Скачати повний текст

Вперше одержано геометричне доведення припустимості розрахунків теплотехнічного устатування з циліндричними рефлекторами та приймачами тепла з використанням методів "пласкої задачі", що дозволило суттєво спростити методику розрахунку циліндричних відбивальних систем. Запропоновано новий ефективний метод розрахунків профілів рефлекторів фокусувальних систем, які забезпечують заданий розподіл теплоти на робочих поверхнях складної геометрії. Даний метод побудовано на базі аналізу геометеричної моделі поширення теплових процесів у робочій камері без урахування втрат частини енергії на поглинання середовищем. Проведено оцінювання впливу на форму рефлекторів втрат частини теплової енергії на випромінювання у навколишнє середовище, який виявився незначним, що дозволило не враховувати дані втрати та суттєво спростити задачу. Запропоновано новий експрес-метод визначення щільності розподілу теплового потоку на робочих поверхнях устаткування, що базується на фотографуванні та комп'ютерній обробці цифрових фотографій, експериментально підтверджено його ефективність.

  Скачати повний текст

Системно досліджено складний фізичний процес теплопередачі інфрачервоного (ІЧ) випромінювання, проаналізовано технологічні та геометричні особливості підсистем та елементів теплотехнічної системи для теплової обробки харчових продуктів, побудовано узагальнену модель процесу та виявлено взаємозв'язки між моделями її елементів. Уперше у прикладній геометрії як теоретичну базу для проектування та дослідження властивостей поверхонь рефлекторів запропоновано опис керуючої розподілом відбитих променів функції (РВП-функція), що є базою методу визначення профілю рефлектора для формування пучка відбитих теплових променів з заданими властивостями, а також доведено твердження та залежності, що розвивають теорію дослідження властивостей відбиваючих поверхонь. Розроблено експрес-метод визначення інтенсивності теплового потоку з використанням фотографування та комп'ютерної обробки плівки, який не потребує створення спеціального устаткування та проведення витратних натурних експериментів. Уперше для галузі харчових виробництв запропоновано спосіб розрахунку терморадіаційних установок з геометричним керуванням процесом теплопередачі випромінюванням. Створено геометричну модель, яка дає змогу розрахувати щільність теплового потоку випромінювання в ІЧ-установках з поглинаючим газовим середовищем з застосуванням закону Бугера для слаборозбіжного світлового пучка. Розроблено комплекс програм для моделювання перебігу процесу променевої теплопередачі у ІЧ-апаратах, що використовуваються у харчових виробництвах.

  Скачати повний текст

Проведено теоретичні й експериментальні дослідження гідродинаміки, теплових ефектів і явищ диспергування під час обробки гетерогенних систем у роторно-пульсаційному апараті (РПА) циліндричного типу. Встановлено інтенсифікуючу дію робочого елемента методу дискретно-імпульсного введення та трансформації енергії (ДІВЕ) - одиночного вихоря. Проаналізовано області нестійкості течії середовищ різної в'язкості у зазорах РПА циліндричного типу. У результаті одно- та двомірного моделювання динаміки рідини в РПА одержано залежності швидкості та прискорення від часу, а також поля швидкості, прискорення та тиску в робочій зоні РПА. Досліджено вплив в'язкості рідини на витратні характеристики апарата. Розглянуто можливості використання циліндричних РПА різних типів у технологічних процесах гомогенізації широкої гами біологічних дисперсних систем. Встановлено теплофізичні, фізико-хімічні та структурно-механічні властивості соєвої пасти. Наведено оцінку ефективності термовологої обробки та роторно-пульсаційної гомогенізації даної в'язкопластичної системи. Проведено економічний аналіз ефективності та рівня енергозаощадження під час виробництва соєвої пасти.

  Скачати повний текст

Дисертацією є рукопис, який містить теоретичні розробки та експериментальні дослідження в галузі корозійно-механічного зношування поверхневих шарів деталей у корозійно-активних середовищах харчової промисловості з метою підвищення їх надійності і довговічності з використанням досягнень сучасних технологій поверхневого зміцнення на основі нового способу інтенсифікації дифузійних процесів при ХТО металів та сплавів, а також принципи оцінки зносостійкості та прогнозування довговічності деталей обладнання.

  Скачати повний текст

Проведено дослідження пульсаційного розмелу рослинної сировини, створено ефективний млин нової конструкції. Розроблено фізичну модель даного процесу, на базі якої складено й аналітично розв'язано математичну модель кінетики розмелу в пульсаційному млині. Експериментально встановлено кінетичні закономірності пульсаційного розмелу насіння сої у процесі одержання суспензії "соєве молоко". Визначено параметри математичної моделі та підтверджено її адекватність. Визначено залежності кінетичних показників від параметрів конструкції млина. Досліджено витрати енергії на проведення розмелу та встановлено залежність питомих енерговитрат від кількості ступіней млина. Доведено раціональність використання триступеневого пульсаційного млина. Створено методику розрахунку та відповідне програмне забезпечення для визначення параметрів конструкції млина та витрат енергії на розмел. Виготовлено зразок млина запропонованої конструкції та проведено його промислові випробування. Промисловий зразок млина впроваджено у виробництво у складі лінії для одержання "соєвого молока". Проведено порівняльне вивчення характеристик вітчизняної лінії з закордонними аналогами та показано її переваги.

  Скачати повний текст

Досліджено процес вібраційного просіювання (ВіП) та розробки нових конструкцій просіювачів борошна. Встановлено механіку процесу ВіП, межі інтервалу інтенсивності коливань просіювальної поверхні. Наведено математичний опис досліджувального процесу, визначено режими ВіП. Одержано теоретичні залежності параметрів вібропереміщення шару часток борошна продуктів від параметрів коливань деки. Запропоновано конструктивні схеми, розроблено та впроваджено дослідний зразок вібраційного просіювача борошна, оцінено його економічну ефективність.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано метод комплексної обробки харчових продуктів високим тиском (ВТ) та ультразвуком (УЗ), експериментально підтверджено його ефективність. Розроблено математичну модель напружено-деформованого стану камери ВТ. Одержано залежності мікробіологічного обсіменіння рідких курячих яєць від параметрів процесу їх комплексної обробки ВТ та УЗ. Експериментально досліджено зміну пінотворення білка курячого яйця в залежності від параметрів процесу його комплексної обробки ВТ та УЗ. Досліджено компресійні характеристики рідких курячих яєць, курячого білка та жовтка у процесі їх комплексної обробки ВТ та УЗ.

  Скачати повний текст

Сформульовано та запропоновано наукову методику проектування та розрахунку нагнітачів - ерліфта, струминного апарата, а також можливості комбінування транспортних і технологічних функцій (гомогенізації, аерації, сатурації та ін.) у проточних частинах даних нагнітачів. На підставі методу візуалізації структури потоку розроблено проточні частини даних нагнітачів із мінімальними величинами коефіцієнтів гідравлічних опорів, що забезпечують високу ефективність переміщення потоків і високу якість технологічних процесів у нагнітачах. Наведено методику визначення ефективності технологічних процесів і гідравлічних систем у цілому на підставі ефективності (ККД) насоса та коефіцієнтів, що характеризують ефективність окремих елементів процесу.

  Скачати повний текст

Проведено теоретичні та експериментальні дослідження підвищення ефективності комплексної переробки яблучної сировини шляхом застосування електротехнологічних процесів імпульсного електроплазмолізу яблучної тканини та електромембранної підготовки екстрагента для вилучення пектинових речовин з яблучних вичавок. З'ясовано, що за встановлених ефективних параметрів імпульсної електрообробки яблучної сировини вихід яблучного соку після пресування плазмолізованої мезги зростає до 20 %. Виявлено, що використання біполярної мембрани МБ-3 з покращеними електрохімічними характеристиками, глибоко пом'якшеної води та удосконалених гідродинамічних режимів забезпечує підвищення ефективності процесу електромембранної підготовки екстрагента та економії витрат електроенергії. Розроблено апаратурно-технологічну схему комплексної переробки яблучної сировини з застосуванням електротехнологій, обгрунтовано її економічну ефективність.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано шляхи інтенсифікації процесів екстрагування компонентів з рослинної сировини з застосуванням низькочастотних механічних коливань і розроблено високоефективні малогабаритні екстрактори безперевної дії для малотоннажних екстракційних виробництв. На підставі вивчення результатів теоретичного й експериментального дослідження процесу екстрагування у системі тверде тіло - рідина визначено раціональні параметри вібраційного впливу, що забезпечують інтенсифікацію вилучення з рослинної сировини цільових компонентів. Розроблено конструктивні рішення й інженерні методи розрахунку ефективного технологічного обладнання для малотоннажних виробництв харчової, мікробіологічної та фармацевтичної промисловості.

  Скачати повний текст

Установлено закономірності та розроблено фізико-математичну модель тепломасообмінних процесів за проти- та поперечноточного руху повітря та води, що стікає по насадці з регулярною шорсткістю, з урахуванням значення термічного опору останньої. Показано, що за інших значень l доцільно здійснювати аналіз і розрахунок теплообмінних процесів з урахуванням фазових термічних опорів. Експериментально встановлено випереджальне зростання інтенсивності процесів тепломасообміну у плівкових апаратах з насадкою, що має регулярну шорсткість, у порівнянні з супутнім збільшенням енерговитрат на їх організацію.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано доцільність застосування термомеханічних агрегатів на підставі ротаційних термосифонів (РТС) для обробки харчових неньютонівських рідин (ННР). Розроблено розрахункову методику для апаратів з РТС. Проведено комп'ютерне моделювання процесів тепловіддачі у апаратах з РТС. Встановлено вплив конструктивних і режимних параметрів на інтенсифікацію тепловіддачі продукту. Досліджено внутрішню кризу теплопередачі у РТС. Розроблено метод розрахунку апарата з РТС для термомеханічної обробки харчових ННР. Розглянуто ефективність застосування апарата у лінії з виробництва яблучного повидла.

  Скачати повний текст

Досліджено питання розрахунку нестаціонарних полів температури, вологовмісту та надмірного тиску в харчовій сировині під час сушіння на базі розв'язання системи рівнянь тепломасопереносу. Апробовано метод розв'язання системи рівнянь тепломасопереносу шляхом введення малого параметра та відповідного спрощення заданої системи. Встановлено, що запропонований підхід дає змогу розрахувати залежності основних параметрів процесу сушіння продуктів від часу. Наведено методику розрахунку темпу сушіння продуктів за конкретних умов підведення теплоти до продукту від сушильного агента. Основні результати дослідження знайшли промислове впровадження під час проектування удосконаленої установки для сушіння макаронних виробів.

  Скачати повний текст

Встановлено, що системний аналіз і врахування змінної структури продукту дозволяють розв'язати сумісну гідротепломасообмінну задачу формування твердої фази під час блочного виморожування, узгоджену з термодинамічною моделлю генератора холоду. Доведено, що рециклінг блоку льоду на другому ступені конденсатора в комплексі вирішує енергетичну ефективність генератора холоду та проблему гравітаційного сепарування. Отримано модель концентрування у разі блочного виморожування, яка враховує особливості типу системи охолодження та умови сумісного тепломасопереносу за обмежених умов. Створено модель виморожувальної установки з рециклінгом льоду. Уточнено структуру критеріальних рівнянь для розрахунку інтенсивності масопереносу за умов блочного виморожування молочної сироватки. З використанням методів ексергетичного аналізу порівняно ефективність випаровування та блочного виморожування за різних умов експлуатації. Розроблено методику розрахунку процесу концентрування розчинів за умов блочного виморожування з рециклінгом льоду.

  Скачати повний текст

Висвітлено питання розробки математичних моделей технологічних процесів переробки харчової сировини у напівфабрикати і готові кулінарні вироби, а також створення на теоретичних засадах прогресивних технологічних процесів і обладнання для їх реалізації. Розглянуто загальну методологію створення прогресивних технологічних процесів і вдосконаленого обладнання для переробки зернової рослинної сировини. Описано математичні моделі одержання концентрату сухих біополімерів, агломерації під час приготування харчових концентратів із зернової сировини, виходу екстрактивних речовин із частинок сировини, отримання відварів із зернової сировини, процесу напівбезперервної екстракції в харчовій технології, а також кінетики процесів обрушення зерен і насіння та екстрагування частинок сировини. Запропоновано вдосконалене обладнання для первинної обробки зернової сировини та приготування й охолодження пива.

  Скачати повний текст

Розроблено наукові засади створення математичних моделей деформаційних, температурних і масообмінних процесів переробки харчових дисперсних матеріалів, що забезпечило ефективне теоретичне дослідження взаємозв'язку між конструктивними параметрами обладнання, структурно-механічними властивостями сировини та технологічними показниками її переробки з метою визначення їх раціональних значень. Сформульовано крайову задачу механіки дисперсних волого насичених харчових матеріалів у режимі пружно-в'язко-пластичного деформування твердої фази з урахуванням скінченних переміщень та ефектів термомеханічної зв'язаності. Розроблено математичну модель термомеханічного стану дисперсних систем у нерівноважних процесах харчових виробництв у реальному часовому вимірюванні, яка враховує конкретні конструктивно-технологічні параметри обладнання, структурно-механічні та реологічні властивості сировини. Розроблено наукові основи створення інформаційних технологій проектування процесів та обладнання з переробки дисперсних харчових матеріалів.

  Скачати повний текст

Теоретично обгрунтовано та експериментально підтверджено вплив низькочастотних механічних коливань (вібрацій) на інтенсифікацію процесів: миття харчової сировини (на прикладі субпродуктів), ультрафільтраційного концентрування біологічних рідин (м'ясокісткових бульйонів, соєвого молока), конвективного сушіння рослинних матеріалів в аеровіброкиплячому шарі (топінамбура, хріну, гліду) і сушіння та термічної обробки різноманітної харчової сировини інфрачервоним нагріванням у віброкиплячому шарі (соєвих бобів, крохмалю, зерен пшениці, окари). Установлено раціональні параметри досліджених процесів. Запропоновано ряд прогресивних технологічних схем і вдосконаленого обладнання для безвідходної переробки харчової сировини з застосуванням механічних коливань.

  Скачати повний текст

З урахуванням конкурентоздатності упакованої продукції одержано залежності для визначення співвідношення ціни тари та продукції. Розроблено алгоритм розкрою листового матеріалу для тари, а також одержано показник оптимальності матеріалоємності тари за заданого терміну її роботи. Встановлено основні вимоги до конструкції багатообігової транспортної пластмасової тари, що забезпечують незмінну якість споживчих властивостей харчових продуктів на розрахунковий термін зберігання. Визначено фізико-механічні властивості матеріалу для тари різного призначення та основні параметри її статичної та динамічної міцності. Запропоновано математичні моделі тари для дослідження напружено-деформованого стану конструктивних елементів. Надано рекомендації щодо оптимального проектування конструктивних елементів багатообігової пластмасової тари. Побудовано кінетичну діаграму втомного руйнування тарного поліетилену. Визначено остаточний ресурс роботи тари за наявністю початкової тріщини, який становить один - три місяці.

  Скачати повний текст

Проаналізовано конструкції функціональних модулів обладнання для пакування в'язких харчових продуктів у споживчу тару та методики розрахунку їх елементів. Установлено відсутність наукового обгрунтування визначення раціональних параметрів функціональних модулів обладнання завдяки складності технологічної топології процесу, його багатовимірності за кількістю складових елементів та за кількістю функцій, внаслідок високого ступеня взаємозв'язку та параметричного взаємовпливу. Розроблено математичну модель руху внутрішньомашинної транспортної системи, яка переміщує споживчі упаковки за коловою траєкторією, а також модель операції дозування в'язких харчових продуктів поршневим дозатором. Визначено характер впливу на процес дозування геометричних парамерів насадок дозувального пристрою. Досліджено характер залежності точності дозування в'язких харчових продуктів від геометричних параметрів елементів дозатора. Розроблено методи: вибору раціональних параметрів модуля внутрішньомашинного переміщення тари, визначення залежності зусилля виділення одиничної спорживчої тари від кількості одиниць упаковок у стопі. Експериментально підтверджено адекватність розроблених математичних моделей і проведених теоретичних досліджень реальним процесам.

  Скачати повний текст