Застосування метода дискретно-імпульсного введення енергії в технологіях обробки крохмалевмісної сировини

Abstract

Для інтенсифікації процесів перемішування, гомогенізації, диспергування, емульгуванняі і нагрівання в харчових технологіях доцільно застосовувати метод дискретно-імпульсного введення енергії (ДІВЕ), розроблений в Інституті технічної теплофізики НАН України. Для його реалізації використовують роторно-пульсаційній апарат. Дослідження проводили на експериментальній установці. На першому етапі експериментів змінювали кутову швидкість обертання ротора і кількість циклів обробки. Встановлено, що із збільшенням кількості циклів обробки і кутової швидкості середньоповерхневий розмір часток зернової сировини, що обробляється, зменшується. Зі зменшенням зазору між статором і ротором та збільшенням кількості циклів обробки середньоповерхневий розмір часток також зменшується. Доведено, що ефективність диспергування залежить від кількості твердої фази в середовищі, що обробляється. Найбільш ефективно обробляти зернову сировину з вмістом твердої фази 50 %. При цьому після 20 циклів обробки всі частинки мають середньоповерхневий розмір, який не перевищує 300 мкм. Збільшення вологості зерна від 12 до 45 % під час його замочування дозволяє зменшити кількість циклів обробки від 30 до 20-23 одиниць для досягнення середнього діаметра частинок 300 мкм. При цьому тривалість диспергування змешується на 20-25 %. Включення в технологічну схему роторно-пульсаційного апарата дозволило зменшити енерговитрати в процесі розварювання замісу на 30 %, скоротити тривалість процесу в два рази, зменшити втрати зброджуваних речовин від 8-10 % до 2-4 % і збільшити вихід спирту на 1,5-3,0 % із однієї тони умовного крохмалю. To intensify the processes of mixing, homogenization, dispersion, emulsification and heating in food technology it is advisable to apply the method of discrete-pulse energy input (DPEІ), developed at the Institute of Technical Thermophysics of National Academy of Sciences of Ukraine. For its implementation a rotary-pulse apparatus is used. The research was carried out on an experimental unit. At the first stage of the experiments, the rotor angular speed and the number of treatment cycles were varied. It was found that with increasing the number of cycles of processing and angular velocity of the average surface size of the particles of processed grain raw materials decreases. With increasing the gap between stator and rotor, and increasing the number of cycles of treatment the average surface size of the particles also decreases. It is proved, that efficiency of dispersing depends on quantity of a solid phase in the processed material. It is most effective to treat grain raw materials with solids content of 50%. In this case after 20 cycles of treatment all particles have the average surface size not exceeding 300 microns. The increase of grain moisture from 12 to 45% in its soaking allows reducing the number of treatment cycles from 30 to 20-23 units to achieve an average particle diameter of 300 microns. At the same time the duration of dispersion is reduced by 20-25%. Inclusion of the rotary pulsation device into the technological scheme made it possible to reduce energy consumption in the process of digestion of the batch by 30%, shorten the duration of the process by half, reduce losses of digested substances from 8-10 % to 2-4 % and increase the alcohol yield by 1,5-3,0 % from one tone of conditional starch.