05.18.12 - Процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв
Постійне посилання колекціїhttps://dspace.nuft.edu.ua/handle/123456789/7366
Переглянути
4 результатів
Результати пошуку
Документ Наукове обгрунтування удосконелення запірно-регульованих пристроїв обладнання цукрового виробництва(2021) Володін, Сергій ОлексійовичДисертацію 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 СергійовичДисертація 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 ВікторовичДисертація 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 TechnologiesДокумент Закономірності мембранного розділення дисперсних систем з урахуванням структурно-механічних параметрів фільтрувальних елементів та осаду(2020) Пащенко, Богдан СергійовичДисертаційна 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%.