Процессы и аппараты пищевых производств. Рубрика в журнале - Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий
Статья научная
Одним из перспективных направлений совершенствования процессов переработки растительного сырья является биоконверсия с использованием ферментных препаратов, применение которых позволяет существенно изменить, интенсифицировать и усовершенствовать существующие технологии получения продуктов питания как систему энергоэффективных процессов. Объектом исследования является ферментный препарат инулиназы Bacillus polymyxa 29, обеспечивающий превращение растительного полимера инулина во фруктозу. Фруктоза имеет повышенный интерес в пищевых технологиях как более безопасная для здоровья человека альтернатива сахарозе. Выход фруктозы достигает 90-95%; коэффициент сладости фруктозы выше, по сравнению с сахарозой в 1,73 раза. Получение фермента с максимальной активностью достигается вакуум-сублимационной сушкой при программированном по времени режиме управления теплоподводом с учетом ограничений, обусловленных качеством фермента и экономической целесообразностью процесса. Предложена методология выбора оптимальных решений при вакуум-сублимационной сушке ферментного препарата Bacillus polymyxa 29 по показателю прибыли. Предлагаемый подход позволяет разрешить главное техническое противоречие между производительностью и энергозатратами. Установлена оптимальная загрузка сублиматора, обеспечивающая минимизацию удельных затрат электроэнергии для различных значений начального влагосодержания фермента.
Бесплатно
Эксергетический анализ технологии осциллирующей сушки семян масличных культур
Статья научная
В последние десятилетия эксергетический метод термодинамического анализа стал неотъемлемой частью научных исследований, особенно проводимых в области техники и технологий сушки зерна. Известно, что информация, полученная при проведении эксергетического анализа недоступна при использовании других видов анализа, например, энергетического. В статье продемонстрированы преимущества и перспективы углубленного эксергетического анализа, целью которого является расширение информации, полученной исследователями при анализе энергопреобразующей системы, в разработке стратегий при термодинамическом совершенствовании энергопреобразующих систем, частным случаем которых являются сушилки и холодильные машины. В работе приведена оценка термодинамической эффективности технологии осциллирующей сушки семян масличных культур с учетом степени использования различных видов энергии, затрачиваемых в технологических процессах, исходя из свойств сырья, осуществленной над системой работы и суммарного количества всех видов энергии, привлеченных извне. Основной задачей являлась оценка на основе второго закона термодинамики степени термодинамического совершенства технической системы в целом, а также выявление этапов технического процесса, на которых сосредоточены основные потери эксергии, с целью повышения эффективности ее работы. Для оценки энергоэффективности рассматриваемой технологии нами был выполнен анализ, основанный на методике Бродянского, в соответствии с моделью окружающей среды Шаргута, который показал ее высокую степень термодинамического совершенства за. счет использования отработанных теплоносителей и организации работы системы в замкнутом цикле. Высокая энергоэффективность рассматриваемой теплотехнологической системы свидетельствует о целесообразности использования холодильных машин, работающих в режиме теплового насоса при осциллирующей сушке с организацией замкнутых циклов теплоносителей. Смешивание холодного и горячего воздуха в различных пропорциях дает возможность оптимизировать параметры сушки в соответствии с видом масличного сырья и его начальными свойствами.
Бесплатно
Статья научная
Посредством эксергетического анализа проведена оценка термодинамической эффективности технологических линий холодного отжима растительных масел с учетом степени использования различных видов энергии, затрачиваемых в технологических процессах, исходя из свойств сырья, осуществленной над системой работы и суммарного количества всех видов энергии, привлеченных извне.
Бесплатно
Эксергетический анализ технологической линии производства фруктовых цукатов
Статья научная
Задача эксергетического анализа - оценка на основе второго закона термодинамики степени термодинамического совершенства технической системы в целом, а также выявление тех стадий технического процесса, на которых сосредоточены основные потери эксергии, с целью повышения эффективности ее работы. Использование эксергетического анализа позволяет решать широкий круг технических задач на основе унифицированной термодинамической методики. Эксергетический анализ выполнен по методике, в соответствии с которой теплотехнологическая система производства фруктовых цукатов условно отделена от окружающей среды замкнутой контрольной поверхностью. Схема обмена рассматриваемых теплотехнологических производств фруктовых цукатов материальными, тепловыми и энергетическими потоками с окружающей средой, а также между контрольными поверхностями. Эксергия вводимых в систему внешних материальных потоков: атмосферного воздуха, питьевой воды и раствора лимонной кислоты, а также выводимых потоков, не получивших приращение эксергии в процессе прохождения через контрольную поверхность - отработанных воздуха и воды после мойки, находящихся в термодинамическом равновесии с окружающей средой, равна нулю. В суммарное количество внутренних эксергетических потерь входят потери от конечной разности температур в результате теплообмена между высушиваемым сырьем и нагретым воздухом, электромеханические, возникающие при необратимом изменении структурно-механических свойств продукта, и гидравлические потери, обусловленные внезапным увеличением удельного объема воздуха при ее поступлении в рабочую камеру сушилки.Полученный эксергетический КПД равен 8,87 %, что на 3,7 % выше, чем при использовании технологии-прототипа, основанной на воздушно-солнечной сушке продукта. Это говорит о повышении степени термодинамического совершенства системы при использовании СВЧ-нагрева продукта в сочетании с отводом влаги в атмосферу низкотемпературным теплоносителем, что исключает значительные внешние потери эксергии на этапе сушки.
Бесплатно
Статья научная
Выполнены экспериментальные исследования кинетики процесса сушки зерна тритикале при противоточно-прямоточном продувании зернового слоя. В экспериментальной установке осуществлялось программированное изменение направления потока сушильного агента через слой зерна и эмитировались реальные условия подачи сушильного агента через подводящие и отводящие короба шахтной зерносушилки. Анализ кривых сушки и скорости сушки зерна тритикале показал наличие только периода убывающей скорости сушки, в котором интенсивность диффузии влаги значительно меньше интенсивности влагообмена. Организация эксперимента позволила в полной мере обеспечить его адаптацию к промышленным шахтным зерносушилкам, в которых процесс сушки осуществляется в непрерывном режиме. По результатам исследования предложена эмпирическая модель процесса сушки в виде экспоненциальной функции, устанавливающей однозначную функциональную связь между текущей влажностью зерна и основными параметрами процесса: температурой, скоростью, влагосодержанием сушильного агента и толщиной продуваемого слоя. С учетом требований к технологическим режимам сушки зерна тритикале проанализировано соотношение между температурой зерна и его влажностью при различных значениях режимных параметров, которое предложено использовать в качестве ограничения на температурный режим сушки.
Бесплатно
Экструдирование зернового сырья с использованием процесса рекуперации пара
Статья научная
Преимуществом экструзионного процесса переработки сельскохозяйственного сырья в продукты питания и корма перед традиционными технологиями является высокая удельная производительность, энергоэффективность и универсальность использования. Наличие большого количества факторов управления и влияния на качество сырья, таких, как режимные параметры и конструктивные элементы, делают экструзию сложновоспроизводимым процессом при масштабировании или переходе с одной установки на другую. Но этот аспект является причиной максимальной гибкости систем экструдирования и возможности постоянного их совершенствования. Одним из путей развития экструзионнй технологии является совершенствование техники и конструкционных решений в области энергосбережения. Проведены исследования процесса термопластической экструзии помола пшеницы с использованием рекуперации теплоты пара, генерируемого специальной конфигурацией элементов шнеков и его дегазации с подачей в перерабатываемый материал. Для решения поставленной цели использовался модернизированный экструдер Werner&Phleiderer Continua 37, дополненный разработанным рекуперативным узлом и паропроводом...
Бесплатно
Статья научная
Актуальной задачей пищевой промышленности является утилизация вторичных ресурсов переработки плодоовощного сырья и их использование в производстве обогащенных продуктов питания. Это позволяет более эффективно и рационально использовать сырье с большим содержанием биологических активных веществ. Проведены исследования возможности использования нативных выжимок моркови в качестве ингредиента при получении экструдированных, готовых к употреблению продуктов на основе пшеницы. Изучено влияние дозировки выжимок на режимные параметры экструзии и свойства получаемых экструдатов. Установлено, что увеличение содержания выжимок более 20% негативно сказывается на качестве продукта, коэффициент взрыва снижается более чем в 2 раза, насыпная плотность повышается на 40%. Исследован способ дополнительного отбора пара в средней части камеры экструдера непосредственно в процессе варочной экструзии смесей с содержанием выжимок более 20% и влажностью 26,5, 28,9 и 34,5%. Показателем отвода пара являлось снижение давления в устройстве, в результате чего происходило снижение влагосодержания материала в предматричной зоне камеры экструдера...
Бесплатно
Статья научная
Предложен технологический цикл комплексной переработки масличных семян с получением растительного масла, растворимой и нерастворимой фракции из смеси измельченной выжимки с нагретой водой; белка из растворимой фракции, высушенной нерастворимой фракции. Основным принципиальным решением по снижению энергозатрат являлся оптимальный выбор перепадов температур в испарителе и секциях двухсекционного конденсатора при получении сушильных агентов, охлаждающего воздуха и теплой воды. Отклонение от этих значений неизбежно приводит к увеличению потребляемой энергии: понижение температуры кипения хладагента в испарителе на 1о С приводит к необходимости увеличения расхода рабочего пара в эжектор пароэжекторного теплового насоса, а следовательно к перерасходу энергии на 5-7%, а повышение температуры конденсации на 1о С приводит к увеличению расхода энергии на 2,0-2,5%. Предлагаемая технология расширяет границы энергоэффективного сопряжения объектов различных температурных потенциалов на основе утилизации и рекуперации вторичных энергоресурсов...
Бесплатно
Энергоэффективность - важнейший показатель качества пищевых измельчителей
Статья научная
Выполнен краткий анализ способов измельчения технологического сырья с позиций энергоэффективности. Исследования показывают, что разрезание (измельчение) исходного сырья на кусочки определенного размера является наиболее энергозатратным. Существующие конструкции режущих элементов механизмов измельчения (режущее лезвие, режущая кромка) не являются оптимальными с позиций энергоэффективности. Например, режущее лезвие в рабочем отверстии имеет угол заострения, равный 90°, а угол заострения режущего лезвия на лопасти подвижного ножа также находится в пределах 80-90°. Предлагается сделать углы заострения режущих лезвий на лопастях подвижного ножа равными 5-8°. Кроме того, лопасти такого ножа должны иметь во всех поперечных сечениях форму классического клина. Уменьшение угла заострения режущего лезвия в рабочем отверстии решетки до таких величин не удается по конструктивным особенностям (в частности, не нарушая показателей прозрачности). Показаны резервы уменьшения угла заострения режущего лезвия в рабочем отверстии (этот угол может быть меньше 90°)...
Бесплатно
Энциклопедия «Пищевые технологии»как стартовый этап проектирования технологий будущего
Статья научная
Впервые в России создана энциклопедия «Пищевые технологии» отраслевой направленности. Основные сведения по вопросам организации машинного производства основных продуктов питания человека начала XXI в систематизированы в данной энциклопедии. Цель статьи – активизировать усилия специалистов в разработке технологий и техники пищевых производств новых поколений.
Бесплатно
Эффективность использования экспандированных комбикормов цыплятами-бройлерами
Статья научная
Интенсификация животноводства сопровождается повышением спроса на высококачественные комбикорма, которые во многом определяют уровень развития и экономику животноводства, особенно промышленных, специализированных животноводческих хозяйств. Снижение затрат на комбикорма - одна из ключевых проблем. Решение ее невозможно без рационального использования зерна и других сырьевых ресурсов, внедрения на комбикормовых предприятиях современных инновационных технологий и оборудования. Баротермическая обработка зерносмеси в экспандере уменьшает бактериальную обсемененность, полностью уничтожает колиобразные бактерии, кишечную палочку, плесневые грибы и сальмонеллы. Разработана технология производства экспандированных комбикормов для цыплят-бройлеров. В качестве объекта исследования использовались цыплята-бройлеры кросса Смена7. Установлено, что поедаемость экспандированного комбикорма, разработанного с помощью программы оптимизации "Корм Оптима Эксперт" цыплятами улучшилась и в 28 дней живая масса их возросла по группам в 2,5-3 раза, причем наибольший показатель ее (915 г.) имели цыплята, которые получали крупку из гранулированного экспандата. По окончании опыта в 42 дня цыплята контрольной группы имели живую массу 2246 г., а цыплята, получавшие гранулированный экспандат - 2574 г. Среднесуточный прирост живой массы цыплят составил 66,4 г, что на 7,9% выше, чем в контрольной группе. Результаты контрольного забоя цыплят показали, что повышенный выход мяса у цыплят, получавших гранулированный экспандат, (69,5%) по сравнению с контрольной (67,6%). Наилучшие показатели продуктивности цыплят-бройлеров кросса Смена7 получены при использовании в кормлении комбикормов в виде крупки из гранулированного экспандата в первый период выращивания и гранулированного экспандата во второй период выращивания.
Бесплатно
Эффективность процесса экструдирования полизлаковой смеси
Статья научная
В статье приведены результаты изучения эффективности процесса экструдирования мучной полизлаковой смеси; получены зависимости рабочих параметров процесса от переменных значений частоты вращения шнека экструдера и влажности экструдируемой полизлаковой смеси. Полученные результаты имеют практическое значение для построения технологической схемы производства продуктов высокой степени готовности.
Бесплатно
