного шелушения семян зерновых культур
Статья научная
Рабочая операция шелушение зерна пшеницы является основной для повышения ценности зерна при производстве муки, т.к. при переработке зерна в муку мука высшего и первого сортов используется в основном только эндосперм, а плодовые и семенные оболочки, алейроновый и субалейроновый слои, зародыш уходят в отруби, следовательно из муки уходит 60-90% витаминов группы В, группы Е, фолиевой кислоты, ниацина, а также большая группа микроэлементов сосредоточенных в алейроновом и субалейроновом слоях и зародыше. Современные мукомольные производства не осуществляют эффективного процесса шелушения зерна пшеницы, при котором удалялись бы только плодовые и семенные оболочки, а высокоценные алейроновый и субалейроновый слои, зародыш и эндосперм были бы полностью оставлены в муке. В статье представлены материалы по разработке технологии центробежного шелушения семян зерновых культур базирующейся на новой конструкции центробежного шелушителя, авторские права на который защищены патентом Российской Федерации на полезную модель №114622 «Центробежный шелушитель». Новой технической задачей решенной в конструкции запатентованного центробежного шелушителя является выполнение рабочего корпуса овальным, внутренняя поверхность которого футурирована эластичным материалом, а расположенная внутри овального корпуса гибкая камера устанавливается на приводном валу и на наружной поверхности также покрыта футурированным эластичным материалом. Для обеспечения эффективности процесса шелушения зерна в разработанной конструкции устанавливается необходимый рабочий зазор, за счет изменения числа оборотов электродвигателя и калиброванное зерно, разделенное на фракции, после мойки и отволаживания поступает на шелушение, при котором удаляются только плодовые и семенные оболочки. Таким образом, разработанное новое технологическое оборудование обеспечивает повышение эффективности процесса шелушения в 90-92% за счет снижения потерь алейронового и субалейронового слоев, зародыша и части эндосперма, а также увеличивается выход цельного недробленого зерна.
Бесплатно
Разработка установки для производства концентрированных паст из фруктово- овощного сырья
Статья научная
Разработана новая установка для получения концентрированных полуфабрикатов в виде паст для пищевой промышленности. В настоящее время важной задачей пищевой промышленности является создание продукции новых видов с целью совершенствования структуры ассортимента, экономии дефицитного сырья, а также снижения сахароемкости; разработка изделий функционального назначения и изделий длительного срока хранения. Использование местных нетрадиционных видов растительного сырья может способствовать решению существующей задачи. Фруктовые и овощные пасты являются ценными пищевыми продуктами, которые можно использовать как полуфабрикат в кондитерской, хлебопекарной, молочной, пищеконцентратной промышленности для получения изделий повышенной пищевой ценности. Фруктовые и овощные пюре обладают явно выраженными структурно-вязкими или псевдопластичными свойствами и при концентрировании образуют очень вязкую массу. Уже в начале процесса концентрирования, то есть при относительно низкой степени испарения это приводит к быстрому нарастанию вязкости концентрируемой массы и уменьшению испарения влаги. С повышением температуры происходит подгорание массы, а также изменение ее цвета и вкуса. Поэтому для концентрирования фруктовых и овощных пюре необходимо использовать оборудование, конструкция которого учитывает возможные реологические и тепловые проблемы. В результате анализа литературных данных о конструкциях выпарных аппаратов и проведенных исследований, нами была разработана установка для получения концентрированных паст из фруктово-овощного сырья. Разработанная установка позволяет повысить качество готовой продукции за счет интенсификации процесса концентрирования, снизить материальные и энергетические ресурсы, повысить производительность.
Бесплатно
Разработка установки для шелушения рапса в электромагнитном поле сверхвысокой частоты
Статья научная
В настоящее время отечественной промышленностью используется импортное сырье. В то же время поставки масла семян рапса на экспорт в качестве сырья составляют около 80% от производимых объемов продукции. Поэтому импортозамещение рапсового масла за счет увеличения собственного производства и существенного повышения эффективности технологии переработки с улучшенными качественными характеристиками, разработка инновационной технологии и технического средства, обеспечивающего повышение качества шелушения семян рапса, актуально. В зависимости от строения зерна, применяют один из трех способов шелушения: сжатием и сдвигом, многократным или однократным ударом, путем истирания оболочек. Ядро рапса имеет хрупкое строение, поэтому шелушение многократным ударом нерационально. К процессу шелушения семян рапса предъявляют два требования: качественное отделение лузги от ядра и сохранность целостности ядра. В статье описана разработанная конструкция установки для шелушения рапса в электромагнитном поле, позволяющая осуществлять процесс шелушения при низких эксплуатационных затратах...
Бесплатно
Разработка циклона-пылеуловителяв мукомольном производстве
Статья научная
В статье предложена новая усовершенствованная конструкция циклона-пылеуловителя с конической вставкой. Приводятся результаты испытания в усло-виях мукомольного производства.
Бесплатно
Разработка экструзионного оборудования и технологии для производства мюсли
Статья научная
В результате комплексного подхода был оптимизирован состав проектируемого батончика мюсли. разработана математическая модель движения расплава продукта в формующих каналах матрицы экструдера и предложена конструкция формующего узла
Бесплатно
Статья научная
Приведена математическая модель, описывающая распределение полей температур и влагосодержаний в частице свекловичного жома прямоугольной формы при конвективной сушке. В качестве исходных уравнений были приняты дифференциальные уравнения материального и теплового балансов, в которой перенос теплоты и массы обусловлен фазовыми превращениями. Для решения математической модели разработан алгоритм численного решения нестационарной краевой задачи теплопроводности с переменными тепломассообменными коэффициентами высушиваемого продукта, граничными и начальными условиями, а также фазовым переходом с подвижной границей раздела фаз. При этом исходная система уравнений приведена к безразмерному виду. Для решения задачи нестационарной теплопроводности использован зональный метод расчета температурных полей при сушке свекловичного жома. Процесс сушки разбивался на некоторые временные интервалы. В пределах каждого интервала геометрическая форма частицы, ее плотность, теплофизические и массообменные характеристики; начальное распределение температуры и влагосодержания по объему частицы, а также плотность массового и теплового потока с испарившейся влагой постоянны. Зональный метод решения задачи нестационарного трехмерного уравнения теплопроводности для параллелепипеда с учетом внутренних источников теплоты был проверен по экспериментальным данным стационарной сушки свекловичного жома с использованием исходных данных. Для реализации зонального метода получены зависимости изменения линейного размера частицы свекловичного жома по пространственной координате х и ее влагосодержания в процессе сушки. При постоянных значениях влагосодержания и размеров стороны высушиваемой частицы на каждом шаге методом машинного эксперимента найдены текущие значения коэффициента фазового превращения при условии максимального сближения расчетных и экспериментальных данных. Предлагаемый метод расчета распределения температурных полей и полей влагосодержащий при конвективной сушке свекловичного жома в переменных режимах с использованием трехмерного уравнения теплопроводности показал соответствие расчетных и экспериментальных данных с погрешностью моделирования 8–10 %. Полученные результаты были использованы при разработке двухступенчатого способа сушки свекловичного жома. Предлагаемый метод расчета двухступенчатой сушки свекловичного жома позволил обеспечить максимальное кинетическое соответствие при практической реализации температурных режимов в области допустимых технологических свойств высушиваемого продукта.
Бесплатно
Расчет времени выпечки хлебобулочных изделий
Статья научная
Предложены методы расчета продолжительности выпечки хлебобулочных изделий, а также тесно связанные с ними кинетические закономерности процесса образования корки. Предлагаемые методы обладают свойством общности и могут быть использованы для всех видов выпекаемых изделий.
Бесплатно
Расчет горелок инфракрасного нагрева микронизатора с использованием биометана
Статья научная
Проведены исследования по очистке биогаза от соединений серы, углекислого газа и водяных паров для последующего использования в горелках микронизатора. Показана возможность его доведения до показателей природного газа следующего состава: метана (СН4) - 85 % об., углекислого газа СО2 - 11 % об., паров воды - 9 мг/м3, сероводорода H2S - 20 мг/м3 с минимальными энергетическими затратами на его подготовку. Получены основные соотношения для оценки конструктивных и технологических параметров работы горелок инфракрасного излучения. Экспериментальные исследования пределов устойчивости пламени на перфорированных керамических насадках показали, что проскок пламени через них возможен в тех случаях, когда тепловую мощность увеличивают до некоторого критического значения. При этом тепловая мощность зависит от вида газа и содержания воздуха в горючей смеси. Составлены уравнения теплового баланса для оптимизации конструкций и режимов работы горелок инфракрасного излучения. Была усовершенствована конструкция 40 газовых горелок за счет изменения геометрических размеров и формы для равномерного распределения подаваемого биогаза и устойчивого горения по всей площади горелки...
Бесплатно
Расчет и проектирование ленточных сушилок с активным гидродинамическим режимом
Статья научная
Ленточные сушилки, используемые в пищевой промышленности, из-за низкого технического уровня уступают по многим технико-экономическим показателям зарубежным аналогам. Целью работы являлась разработка методики расчета ленточных сушилок с активным гидродинамическим режимом на основе полученных теоретических и экспериментальных данных по кинетике и гидродинамике. Выполненный расчет позволил спроектировать ленточную сушилку с активным гидродинамическим режимом. Предлагаемая сушилка имеет следующие преимущества: высокая эксплуатационная надежность из-за отсутствия многочисленных циклов деформации и значительного истирания сетчатых пластин; достижение равномерной сушки продукта вследствие использования мягких, щадящих режимов пересыпания и перемешивания при максимальном сохранении частиц обрабатываемого продукта за счет рациональной конструкции гравитационного ворошителя; универсализация конструкции сушилки и адаптации ее для сушки различных продуктов, отличающихся физико-механическими свойствами (углом естественного откоса, гранулометрическим составом, адгезией и др.); отсутствие необходимости в переналадке конструкции сушилки для продуктов, отличающихся физико-механическими свойствами (углом естественного откоса, гранулометрическим составом, адгезией и др.); использование пересыпающегося слоя снижает комкование высушиваемого продукта и предотвращает образование агломератов.
Бесплатно
Расчет кинетики процесса выпечки бисквита
Статья научная
На основании введенных эквивалентных значений теплофизических величин и коэффициента теплоотдачи рассчитаны величины, отражающие кинетические закономерности процесса выпечки бисквита, позволяющие определить взаимосвязь продолжительности выпечки от температуры в пекарной камере, а также напряжение активной площади пода.
Бесплатно
Статья научная
Инновационная и научная деятельностью по созданию высокоэффективного оборудования для производства качественных смесей функционального назначения, является актуальной задачей. Одной из самых трудоемких операций в данной технологии является равномерное распределение частиц по всему объему смеси и получении однородной массы. Для достижения цели в статье представлен алгоритм расчета конструктивных и технологических параметров шнека и центробежно-шнекового смесителя. В данном алгоритме производили расчет производительности Q, диаметра шнека D и критической его частоты вращения nкр в зависимости от выбранных материалов и от их физико-механических параметров, а так же скорость движения материалов по поверхности конуса, диаметр конуса, диаметр и высоту обечайки, и в заключении коэффициент неоднородности, характеризующий качество получаемой смеси. На основе данного алгоритма разработана программа ЭВМ. По полученным данным программа строит график зависимости диаметра шнека от производительности и его критической частоты вращения, где отображена точка рациональных параметров работы шнека при получении комбинированной смеси. В программе ЭВМ представлены результаты расчета технологических и конструктивных параметров (диаметре шнека 0,02 м, производительности 47,89 кг/ч и критической частоты вращения ротора шнека 456,5 об/мин) и сравнили с экспериментальными значениями, в результате чего получили среднюю относительную погрешность, которая не превышает 10%, следовательно, что приведенный алгоритм расчета центробежно-шнекового смесителя можно использовать для предсказания значений рациональных конструктивных и технологических параметров работы смесителя, а также спрогнозировать качество смеси полученной на нём.
Бесплатно
Статья научная
Расчет параметров термообработки исследуемых систем (продолжительность процесса, распределение температуры внутри изделия и изменение его массы) осложнен как внешним, так и внутренним переносом влаги. В связи с этим строгое математическое описание влаго- и теплообмена между поверхностью полуфабриката, который необходимо рассматривать как капиллярно-пористое тело, и окружающей средой должно основываться на совместном решении уравнений гидродинамики и конвективного тепло- и массопереноса с учетом нормальной составляющей массового потока на поверхности тела, что усложняет задачу. Рассмотрение такой задачи в части, касающейся переноса влаги под действием градиентов влагосодержания, температуры и давления возможно, если движущими силами процессов переноса считать не эти градиенты потенциалов на поверхности капиллярнопористого тела, а разности между потенциалами, усредненными по поверхности и объему тела. Успешное применение этой теории для широкого использования при решении практических задач осложняется отсутствием систематизированной базы данных по гигро- и гидроскопическому равновесию обрабатываемых полуфабрикатов с технологическими средами...
Бесплатно
Расчет продолжительности термообработки и замораживания хлебобулочных изделий с начинкой
Статья научная
Хлебобулочные изделия относятся к продуктам повседневного спроса. Качество хлебобулочных изделий напрямую зависит от продолжительности выпечки. Момент готовности изделий на хлебопекарных предприятиях до настоящего времени определяется экспериментально. Наличие же теоретических зависимостей продолжительности выпечки от режимных параметров позволит оптимизировать как процесс выпечки, так и качество готового изделия. На сегодняшний день отсутствуют методы расчета времени выпекания таких сложных многослойных объектов, как хлебобулочные изделия с начинкой. В данной статье предложены методы расчета продолжительности выпечки хлебобулочных изделий с начинкой на примере пирожка. Расчетные и экспериментальные значения времени выпечки совпадают с погрешностью в пределах 5-7 %.Предлагаемые методы обладают свойством общности и могут быть использованы для всех видов симметричных многослойных изделий. Рынок хлебобулочных изделий за последние годы перераспределился, появилось новое направление в хлебопечении - производство замороженных хлебобулочных изделий различных рецептур. Следует отметить, что на сегодняшний день в состав начинок хлебобулочных изделий вносятся разнообразные влагосвязывающие добавки растительного и животного происхождения, вследствие чего увеличивается доля связанной влаги в начинке, что в свою очередь приводит к уменьшению (в некоторых случаях значительному) криоскопической температуры продукта и соответственно уменьшению времени замораживания изделия. Существующие на данный момент расчетные соотношения для расчета продолжительности замораживания не учитывают данный факт, что ведет к увеличению энергозатрат на производство данного вида продукции. В данной статье представлен метод решения и расчетные соотношения для определения продолжительности замораживания хлебобулочных изделий с начинками, с учетом влияния снижения криоскопической температуры начинки на примере пирожка. Расчетные и экспериментальные значения продолжительности замораживания совпадают с погрешностью менее 8 %.Предлагаемые методы обладают свойством общности и могут быть использованы для всех видов многослойных симметричных изделий.
Бесплатно
Расчет профиля скоростей и температур расплава в кольцевом канале экспандера
Статья научная
Выполнен расчет неизотермического течения расплава в кольцевом канале экспандера, позволяющий рассчитать профиль скоростей, среднюю скорость расплава, а также профиль температуры расплава
Бесплатно
