Шіхабутінова Оксана Володимирівна. Створення вихрової установки і способу одержання зародка із зернових продуктів

Короткий опис

Шіхабутінова Оксана Володимирівна. Створення вихрової установки і способу одержання зародка із зернових продуктів : Дис... канд. наук: 05.18.12 2009

Шіхабутінова О.В. Створення вихрової установки і способу одержання зародка із зернових продуктів. Рукопис.
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 Міністерства освіти і науки України, Київ, 2009.
Дисертація присвячена створенню вихрової ресурсозберігаючої установки і способу одержання структурно незруйнованого зародка із зернових продуктів на основі комплексних досліджень гідродинаміки потоків в криволінійних каналах вихрових камер, визначенню режимних параметрів одержання зародка з поліпшенням якості та збільшенням виходу продукту зі зменшенням енерговитрат.
Запропоновано математичну модель двофазного вихрового потоку в циліндричній вихровій камері з nкратним підведенням енергоносія і врахуванням режимних та конструктивних параметрів камери та визначено емпіричні залежності для ряду коефіцієнтів, що визначають профіль швидкості.
Вперше визначено вплив визначальних факторів на процеси обробки: nкратного підведення енергоносія, шершавості поверхонь, геометричних характеристик перфорованих перепон, межі відцентрової нестійкості і зміни визначальних факторів. Теоретично і експериментально встановлені режимні параметри одержання зародка у вихровій установці з поєднанням короткочасної пропарки гарячою парою з наступною обробкою у вихровому потоці. Доведено ефективність способу стадійної обробки зернових продуктів у вихрових камерах з шершавими поверхнями та їх подрібнення під дією сил вихрового потоку.
Обґрунтовані і реалізовані засади для створення ефективної вихрової установки і способу одержання високоякісного структурно незруйнованого зародка.
Визначено раціональні режимні і геометричні параметри вихрових камер, що забезпечують необхідну якість отримання продуктів обробки і продуктивність установки. Виготовлена дослідна установка одержання пшеничного зародка і проведені її випробування у виробничих умовах. Установка прийнята до серійного виробництва.

Аналіз сучасного стану обробки зернових продуктів, основних тенденцій розвитку технологій і установок показав, що старі технології і установки енергозатратні і не дозволяють вилучати із зерна його найбільш цінні компоненти біологічно активний зародок, що містить збалансований вітамінний, мікроелементний і мінеральний склад.
Актуальність розроблення вихрової установки і способу одержання зародка зумовлюється тим, що підвищення кількісних показників виходу зародка і його якості зі значним зменшенням енергетичних витрат доцільне шляхом використання нових технологічних прийомів з перевагами вихрових технологій, які характеризуються сильним вихровим полем, можливістю реалізації різних схем підведення і відведення продуктів і енергоносія з інтенсифікацією теплотехнологічних процесів.
На основі вивчення існуючих моделей розроблено математичну модель двофазного потоку у вихровій циліндричній камері з nкратним підведенням енергоносія, яка дозволяє визначити умови навантаження і час руйнування, оцінити ступінь впливу визначальних факторів на подрібнення матеріалів, отримати розрахункові залежності для визначення основних параметрів установки.
Аналіз і оцінка сил, що діють на частинки при їх русі в газовому потоці в апаратах вихрового типу, показали, що основними силами є сили опору, тяжіння, відцентрова, Коріоліса і Магнуса, які мають однаковий порядок, але ступінь їх впливу залежить від розміру частинок.
Дослідженнями на створених експериментальному стенді і установці встановлено вплив визначальних факторів на процеси обробки: nкратного підведення енергоносія оптимальне 46; різної шершавості поверхонь камери І-ї стадії обдирки висота елементів шершавості 80120 мкм, ІІ-ї стадії обдирки 4060 мкм; геометричних характеристик перфорованих перепон камери обдирки І-ї стадії діаметр 80 мм, ІІ-ї стадії 100 мм, камери подрібнення 140 мм; визначено розмір (ширину) криволінійних каналів І-ї стадії обдирки 60 мм, ІІ-ї стадії 50 мм і камери подрібнення 30 мм.
Розроблено принципово нові енергозберігаючі вихрову установку і спосіб одержання зародка із зернових продуктів зі швидкодіючими процесами, в яких технологічні процеси обробки зерна інтенсифіковані за допомогою нових фізичних методів впливу сил вихрового потоку, що дозволило підвищити якість і збільшити відбір цінних компонентів структурно незруйнованого зародка в кількості до 2 % чистотою 6570% зародкомістких продуктів, збагаченої крупки і тонкодисперсних оболонок зі зменшеними енерговитратами.
Дослідженнями встановлені режимні параметри одержання зародка з поєднанням короткочасної пропарки гарячою парою з обробкою на шершавих поверхнях вихрових камер, які показали, що при обробці зерна парою температурою до 120С протягом від 90 до 120 с і стадійними обробкою та подрібненням у вихрових камерах при невеликих енерговитратах під тиском від 0,03 до 0,08 МПа одержано структурно незруйнований біологічно активний зародок з сепарацією та розподілом продуктів обробки з високою швидкодією технологічних процесів (до 2 хв.).
Розроблено і виготовлено дослідну установку одержання зародка із зернових продуктів згідно ТЗ та конструкторській документації. Проведено дослідження та випробування створеної вихрової установки одержання зародка із зернових продуктів, які показали ефективність установки і способу одержання зародка високої якості згідно технологічної схеми термообробки, обдирки та подрібнення зерна. Установка прийнята до серійного виробництва. Новизна розробок захищена патентами України № 22382 А, 24530 А, 6743.