Технологический процесс термообработки молочной продукции воздействием физических факторов

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Проблемы и перспективы современной науки

¦--------------------------------------------------------------------------¦

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ТЕРМООБРАБОТКИ МОЛОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ ВОЗДЕЙСТВИЕМ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ Науменко Ольга Васильевна, Родионова Анастасия Валерьевна ФГБОУ ВПО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия»,

г. Чебоксары

Удельные энергетические затраты на термообработку молочных продуктов остаются достаточно высокими, а показатели качества изделий остаются неудовлетворительными. Следовательно, разработка ресурсосберегающей технологий производства молочных продуктов воздействием физических факторов и соответствующих установок является актуальной задачей.

Результаты исследований ведущих ученых показывают, что применение энергии электромагнитных излучений эффективно для переработки с. -х. продукции, в том числе при термообработке молочной продукции.

Проведенный анализ существующих способов термообработки пищевых продуктов показал возможность улучшения качества изделий при сниженных энергетических затратах за счет научно-обоснованного применения энергии электромагнитного поля сверхвысокой частоты.

В связи с этим обоснован новый метод термообработки молока и творожного сырья, реализованный в установке для обеззараживания молока и СВЧ-индукционной установке.

Объект исследования:

— методы и технические средства для обеззараживания молока- процесс воздействия физических факторов на молоко- молоко-

— технологическое оборудование и процесс термообработки творожного сырья экзо- эндогенным нагревом- продукция из творожного сырья.

Предмет исследования:

— выявление закономерностей рабочего процесса обеззараживания молока воздействием электрофизических факторов-

— выявление закономерностей процесса термообработки творожного сырья многократным комбинированным воздействием экзо- эндогенного нагрева.

Процесс обеззараживания молока в установке предусматривает (рис. 1): -залив молока в рабочую камеру- - диэлектрический нагрев в объемном резонаторе- - комплексное воздействие краевого потока мощности ЭМПСВЧ и акустического поля при истечении молока через перфорацию объемного резонатора в резервуар ультразвукового генератора- - многократное перекачивание молока по трубопроводу с помощью насоса- - обеззараживание молока бактерицидным потоком УФ лучей при перекачивании молока через трубку из увиолевого стекла- -слив обеззараженного молока. Рабочая камера выполнена в виде объемного резонатора СВЧ генератора, нижнее основание которого состыковано с резервуаром ультразвукового генератора (рис. 2). Перфорация нижнего основания объемного резонатора обеспечивает проникновение электромагнитного поля СВЧ в резервуар УЗ генератора и обеспечивает поточность обработки. Таким образом, в

138

V Международная научно-практическая конференция

¦---------------------------------------------------------------------------¦

резервуаре рабочей камеры происходит комплексное воздействие на молоко краевого потока мощности СВЧ излучения и кавитационного воздействия ультразвукового поля. Кавитация в УЗ резервуаре сопровождается характерным шумом, изменяющимся с приращением температуры- интенсивными

микропотоками и ударными волнами, способными перемешивать слои молока. Заключительное обеззараживание молока достигается воздействием

бактерицидного потока УФ лучей на молоко при его протекании через молокопровод из увиолевого стекла.

Рисунок 1 — Схема обеззараживания молока комбинированным

воздействием физических факторов: 1 — цилиндрический экранирующий корпус, 2 — крышка, 3 — СВЧ генератор с магнетроном, 4 — объемный резонатор, 5 — резервуар, 6 — УЗ генератор с пьезоэлектрическими элементами, 7 — сливной патрубок, 8 -вентиль, 9 — циркуляционный насос, 10 — счетчик, 11 — молокопровод, 12 — трубка из увиолевого стекла, 13 — УФ облучатель, 14 — патрубок подвода.

139

Проблемы и перспективы современной науки

Рисунок 2 — Схема рабочей камеры, состоящей из объемного резонатора и резервуара УЗ генератора

Схема процесса термообработки в СВЧ-индукционной установке включает в себя следующие процессы: приготовление творожной смеси [91]- заполнение силиконовых контейнеров творожной смесью и загрузка их в установку- транспортирование силиконовых контейнеров с сырьем через четыре рабочие камеры. При этом теоретические исследования показывают, что эндогенный нагрев творожной смеси следует осуществлять до приращения температуры 23оС в течение 112 с., экзогенный нагрев — до приращения температуры 66оС в течение 112 с. Режимы экзо- эндогенного нагрева рекомендуется чередовать, с паузой для выравнивания давления и температуры по объему сырья. Операционнотехнологическая схема предусматривает также проверку готовности продукта, изымание продукта вместе с силиконовым контейнером, его охлаждение до температуры 35… 40 °C, освобождение от контейнеров, упаковка готовых изделий, дополнительное охлаждение и хранение при температуре 10… 12 °C. Схема термообработки творожного сырья в СВЧ-индукционной установке представлена на рис. 3.

С учетом чередующихся тепловых воздействий, вычислена продолжительность воздействия каждого источника и общая продолжительность, а также скорость транспортирования сырья через рабочую камеру. Установка условно разделена на пять секторов, в четырех из которых с чередованием установлены источники экзо- эндогенного тепла (рис. 4). При этом, учтена скважность технологического процесса, позволяющая стабилизировать температуру и давление по всему объему обрабатываемого сырья. Для этого расстояние между источниками энергоподвода должно быть не менее длины резонаторной камеры.

140

V Международная научно-практическая конференция

¦

¦

Рисунок 3 — Схема термообработки творожного сырья в СВЧ -индукционной установке:1 — загрузка сырья, контроль и выгрузка готового изделия- 2 — эндогенный нагрев сырья- 3 — выравнивание температуры и влажности в сырье- 4 — экзогенный нагрев сырья- 5 — выравнивание температуры и влажности в сырье- 6 — повторный эндогенный нагрев- 7 — выравнивание температуры и влажности в сырье- 8 — повторный экзогенный нагрев сырья

Обоснование узлов СВЧ генератора сводится к определению добротности и ёмкости, а также к вычислению напряженности электрического поля. Обоснован диафрагмированный запредельный волновод, отличающийся от гребешковой замедляющей системы тем, что при равном шаге изменяется радиус расположения диафрагм. При этом исследована картина распределения электрического поля и определен коэффициент замедления в зависимости от диаметра диафрагм. Обоснован размер прорези в резонаторной камере и конфигурация запредельного диафрагмированного волновода. Причем размер прорези согласован с размерами контейнеров, выбранных в соответствии с глубиной проникновения электромагнитного поля в творожное сырье.

Необходимость диафрагмирования запредельного волновода для замедления волны обоснована тем, что при его отсутствии происходит перегрев или выход из строя магнетрона второго генератора, предназначенного для увеличения производительности установки. Определена добротность резонаторной камеры при присутствии прорези в ней для передвижения дискового конвейера и при содержании запредельного волновода.

141

Проблемы и перспективы современной науки

¦

¦

а)

б)

Рисунок 4 — СВЧ-индукционная установка для термообработки творожного сырья: а) вид спереди- б) вид сверху при прозрачном экранирующем корпусе: 1 -монтажный каркас- 2 — круглый стол из ферромагнитного материала- 3 — ролики- 4 — круглая плоскость из диэлектрического материала- 5 — сквозные отверстия- 6 -СВЧ генераторы- 7 — плиты индукционные- 8 — мотор-редуктор- 9 — силиконовые контейнеры- 10 — изделие- 11 — экранирующий корпус

Для анализа работы индукционного нагревательного устройства воспользовались Г — образной эквивалентной схемой замещения. Определив максимальный ток, протекающий через ферромагнитную пластину, вычислена мощность, потребляемая индуктором из сети. Она расходуется на потери в контуре намагничивания, потери в индукторе и преобразуется в электромагнитную мощность, позволяющую нагреть ферромагнитную пластину. Данная мощность расходуется на нагрев творожного сырья, транспортирующего механизма и экранирующего корпуса, на компенсацию тепловых потерь через экранирующий корпус в окружающую среду. На основе дифференциального уравнения теплового

142

V Международная научно-практическая конференция

¦---------------------------------------------------------------------¦

баланса выведено уравнение нагрева творожного сырья и определена постоянная времени нагрева, что позволило определить приращение температуры за промежуток времени транспортирования сырья поверх ферромагнитной пластины до определенной температуры.

Основные результаты и выводы

1. Разработанный технологический процесс обеззараживания молока позволяет снизить бактериальную обсемененность молока при многократном комбинированном воздействии электромагнитного поля сверхвысокой частоты, ультразвуковых колебаний и бактерицидного потока ультрафиолетовых лучей.

2. Разработанная установка для обеззараживания молока производительностью 18… 20 л/ч, обеспечивает снижение энергетических затрат с (0,1… 0,2) до (0,08. 0,11) кВт-ч/кг.

3. Разработана методика термообработки творожного сырья в поточном режиме за счет многократного комбинированного воздействия экзо- эндогенного нагрева, реализованная в СВЧ-индукционной установке с рабочей камерой, образованной объемными резонаторами с запредельными диафрагмированными волноводами и индукционными нагревательными устройствами, расположенной под экранирующим корпусом.

4. Результаты оценки органолептических показателей творожного изделия по 30-ти бальной шкале свидетельствуют, что консистенция и внешний вид творожного изделия, подвергнутого термообработке в разработанной установке выше на 3 балла, вкус и запах также на 3 балла, расхождение по цвету не наблюдалось.

Список литературы:

1. Александрова, Г. А. Обоснование напряженности электрического поля при низкотемпературном обеззараживании молока / Г. А. Александрова, О. В. Науменко, А. В. Родионова // Естественные и технические науки. — Москва: Спутник+. 2014№ 9−10(77) — 476с. С. 344. 345 ISSN 1684−2626

2. Науменко, О. В. Динамика нагрева молока воздействием электромагнитного поля сверхвысокой частоты / О. В. Науменко, А. В. Родионова // Естественные и технические науки. — Москва: Спутник+. 2014№ 7(75) — 138с. С. 101… 102 ISSN 1684−2626

ВЫБОР НАИБОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНОГО СПОСОБА УПРАВЛЕНИЯ МНОГОКВАРТИРНЫМ ДОМОМ Панова Яна Владимировна, Мошкова Евгения Александровна Череповецкий государственный университет, Череповец

Жилье является одной из основных потребностей для каждого человека, каждой семьи и во многом определяет их социальное и экономическое поведение. Наличие и качество жилья влияет на здоровье человека, его психологическое состояние, производственную деятельность, отражает материальное благосостояние граждан, а жилищный фонд, его долговечность и комфортность

143

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой