Процессы и аппараты пищевых производств. Рубрика в журнале - Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Публикации в рубрике (359): Процессы и аппараты пищевых производств
все рубрики
Разработка математических моделей испытательных систем как объектов с сосредоточенными параметрами

Разработка математических моделей испытательных систем как объектов с сосредоточенными параметрами

Абрамов Д. О., Швецова-шиловская Т. Н., Назаренко Д. И.

Статья научная

В работе рассмотрена задача построения математической модели для исследования теплового режима испытательной системы на этапе проектирования. Испытательная система в данном исследовании представляется как сложная химико-технологическая система, которая включает в себя большое число элементов, узлов и приборов, характеризующихся разнообразием функциональных и тепловых взаимосвязей. Методом проектирования рассматрииваемой системы принят блочно-иерархический метод. Разработана тепловая блок-схема системы, включающая в себя шесть взаимосвязанных блоков: термостат; теплоноситель; теплообменник; аппарат кубической формы; среда в аппарате и окружающая среда. Создана математическая модель для оценки средних температур в системе, которая позволяет рассчитывать интегральные характеристики процессов теплообмена (значения среднеобъемных и среднеповерхностных температур, средних тепловых потоков) с учетом взаимодействия между всеми блоками системы. Полагалось, что каждый элемент рассматриваемой системы может иметь тепловые связи, как с окружающей средой, так и с другими элементами системы. Принималось, что в элементе может рассеиваться собственная мощность, а также мощность, подводимая для терморегулирования элемента, которая зависит от его температуры. Расчет температурных полей тел и потоков теплоносителей при этом проводился на основе моделей с сосредоточенными параметрами, с допущением о том, что градиенты температуры по всем направлениям отсутствуют. Модель представлена системой обыкновенных дифференциальных уравнений. Показаны зависимости изменения температуры от времени для двух нестационарных режимов термостатирования системы, состоящей из полого аппарата кубической формы объемом 3 м3, наполненного газом и снабженного теплообменником. Разработанная математическая модель позволяет решать задачи стабилизации температурного режима испытательной системы.

Бесплатно

Разработка математического обеспечения процесса регулирования температуры молока на выходе из секции охлаждения

Разработка математического обеспечения процесса регулирования температуры молока на выходе из секции охлаждения

Бородулин Д.М.

Статья научная

Автоматизация любых производств невозможно без соответствующего математического обеспечения систем автоматизации. Системы автоматического регулирования используются для различных параметров технологических процессов. Одним из основных технологических параметров в молочном производстве является температура, в связи с этим важной задачей автоматизации молочных производств является ее контроль и регулирование на различных участках технологических линий. Для этого была создана информационная схема технологического объекта управления с обозначением регулируемых технологических параметров. В результате анализа штатной эксплуатации технологического объекта управления установлены следующие параметры: температура холодной воды, коэффициент передачи данного канала; температура исходного молока, коэффициент передачи данного канала; температура окружающего воздуха, коэффициент передачи данного канала; давление холодной воды, коэффициент передачи данного канала; расход исходного молока, коэффициент передачи данного канала. Расчет одноконтурной системы автоматического регулирования температуры молока на выходе из секции охлаждения выполнена в программе IPC-CAD. В результате обработки полученных данных выяснилось, что, переходные процессы «апериодический» и «с умеренным затуханием» обладают достаточным запасом устойчивости, так как степень затухания больше 0,75. Динамические ошибки в режимах настройки и проверки на грубость указанных процессов различаются на 0,02, то есть различия незначительны. Запас устойчивости «апериодического» процесса выше, а динамическая ошибка несущественно превышает остальные варианты, поэтому для дальнейшего применения выбран именно этот вид переходного процесса. Таким образом, применение системы автоматического регулирования на основе разработанного математического обеспечения является целесообразным и эффективным, так как позволит сократить брак и повысить качество выпускаемой продукции за счет своевременного качественного регулирования основного технологического параметра - температуры молочного сырья. Из этого следует, что применение данной одноконтурной системы автоматического регулирования является целесообразным в молочной промышленности.

Бесплатно

Разработка математической модели процесса сушки плодов черной смородины в вакуум-аппарате с СВЧ - энергоподводом

Разработка математической модели процесса сушки плодов черной смородины в вакуум-аппарате с СВЧ - энергоподводом

Антипов С.Т., Казарцев Д.А., Журавлев А.В., Виниченко С.А.

Статья научная

Разработана математическая модель процесса сушки плодов черной смородины в вакууме с СВЧ-энергоподводом, отличающаяся высокой пространственной и временной детализацией, учитывается структура отдельных плодов и слоя плодов, теплофизические параметры зависят от координаты и времени, а также с учетом изменения формы плодов и структуры слоя плодов по мере обезвоживания. Для моделирования механического поведения плодов используется метод динамики частиц, который в последние десятилетия все чаще используется в различных отраслях науки и техники. Для того чтобы модель обладала высоким пространственным разрешением, моделируемый слой плодов состоит из 20-50 отдельных плодов, при этом каждый плод, в зависимости от диаметра, разбивается приблизительно на 100 отдельных элементов. Элементы плодов по своим физическим свойствам делятся на 3 типа (кожура, мякоть, семена). Поэтому в целом, с точки пространственной детализации, слой плодов состоит из 2000-5000 элементов. Моделирование производится в двухмерном декартовом пространстве X-Z. Состояние каждого элемента-круга задается четырьмя переменными: декартовыми координатами его центра и двумя составляющими скорости. Механическое взаимодействие элементов между собой принято вязкоупругим, что позволяет учитывать основные механические свойства плодов - модуль упругости, коэффициент внутреннего трения. В рамках разработанной модели учитывается, что между соседними элементами могут возникать силы отталкивания (при внедрении элементов друг в друга), или притяжения (при отдалении сцепленных элементов друг от друга). Описание процессов тепло- и влагообмена между элементами, а также между элементами и окружающей средой базируется на основе общепринятых уравнений сушки. В модели считается, что подводимая мощность СВЧ - излучения перераспределяется в нагреваемом объеме пропорционально влажности элементов.

Бесплатно

Разработка математической модели сушки семян амаранта в аппарате со взвешенно-закрученным слоем

Разработка математической модели сушки семян амаранта в аппарате со взвешенно-закрученным слоем

Журавлев А.В., Бородкина А.В., Черноусов И.М.

Статья научная

Интенсификация процессов сушки является основной совершенствования сушильной техники и технологии. Разработка и внедрение в промышленность высокоинтенсивных аппаратов с активными гидродинамическими режимами, обеспечивает во многих случаях более высокие технико-экономические показатели. Применение аппаратов с закрученным потоком теплоносителя для интенсификации процесса сушки дисперсных материалов представляет, как теоретический интерес, так и практическую ценность. Процессы тепло- и массообмена в сушильных аппаратах в значительной мере определяются гидродинамической обстановкой в его внутреннем объеме. Учитывая сложность геометрии и структуры поля скорости во взвешенно-закрученном слое, которое в общем случае является существенно трехмерным, необходимо декомпозировать гидродинамическую задачу на две суперпозиционные части. Из анализа физической картины следует, что траектории линий тока по своим близки к семейству винтовых кривых. На основе проведенного теоретического анализа тепло- и массообмена процесса сушки семян амаранта в аппарате со взвешенно-закрученным слоем авторами разработана его математическая модель. Рассмотрена структура течения процесса сушки в поперечных сечениях аппарата. Модель базируется на фундаментальных уравнениях А.В. Лыкова, описывает тепло- влагоперенос в капилярнопористых средах в линейном термодинамическом приближении, учитывая конвективный способ подвода теплоты и малые размеры высушиваемых семян амаранта. Полученные уравнения описывают динамическое изменение полей температуры и влагосодержания в условиях сопряженного тепломассобмена на границе твердая фаза - теплоноситель. Найдены макрокинетические закономерности процесса. Результаты работы будут полезны широкому кругу специалистов, занимающихся сушкой семян амаранта, а также для расчета и проектирования современных сушильных установок. На основании экспериментальных данных и их статистической обработки была получена математическая модель, адекватно описывающая процесс сушки семян амаранта в аппарате с закрученным потоком теплоносителя. Определен характер изменения критериев оптимизации в зависимости от входных факторов. Результаты математической модели будут полезны широкому кругу специалистов, занимающихся сушкой семян амаранта, а также для расчета и проектирования современных сушильных установок.

Бесплатно

Разработка математической модели сушки семян амаранта в аппарате со взвешенно-закрученным слоем

Разработка математической модели сушки семян амаранта в аппарате со взвешенно-закрученным слоем

Журавлев А.В., Бородкина А.В., Черноусов И.М.

Статья научная

Одним из путей создания новой сушильной техники является разработка и внедрение в промышленность высокоинтенсивных аппаратов с активными гидродинамическими режимами, обеспечивающих во многих случаях более высокие технико-экономические показатели. Данный принцип весьма успешно реализуется в аппаратах с закрученными потоками теплоносителя и дисперсного материала. Поэтому применение аппаратов с закрученным потоком теплоносителя для интенсификации процесса сушки дисперсных материалов представляет, как теоретический интерес, так и практическую ценность. Семена амаранта содержат в среднем 17 % белка, до 8 % масла и 4-5 % клетчатки. Из-за значительного содержания аминокислоты лизина, которого в белке амаранта в два раза больше, чем у пшеницы, и в три раза больше, чем у кукурузы и сорго, и сопоставимо по количеству с соей и коровьим молоком, качество белка амаранта считается очень высоким. Семена амаранта являются сырьем для производства масла, содержащего до 8 % сквалена. На основе проведенного теоретического анализа тепло- и массообмена процесса сушки семян амаранта в аппарате со взвешенно-закрученным слоем авторами разработана его математическая модель. Рассмотрена структура течения процесса сушки в поперечных сечениях аппарата. Модель базируется на фундаментальных уравнениях А.В. Лыкова, описывает тепло- влагоперенос в капилярнопористых средах в линейном термодинамическом приближении, учитывая конвективный способ подвода теплоты и малые размеры высушиваемых семян амаранта. Полученные уравнения описывают динамическое изменение полей температуры и влагосодержания в условиях сопряженного тепломассобмена на границе твердая фаза-теплоноситель. Найдены макрокинетические закономерности процесса. Результаты работы будут полезны широкому кругу специалистов, занимающихся сушкой семян амаранта, а также для расчета и проектирования современных сушильных установок.

Бесплатно

Разработка математической модели экстрагирования из люпина подсырной сывороткой наложением низкочастотных механических колебаний

Разработка математической модели экстрагирования из люпина подсырной сывороткой наложением низкочастотных механических колебаний

Шишацкий Ю.И., Барбашин А.М., Никель С.А.

Статья научная

В работе отмечено, что модель построена с целью создания в экстракторе возможно большего изменения давления в подсырной сыворотке, поскольку скорость переноса целевых компонентов пропорциональна разности давлений на концах капилляров. Подробно дано математическое описание пропитки как основной или важной вспомогательной операции. Приведены уравнения для пропитанной части капилляра, отношение скоростей пропитки в разные моменты времени. Из приведенных зависимостей выведено уравнение Вошберна относительно времени пропитки. Записаны формулы для расчета объемов экстрагента, прошедшего через капилляр, сыворотки и вытесненного из капилляра воздуха с учетом вязкого сопротивления последнего. После интегрирования уравнения скорости капиллярной пропитки получено выражение, позволяющее оценить конечное значение пропитки в начальной стадии. Для различных случаев капиллярной пропитки записаны выражения при атмосферном давлении, вакуумировании и при избыточном давлении. Введение безразмерных величин позволило упростить решение и получить выражение для расчета времени пропитки поры...

Бесплатно

Разработка математической регрессионной модели процесса прессования свекловичного жома на прессе глубокого отжима

Разработка математической регрессионной модели процесса прессования свекловичного жома на прессе глубокого отжима

Зобова С.Н., Фролова Л.Н., Алексеев Г.В., Бирченко А.А., Богомолов И.C.

Статья научная

Статья посвящена разработке математической регрессионной модели процесса прессования свекловичного жома на прессе глубокого отжима. В качестве исходных параметров были приняты следующие параметры прессования свекловичного жома: влажность начальная (перед прессом) и конечная (после пресса) влажность; содержание сахара в жоме перед и после прессования; содержание сахара в жоме; длина свекловичной стружки перед и после прессованием; общая биологическая обсемененность свекловичного жома; кислотность жома перед и после прессованием; кислотность гранулированного жома. Для реализации предлагаемой методики используется модуль Fuzzy Logic Toolbox, входящий в пакет MatLab, а для представления результатов моделирования в графическом виде, используют модуль Surfase Viewer. Такие исследования предварительно проводились с помощью пакета прикладных программ CurveExpert 1.3 Полученные уравнения адекватно описывают изменение содержания сахара в жоме и его кормовой ценности в зависимости от кислотности и влажности жома, а также от длины свекловичной стружки. Выявлена значимость влияния каждого из основных технологических параметров (кислотность и влажность свекловичного жома, длина свекловичной стружки) на величину содержания сахара в жоме и его кормовую ценность. Полученные квадратичные зависимости, имеющие достаточно высокие коэффициенты R2 адекватно описывают реализуемый процесс отжима свекловичного жома в прессе глубокого отжима с оценкой влияния изменяемых параметров на содержание остаточного сахара и кормовых единиц в свекловичном жоме. Полученные данные позволяют объективно оценивать работу пресса глубокого отжима и обосновать кинематический режим вращения шнеков, позволяющий минимизировать себестоимость готовой продукции.

Бесплатно

Разработка метода расчета пластинчатого скребкового теплообменного аппарата

Разработка метода расчета пластинчатого скребкового теплообменного аппарата

Рашкин Кирилл Александрович, Чесноков Валерий Макарович, Бредихин Сергей Алексеевич

Статья научная

Приведена методика расчета необходимой площади поверхности теплообмена пластинчатого скребкового теплообменного аппарата для высоковязких продуктов. Расчеты проведены с использованием прикладного вычислительного пакета MathCAD. По результатам расчетов построены температурные графики для прямоточной и противоточной схем течения сред.

Бесплатно

Разработка модели разваривания зернового замеса

Разработка модели разваривания зернового замеса

Константинов Е.Н., Короткова Т.Г., Ксандопуло С.Ю., Черепов С.В.

Статья научная

По развариванию зернового замеса накоплен значительный экспериментальный и производственный материал. Однако теория этого процесса не разработана в требуемой степени. Показано, что математическое моделирование процесса разваривания зернового замеса может использовать в качестве основы уравнение нестационарной диффузии и его численное решение, основанное на методе сеток. Показано, что наряду с процессом нестационарной диффузии при использовании сеточного метода можно учитывать температурные процессы и теорию набухания крахмальных гранул. Определены значения энергии активации диффузии связанной влаги в крупке и величина предэкспоненциального множителя. Для описания процесса набухания крахмальных гранул использованы решения достаточно многочисленных исследований, и выбрана модель, основанная на кинетике химической реакции второго порядка. Уточнение модели разваривания проведено по экспериментальным данным для пшеничной крупки, и сделан вывод о необходимости учета разрыва крахмальных гранул в результате набухания и отрыва слоев материала, граничащих с жидкой фазой, в период всего процесса вплоть до полного разваривания зерновой крупки. Приведены увеличенные под микроскопом фотографии края сухой и разваренной частиц, свидетельствующие о набухании крахмальных гранул и отрыве внешнего слоя частицы. Одновременно в модели учтена динамика изменения температур при нагревании зернового замеса и его разваривании. Результаты моделирования идентифицированы по данным экспериментального исследования разваривания ячменной крупки. Установлено, что разработанная модель с высокой точностью описывает результаты экспериментального исследования. Показано, что математическая модель, основанная на уравнении нестационарной диффузии, без учета температурных эффектов и теории набухания крахмальных гранул дает завышенное время разваривания.

Бесплатно

Разработка общих видов математических моделей сушки пищевых продуктов с СВЧ-энергоподводом на основе законов химической кинетики гетрогенных процессов

Разработка общих видов математических моделей сушки пищевых продуктов с СВЧ-энергоподводом на основе законов химической кинетики гетрогенных процессов

Дмитрий А. Казарцев

Статья научная

В статье рассматриваются вопросы, касающиеся моделирования сушки семян кориандра, расторопши, яблок и плодов смородины черной с СВЧ-энергоподводом на основе законов химической кинетики гетрогенных процессов. Предложено рассматривать сушку с СВЧ-энергоподводом с позиции физической химии как квазитопохимическую гетерогенную реакцию и выполнять математическое моделирование данного процесса на основе законов химической кинетики гетерогенных процессов. Показана практическая реализация методологии моделирования сушки на основе законов химической кинетики гетрогенных процессов при моделировании СВЧ-сушки семян кориандра, расторопши, яблок и плодов смородины черной. Рекомендовано при разработке таких моделей установить аналогию между рассматриваемым процессом сушки и видом гетерогенного химического процесса, т. е. из существующей классификации химических реакций и процессов определить адекватно-аналогичную процессу сушки химическую реакцию или процесс. Установлено, что наиболее значимыми параметрами, влияющими на скорость реакции, как и на скорость сушки являются: температура, концентрация и давление. Показано как при моделировании сушки с СВЧ-энергоподводом на основе законов химической кинетики конкретных пищевых продуктов учитывать форму продукта, скорость и температуру сушильного агента, СВЧ-мощность, относительную влажность воздуха. Разработаны общие виды математических моделей на основе законов кинетики гетерогенных химических процессов сушки с СВЧ-энергоподводом для семян кориандра, семян расторопши, яблок и плодов смородины черной. Рассматриваемый в статье методологический подход и его практическое применение к моделированию сушки с СВЧ-энергоподводом для конкретных пищевых продуктов позволит в дальнейшем разрабатывать надежные математические модели кинетики сушки для различных продуктов и избежать ошибок, которые авторы отмечают в ранее опубликованных работах.

Бесплатно

Разработка ресурсосберегающей технологии производства основы туалетного мыла периодическим косвенным методом из нейтральных жиров

Разработка ресурсосберегающей технологии производства основы туалетного мыла периодическим косвенным методом из нейтральных жиров

Желтоухова Е.Ю., Кондрашина Е.Д.

Статья научная

В ходе работы была усовершенствована технология получения туалетного мыла, обладающего косметическими свойствами; экспериментально были получены образцы мыла с введением физиологически функциональных веществ в состав рецептурных компонентов с целью сохранения исходных физиологически активных свойств. Технологический процесс приготовления основы туалетного мыла периодическим косвенным методом из нейтральных жиров включает следующие стадии: каустическое омыление жирового набора; шлифование мыльной основы; отстаивание мыльной основы; слив мыльной основы; облагораживание подмыльного клея. Омыление основного жирового сырья осуществляется в мыловаренном котле и может производиться как на остатке мыла от предыдущей варки, так и с использованием предварительно облагороженного клеевого остатка от предыдущих варок. Шлифование мыльной основы осуществляется горячей водой 80–90 оС, сухой поваренной солью или раствором едкой щелочи, которые подают отдельными порциями при кипячении массы острым паром, в количестве, необходимом для разделения массы в процессе шлифования на ядро (туалетная основа) и подмыльный клей...

Бесплатно

Разработка способа и технологии получения растительного масла из семян сафлора

Разработка способа и технологии получения растительного масла из семян сафлора

Антипов С.Т., Юрова И.С., Мартеха А.Н., Берестовой А.А.

Статья научная

В статье разработана и спроектирована малогабаритная линия по переработке зерна сафлора, в которой использовано оборудование повышенной эффективности, реализующее прогрессивные процессы с применением современных физических методов обработки. Данная линия включает в себя ковшовый элеватор (нория), приёмный бункер, воздушно-ситовой сепаратор, промежуточные бункера, триера (овсюгоотборник и куколеотборник), камнеотделительную машину и сепаратор для выделения прицепника широколистного, шнек, промежуточный бункер, шелушильная машина, маслопрессы, устройство для осаждения масла (отстойник), насос, рамный фильтр. Исследован процесс обрушения на шлифовальной экспериментальной установке, в которой разрушение покровного слоя оболочки происходит за счет того, что напряжение на сжатие в зоне воздействия превышает предел упругой деформации оболочки зерна. Проведен ситовой анализ, в результате которого был изучен гранулометрический состав подаваемого на прессование частиц семян сафлора, при этом для характеристики гранулометрического состава сырья, состоящего из частиц неправильной формы, использовали понятие эквивалентный диаметр. В результате проведенных экспериментов была получена зависимость эквивалентного диаметра частиц от диаметра сит. Так как на степень отжима семян сафлора огромное влияние оказывает влажность исходного продукта, поэтому были проведены экспериментальные исследования прессования с различным влагосодержанием семян, а также с добавлением лузги. Из анализа графических зависимостей был установлен диапазон оптимальной влажности семян сафлора 8,5–10%, обеспечивающий наименьшую остаточную масличность и, следовательно, наибольший выход масла. Также удалось значительно повысить эффективность отжима масла путем добавления в семена сафлора предварительно обрушенной лузги, что позволило получить жмых с остаточной масличностью в 12% при форпрессовании и до 6% при окончательном отжиме.

Бесплатно

Разработка способа получения растительного масла из семян сафлора методом прессования в поле ультразвука

Разработка способа получения растительного масла из семян сафлора методом прессования в поле ультразвука

Антипов С.Т., Шахов С.В., Мартеха А.Н., Берестовой А.А.

Статья научная

В статье показана перспективность производства в сельском хозяйстве семян сафлора в пищевых целях и извлечения биологически активных компонентов. Приведен физико-химический состав семян сафлора, который богат ненасыщенными жирными кислотами. Сафлоровое масло обладает смягчающим и увлажняющим действием, обеспечивает барьерную функцию кожи, следовательно, жирное масло перспективно в плане научного обоснования использования в медицинской практике. В статье поставлена задача разработки комплекса технологий извлечения масла из семян сафлора и эффективного его использования. Представлены способы переработки семян сафлоры с целью получения растительного масла. Приведен наиболее производительный и перспективный метод переработки семян сафлора по схеме пресс-экструдер. Описаны стадии прессования семян сафлора при переработке по схеме пресс-экструдер. Решающее значение технологии переработки семян сафлора имеют две фундаментальные реологические характеристики: вязкость и упругость, которые зависят от структуры сырья, молекулярно-массового распределения, а также от условий переработки, таких как температура, давление и скорость течения. Исследована зависимость плотности жмыха сафлора от его влажности, сделан вывод, что с увеличением влажности плотность частиц увеличивается, что обусловлено набуханием коллоидов зерна. Кроме того, исследована зависимость напряжения сдвига и эффективной вязкости от скорости сдвига, сделан вывод, что с повышением скорости сдвига влияние температуры на градиент вязкости ослабевает. В статье показана перспективность изучение процесса экструзии в присутствии поля ультразвука и создания оборудования, учитывающее данные свойства. Использование ультразвука существенно снижает затраты энергии и необходимое давление при формовании семян сафлора, улучшает качество продукта.

Бесплатно

Разработка схемы и эксергетический анализ работы ДГА с возможностью одновременного получения электроэнергии и «Глубокого холода»

Разработка схемы и эксергетический анализ работы ДГА с возможностью одновременного получения электроэнергии и «Глубокого холода»

Губарев В.Я., Картель А.Ю.

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

Разработка технологии влажного прессования углеводно-витаминно-минеральных добавок с повышением содержания мелассы

Разработка технологии влажного прессования углеводно-витаминно-минеральных добавок с повышением содержания мелассы

Афанасьев В.А., Киселев А.А.

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

Разработка технологии высокоусвояемых комбикормов с вакуумным напылением жидких компонентов

Афанасьев В.А., Остриков А.Н., Богомолов И.С., Филипцов П.В., Фролова Л.Н.

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

Разработка технологии зерновых хлопьев для комбикормов

Остриков А.Н., Афанасьев В.А., Мануйлов В.В.

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

Разработка технологии приготовления премиксов и оборудования для ее реализации

Афанасьев В.А., Денисов О.В.

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

Разработка технологии производства оголенных семян хлопчатника химическим способом и автоматизация процесса

Разработка технологии производства оголенных семян хлопчатника химическим способом и автоматизация процесса

Мамедов Нураддин Насрат Оглы, Джафаркулиев Кибар Магомед Оглы

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

Разработка технологии центробежного шелушения семян зерновых культур

Мацкевич И.В., Невзоров В.Н., Тепляшин В.Н., Мальцев А.А.

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

Журнал