Процессы и аппараты пищевых производств. Рубрика в журнале - Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий
Статья научная
В решении проблемы дефицита растительного белка несомненный интерес представляет зерно тритикале - уникальный гибрид, в котором удалось соединить лучшие наследственные качества пшеницы и ржи. Содержание белка ив тритикале на 1,0-1,5% выше, чем у пшеницы, и на 3-4%, чем у ржи. Получен новый сорт зерна третикале - «Горка». Продукты, приготовленные из зерна тритикале, имеют высокую питательную ценность, поскольку белок, входящий в его состав, отличается повышенным содержанием незаменимых аминокислот, не уступает зерну пшеницы по содержанию макро- и микроэлементов. В нем много меди, фосфора, калия, магния, кальция, натрия, цинка, марганца и железа, а также витаминов В9, В5, В1, РР и Е. Информация о теплофизических характеристиках как функциях температуры играет ключевую роль в инженерных расчетах и математическом моделировании процессов сушки и тепловой обработки зерна тритикале. При определении теплофизических характеристик использован метод нестационарного теплового режима, основанный на решении задачи теплопроводности по двум температурно-временным точкам, разработанный B.C. Волькенштейн. Определение теплофизических характеристик зерна проводились на измерительной установке Cossfield RT1394 Н (National Instruments). Выявлен характер зависимостей коэффициентов температуропроводности, теплопроводности и удельной теплоёмкости от температуры. Получены уравнения, описывающие теплофизические характеристики зерна при влажности 13,57 и 21,83% в диапазоне температур 293-373 K.
Бесплатно
Исследование форм связи влаги в рапсе методом термогравиметрического анализа
Статья научная
В работа рассмотрен метод термогравиметрического анализа, представляющий собой один из немногих абсолютных методов анализа, что делает его одним из наиболее точных методов. В данном исследовании проведен термогравиметрический анализ рапса, который позволил определить температурные зоны, соответствующие влагоудалению с различной энергией связи, что дает возможность прогнозировать режимные параметры процесса влагоудаления и выбирать наиболее эффективный способ их дегидратации. Исследования проводились в лаборатории центра коллективного пользования «Контроль и управление энергоэффективных проектов» ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» на приборе синхронного термического анализа модели STA 449 F3 (NETZSCH, Германия) Прибор фиксирует изменение массы вещества и различие теплового потока в тигле, содержащем образец, и тиглем содержащем эталонное вещество. Принцип работы анализатора основан на постоянной регистрации зависимости изменения массы материала от времени или температуры при его нагревании в соответствии с заданной температурной программой в установленной газовой атмосфере...
Бесплатно
Исследование форм связи влаги в хлебопекарных дрожжах методом термогравиметрического анализа
Статья научная
Метод термогравиметрии представляет собой один из немногих абсолютных методов анализа, что делает его одним из наиболее точных методов. В данном исследовании проведен термогравиметрический анализ хлебопекарных дрожжей (Saccharomyces cerevisiae), позволяющий определить температурные зоны, которые соответствуют влагоудалению с различной энергией связи, а также прогнозировать режимные параметры процесса влагоудаления и выбрать наиболее эффективный способ их дегидратации. Исследования проводились в лаборатории центра коллективного пользования «Контроль и управление энергоэффективных проектов» ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» на приборе синхронного термического анализа модели STA 449 F3 (NETZSCH, Германия). Прибор фиксирует изменение массы вещества и различие теплового потока в тигле, содержащем образец, и тиглем содержащем эталон исследуемого вещества. Принцип работы анализатора основан на непрерывной регистрации зависимости изменения массы материала от времени или температуры при его нагревании в соответствии с выбранной температурной программой в заданной газовой атмосфере. Одновременно регистрируется выделение или поглощение тепла образцом, обусловленное фазовыми переходами или химическими реакциями. Исследования проводили при следующих режимах: давление – атмосферное, максимальная температура 588 К, скорость изменения температуры 5 К/мин. Опыты проводились в алюминиевых тиглях с общей массой навески 12 мг. Для обработки полученных кривых TG и DTG использовалось программное обеспечение NETZSCH Proteus. Проведенный анализ полученных данных позволил выделить периоды дегидратации воды и преобразования сухих веществ при термическом воздействии на хлебопекарные дрожжи, а также выявить температурные зоны, которые соответствуют высвобождению влаги с различной формой и энергией связи.
Бесплатно
Исследование форм связи влаги зефира различного состава методом термического анализа
Статья научная
Зефир – сахаристое кондитерское изделие повышенной сахароемкости и энергетической ценности из-за значительного содержания в своем составе углеводов, в частности сахара-песка. Основным недостатком зефира является быстрый процесс его высыхания при хранении за счет кристаллизации сахарозы и постепенного удаления влаги из продукта. Разработан способ получения зефира без сахара на основе патоки крахмальной высокоосахаренной. В работе проведены экспериментальные исследования по определению содержания и соотношения свободной и связанной форм влаги в зефире на сахара и на патоке дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК) и термогравиметрией (ТГ). Для исследования закономерностей теплового воздействия на свойства образцов зефира был использован метод неизотермического анализа и прибор синхронного термического анализа (ТГ-ДТА/ДСК) модели STA 449 F3 Jupiter. В процессе термического воздействия в образцах происходит разложение сахаров и других органических соединений, в результате чего масса навесок образцов снижается из-за испарения влаги. Процесс дегидратации в контрольном образце зефира с использованием сахара происходит в менее широком температурном интервале, чем в образце зефира на патоке, что свидетельствует о большей степени связанности влаги в разработанном образце. Количественную оценку форм связи влаги в образцах осуществляли по экспериментальным кривым, полученным методом ТГ. По температурным кривым определили участки эндотермических эффектов, которые соответствуют высвобождению влаги с различной формой и энергией. Замена сахара-песка на патоку в рецептуре зефира понижает долю свободной влаги и увеличивает сохранность продукта без признаков черствения.
Бесплатно
Исследование форм связи влаги семян гречихи методом термического анализа
Статья научная
Проведен термический анализ семян гречихи. Определены формы связи влаги в продукте и температурные интервалы ее удаления.
Бесплатно
Исследование форм связи влаги со свекловичным жомом методом неизотермического анализа
Статья научная
Проведены исследования форм связи влаги с материалом в свекловичном жоме с последующей оценкой массы кинетически неравноценных молекул воды в продукте методом неизотермического анализа.
Бесплатно
Исследование характера изменения динамической вязкости молочно-фруктовых продуктов
Статья научная
Изучен характер изменения динамической вязкости молочно-фруктовых продуктов при свободном стекании пюре по вертикальной стенке вакуум-камеры при двухстадийном вакуум-выпаривании. Изучены влияния температуры выпаривания и влажности продукта на реологические свойства молочно-фруктовых смесей.
Бесплатно
Статья научная
В работе приведен анализ существующих методов мембранного разделения растворов на полупроницаемых и ионообменных мембранах, где отмечены их достоинства и недостатки. Объектами исследования являлись нанофильтрационные мембраны марки ОФАМ-К, ОПМН-П и водные растворы сульфата калия, используемого в производстве минеральных удобрений. Исследовано изменение коэффициента задержания на прианодной мембране ОФАМ-К по сульфат-ионам и на прикатодной мембране ОПМН-П по ионам калия при плотностях тока 12,82 и 15,38 А/м2 с варьированием трансмембранного давления. Анализ коэффициента задержания прикатодной мембраной ОПМН-П по ионам калия с повышением давления показывает о его возрастании на 20-30%, что, вероятно, вызвано повышением скорости проницаемости воды, вызывающей разведение пермеата. В случае анализа коэффициента задержания по сульфат-ионам на прианодной мембране ОФАМ-К в области низких плотностей тока сначала задерживающая способность с повышением трансмембранного давления падает, а затем выходит на постоянное значение с небольшим повышением при давлении 1,5 МПа. При более высоких плотностях тока коэффициент задержания по сульфат-ионам на прианодной мембране ОФАМ-К с повышением трансмембранного давления, как и на прикатодной мембране ОПМН-П по ионам калия возрастает. Зависимости удельного выходного потока от времени приведены при трансмембранном давлении 0,75, 1 и 1,5 МПа и плотности тока 12,82 и 15,38 А/м2. Отмечено, что на прианодной мембране ОФАМ-К удельный выходной поток возрастает, а на прикатодной мембране ОПМН-П снижается с течением времени, что обусловлено трансформацией физических свойств мембран и пограничных слоев, формируемых на их рабочей поверхности. На прианодной мембране ОФАМ-К с течением времени проницаемость по воде возрастает, а на прикатодной мембране ОПМН-П снижается. Представленные данные по десорбции ионов калия и сульфат-ионов на прианодной мембране ОФАМ-К и прикатодной мембране ОПМН-П свидетельствуют о том, что с течением времени десорбция ионов снижается, причем показатель десорбции ионов калия на прианодной мембране ОФАМ-К выше, хотя в процессе электронанофильтрации ионы переносятся в эквивалентных отношениях.
Бесплатно
Исследования теплофизических и реологических свойств сливочно-растительного Спреда
Статья научная
Исследования теплофизических и реологических свойств сливочно-растительных спредов необходимо для научного обоснования процесса их получения, а именно процессов перемешивания и кристаллизации. В качестве объекта исследования был выбран сливочно-растительный спред, имеющий следующий состав: масло арахисовое 10%; масло зародышей пшеницы 10%; масло льняное 20%; сливочное масло 59,8%; эмульгатор 0,2%. С помощью полученных данных, в процессе исследования реологических свойств сливочно-растительного спреда, можно в последующем сформировать рекомендации по оптимизации технологических режимов производства. В частности, обосновано решать вопросы интенсификации гидромеханических и тепловых процессов, проводя их при такой температуре и частоте вращения, при которых будет достигаться максимальное сохранение структуры производимого продукта. Определение теплофизических характеристик осуществлялось на установке для исследования теплофизических и реологических характеристик вязкоупругих жидкостей Coesfeld RT- 1394H. Реологические исследования сливочно-растительного спреда проводились на вискозиметрах серии SV-10 и РВ-8м. По опытным данным были построены графики зависимости динамической вязкости спреда от температуры, и зависимость эффективной вязкости спреда и растительных масел от скорости сдвига. Полученные данные позволяют рационально выбирать оборудование для переработки и производства сливочно-растительного спреда, моделировать процессы происходящие в процессе производства, обоснованно решать вопросы интенсификации тепловых и гидромеханических процессов, проводя процесс производства при температурах, не вызывающих разрушение структуры продукта.
Бесплатно
К анализу теории математической модели гидродинамики насыпного слоя смеси растительных материалов
Статья научная
Выявлена зависимость между динамической порозностью работающего аппарата, статической порозностью и степенью заполнения аппарата. Представлена законченная математическая модель расчета порозности – важного гидродинамического параметра слоя материала при фильтрации через него экстрагента. Разработана универсальная методика определения гидродинамических характеристик слоя измельчённого растительного материала, применимая для любых соответственным образом обработанных растительных материалов и их смесей.
Бесплатно
К вопросу сублимационной сушки национального кисломолочного напитка "кумыс" многократного омоложения
Статья научная
В данной работе представлены результаты исследований сублимационной сушки национального кисломолочного напитка кумыс, который был получен из кобыльего молока, в результате молочнокислого брожения. Из всех видов молочного сырья, наибольший интерес в Кыргызстане представляет кисломолочный напиток кумыс из кобыльего молока. Кумыс, имеющий беловатый цвет, кисловато-сладкий вкус, получают в результате молочнокислого и спиртового брожения. Данный кисломолочный напиток широко распространен в быту у жителей Кыргызстана, Казахстана, Монголии, а также тюркских и монгольских регионов Российской Федерации, именно поэтому кумыс был выбран в качестве объекта исследования. В ходе исследований была разработана новая технология получения молочнокислого напитка, подобраны режимы сублимационной сушки. Кроме того, изучено влияние различных параметров на качество высушиваемого продукта. В результате проведенных исследований был получен порошкообразный молочнокислый национальный напиток кумыс. Исследование качественных показателей порошкообразного продукта показало, что размеры частиц (более 80%) составили 115–125 мкм, индекс растворимости составил 0,15 мл нерастворимого осадка в 50 мл восстановленного кумыса, влага в сухом кисломолочном напитке составила 4,8%. Результаты анализов химического состава сухого кумыса показали, что полученные результаты сухого кисломолочного напитка незначительно отличаются от исходного (натурального) и самое главное, в конечных продуктах почти полностью сохранились их лечебные (витаминные) составляющие. Таким образом, в ходе исследований установлено, что разработанная технология получения кумыса позволила повысить физико-химические показатели кумыса, а примененный способ вакуумной сублимационной сушки позволил получить продукт высокого качества. Поставленная цель была достигнута решением важных научных задач, которые были изложены в работе.
Бесплатно
Статья научная
изучено влияние основных технологических параметров. выполнен анализ кинетических закономерностей процесса.
Бесплатно
Кинетика извлечения экстрактивных веществ из люпина с различной геометрической формой
Статья научная
Обоснована актуальность темы и определены основные направления исследований. Сформулирована задача исследования - предсказать темп снижения массосодержания твёрдой фазы и установить функциональную связь концентрации экстракта со временем. Проанализированы соя и люпин, как источники ценных питательных компонентов. Убедительно показаны недостатки сои, химические компоненты которой являются ингибиторами ряда пищеварительных ферментов, таких как пепсин и химотрипсин. Углеводная фракция сои богата олигосахаридами, вызывающими кишечный метеоризм. Поэтому актуален вопрос о замене сои перспективной зернобобовой культурой - люпином, лишённой недостатков, присущих сое. Представлен состав и физико-химические свойства подсырной сыворотки. Получена методика расчёта средних размеров частиц сырья имеющих геометрическую форму шара, цилиндра и неограниченной пластины. Приведены результаты исследования кинетики экстрагирования из люпина при различной геометрической форме сырья. Определена предпочтительная форма тела при истощающем протекании процесса экстрагирования сырья в виде пластины. В то же время, другие геометрические формы не отрицаются, поскольку форма крупки, например, более технологична в изготовлении. Детально описаны графические зависимости и выполнен анализ полученных данных. Возможно использование композиции - молочно-растительного экстракта в различных отраслях промышленности и, в частности, в молочной для получения молочнокислых продуктов. Продолжением работы является определение коэффициентов молекулярной диффузии, построение математических моделей с использованием полученных экстракционных зависимостей, а также программное обеспечение процесса. Этот материал, при его совокупном анализе, даёт возможность выбрать аппаратурно-технологическое оформление процесса экстрагирования, которое обеспечит максимальное извлечение из люпина целевого компонента при минимальных энергозатратах.
Бесплатно
Кинетика процесса концентрирования вымораживанием вишневого сока
Статья научная
Обоснована актуальность темы и определены основные направления исследований. Обоснован механизм процесса концентрирования жидких сред вымораживанием влаги, определяющийся в основном условиями миграции молекул воды к поверхности фронта кристаллизации и встраивании их в кристаллическую структуру льда. Показано, что режим вымораживания влаги характеризуется температурой теплообменной поверхности, воспринимающей теплоту кристаллизации влаги, скоростями перемещения и площадью поверхности контакта теплообменивающихся сред, видом и концентрацией растворенных веществ продукта. Охарактеризован процесс теплообмена между поверхностью кристаллизации и обрабатываемой технологической средой. Представлена схема работы экспериментальной вымораживающей установки и методика проведения опытов. Исследовано изменение средней величины количества вымороженного льда с единицы теплообменной поверхности вымораживающей установки во времени, отраженные в виде кривых роста и скорости роста ледяной фазы на поверхности теплообменных элементов площадью 0,08 м 2, за 3600 секунд в зависимости от температуры теплообменной поверхности и начального содержания сухих веществ в вишневом соке. Увеличение начального содержания сухих веществ в вишневом соке при постоянной температуре кипения хладагента в испарителе вымораживающей установки нелинейно снижает удельное количество льда, образовавшееся на теплообменной поверхности. Изменение температуры кипения хладагента также вызывает нелинейное увеличение удельного количества льда, вымороженного на теплообменной поверхности. Полученные кривые скорости роста ледяной фазы позволяют выделить участки кристаллизации влаги, имеющей различный характер связи с растворимым веществом. Исследовано изменение степени концентрации вишневого сока при вымораживании от температуры кипения хладагента и начального содержания сухих веществ в нем. Показано, что степень концентрирования вишневого сока снижается при увеличении начального содержания сухих веществ в нем и повышении температуры кипения хладагента в испарителе вымораживающей установки.
Бесплатно
Кинетика процесса сушки ферментированного пшеничного сырья в виброкипящем слое
Статья научная
Представлен анализ влияния основных факторов на кинетику процесса сушки ферментированного пшеничного сырья в виброкипящем слое. Цель исследования - изучение влияния основных технологических параметров на кинетику процесса сушки ферментированного пшеничного сырья в виброкипящем пересыпающемся слое при атмосферном давлении. В качестве основных факторов, влияющих на процесс сушки, были выбраны: температура сушильного агента, подаваемого в сушилку, скорость сушильного агента, амплитуда колебаний газораспределительных полок, частота колебаний газораспределительных полок. Показано влияние температуры и скорости воздуха на процесс сушки сырья, влияние амплитуды и частоты колебаний газораспределительной решетки на кинетику процесса сушки ферментированного продукта, а также влияние удельной нагрузки продукта на процесс влагоудаления. Анализ приведенных кривых показывает, что при увеличении амплитуды колебания уменьшает время сушки, а повышение частоты колебаний полок способствует уменьшению времени сушки...
Бесплатно
Кинетика процессов обезвоживания и нагрева рыбы при обжаривании, полугорячем и горячем копчении
Статья научная
Разработаны расчетные методы построения кривых кинетики обезвоживания и нагрева рыбы для процессов обжаривания, полугорячего и горячего копчения. Предлагаемые методы расчета основываются на общих закономерностях тепло-массообмена данных процессов. На основе изучения закономерностей обезвоживания на кривых кинетики выявлены критические точки, характеризующие переход от удаления влаги с меньшей энергией ее связи с материалом к удалению таковой с большей энергией связи, а также влияние усадки продукта на скорость удаления влаги. Эти критические точки характерны и для температурных кривых. Предложено температурную кривую заменить ломаной линией, состоящей из трех прямых, пересекающихся в точках, соответствующих критическим влажностям и критическим температурам. Значительное количество опытного материала по исследованию закономерностей кинетики обезвоживания и нагрева рыбы при различных режимах авторами представлено в виде обобщенных зависимостей. Методика позволяет моделировать процессы нагрева и обезвоживания рыбы и на основе расчетных данных осуществлять выбор наиболее рациональных режимов.Предложенная методика дает возможность расчетным путем строить кривые кинетики нагрева и кинетики обезвоживания в процессах обжаривания, полугорячего и горячего копчения рыбы, что позволяет оптимизировать тот или иной процесс, проектировать более эффективные с точки зрения расхода сырья и энергии технологии, а также создавать более совершенные аппараты или модернизировать существующее оборудование с учетом взаимосвязи тепловых и массообменных процессов.
Бесплатно
Кинетика сушки свекловичного жома
Статья научная
Рассмотрено влияние режимных параметров на кинетику сушки свекловичного жома как пектиносодержащего сырья. Обоснована сущность активных гидродинамических режимов.
Бесплатно
Статья научная
Актуальность применения компонентов крови в качестве сырья для выработки из нее продуктов, способствующих профилактике и лечению железодефицитных состояний не вызывает сомнений. Кроме того белковые соединения крови крупного рогатого скота обладают высокой усваиваемостью организма человека, а комплекс незаменимых аминокислот обуславливает ее привлекательность в качестве добавки при выработке широкого ассортимента мясной продукции. Единственно возможным способом в настоящее время сгущения термолабильных соединений крови является криоконцентрирование, осуществляемое в диапазоне температур приближенных к криоскопической температуре. Исследованы кинетические особенности криоконцентрирования крови крупного рогатого скота на экспериментальной установке циклического действия. Показано, что условия криоконцентрирования определяются температурой кипения хладагента в испарителе установки, расхода исходной крови, омывающей поверхность теплообмена и содержанием растворимых соединений в исходной жидкости...
Бесплатно
Кинетические закономерности и оптимизация процесса сушки жома красного клевера
Статья научная
Исследования кинетики процесса сушки проводились с жомом красного клевера на экспериментальной сушильной установке перегретым паром при атмосферном давлении в активных гидродинамических режимах. Были получены рациональные интервалы изменения параметров.Решена задача оптимизации, которая позволила выделить оптимальную область изменения входных факторов по трем критериям посредством компромиссных решений.
Бесплатно
Статья научная
Используя научно-практический опыт и анализ инновационной активности, сложившейся в последнее время по модернизации пищеконцентратного производства, предложен новый вариант энергоэффективной переработки крупяных культур с использованием перегретого пара и непосредственным вовлечении в варочно-сушильный процесс вторичных энергоресурсов с применением парокомпрессионного теплового насоса. Предложен способ производства крупяных концентратов, который реализован с помощью микропроцессорного управления технологическими параметрами. По информации о ходе процессов мойки, варки, сушки и охлаждения крупы микропроцессор обеспечивает управление режимными параметрами при ограничениях, обусловленных как получением варено-сушеной крупы высокого качества, так и экономической целесообразностью. При этом непрерывно определяется количество влаги в контуре рециркуляции, образовавшегося за счет испарения из крупы в процессе сушки. Для реализации предлагаемого способа производства варено-сушеных круп предложено использовать холодильно-компрессорный агрегат, работающий в режиме теплового насоса. В качестве хладагента следует использовать хладон 12В1 CF 2ClBr с температурой кипения в испарителе 4 °С и температурой конденсации 153,7 °С. Подключение теплового насоса в схему теплоснабжения производства варёно-сушеных круп вместо электрического пароперегревателя позволит сократить теплоэнергетические затраты в 1,72 раза. Предлагаемый способ производства и управления технологическими параметрами в области допустимых технологических свойств продукта обеспечит высокое качество варено-сушеных круп; повышение тепловой эффективность за счет полного использования теплоты отработанного перегретого пара; снижение удельных энергозатрат на 25-30 %; создание безотходной и экологически чистой технологии крупяного производства.
Бесплатно
