05.18.12 - Процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв

Постійне посилання зібрання

Переглянути

Нові надходження

Зараз показуємо 1 - 20 з 87
  • Документ
    Наукове обгрунтування удосконелення запірно-регульованих пристроїв обладнання цукрового виробництва
    (2021) Володін, Сергій Олексійович
    Дисертацію присвячено комплексному дослідженню запірно-регулювальних пристроїв з електропневмоприводом позиційного типу та пошуку раціональних конструкційних, експлуатаційних параметрів запірно-регулювальних елементів у складі технологічного обладнання цукрового виробництва. Створено нові експериментальні стенди на яких досліджено роботу запірно-регулювальних пристроїв в двоконтурній мережі: зона середовища керування – сти-снене повітря, зона робочого середовища – вода, сік. Здійснено математичне моде-лювання впливу привода на роботу елементів запірно-регулювальної арматури, що дозволяє отримати системи рівнянь для опису роботи структурно-подібних елемен-тів. Вирішено задачі аналізу і синтезу динамічних параметрів системи автоматич-ного регулювання. Адекватність створених моделей підтверджено результатами проведених екс-периментальних досліджень. Експериментально визначені та запропоновані режими роботи запірно-регу-лювальних пристроїв в технологічному процесі цукрового виробництва. Досліджені характеристики виконавчих пристроїв: пропускна здатність, щільність замикання із покроковою її зміною органом регулювання при перепаді тиску на приводі в 0,1МПа; розраховано поточне значення пропускної здатності при заданій величині ходу робочої ланки у відсотках. Запропоновано методику дослідження запірно-ре-гулювальних елементів на основі синтезованої математичної моделі, експеримен-тально– аналітичних досліджень та із використанням методів ідентифікації. Встановлено характер впливу дискових заслінок, сідельних клапанів, кульових кранів, на умови роботи трубопровідного транспорту цукрового виробництва, з ура-хуванням раціональних конструктивних параметрів. Нові розробки пройшли апробацію на підприємствах цукрової промисловості України і впроваджені у виробництво. The dissertation is devoted to the complex research of locking and regulating de-vices with electric pneumatic drive of tracking type and search of rational design and op-erational parameters of locking and regulating elements as a part of technological equip-ment of sugar production. New experimental stands have been created on which the operation of shut-off and control devices in the two-circuit network has been studied: the high-pressure zone is com-pressed by the wind, and the low-pressure zone is water. Mathematical modeling of the influence of water on the operation of the elements of shut-off and control valves, which allows to obtain systems of equations to describe the operation of structurally similar ele-ments. The problems of analysis and synthesis of dynamic parameters of the automatic control system are solved. The adequacy of the created models is confirmed by the results of the conducted experimental researches. Experimentally determined and proposed modes of operation of shut-off and con-trol devices in the technological process of sugar production. The characteristics of actu-ators are investigated: throughput, short-circuit density with its step-by-step change by the regulating body at pressure difference on the drive in 0,1MPa; the current value of throughput at the set size of a course of a working link in percent is calculated. The method of research of locking–regulating elements on the basis of the synthe-sized mathematical model, experimental-analytical researches and with use of methods of identification is offered. The operational properties of actuators are substantiated (control valves) largely determine the main characteristics: hydraulic, power and design for the drive as a whole. Given the characteristics of the actuators, such as: bandwidth (deter-mined by the volumetric flow rate of the medium in (m3/h)), the density of the circuit (gradually changed by the regulator when the pressure drop across the drive in 0.1 MPa - you can calculate the current bandwidth at a given the magnitude of the stroke of the working link (pneumatic cylinder rod) in percent. In real conditions of operation of pipeline systems, the pressure difference on the regulating valve which does not remain constant, and changes depending on hydraulic characteristics of pump installation, constituent elements of pipeline system, expenses of environment, properties of working environment, its viscosity, hydraulic mode of move-ment is defined ability to boil due to pressure drop and other factors. The throughput characteristic which should be chosen so that in operational condi-tions the necessary expense characteristic was created is investigated. The use of the SL series positioner actuator makes it possible to control the flow characteristic taking into account the stroke and pressure in the pneumatic system.
  • Документ
    Обґрунтування параметрів процесу оброблення рідких та молочних продуктів імпульсними електричними полями
    (2021) Святненко, Роман Сергійович
    Дисертація присвячена вирішенню актуальної проблеми молочної галузі використання енергії імпульсних електричних полів для подовження терміну зберігання молочних продуктів з обґрунтуванням параметрів процесу. На основі математичного моделювання процесів обробки молока імпульсними електричними полями була розроблена модель процесу виділення енергії в робочій камері, встановлено механізм процесів інактивації мікроорганізмів в молоці в камерах проточного типу. Встановлено відсутність негативних наслідків на фізико–хімічні показники молока після оброблення ІЕП. Запропоновано енергоощадну технологію оброблення рідких молочних продуктів з використанням енергії імпульсних магнітних полів, яка у поєднанні з тепловим обладнанням для рекуперації тепла забезпечує високоефективне оброблення молока шляхом зменшення тривалості його перебування в зоні критичних температур. Результати досліджень впроваджені у виробництво на підприємстві молочної галузі, та у навчальний процес Національного університету харчових технологій. The dissertation is devoted to the solving an actual problem of dairy branch of use of energy of pulsed electric fields for prolongation of expiration date of liquid dairy products with the substantiation of process parameters, for introduction of resource and energy saving technologies of intensification of industrial processes of food and biological value improvement. It was established that pulsed electric field treatment is the most energy efficient method for intensification of mass transfer processes and extension of the expiration date based on the analysis of the main electrophysical methods of liquid products processing. It was proved that the processing of milk by PEF in a closed chamber during 10 s heats it by 56oC, with the energy released in the chamber 56 kJ and the average energy consumption – 3.8 kW. It was experimentally established that the processing of whole milk by pulsed electric fields in the range of intensity 15… 30 kV/cm and duration 10 ... 30 s led to an increase in its temperature in the range of 45 ... 85°C due to redistribution of energy of pulsed electric fields into thermal energy. The increase in temperature correlates with the intensity and duration of processing. A mathematical model was developed for modeling the processes of inactivation of microorganisms in milk. It was established that the processing of milk by PEF at a voltage of 15 kV/cm led to irreversible inactivation of microorganisms at a processing time – 7 s, at a voltage of 20 kV/cm – 5 s, at a voltage of 25 kV/cm – 3 s, a voltage of 30 kV/cm – 2 s. A mathematical description of the processes of action of pulsed electric fields in a flow-type chamber with maximum energy efficiency was developed. The value of rational specific energy consumption in the flow mode during processing was set, which is Esp = 5.83 kW·h/m3, which is almost 4 times less than energy consumption during thermal pasteurization. The obtained result indicates that almost all the electromagnetic energy which reached the working chamber is released in it in the form of thermal energy. This is a fundamentally important factor, because both the electromagnetic components (electric and magnetic field strength, voltage and current in the working chamber) and thermal energy are synergistically directed factors. This unidirectional action leads to an increase in the degree of inactivation of microorganisms in processed liquid products. If the thermal energy released in the chamber is transferred by the heat exchanger to the untreated product that has not yet passed through the working chamber, the efficiency of energy ηe for this process is ηe≈85… 99.5%. The absence of a negative effect of PEF on the physicochemical and microbiological parameters of milk, within the rational parameters of the processing, was experimentally proved. The parameters of electropulse processing were determined to ensure processing of whole milk, whey and water with rational parameters. An analytical description of the change in physicochemical parameters of whole milk before and after processing by PEF for different processing parameters was made, which was confirmed by the obtained experimental data. Taking into account the results of scientific research, a new hardwaretechnological scheme of processing of liquid dairy products by PEF using pulsed magnetic field energy was developed, which in combination with thermal equipment for heat recovery provides highly efficient processing by reducing milk residence time at critical temperatures. The results of scientific research were introduced into production at the dairy plant LLC "Terebovlya Dairy Plant", technological requirements (TU U 10.8-02070938-228: 2017 "Milk-containing products obtained using electromagnetic processing") were developed, they were also introduced to the educational process of the National University of Food Technologies when teaching professional disciplines as well as in the implementation of course projects and diploma projects.
  • Документ
    Науково-технічні засади застосування наноматеріалів
    (2021) Олішевський, Валентин Вікторович
    Дисертація присвячена вирішенню вирішенню важливої науково-практичної проблеми, що полягає у використанні наноматеріалів із структуро- та агрегатоутворюючими властивостями для інтенсифікації процесів екстрагування, пресування, очищення та мікронутрієнтного збагачення харчових продуктів. Отримали подальший розвиток теоретичні уявлення процесу «швидкої коагуляції» частинок у багатофазних дисперсних системах. На основі результатів математичного моделювання кінетики агрегації частинок у багатофазних дисперсних системах визначено оптимальні діапазони параметрів (розмірність, електрокінетичний потенціал, концентрація частинок), за яких у технологічних системах харчових виробництв відбуваються процеси структуро- та агрегатоутворення.Запропоновано енерго- та ресурсоощадні технології переробки харчової сировини та виробництва харчових продуктів із використанням наночастинок і нанокомпозитів. Результати досліджень впроваджені у виробництво на підприємствах цукрової, хлібопекарської та молочної промисловостей, а також у навчальному процесі Національного університету харчових технологій.This dissertation is devoted to solving an important scientific and practical problem, which is to use nanomaterials with structure and aggregate - forming properties to intensify the processes of extraction, pressing, purification and micronutrient enrichment of food products. Theoretically substantiated expediency of using nanodisperse systems to intensify the processes of structure and aggregation in heterogeneous systems, which is due to their development between the gas surface and the high volume concentration of surface energy (Gibbs energy). It is confirmed that the dispersion of the solid phase of particles is one of the main arteries that determines the conditions of these processes, as well as increased dispersion is one of the main ways of their intensification. The current state of 42 classification is analyzed, obtaining and researching methods of dispersed systems, the influence of dispersion on the change of their physicochemical substances is shown, electrokinetic and biological properties. The analysis of interphase interactions in multiphase dispersed systems allowed to determine the most effective technologies of their production and use for intensification of mass transfer processes and enrichment of food products with microelements. Mathematical modeling of the dynamics of simultaneous turbulent and Brownian transfer into the process is carried out «rapid coagulation» particles in multiphase dispersed systems. Based on the simulation results, the optimal ranges of parameters of the dispersed phases are determined (dimension, zeta potential, particle concentration) and the rate of scattering of the kinetic energy of turbulence, in which nanoparticles included in turbulent vortex motion improve the macroreological characteristics of structured dispersed systems. In the framework of modeling the kinetics of particle aggregation, methods for obtaining nanomaterials are determined, namely the electric spark and the electron beam, which allow to obtain nanoparticles with structure and aggregating properties. Optimization of the main physical and technological parameters of the discharge circuit of an underwater electrospark discharge in an aqueous medium under the conditions of Al, Mg, Mn nanoparticles with moderately stable kinetic and aggregate stability. Their physicochemical, electrosurface and biological properties have been studied, as well as a microelement premix has been developed. «Nanomicroent». The expediency of using aluminum nanoparticles is proved, which are obtained by the electrospark method in the processes of sucrose extraction and purification, as well as processing of phosphatide oil. It was found that the heteropolarity, magnitude and sign of the charge of Al3+ ions enhance the reaction selective ability to negatively charged macromolecular compounds with the formation of insoluble complexes (primarily proteinpectin). Application of thermochemical treatment of beet chips with aluminum nanoparticles, obtained by the electrospark method allows to increase the diffusion coefficient of the internal mass transfer of sucrose molecules in the microchannels of the conductive tissue of beet chips and turgor chips. Enhancement of the effects of purification of diffusion juice as in the extraction process, and in the subsequent stages of limecarbonate purification and improvement of the process of dehydration of beet pulp. Rational technological parameters of juice extraction and purification processes are substantiated, increase of nutritional value and formation of quality indicators of bakery products and dry whey with the use of nanoparticles Al, Mg, Mn, which are obtained by electrospark method and nanocomposite premix «Nanomicroent». Energy and resourcesaving technologies of food raw materials processing and food production with the use of nanoparticles and nanocomposites are offered. The results of the research were used in the development of hardware-technological schemes and normative documents on the improvement of technologies of diffusion-press extraction of sucrose from beet chips, enrichment with trace elements of whey and bakery products, as well as in the educational process of the National University of Food Technologies
  • Документ
    Закономірності мембранного розділення дисперсних систем з урахуванням структурно-механічних параметрів фільтрувальних елементів та осаду
    (2020) Пащенко, Богдан Сергійович
    Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальних проблем дослідження закономірностей процесу мембранного розділення рідких дисперсних систем з урахуванням структурно-механічних параметрів керамічних фільтрувальних елементів та ущільнення шару осаду, що виникає на їхній поверхні. Розроблено метод теоретичного дослідження процесу мембранного фільтрування з урахуванням структурно-механічних параметрів фільтрувальних керамічних мембран та шару осаду, що виникає на її поверхні. Розроблено математичну модель ультрафільтрації з використанням керамічних фільтрувальних елементів, що ґрунтується на представленні фільтрувального елементу у вигляді пористого вологонасиченого каркасу разом із шаром осаду, який описується із використанням моделі континуально-дискретного дисперсного матеріалу. Досліджено вплив деформування керамічного мембранного елемента на кінетику ультрафільтрації рідких дисперсних систем, зміну пористості, проникності та критичного зниження продуктивності обладнання, механізм блокування прохідного перетину пори за рахунок деформування шару осаду. Виявлено, що внаслідок дії експлуатаційного навантаження основним фактором при зниженні продуктивності обладнання є ущільнення шару осаду. Одержані числові значення зміни пористості, коефіцієнтів проникності мембрани та шару осаду, а також час перекриття пор мембрани часточками осаду. Порівняння результатів розрахунків із даними фізичного експерименту свідчать про високу точність розробленого методу. Отримані результати досліджень впроваджені у виробництво та в навчальний процес Національного університету харчових технологій. The dissertation is devoted to the solution of urgent problems of investigation the regularities of the process of membrane separation of disperse systems, taking into account the structural and mechanical parameters of ceramic filter elements and the compaction of the sediment layer that occurs on their surface. Based on the analysis of the scientific literature and our own experimental studies it was found, that none of the theoretical models takes into account the deformation of ceramic filter elements during the ultrafiltration process which, together with the formation of a sedimentary layer, affects the characteristics of the membrane itself and the process parameters. The experimentally obtained numerical values and graphical dependences of the decrease in ultrafiltration productivity and the flow rate of the washing solution during the washing of the ceramic element on the duration of the process. This effect is caused by the change of the permeability coefficient of the membrane and the sediment layer on its surface. Investigation of the wear resistance of a ceramic element of an «Inopor» filter based on α-Al2O3 is carried out. The wear rate was determined by the weight loss of the specimen by the weight method. Analysis of the results showed that the nature of wear consists in the gradual accumulation of deformation energy and it’s abrupt on the surface of the membrane element release with the destruction of material. This is explained by the high content of α-Al2O3. A method has been developed for theoretical research of the process of membrane separation of liquid dispersion systems. A mathematical model of ultrafiltration with using ceramic filter elements has been developed, taking into account into account the structural and mechanical parameters of the membrane element and the sediment layer, patterns of change of their permeability coefficient. The design scheme of the ultrafiltration process based on the representation of the filter element in the form of porous moisture-proof framework containing a liquid dispersion system is developed. Such a continuum approach makes it possible to take into account the time variation of the sediment permeability coefficient under the action of operational load. The mechanism of overlapping the passage section of the pore due to the elastic-plastic deformation of the sediment layer is investigated. For this, on the basis of Slichter's theory, model of deformable porous continuous-discrete dispersed material is developed, that effectively reflects the nature of the porous structure change of the filtering medium. The developed algorithms are used as the basis of the created digital model PLAST-GiD, which consists of two subsystems: 1) PLAST-POR-M, which is designed to conduct computational experiments to study filtration processes, taking into account the stress-strain state of ceramic membrane elements; 2)PLAST-POR-M + GiD, is designed to conduct computational experiments to determine the quantitative parameters of irreversible deformation of the sediment layer and determine its permeability coefficient. The adequacy of the developed mathematical model was evaluated by comparing the obtained numerical values of specific productivity of the ultrafiltration process, the time to complete blocking of the passage of the liquid dispersion system through the pores and the permeability coefficient of filter element and sediment layer. The obtained numerical ratios of the values of simulation and physical modelling have a difference of 9%.
  • Документ
    Інтенсифікація мембранних процесів очищення нанофільтраційного пермеату молочної сироватки
    (2019) Захаров, Володимир Володимирович
    Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальних проблем інтенсифікації мембранних процесів у технологіях молокопереробної галузі: ефективного, раціонального та найбільш повного використання ресурсів виробництва та застосування мембранних процесів.Досліджено вплив процесу озонування на нанофільтраційний пермеат молочної сироватки та його подальше розділення на мембранних установках. В роботі було встановлено позитивний вплив озонування на видалення органічних домішок використовуючи мембранні процеси.
  • Документ
    Багатокритеріальний синтез мехатронних функціональних модулів машин пакування харчових продуктів
    (2019) Кривопляс-Володіна, Людмила Олександрівна
    Дисертація присвячена розробленню концепції багатокритеріального синтезу пакувального обладнання за заданими характеристиками на основі системного підходу до оцінки їхньої якості та конкурентоспроможності в структурі харчових виробництв. Oобґрунтовано доцільність та актуальність дисертаційної роботи. Відзначено важ-ливість багатокритеріального синтезу технічних рішень компонування функціональних мехатронних модулів у складі пакувальних машин харчових виробництв. Виконано аналіз сучасних проблем багатокритеріального синтезу потоковотехнологічних систем пакувальних ліній харчових виробництв. Запропоновано, обґрунтовано та доведено ефективність концепції багатокритеріального синтезу на прикладі ФММ подачі рулонного матеріалу для пакувальної машини із різними функціональними пристроями, обґрунтовано доцільність їх використання для різних критеріїв задачі оптимізації. Запропоновано методику оцінки пакувального обладнання із комплексним критерієм оцінки ОЕЕ для різних компонувань ФММ найменш дослідженої групи машин для пакування штучних та дрібноштучних харчових продуктів. Розроблено методику багатокритеріальної оптимізації за принципом пошуку Паретоефективних рішень, яка включає програму, що автоматично генерує усі мож-ливі варіанти структури машини та будує графік залежності значень часткових критеріїв оптимальності. Проведено апробацію результатів дисертаційного дослідження в промислових умовах. Розроблено та захищено патентами нові конструктивні технічні рішення для пакувальних машин харчових продуктів. The dissertation is devoted to the development of new methods of multicriteria synthesis of packaging equipment on the basis of the given characteristics on the basis of a systematic approach to assessing their quality and competitiveness in the structure of food production. The analysis of modern problems of multicriteria synthesis of flowtechnological systems of packing lines of food production. Based on the analysis, the following critical conclusions and perspectives of research are formulated: - the effectiveness of known methods and algorithms of parametric optimization essentially depends on the type and nature of the change in the function of purpose and the presence of a type of restrictions; - the solution of the problem of choosing a rational structure and optimal parameters of the packaging machine is mainly based on the technology of throughdesign (Concurent Technology) — parallel design of a packaging machine with an integrated approach to the selection of criteria for assessing the quality of future packaging equipment for food production. - the consistent solution of the tasks of structural and parametric synthesis and the task of choosing the layout of the packaging machine does not make it possible to comprehensively evaluate potential possibilities of alternative variants of packaging equipment in the early stages of designing is carried out Overall Equipment Effectiveness (ОЕЕ). Тhe description of the program of analytical and experimental research, the synthesis of the algorithm of action to achieve the aim, the substantiation of the object and subject of research, and determined the methods of experimental research.
  • Документ
    Наукові та технічні аспекти ефективного замішування дріжджового тіста в тістомісильних машинах безперервної дії
    (2019) Рачок, Віталій Вікторович
    Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.12 – Процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв. – Національний університет харчових технологій, Київ, 2019. Дисертаційна робота присвячена дослідженню процесу замішування дріжджового тіста та дослідженню впливу конструктивних параметрів робочих органів на процес замішування в тістомісильних машинах безперервної дії. Досліджено процес замішування дріжджового тіста в тістомісильній машині безперервної дії з використанням шнекових, кулачкових та пальцевих робочих органів, проведений порівняльний аналіз. Визначено показники витрати питомої роботи та інтенсивності з використанням робочих органів різної конфігурації. Досліджено рівномірність розподілення компонентів тіста після замішування, порівняно показники пористості готового продукту, після замішування дріжджового тіста робочими органами різної конфігурації. Проведено імітаційне параметричне моделювання процесу замішування дріжджового тіста кулачковими робочими органами, досліджено плив зміни відстані між кулачками та частотою обертання робочого органу. На основі отриманих результатів запропоновані конструкції робочих органів для замішування дріжджового тіста в тістомісильних машинах безперервної дії. Розроблено змішувально‒бродильно‒формувальний агрегат та тістомісильні машини безперервної дії з використанням кулачкових робочих органів. Dissertation for the degree of a candidate of technical sciences in the specialty 05.18.12 ‒ Processes and equipment of food, microbiological and pharmaceutical productions. ‒ National University of Food Technology, Kyiv, 2019. The dissertation is devoted to the study of the process of mixing the yeast dough and to the study of the influence of the constructive parameters of working elements on the process of kneading in the dough machines of continuous action. The effect of mechanical treatment on the dough during its kneading accelerates the rate of flow of physical, colloidal and biochemical processes and is one of the main ways of regulating the physical properties of yeast dough and the quality of finished products in general. Due to the previous experimental studies, the duration of each stage was determined in the three-stage model of the kneading of the yeast dough at different rates of rotation. With the increase of the frequency of the rotation of working element, the duration of kneading the yeast dough decreases. At the first stage, the moisture content of the dough is also affected. With the humidity increase, the duration of mixing of the components decreases by the linear dependence. The second stage, in particular, the batch, requires intensive machining. At this stage, the humidity within the established limits does not actually affect. The reducing of the duration of mixing is achieved by increasing the frequency of rotation of the working element. Increasing the frequency of rotation reduces the duration of kneading. With the increase of the frequency of the rotation of working element, the duration of the formation of the dough decreases. Excessive mechanical impact leads to the destruction of the gluten-free frame formed during the kneading.
  • Документ
    Наукове обґрунтування параметрів різання рослинної сировини та удосконалення конструкцій овочерізального обладнання
    (2019) Шеїна, Аліна Вікторівна
    Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.12 – процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв. – Донецький національний університет економіки і торгівлі імені Михайла Туган-Барановського, Національний університет харчових технологій, м. Київ, 2019 р. Дисертацію присвячено встановленню закономірностей різання овочевої сировини пластинчастим ножем, комплексному дослідженню впливу на процес структурно-механічних характеристик сировини, геометрії леза ножа та режиму різання та удосконаленню конструкцій овочерізального обладнання. Експериментально встановлено вплив швидкості руху леза на енерговитрати при різанні овочевої сировини в інтервалі швидкостей 0,4≤v≤1,25 м/с. Отримано математичні залежності енерговитрат на деформування в'язко-пружної системи за різних умов навантаження. Встановлено вплив швидкості різання на пружні та фрикційні властивості сировини та отримано математичний опис цих процесів. Отримано розрахункові величини модулей пружності, коефіцієнтів тертя овочів та питомих зусиль різання при частоті обертання ножів 250 , 400 , 600 та 1200 . Запропоновано методику визначення якості нарізки овочів. Встановлено залежність якості нарізки від частоти обертання ножів та товщини нарізки. Запропоновано конструкції ножових блоків для овочерізальної машини дискового типу, які дозволяють змінювати товщину нарізки овочів від 1мм до 10 мм за допомогою одного різального пристрою. Запропоновано змінний пристрій для шаткування капусти, який дозволяє подрібнювати сировину без її попередньої обробки. Нові розробки пройшли апробацію на підприємствах харчової промисловості України і впроваджені у виробництво. Dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences (Doctor of Philosophy) in specialty 05.18.12 “Processes and equipment in food, microbiological and pharmaceutical production”. – Donetsk National University of Economics and Trade named after Mykhailo Tugan-Baranovsky, National University of Food Technologies, Kyiv, 2019. The dissertation paper brings up an issue of establishing the basic regularities of cutting the plant raw material with a segmented knife and a complex study of the impact on the process of structural and mechanical characteristics of the raw material, the geometry of the knife blade and cutting mode. The aim of the paper is to obtain mathematical dependencies and estimated values for the process description and the determination of rational parameters of vegetable raw material cutting; the development and improvement of the structures of cutting tools in vegetable cutting equipment and the improvement of the process quality. It has been experimentally established that the blade speed has impact on energy consumption when cutting vegetable raw material in the velocity range used in vegetable cutting equipment in food industry. The impact of cutting speed on the elastic and frictional properties of raw materials has been established and the mathematical description of these processes has been obtained. An increase of the cutting speed leads to a decrease of tha elastic properties of vegetables and a decrease of frictional force in the velocity range from 3.4×10-3 m/s to 2.5 m/s. Cutting speed also affects the specific cutting force of vegetable raw material, but this factor depends on the velocity range under study. At cutting speeds from 5×10-3 m/s to 1.25 m/s, this dependence is described by the power function. There is a decrease of specific cutting force with the speed increase. The paper has determined the vegetables cutting force at cutting speeds of 250, 400, 600 min− 1 and 1200, which correspond to the knives rotation modes in modern vegetable cutting equipment.
  • Документ
    Наукові засади баро- та електромембранних процесів харчових технологій
    (2018) Змієвський, Юрій Григорович
    Дисертація присвячена вирішенню важливої науково-практичної проблеми розроблення наукових засад баро- та електромембранних процесів у технологіях харчових виробництв. Запропоновано гіпотезу селективного розділення лактози на зворотноосмотичних мембранах при її різній концентрації. Науково обґрунтовано раціональні режими та рівень концентраційної поляризації процесу нанофільтрації молочної сироватки. Отримали подальший розвиток теоретичні уявлення процесу формування осаду під час нанофільтрації. Обґрунтовано режими процесу діананофільтрації молочної сироватки. Розкрито механізми масоперенесення в модифікованих іонообмінних та полімерних мембранах, доведено їх ефективність. Показано ефективність зворотного осмосу в технології концентрування цукрових розчинів. Запропоновано апаратурно-технологічні схеми комплексної переробки молочної сироватки та концентрування розчинів цукрового виробництва. Результати досліджень впроваджені у виробництво на підприємствах молочної та спиртової галузі, а також у навчальному процесі Національного університету харчових технологій. The thesis for obtaining of scientific degree of doctor of technical sciences by specialty 05.18.12 – processes and equipment of food, microbiological and pharmaceutical productions. National University of Food Technologies, Kiev, 2018. This dissertation is devoted to the development of scientific principles of baromembrane and electromembrane processes in the treatment of milk whey, distillery stillage and for sugar production. On the basis of experimental results an abnormally high lactose permeability was detected through the reverse osmosis membrane at low concentrations of lactose. A hypothesis about the formation of lactose in the solution of nuclides (associates) with increasing concentration was made. Due to the large geometric sizes of these nuclides, the selectivity of the studied membranes by lactose increased by at least 20 %. It has been established that the use of nanofiltration in the processing technologies of milk whey ensures reduction of specific energy consumption for concentration and demineralization of the solution in the range of 20-30 % in comparison with the reverse osmosis. In this case, the fat phase in milk whey before nanofiltration should not exceed 0.060±0,005 % under the pressure of 1.5 MPa. It is proved that the adsorption of proteins on the surface of the membrane occurs in the middle of the flat channels of the nanofiltration installations. The layer of adsorbed proteins creates a hydraulic resistance, which is almost 5 times more than resistance of the membrane itself. In present work we've gotten scientifically substantiated rational hydrodynamic regime for separation of milk whey in a rectangular 39 nanofiltration channel 1 mm high. With an increase of value Reynolds number, the degree of dewatering of the solution decreases, which is associated with a decrease in the concentration polarization. By using the developed mathematical model, the distribution of the concentration of dissolved substances, the horizontal and vertical components of velocity by height and length of the channel for the nanofiltration unit of the milk whey. The combination of the proposed mathematical model with experimental data allowed us to determine the rational level of concentration polarization for this process. The analysis of the composition of the nanofiltration permeate of milk whey has shown the prospect of its processing in order to obtain purified water and concentrates of minerals, suitable for use in remineralization of drinking water. The rational regimes of the reverse-osmosis for concentrating of the indicated solution are established. The concentrates obtained should be directed to electrodialysis with conforming concentration cameras. This ensures lower energy consumption due to the better electrical conductivity of the solution and smaller capacity of pumping. Low concentrations of calcium and magnesium ions in it make impossible the formation of hardly soluble precipitates on ion exchange membranes, which simplifies the implementation of this process. Electrodialysers with non-protic concentration cameras allowed to obtain solutions containing mineral substances of 140-180 kg/m3, which are suitable for use in the technologies of remineralization of potable water. New experimental results for treatment (concentrating) of filtered juices from second saturation at sugar production by reverse osmosis were obtained, determined mass-transfer coefficients, depending on the flow rate of the solution. This technology is promising, but requires more detailed technical and economic analysis. The lack of heat-resistant back-axis membranes complicates the introduction of research results into production. The process of diananofiltration of milk whey is investigated. Under the conditions of experiments, a concentrate with a demineralization level of 62 % was obtained, which is almost 35 % higher than with conventional nanofiltration. Thus, diananofiltration may be an alternative to electrodialysis if, from a technological point of view, the demineralization level within the 60 % range is acceptable. The efficiency of the modification of ion-exchange heterogeneous membranes by inorganic nanoparticles of zirconium for electromembrane processes is confirmed. It was found that antimony of functional groups located on the surface of nanoparticles introduced in transport pores take part in the transport of ions, while nanoparticle units localized in intergranular spaces serve as a barrier for the penetration of quions and organic compounds to the membrane. In the case of desalting of the milk whey, the charge selectivity of the ion-exchange heterogeneous membranes increases by a third. The properties of the mechanism of modification of polymer composite and track membranes for baromembrane processes are established. In this case, the zirconium nanoparticles are concentrated on the pore surface, which leads to an increase in the selective properties of the membrane due to the formation of a secondary porosity with pore size of 100 nm.
  • Документ
    Удосконалення теорії динаміки і обладнання систем транспортування плівкових матеріалів в лініях пакування харчової продукції
    (2018) Пригодій, Денис Віталійович
    Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.12 – процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв (технічні науки). Національний університет харчових технологій Міністерства освіти і науки України. Київ, 2018. В дисертації наведено аналіз особливостей систем транспортування гнучких пакувальних матеріалів, динаміки перехідних процесів, методів дослідження, що стосуються переміщень рулонних матеріалів, характеристик тертя в технологічному обладнанні та вузлах ліній пакування, особливостей навантажень в системах циклічної дії з гнучкими елементами. Особливості тертя і співвідношення між рушійними параметрами та факторами опору оцінювалися на основі класичних положень математичної теорії тертя з пошуками можливостей збільшення і обмеження силових показників останньої. Показано, що сучасна теоретична база синтезу технологічних машин на основі використання плівкових рулонних матеріалів поєднує можливості врахування технологічних та економічних вимог, показників високої продуктивності, умов сусідства, обмеження силових і енергетичних параметрів. Теоретичні і експериментальні розробки доповнені актами їх впроваджень у виробництво та в учбовий процес. Dissertation on the receipt of scientific degree of candidate of engineering sciences after specialty 05.18.12 – processes and equipment of food, microbiological and pharmaceutical productions. National university of food technologies of Department of education and science of Ukraine, Kiev, 2018. In the dissertation the analysis of the features of the systems of transportation of flexible packaging materials, dynamics of transients, methods of research concerning displacements of roll materials, friction characteristics in technological equipment and nodes of packing lines, peculiarities of loads in systems of cyclic action with flexible elements is given. The features of friction and the relationship between driving parameters and resistance factors were evaluated on the basis of the classical provisions of the mathematical theory of friction with the search for possibilities of increasing and limiting the power indicators of the latter. It is shown that the modern theoretical basis for the synthesis of technological machines on the basis of the use of film roll materials combines the possibility of taking into account technological and economic requirements, indicators of high productivity, conditions of neighborhood, limitation of power and energy parameters. Among the positive directions of creating effective systems are synchronized combination of operations, the use of optimal laws for the movement of workers, and so on. The prospects of using parallel streams for increasing productivity and using the runoff regimes for energy recovery are shown. Application of friction working organs prevails in the systems of moving of pellicle materials. Prime price of container in machines with the complete cycle of her making, packing, sealing-in and dating less comparatively with cases the use of red packing. Power charges in the systems of moving of pellicle, roll packing materials are related to work of motive forces against a friction and on creation of streams of kinetic energy of the movable masses.
  • Документ
    Удосконалення теорії розрахунків перехідних процесів в динаміці обладнання харчових виробництв
    (2018) Хваста, Мирослав Михайлович
    Розроблено методики щодо мінімізації в енергетичному забезпеченні процесів переміщення вантажів в жорстких і пружних системах. Встановлено співвідношення параметрів, за яких в режимах ударних взаємодій навантаження асинхронних двигунів не виходять за межі стійкої частини статичних механічних характеристик. Встановлено, що у випадках прискореного руху вантажів на вертикальних ділянках співвідношення між кінетичною енергією рухомої маси і роботою рушійної сили проти сил тяжіння визначається відношенням прискорення заданого закону руху до прискорення вільного падіння. Визначено, що в перехідних процесах пуску енергетичні витрати за цей період і за стабілізованого значення кінцевої швидкості залишаються сталими. It is shown that storage devices of piece cargo transfer transport-technological systems to the category of systems with flexible connections, and their existence is associated with the need for rebuilding the flows, dividing them, forming and disbanding arrays of products, etc. It is shown that the processes of overloading cylindrical products were described using nonlinear differential equations. On the basis of the elements of the theory of probability, relationships are obtained that relate to the performance of automatic machines and the capacity of storage devices that connect them technologically. Theoretical developments are the basis for constructive solutions aimed at the use of kinetic and potential energies in their accumulations and transformations.
  • Документ
    Інтенсифікація процесу сушіння культивованих грибів
    (2018) Бурлака, Тетяна Василівна
    В дисертації проведено порівняльний аналіз енергетичних показників конвек-тивно – терморадіаційного, конвективного та терморадіаційного способів сушіння культивованих грибів за різними параметрами. Представлено результати дослідження сорбційних властивостей культивова-них грибів висушених різними способами при різних температурних діапазонах, а також визначено раціональний режим сушіння культивованих грибів глива звичайна з подальшим відновленням. 21 Науково обґрунтовано поєднання конвективного та терморадіаційного спосо-бу, що дозволило за необхідної якості обробки та продуктивності обладнання значно зменшити енерговитрати порівняно з традиційним обладнанням.Scientifically justified the combination of convective and thermoradiation methods, which, providing the required quality of treatment and efficiency of equipment, made it possible to substantially reduce power consumption as compared to traditional equipment usage. An experimental drying facility, which allowed the drying process to be carried out using different methods of power supply and their combinations was developed and manu-factured. It was established that the main factors that influence the behavior of the heating process of mushrooms are temperature of the heat-transfer agent, velocity of the heat-transfer agent, power of infrared tubular electric heating elements, specific load, and dis-tance from tubular electric heating elements to the material.
  • Документ
    Наукове обґрунтування параметрів періодичного мішування водно-борошняних сумішей та створення високоефективного обладнання
    (2018) Доломакін, Юрій Юрійович
    Дисертацію присвячено моделюванню процесу змішування компонентів водно-борошняних сумішей і визначенню раціональних геометричних і кінематичних параметрів робочого органу змішувальної машини періодичної дії. Отримані структурно-механічних характеристик суміші, дозволили побудувати функціональні залежності напруження зсуву і в’язкості суміші від швидкості, деформації, які використані в подальшому при аналітичному моделюванні процесу. Побудовано аналітичні залежності розподілу швидкостей, об’ємної витрати, крутного моменту і витраченої потужності, які залежать від геометричних і кінематичних характеристик робочого органу та структурно-механічних характеристик суміші. Доведено вплив кінематичних і геометричних параметрів, а також положення ротора в середині змішувальної чаші на зміну активної потужності приводу і встановлено раціональний час готовності водно-борошняної суміші. Визначені оптимальні експлуатаційні характеристики роторного змішувача, що мінімізують енергетичні витрати, створюють максимальні робочі тиски та підтримують продуктивність не менше заданої. Такими параметрами є зовнішній діаметр робочого органу d, діапазон розмірів якого буде становитиме (0,365…0,396)D та швидкість його обертання – 1500 об/хв. The thesis is devoted to modeling the process of mixing components of water-flour mixtures(WFM) and the definition of rational geometric and kinematic parame-ters of the working body of mixing machine periodic action. An experimental setup was developed and physical modeling of the mixing pro-cess. Analysis of the structural and mechanical characteristics of the mixture by means of rotational viscosimetry made it possible to construct functional dependences of the viscosity shear stress of the mixture on the strain rate, which were used in further ana-lytical modeling of the mixing process. The expediency of using the proposed rotor-type construction for mixing is proved, which is confirmed by the graph of the change in the concentration of the dis-persed phase in the dispersed medium already at about 15 seconds of the process. At the heart of the proposed design of the working body, the task of creating a highly efficient mixer with non-stationary flows of matter, which by virtue of their cyclicity leads to the creation of a pulsating effect, which activates the process of mix-ing the components of the mixture. The second task that is performed is the transfer of the process into the interior of the rotor in which predictable and controlled favorable kinematic processing conditions can be created. Analytic dependences of velocity distribution, volumetric flow, torque and power consumption on mixing are constructed, which depend on the geometric and structural-mechanical characteristics of the mixture and are recommended for use in the design of equipment. Structural and mechanical characteristics of the WFM and the influence of the main technological parameters of humidity and temperature on them have been estab-lished. The influence of kinematic and geometric parameters, as well as the position of the working organ in the middle of the mixing bowl on the change of the active drive power, has been experimentally proved and the rational time of readiness of the WFM has been established. Optimal performance characteristics of the rotary mixer are minimized, minimizing energy costs, creating maximum operating pressures and maintaining productivity of at least the specified. Such parameters are the geometry of the working element, the range of which will be (0,365…0,396)D and the speed of its rotation – 1500 rpm. The influence of the pulsating pressure created inside the rotor, which depends on the eccentricity, is confirmed. At a value of e = 0,007 m, the average particle size of the solid phase and the agglomerate size will be the smallest, and their total quantity is greatest, which indicates the quality of the mixture obtained. A method is proposed that allows determining the amount of mechanical energy input required to achieve the optimum consistency of the finished product. The design of a device for mixing liquid semi-finished products has been developed. Unsteady flows of matter are combined in it, which, due to their cyclicity, lead to the creation of a pulsation effect, which activates the process of mixing the components of the mixture with the transfer of the process of the rotor, in which predictable and controlled. The results of the research have been introduced into the educational process of NUFT, implemented in the production workshop No.4 of Private Joint Stock Company “Kyivkhlib”, which is confirmed by the acts of introducing scientific research into production.
  • Документ
    Оптимізація процесу подрібнення м’ясної сировини з курятини на основі комплексного показника якості
    (2018) Стукальська (Іванова), Наталія Миколаївна
    Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.12 – процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв. – Національній університет харчових технологій Міністерства освіти і науки України, Київ, 2018. Дисертацію присвячено оптимізації процесу подрібнення м’ясної сировини з курятини на основі комплексного показника якості. Визначено вплив конструктивно-технологічних параметрів обладнання для реалізації процесу подрібнення на показники якості фаршевих продуктів, а також на енергоспоживання процесу подрібнення. В результаті досліджень встановлені оптимальні умови процесу подрібнення різних видів м’яса курятини, які гарантують відповідність фізико-хімічним вимогам НД, а також найкращі реологічні показники. Оптимальні режими процесу подрібнення м’яса курятини обґрунтовані на підставі узагальненого параметра, для отримання якого були розроблені методичні питання комплексної кількісної оцінки якості. Отримана математична модель залежності комплексного показника, придатна для прогнозування якості фаршів, зменшення енергоспоживання й управління процесом подрібнення різних видів м’яса курятини. Результати досліджень впроваджені у виробництво. Розроблено проект нормативної документації ТУ У 15.1-02070938206:2015 «Фарш з м’яса курятини». The thesis for the degree of candidate of technical sciences, specialty 05.18.12 - processes and equipment of food, microbiological and pharmaceutical industries. - National University of Food Technologies, Ministry of Education and Science of Ukraine, Kiev, 2018. Stukalskaya NM Optimization of the process of grinding meat products from chicken on the basis of a complex quality index. - The manuscript The dissertation for obtaining the scientific degree of the candidate of technical sciences in the specialty 05.18.12 - processes and equipment of food, microbiological and pharmaceutical industries. - National University of Food Technologies of the Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv, 2018. The dissertation is devoted to optimization of the process of growth of meat raw material from chicken on the basis of a complex quality index. The influence of the structural and technological parameters of the equipment for the realization of the grinding process on the quality indices of the ground products, as well as on the energy consumption of the grinding process is determined. As a result of the study, optimal conditions for processing various types of chicken meat have been established, which guarantee compliance with the physical and chemical requirements of ND, as well as the best rheological indicators. The optimal modes of the process of chopping chicken meat are based on the general parameters for which the methodological issues of integrated quantitative assessment of quality have been developed. The mathematical model of the dependence of the complex index, which is suitable for predicting the quality of minced meat, reducing energy consumption and managing the process of grinding various kinds of chicken meat, is obtained. Research results are introduced into production. A draft of the normative documentation TU U 15.1-02070938206: 2015 "Chicken Chicken Stuff" was developed.
  • Документ
    Удосконалення процесу адсорбційного зневоднення етанолу та його апаратурне оформлення
    (2016) Корнієнко, Володимир Вікторович
    Дисертаційна робота присвячена удосконаленню процесу адсорбційного зневоднення етанолу природними сорбентами. The thesis is devoted to the improvement of the process of adsorption of ethanol dehydration of natural sorbents.
  • Документ
    Інтенсифікація процесу та вдосконалення обладнання для замішування дріжджового тіста
    (2016) Кравченко, Олександр Іванович
    Дисертаційна робота присвячена дослідженню процесу замішування пшеничного дріжджового тіста та визначенню раціональних геометричних параметрів робочих органів тістомісильних машин безперервної дії. The dissertation is devoted to the study of the process mixing of the yeast dough and rational determination of geometric parameters of working continuously action mixing machines.
  • Документ
    Удосконалення технологій і модернізація обладнання бродильних виробництв
    (2016) Коваль, Ольга Володимирівна
    Дисертаційна роботу присвячена огляду і аналізу особливостей бродильних технологій. Розглядаються технології виробництва виноматеріалів для шампанських та ігристих вин, особливості вторинного бродіння у виробництві шампанського, технології зброджування середовищ в хлібопекарній галузі, зброджування цукровмістких середовищ при виробництві етилового спирту. The thesis is devoted to the review and analysis of the features of fermentation technology. Discusses wine production technology for sparkling wines, especially the secondary fermentation in the production of champagne, fermentation technology environments in the baking industry, fermentation of sugar-containing media technology in the production of ethyl alcohol.
  • Документ
    Науково-технічні засади розвитку обладнання для групового пакування харчових продуктів на основі мехатронних модулів
    (2016) Якимчук, Микола Володимирович
    Дисертація присвячена вирішенню актуальної науково-технічної проблеми розроблення науково-технічних засад створення нового покоління машин із мехатронними модулями для групового пакування харчових продуктів на основі синтезу їх структури. Thesis is dedicated to solving an important scientific and technical problem of development of scientific and technical foundations for creation of new generation machines with mechatronic modules for group packing on the basis of synthesis of their structure. The work describes a modern view of theoretical and practical foundations of creation of functional mechatronic modules and methodology of formation of new generation equipment for group packing with widened functional abilities.
  • Документ
    Наукове обґрунтування параметрів обладнання для пакування сипкої харчової продукції в картонні пачки
    (2016) Деренівська, Анастасія Василівна
    У дисертації виконано аналіз технологічних схем та конструкцій обладнання для пакування сипкої харчової продукції у картонну пачку й існуючих наукових досліджень операцій та його робочих органів із врахуванням функціонально-модульної побудови машини. Встановлено, що із-за складності технологічної топології процесу, відсутнє комплексне наукове обґрунтування вибору раціональних параметрів робочих органів таких пакувальних машин. In the thesis the analysis of technological and structural schemes for bulk packaging for food products in carton pack and existing research parameters of its work on the basis of functional and modular construction. It was established that, due to the complexity of the technological process topology, there is no scientific justification for the choice of rational parameters functional module packaging machines.
  • Документ
    Дослідження мембранних методів переробки післяспиртової зернової барди
    (2015) Корнієнко, Людмила Вікторівна
    Дисертаційна робота присвячена науковому обґрунтуванню застосування мембранної дистиляції, ультрафільтрації та зворотного осмосу в процесі переробки післяспиртової зернової барди. Визначені раціональні режими процесів мембранної дистиляції, ультрафільтрації та зворотного осмосу при розділенні фугату післяспиртової зернової барди. Отримали подальший розвиток теоретичні уявлення перебігу процесу контактної мембранної дистиляції післяспиртової зернової барди, запропонована аналітична залежність визначення продуктивності мембрани від впливових факторів та на цій основі науково обґрунтовано раціональні режими процесу. Розроблено математичну модель процесу ультрафільтрації фугату післяспиртової зернової барди та запропоновано алгоритм розрахунку концентрацій розчинів на виході з кожного модуля ультрафільтраційної установки. The dissertation is devoted to the improving of grain distillery stillage processing using membrane distillation, ultrafiltration and reverse osmosis. The rational modes were determined for the filtration of centrate of grain distillery stillage by membrane distillation, ultrafiltration and reverse osmosis. The theoretical model of contact membrane distillation of grain distillery stillage was further developed. The analytical dependence was proposed to determine the membrane efficiency as a function of influential factors. On this basis the rational modes of process were scientifically substantiated.