автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Исследование процесса концентрирования творожной сыворотки методом вымораживания

004611633

На правах рукописи

ПАНЧЕНКО Сергей Леонидович

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ТВОРОЖНОЙ СЫВОРОТКИ МЕТОДОМ ВЫМОРАЖИВАНИЯ

Специальность 05.18.12 - Процессы и аппараты

пищевых производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж-2010 2 8 ОКТ 2010

004611633

Работа выполнена на кафедре МАПП (Машины и аппараты пищевых производств) ГОУВПО «ВГТА»

Научный руководитель - заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор И.Т. Кретов

Официальные оппоненты - заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор К.К. Полянский заслуженный изобретатель РФ, доктор технических наук, профессор А.А. Шевцов

Ведущая организация - Федеральное государственное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования специалистов «Воронежский межрегиональный институт переподготовки кадров пищевой и перерабатывающей промышленности»

Защита диссертации состоится «18» ноября 2010 года в 12 часов 00 минут на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.035.01 при Воронежской государственной технологической академии по адресу: 394036, г. Воронеж, проспект Революции, 19, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГТА.

Автореферат разослан «16» октября 2010 г.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.035.01, доктор технических наук, профессор. - : _ Калашников Г.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одной из наиболее актуальных проблем в настоящее время является переработка вторичных материальных ресурсов, получаемых при производстве пищевых продуктов. В молочной промышленности при производстве творога и сыров неизбежно образуется вторичное сырье - молочная сыворотка. В нее переходит около 50 % сухих веществ молока, до 200 различных соединений, в том числе молочный жир, растворимые азотистые соединения и минеральные соли, лактоза, а также витамины, ферменты, органические кислоты. Поэтому молочная сыворотка обладает питательной ценностью, а продукты, получаемые из нее, имеют диетическое и лечебное значение в питании людей.

В настоящее время из мешочной сыворотки получают сгущенные и сухие концентраты, выделяют сывороточные белки, производят молочный сахар, также она используется в производстве хлебобулочных и кондитерских изделий, кормов.

Учитывая, что при хранении состав и свойства молочной сыворотки изменяются под воздействием микроорганизмов и ферментов, выделяемых ими, что может привести к быстрой ее порче, сыворотку рекомендуется перерабатывать в течение 1.. .3 ч после получения. Если сыворотку приходится хранить в течение более длительного времени или транспортировать от места получения к месту переработки на определенные расстояния, то ее необходимо подвергать специальной обработке, одним из основных способов которой является концентрирование с целью удаления части воды из продукта В целом концентрированию подвергается около 50 % молочной сыворотки, перерабатываемой в промышленных условиях.

Исследования использующихся в отечественной и зарубежной практике способов и устройств для концентрирования жидких продуктов показали, что концентрирование вымораживанием является одним из эффективных технологических процессов, основное преимущество которого - низкотемпературная обработка, обеспечивающая наиболее полное сохранение исходных свойств продукта, ценных термолабильных компонентов (белков, углеводов, витаминов), а также вкусовых и ароматических соединений.

В применяемых технологиях процесс теплообмена при концентрировании вымораживанием протекает через теплообменную поверх-

носгь, что оказывает влияние на уровень энергозатрат и производительность вымораживающих установок, а также учитывает необходимость периодической очистки теплообменной поверхности от вымороженного льда.

В связи с этим разработка эффективной технологии и оборудования для концентрирования жидких продуктов методом вымораживания с теплообменными аппаратами непрерывного действия при поточно-контактном взаимодействии холодильного агента и продукта является актуальной задачей, решение которой позволит сократить общие затраты на производство и повысить качество готового продукта.

Цель и задачи диссертационной работы: исследование процесса вымораживания влаги из творожной сыворотки в шнековом кристаллизаторе при косвенном контакте хладагента и продукта через теплопе-редаюшую стенку и разработка на этой основе высокоэффективного оборудования для осуществления процесса концентрирования жидких продуктов методом вымораживания.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи исследований:

- исследование свойств творожной сыворотки как объекта вымораживания;

- сравнительный анализ состава и свойств творожной сыворотки, сконцентрированной методами вымораживания и вакуум-выпаривания;

- исследование степени влияния основных факторов на процесс концентрирования вымораживанием;

- статистическое определение оптимальных режимов работы вымораживающей установки, позволяющее в широком диапазоне изменения входных параметров обеспечить максимальную кратность концентрирования получаемого продукта и минимальные затраты энергии на проведение процесса концентрирования вымораживанием;

- разработка математической модели работы шнекового кристаллизатора косвенного контакта для творожной сыворотки;

- разработка высокоэффективного кристаллизатора для концентрирования жидких продуктов, позволяющего производить кристаллизацию и разделение льда и концентрата в одном аппарате, повысить производительность и качество концентрата, а также снизить затраты энергии на проведение процесса.

Научная новизна. На основании проведенных экспериментальных исследований изучены свойства творожной сыворотки как объекта

вымораживания.

С помощью планирования эксперимента и статистической обработки экспериментальных данных исследованы закономерности процесса вымораживания влаги из творожной сыворотки в шнековом кристаллизаторе косвенного контакта.

Разработана математическая модель работы шнекового кристаллизатора.

Проведено комплексное исследование качественных показателей творожной сыворотки, сконцентрированной методом вымораживания.

Практическая значимость работы. На основании комплекса исследований, проведенных в лабораторных и производственных условиях, доказана целесообразность применения метода вымораживания для концентрирования творожной сыворотки.

Разработана оригинальная конструкция кристаллизатора для концентрирования жидких продуктов с возможностью проведения процессов образования кристаллов льда, их роста и отделения от сконцентрированного продукта, в одном аппарате. Новизна технического решения подтверждена патентом РФ № 2344722.

Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертации доложены и обсуждены на XLV, XLVI, XLVII и XLVIII отчетных научных внутривузовских конференциях Воронежской государственной технологической академии, на III Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (приоритеты развития)» (г. Воронеж, 2009 г.), на II Международной научно-технической конференции «Новое в технологии и технике пищевых производств» (г. Воронеж, 2010 г.)

Разработки автора демонстрировались на международных постоянно действующих выставках «Воронежский промышленный форум», «Продгорг» и отмечены двумя дипломами.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК для защиты кандидатских и докторских диссертаций, 1 патент РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и результатов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 158 страницах машинописного текста, содержит 79 рисунков и 9 таблиц. Список литературы включает 108 наименований, в том числе 8 на иностранных языках. Приложения к диссертации представлены на 29 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении охарактеризовано современное состояние переработки молочной сыворотки, обоснована актуальность темы диссертационной работы, научная новизна и практическая значимость выполненных исследований.

В первой главе систематизированы литературные данные о современном состоянии техники и технологии получения продуктов из молочной сыворотки, отмечены возможные пути совершенствования оборудования для низкотемпературного концентрирования вымораживанием. Приведена общая классификация установок для концентрирования вымораживанием методом прямого и косвенного контактов, а также концентрирования методом вакуумного вымораживания.

Описаны состав и известные свойства молочной сыворотки. Рассмотрено развитие теории и техники концентрирования методом вымораживания. Представлен обзор достоинств и недостатков различных типов вымораживающих установок.

На основании проведенного анализа сформулированы цель и задачи диссертационной работы, обоснован выбор объекта исследования, определены методы решения поставленных проблем.

Во второй главе для научного обоснования рациональных методов обработки и режимов процесса были исследованы: поведение творожной сыворотки при охлаждении и замораживании, зависимость количества влаги, вымороженной из сыворотки, от температуры, а также состав и свойства творожной сыворотки, сконцентрированной способами вакуумного выпаривания и вымораживания.

Исследование охлаждения творожной сыворотки проводили термическим методом в интервале температур 293...265 К. При помощи микропроцессорного измерителя-регулятора марки ТРМ138 фирмы «Овен» с набором хромель-колелевых термопар (диаметр спая 0,5 мм) были получены термографические кривые охлаждения творожной сыворотки (рис.1), анализируя которые, можно отметить начало экзотермического эффекта при температуре 272,3 К, который можно объяснить выделением некоторого количества теплоты, обусловленным началом процесса образования зародышей кристаллов льда Также была построена зависимость количества вымороженной влаги от температуры и содержания сухих веществ (рис. 2), из которой видно, что увеличение количества вымороженной воды, быстрое на начальном участке,

затем резко замедляется, а с увеличением содержания сухих веществ доля вымороженной воды уменьшается.

Рис. 1. Термограммы охлаждения творожной сыворотки (содержание сухих веществ Сс»=б,3 %): I - кривая охлаждения Т(т); 2 - дифференциальная кривая ДТ(т)

Рис. 2. Зависимость количества влага, вымороженной из творожной сыворотки, от температуры при содержании сухих растворимых веществ: 1 - 6,3 %; 2 - 11,3 %; 3 - 18,5 %

Проведенные сравнительные исследования изменения физико-химических свойств, строения и состава творожной сыворотки в процессе концентрирования вымораживанием и вакуумным выпариванием позволили установить, что концентрирование вымораживанием обеспечивает наилучшую сохраняемость свойств продукта, а также компонентов, определяющих его пищевую ценность (белков, лактозы) в то время как при выпаривании происходит их частичное разрушение.

В третьей главе для полного анализа и обоснования рациональных режимов процесса концентрирования вымораживанием изложено описание экспериментальной установки (рис. 3) и методика проведения экспериментальных исследований по вымораживанию влаги из творожной сыворотки в неподвижном цилиндрическом аппарате при непрерывном удалении намораживаемого на стенке цилиндра льда вращающимся шнеком с использованием математических методов планирования эксперимента.

Рис. 3. Схема экспериментальной установки: 1 - цилиндрический корпус; 2 - охлаждающая рубашка; 3,4 - патрубки подачи жидкого хладагента в рубашку и отвода газообразного хладагента; 5 - навивка стальная; 6 - опора; 7 - изоляция; 8 - фторопластовая втулка; 9 - крышка; 10 - шнек; 11 - воронка для подачи продукта; 12 - патрубок для выхода суспензии лед -концентрат; 13 - электродвигатель привода шнека; 14 - редуктор; 15 - цепная передача; 16,17,18-термопары; 19-универсальный измеритель-регулятор ТРМ138; 20-ком-прессор; 21 - конденсатор; 22 - электродвигатель холодильного агрегата; 23 - ресивер;

24 - фильтр-осушитель; 25 - реле давления; 26 - терморегулирующий вентиль

Для исследования влияния различных параметров процесса вымораживания и определения оптимальных режимов было выполнено многофакторное планирование и выбран полный факторный эксперимент 23 на кубе по методу Бокса. В качестве основных факторов, влияющих на процесс вымораживания, были выбраны следующие: температура стенки испарителя Т (х/), К, содержание сухих веществ в исходном продукте Ссв) (хг), %, и частота вращения шнека п (хз), с"1. Изучая их взаимное влияние на процесс, можно выявить оптимальные режимы вымораживания влаги. Критериями оценки влияния различных факторов на процесс вымораживания были выбраны: отношение содержания сухих веществ в сконцентрированном продукте к содержанию сухих веществ в исходном продукте, или кратность концентрирования, (у 0, и удельные энергозатраты на вымораживание влаги из продукта, (уг), кВт-ч/кг. В результате статистической обработки экспериментальных данных получены уравнения регрессии, адекватно описывающее процесс под влиянием исследуемых факторов:

у, = 1,653-0,106х, -0,126х2 -0,03бх,хг -0,044х,х3 -0,04х,2; (1) у2 = 0,59-0,05х, +0,07х2 -0,08х, +0,034х^ (2)

По регрессионной модели (1), (2) была поставлена и решена задача оптимизации, которая была сформулирована следующим образом: найти такие режимы работы вымораживающей установки, которые бы в широком диапазоне изменения входных параметров обеспечивали максимальную кратность концентрирования и минимальные удельные энергозатраты.

Поиск оптимальных режимов процесса показал, что для входных параметров в качестве оптимальных могут быть приняты следующие интервалы значений: температура стенки испарителя Т=257,23...258,27 К; содержание сухих веществ в исходном продукте ССв1=5,72. . .13,79 %; частота вращения шнека п=0,096.. .0,147 с"1.

Анализ результатов исследования процесса вымораживания влага в неподвижном цилиндрическом аппарате при непрерывном удалении намораживаемого на стенке цилиндра льда вращающимся шнеком показал, что параметры процесса вымораживания, значения которых изменялись в ходе проведения экспериментов, идентично влияют на фактор, характеризующий степень сгущения концентрата - кратность концентрирования, а также на количество вымороженного льда, а именно, с увеличением средней температуры стенки испарителя величина кратности концентрирования, а также количество вымороженного льда, монотонно убывает (рис. 4, 7). Очевидно, что при достижении температуры стенки испарителя, равной криоскопической температуре продукта, намораживание влаги на стенке, а соответственно и образование кристаллов льда, удаляемых шнеком, прекращается.

Повышение содержания сухих веществ в исходном продукте и увеличение частоты вращения шнека также вызывает снижение значения кратности концентрирования и количества вымороженного льда (рис. 5, 6, 8, 9).

Из графиков зависимостей содержания сухих веществ в сконцентрированном продукте от содержания сухих веществ в исходном продукте (рис. 10... 12) следует, что повышение содержания сухих веществ в исходном продукте приводит к менее выраженному характеру

Рис. 4. Зависимость кратности концентрирования Ссе2/Ссв1, от средней температуры стенки испарителя Т, К, при частоте вращения шнека п=0,12 с'1 и начальном содержании сухих веществ СсвЬ %: 1 - Ссв1=6,3 %; 2 - Сс„=11,3 %; 3 - Ссв1=16,3 %

е.,

Рис. 5. Зависимость кратности концентрирования Ссв2/Ссв), от начального содержания сухих веществ Ссв1, %, при средней температуре стенки испарителя Т=258 К и частоте вращения шнека п, с"1: 1 -п=0,06 с"1; 2 - п=0,12 с1; 3 - п=0,18 с1

п-

Рис. 6. Зависимость кратности концентрирования Ссв2/Ссв|, от частоты вращения шнека п, с'1, при начальном содержании сухих веществ Сс„1=6,3 % и средней температуре стенки испарителя Т, К: 1 - Т=253 К; 2 - Т=258 К; 3 - Т=263 К

0.55 „3

0,50 0,45 | 0,40

V,-ю' °'35 0,30

0,25

0,20

263 К 262 261 260 259 258 257 256 255 254 253 —- Т

Рис. 7. Зависимость объема льда м3, вымороженного из творожной сыворотки, от средней температуры стенки испарителя Т, К, при частоте вращения шнека п=0,12 с"1 и начальном содержании сухих веществ Ссв1, %: 1 - С„,=6,3 %; 2 - Ссв1=11,3 %; 3 - Ссв1=16,3 %

0.50

'б 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 % 17

Рис. 8. Зависимость объема льда Ул, м3, вымороженного из творожной сыворотки, от начального содержания сухих веществ Ссв1, %, при средней температуре стенки испарителя Т=258 К и частоте вращения шнека п, с'1: 1 -п=0,06с"1; 2 -п=0,12 с'; 3 -п=0,18 с'1

Рис. 9. Зависимость объема льда Ул, м\ вымороженного из творожной сыворотки, от частоты вращения шнека п, с"1, при начальном содержании сухих веществ Сса1=б,3 % и средней температуре стенки испарителя Т, К: 1 - Т=253 К; 2 - Т=258 К; 3 - Т=263 К

увеличения содержания сухих веществ в концентрате. При этом уменьшается и степень сгущения, характеризующаяся величиной кратности концентрирования. Это связано с тем, что с увеличением содержания сухих веществ в исходном продукте повышается сопротивление тепло- и массопереносу, и, соответственно, замедляется переход влаги в твердое состояние, что требует большего времени и затрат энергии на ее вымораживание. Повышение температуры стенки испарителя вызывает смещение кривых на графиках (рис. 10... 12) в сторону уменьшения содержания сухих веществ в сконцентрированном продукте. При постоянных значениях содержания сухих веществ в исходном продукте и температуры стенки испарителя значение содержания сухих веществ в концентрате снижается при увеличении частоты вращения шнека

Анализ графиков зависимости содержания сухих веществ в растворе, получаемом при плавлении льда, вымороженного из обрабатываемого продукта, характеризующего потери сухих веществ при концентрировании вымораживанием, позволяет сделать вывод, что с увеличением средней температуры стенки испарителя значение содержания сухих веществ в растворе, полученном при плавлении льда, уменьшается (рис. 13); при достижении значения температуры, равной крио-скопической температуре продукта, образование кристаллов льда прекращается и величина содержания сухих веществ продукта, переходящих в лед, также приближается к нулю.

Повышение содержания сухих веществ в исходном продукте и увеличение частоты вращения шнека вызывает возрастание значения содержания сухих веществ в растворе расплавленного льда (рис. 14,15).

Рис. 10. Зависимость содержания сухих веществ в сконцентрированной сыворотке Сса2, %, от содержания сухих веществ в исходной сыворотке СсвЬ %, при частоте вращения шнека п=0,06 с1 и средней температуре стенки испарителя Т, К: 1 - Т=253 К; 2 - Т=258 К; 3 - Т=263 К

Рис. 11. Зависимость содержания сухих веществ в сконцентрированной сыворотке Сс82, %, от содержания сухих веществ в исходной сыворотке СшЬ %, при частоте вращения шнека п=0,12 с"1 и средней температуре стенки испарителя Т, К: 1 - Т=253 К; 2 - Т=258 К; 3 - Т=263 К

с„,

Рис. 12. Зависимость содержания сухих веществ в сконцентрированной сыворотке Ссв2, %, от содержания сухих веществ в исходной сыворотке СсвЬ %, при частоте вращения шнека п==0,18 с"1 и средней температуре стенки испарителя Т, К: 1 - Т=253 К; 2 - Т=258 К; 3 - Т=263 К

Рис. 13. Зависимость содержания сухих веществ в растворе расплавленного льда Сс„ л %, от средней температуры стенки испарителя Т, К, при частоте вращения шнека п=0,12 с"1 и начальном содержании сухих веществ СсвЬ %: 1 - Сс„1=6,3 %; 2 - Сс„=11,3 %; 3 - Ссв1=1б,3 %

15 16 % 17

Рис. 14. Зависимость содержания сухих веществ в растворе расплавленного льда Ссв л %, от начального содержания сухих веществ С„1, %, при средней температуре стенки испарителя Т=258 К и частоте вращения шнека п, с"1: 1 -п=0,06 с1; 2 -п=0,12 с1; 3-п=0,18 с1

0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17с 0,18

Рис. 15. Зависимость содержания сухих веществ в растворе расплавленного льда Ссв л, %, от частоты вращения шнека п, с при начальном содержании сухих веществ Ссв|=6,3 % и средней температуре стенки испарителя Т, К: 1 - Т=253 К; 2 - Т=258 К; 3 - Т=263 К

В четвертой главе предложено математическое описание процесса работы шнекового кристаллизатора д ля вымораживания сыворотки.

Для упрощения задачи винтовой шнековый канал был развернут и представлен в виде прямоугольного; при этом решение задачи о движении жидкости по каналу достигается решением уравнения Навье-Сгокса:

ЭР (я2

--+ ц

& Р

+ —~1 = 0,

дх

(3)

Решение этого уравнения при граничных условиях:

х = ±Ь, -Ь < у < Ь, w = wc; (4)

у = -Ь, -Ь < х < Ь, \у = \Ус; (5)

У = ь, -Ь < х < Ь, w =0, (6)

имеет вид

,1бх2 ьг ( 5Р) у (-1)" 'тс3 И I дг) ¿(2п + 1):

I 2 хЬ;

сЫ

2п + 1 тЛ

2 'г)

тех

Г2п +1 . ,

(-1)°

СОБ [(2п + 1).'с(у + 11)1 V 2Ь

5Ы (2п + 1)-— 1 X.

+

хь:

4ц

4Ы1-

8г)

32Ь

16 1024

■ У 1

3 Л5Х ~ (2п +1)3

Л

(2п + 1)Х

я3 ^(2п + 1)3

(2п + 1)я

(В)

где х = Ь / Ь .

Поскольку реальный шнековый канал не является прямолинейным прямоугольным, а имеет форму винтовой линии, в нем на жидкость действуют центробежные силы, вызывающие поперечные циркуляции жидкости, наличие которых приводит к увеличению коэффициента гидравлического сопротивления, который в этом случае определяется из соотношения:

0,Ю8К^

%

1 -3,253К %

(9)

где К

= 411.

Для описания процесса теплообмена условно разделим шнековый канал на две зоны: в первой зоне (зоне охлаждения) продукт охлаждается от начальной температуры ^ до криоскопической 1:ю при этом в жидкости и на охлаждаемой поверхности отсутствует твердая фаза в виде льда. Во второй зоне (зоне замораживания) температура жидкости неизменна по длине шнекового канала и равна криоскопической ^ Здесь по мере движения по каналу увеличивается доля твердой фазы в жидкости, а толщина слоя льда на охлаждаемой поверхности равна за-

зору между данной поверхностью и шнеком. При этом температура хладагента постоянна по д лине канала и равна

Число Нуссельта при теплоотдаче от жидкости к охлаждаемой поверхности в прямолинейном прямоугольном канале для установившегося ламинарного течения равно:

^„р = 2,430, (10)

В изогнутом (имеющем форму винтовой линии) канале при значениях параметра К > 13,5 возникают вторичные течения, которые могут существенно увеличить коэффициент теплоотдачи. В этом случае число Нуссельта определяется из соотношения:

Ыи

0,1979К^

Ыи

(И)

пр х[1 + р(х)-к/2]

где х - отношение толщин теплового и гидродинамического пограничных слоев.

Для капельных жидкостей обычно Рг>1, тогда:

1 + Л +

77 1

Р(Х):

37,05

40'

17 120

4 Рг

/

/

Х +

1_ В

и°х + зо

ЮРг

Коэффициент теплоотдачи от жидкости:

N11-*.

(12)

(13)

(14)

Тепловой поток в зоне охлаждения равен:

<5,=сС(10-1к), Средний температурный напор в зоне охлаждения:

Д1,=-

1п-

Средний температурный напор в зоне замораживания: Тепловой поток в зоне замораживания:

(15)

(16)

(17)

Количество льда, образующегося в зоне замораживания: О

^ 71 5

Доля вымороженного льда на выходе из шнекового устройства:

ХЛ=%. (20)

Рис. 16. Кристаллизатор для концентрирования жидких продуктов вымораживанием: 1,2,3 - камеры соответственно образования кристаллов, рост кристаллов и разделения льда и концентрата; 4 - привод вала; 5 - вал; 6 - патрубок для подвода продукта; 7 - охлаждающая рубашка; 8,9 - патрубки для подвода и отвода хладагента из рубашки; 10 — шнек; 11,12- подые диски; 13 - ножи; 14,15 - патрубки для подвода и отвода

хладагента из полых дисков; 16 - рубашка для охлаждения исходного продукта; 17,18 - патрубки подвода и отвода исходного продукта из рубашки; 19 - рубашка для отвода промоя; 20 - патрубок отвода промоя; 21 - рубашка для отвода концентрата; 22 - патрубок отвода концентрата; 23 - шнек; 24 - устройство для отвода льда

В пятой главе на основании результатов исследования разработана конструкция высокопроизводительного кристаллизатора для концентрирования жидких продуктов методом вымораживания (рис. 16)

Предлагаемый кристаллизатор позволяет:

- повысить производительность по вымороженному льду и концентрату;

- за счет введения камеры роста кристаллов повысить однородность кристаллов льда с целью улучшения условий их отделения от концентрата, что позволяет снизить потери сухих веществ продукта, уносимых со льдом;

- снизить энергозатраты на процесс концентрирования за счет использования теплоты одного и того же хладагента в камерах образования и роста кристаллов, а также предварительного охлаждения исходного продукта удаляемым льдом;

- производить процесс кристаллизации и разделения в одном аппарате, что позволяет снизить количество единиц оборудования в линии производства концентратов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Доказано преимущество концентрирования творожной сыворотки вымораживанием по сравнению со способом вакуумного выпаривания методами хроматографического анализа аминокислотного состава, а также спектрального и физико-химического анализов.

2. Оценено влияние режима охлаждения на образование и рост кристаллов льда с помощью исследования охлаждения творожной сыворотки методом термического анализа.

3. Установлена связь между начальным содержанием сухих веществ, криоскопической температурой и долей вымороженной влаги при концентрировании.

4. Определены оптимальные режимы вымораживания влаги из творожной сыворотки в шнековом кристаллизаторе с очищаемой теплообменной поверхностью, обеспечивающие максимальную величину кратности концентрирования и минимальное значение удельных энергозатрат процесса вымораживания: температура стенки испарителя 257,23...258,27 К; начальное содержание сухих веществ 5,72...13,79 %; частота вращения шнека 0,096...0,147 с"1.

5. Исследовано влияние температуры, содержания сухих веществ в исходном продукте и частоты вращения шнека на количество вымороженного льда и величину потерь сухих веществ продукта, уносимых с вымороженным льдом.

6. Исследована зависимость содержания сухих веществ в сконцентрированном продукте от содержания сухих веществ в исходном продукте.

7. Разработана математическая модель работы шнекового кристаллизатора.

8. Разработана конструкция кристаллизатора для концентрирования жидких продуктов, позволяющего обеспечить однородность кристаллов льда с целью лучшего их отделения от сконцентрированного продукта, интенсификацию процесса теплообмена, возможность проведения процессов кристаллизации и разделения в одном аппарате, а также снижение энергозатрат на процесс концентрирования.

9. Годовой экономический эффект от использования предложенного метода концентрирования составляет 7556,9 тыс.руб. при сроке окупаемости линии 4 месяца.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Р - давление, Па; ц -динамическая вязкость жидкости, Па с; - проекция вектора скорости жидкости в направлении г, м/с; Ь - половина ширины шнекового канала, м; И - половина высоты шнекового канала, м; \ус - средняя скорость движения поверхностей шнека, образующих прямоугольный канат, м/с; V - объемный расход жидкости, м'/с; В, £ - гидравлические коэффициенты трения в изогнутом (винтовом) и прямолинейном прямоугольном каналах; Яе- число Рейнольдса; А, - эквивалентный диаметр канала, м; О - средний диаметр шнекового канала, м; Рг - критерий Прандтля жидкости; А. - коэффициент теплопроводности жидкости, Вт/(м-К); с — теплоемкость жидкости, Дж/(кг-К); О - массовый расход жидкости, кг/с; кц - коэффициент теплопередачи в зоне замораживания, Вт/^-К); Я, - площадь поверхности теплообмена зоны замораживания, м2; г - теплота кристаллизации жидкости, Дж/кг.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ

ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Кретов, И. Т. Влияние концентрирования на аминокислотный состав творожной сыворотки [Текст] / И. Т. Кретов, В. Ю. Овсянников, С. Л. Панченко // Пищевая промышленность. - 2010. -X» 1. - С. 44 - 45.

2. Кретов, И. Т. Использование вымораживающих установок для разделения компонентов коллоидных растворов [Текст] / И. Т. Кретов, В. Ю. Овсянников, С. Л. Панченко // Модернизация существующего и разработка новых видов оборудова-

ния для пищевой промышленное™: сб. науч. тр. Воронеж, гос. технол. акад. - Воронеж, 2005. -№ 15.-С. 77 - 78.

3. Крегов, И. Т. Кристаллизатор для концентрирования жидких пищевых продуктов методом вымораживания [Текст] / И. Т. Кретов, В. Ю. Овсянников, С. Л. Пан-ченко // «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (приоритеты развития)». Материалы Ш Международной научно-технической конференции. В 3 т. / Воронеж, гос. технол. акад. - Воронеж, 2009. -Т.2. - С. 161-163.

4. Кретов, И. Т. Кристаллизатор для концентрирования жидких продуктов [Текст] / И. Т. Кретов, В. Ю. Овсянников, С. Л. Панченко // Материалы ХЬЛШ отчетной научной конференции за 2008 г. В 3 ч. / Воронеж, гос. технол. акад. - Воронеж, 2009. -4.2.-С. 11.

5. Крегов, И. Т. Статистический анализ процесса вымораживания влаги из молочной сыворотки [Текст] / И. Т. Крегов, В. Ю. Овсянников, С. Л. Панченко // Материалы ХЬУШ отчетной научной конференции за 2009 г. В 3 ч. / Воронеж, гос. технол. акад. - Воронеж, 2010. - 4.2. - С. 54.

6. Кретов, И. Т. Установка для концентрирования жидких сред вымораживанием [Текст] / И. Т. Крегов, В.Ю. Овсянников, С.Л. Панченко // Материалы ХЬУ1 отчетной научной конференции за 2007 г. В 3 ч. / Воронеж, гос. технол. акад. - Воронеж, 2008. -4.2.-С. 11.

7. Овсянников, В.Ю. Исследование охлаждения творожной сыворотки термическим методом [Текст] / В.Ю. Овсянников, С.Л. Панченко // «Новое в технологии и технике пищевых производств». Материалы П Международной научно-технической конференции/Воронеж. гос. технол. акад. - Воронеж: ВГТА, 2010. - С. 436 - 438.

8. Овсянников, В.Ю. Особенности холодильных машин и установок для разделения вымораживанием [Текст] / В.Ю. Овсянников, С. Л. Панченко // Пищевая инженерия. Вып. 1 / Воронеж, гос. технол. акад. - Воронеж, 2007. - С. 56.

9. Овсянников, В. Ю. Оценка эффективности применения концентрирования вымораживанием [Текст] / В. Ю. Овсянников, С. Л. Панченко // Материалы ХЬУ отчетной научной конференции за 2006 г. В 3 ч. / Воронеж, гос. технол. акад. - Воронеж, 2007,-4.2.-С. 12.

10. Овсянников, В. Ю. Технологические характеристики циклов разделения вымораживанием [Текст] / В. Ю. Овсянников, С. Л. Панченко, А. Н. Рязанов // Модернизация существующего и разработка новых видов оборудования для пищевой промышленности: сб. научн. тр. Воронеж, гос. технол. акад. - Воронеж, 2006. - № 16. - С. 81 - 83.

11. Патент № 2344722 Российская Федерация, МПК' А 23 Ь2/08. Кристаллизатор для концентрирования жидкостей [Текст] / Крегов И. Т., Овсянников В. Ю., Панченко С. Л.; заявитель и патентообладатель ГОУВПО Воронежская государственная технологическая академия. - № 2007106340; заявл. 19.02.2007; опубл. 27.01.2009, Бюл №3.-7 с.

Подписано в печать 14.10.2010.

Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100экз. Заказ №530.

ГОУВПО «Воронежская государственная технологическая академия» (ГОУВПО ВГТА) Отдел полиграфии (ГОУВПО ВГТА) Адрес академии и участка оперативной полиграфии 394000 Воронеж, пр. Революции, 19

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Современное состояние техники и технологии концентрирования вымораживанием жидких продуктов.

1.1. Выбор объекта исследований и его характеристика.

1.1.1. Характеристика молочной сыворотки как объекта концентрирования вымораживанием.

1.1.2. Состав и свойства молочной сыворотки.

1.2. Закономерности тепло- и массообмена при вымораживании.

1.3. Характеристика способов проведения процесса концентрирования вымораживанием и оборудования для его осуществления.

1.4. Пути повышения эффективности вымораживания в аппаратах с очищаемой теплообменной поверхностью.

1.5. Цель и задачи исследований.

Глава 2. Исследование свойств творожной сыворотки как объекта вымораживания.

2.1. Исследование охлаждения творожной сыворотки термическим методом.

2.2. Определение криоскопических температур и количества вымороженной влаги.

2.3. Исследование спектральных характеристик продукта.

2.4. Исследование влияния способа концентрирования на аминокислотный состав творожной сыворотки.

2.5. Исследование влияния способа концентрирования на качество творожной сыворотки.

Глава 3. Исследование процесса вымораживания влаги из творожной сыворотки в шнековом кристаллизаторе.

3.1. Техника и методика экспериментальных исследований

3.1.1. Описание экспериментальной установки и методики проведения экспериментов.

3.2. Математическое планирование многофакторного эксперимента и оптимизация процесса вымораживания влаги.

3.2.1. Обоснование выбора и пределов изменения входных факторов. Анализ регрессионных моделей.

3.2.2. Выбор оптимальных решений задачи вымораживания влаги из творожной сыворотки.

3.3. Кинетика-процесса вымораживания влаги из творожной сыворотки.'.

Глава 4. Математическое моделирование процесса вымораживания влаги в шнековом кристаллизаторе.

4.1. Моделирование движения продукта в шнековом канале.

4.2. Моделирование процесса теплообмена в шнековом кристаллизаторе.

4.3. Описание программы расчета процесса вымораживания творожной сыворотки в шнековом кристаллизаторе.

Глава 5. Разработка оборудования для эффективного проведения процесса вымораживания влаги из жидких продуктов.

5.1. Разработка конструкции кристаллизатора для концентрирования жидких продуктов.

5.2. Разработка конструкции устройства для концентрирования жидких продуктов.

Актуальность работы. Одной из наиболее актуальных проблем в настоящее время является переработка вторичных материальных ресурсов, получаемых при производстве пищевых продуктов. В молочной промышленности при производстве творога и сыров неизбежно образуется вторичное сырье — молочная сыворотка. В нее переходит около 50 % сухих веществ молока, до 200 различных соединений, в том числе молочный жир, растворимые азотистые соединения и минеральные соли, лактоза, а также витамины, ферменты, органические кислоты. Поэтому молочная сыворотка обладает высокой питательной ценностью, а продукты, получаемые из нее, имеют диетическое и лечебное значение в питании людей [31, 33, 98].

В настоящее время из молочной сыворотки получают сгущенные и сухие концентраты, выделяют сывороточные белки, производят молочный сахар, также она используется в производстве хлебобулочных и кондитерских изделий, кормов [7, 18, 31, 65, 92, 96, 98]. Продукты из сыворотки, а также молочный сахар и сывороточные белки, получаемые из нее, обладают ценными биологическими и пищевыми свойствами и являются важнейшими для лечебного и диетического питания, поэтому сыворотку необходимо в более полных объемах перерабатывать на пищевые цели [96, 98].

Учитывая, что при хранении состав и свойства молочной сыворотки изменяются под воздействием микроорганизмов и ферментов, выделяемых ими, что может привести к быстрой ее порче, сыворотку рекомендуется перерабатывать в течение 1.3 ч после получения. Если сыворотку приходится хранить в течение более длительного времени или транспортировать от места получения к месту переработки на определенные расстояния, то ее необходимо подвергать специальной обработке, одним из основных способов которой является концентрирование с целью удаления части воды из продукта.

Концентрирование является одним из рациональных способов переработки сыворотки с целью увеличения сроков хранения, а также уменьшения массы сырья, и, как следствие, снижения затрат на транспортировку. При концентрировании создаются неблагоприятные условия для микроорганизмов, при этом получают обладающие высокой биологической и пищевой ценностью продукты и полуфабрикаты в виде концентратов, сроки хранения которых увеличиваются до 5.60 суток в зависимости от концентрации сухих веществ и температуры хранения, а масса концентратов уменьшается в 5.15 раз [18, 31, 85, 90, 98]. В целом концентрированию подвергается около 50 % молочной сыворотки, перерабатываемой в промышленных условиях.

Концентрирование жидких пищевых продуктов в нашей стране и за рубежом осуществляют способами выпаривания, вымораживания, или криоконцен-трирования, и мембранными методами (ультрафильтрация, обратный осмос).

Исследования использующихся в отечественной и зарубежной практике способов и устройств для концентрирования жидких продуктов показали, что концентрирование вымораживанием является одним из эффективных технологических процессов, основное преимущество которого - низкотемпературная обработка, обеспечивающая наиболее полное сохранение исходных свойств продукта, ценных термолабильных компонентов (белков, углеводов, витаминов), а также вкусовых и ароматических соединений. Применяя комбинированное обезвоживание жидких пищевых продуктов концентрированием методом вымораживания и сублимационной сушкой, можно существенно сократить обI щие затраты на производство (в 2.2,5 раза) и одновременно повысить качество быстрорастворимых порошкообразных продуктов [34, 40, 41, 42, 53, 74].

В применяемых технологиях процесс теплообмена при концентрировании вымораживанием протекает через теплообменную поверхность, что оказывает влияние на уровень энергозатрат и производительность вымораживающих установок, а также учитывает необходимость периодической очистки теплооб-менной поверхности от вымороженного льда.

В связи с этим разработка эффективной технологии и оборудования для концентрирования жидких продуктов методом вымораживания с теплообмен-ными аппаратами непрерывного действия при поточно-контактном взаимодействии холодильного агента и продукта является актуальной" задачей, решение которой позволит сократить общие затраты на производство и существенно повысить качество готового продукта.

Цель и задачи диссертационной работы. Целью работы является исследование процесса вымораживания влаги из творожной сыворотки в шнековом кристаллизаторе при косвенном контакте хладагента и продукта через теплопе-редающую стенку и разработка на этой основе высокоэффективного оборудования для осуществления- процесса концентрирования жидких продуктов методом вымораживания.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи исследований:

- исследование свойств творожной сыворотки как объекта концентрирования вымораживанием;

- сравнительный анализ состава и свойств творожной сыворотки, сконцентрированной методами вымораживания и вакуум-выпаривания;

- исследование степени влияния основных факторов на процесс концентрирования вымораживанием;

- статистическое определение оптимальных режимов работы вымораживающей установки, позволяющее в широком диапазоне изменения входных параметров обеспечить максимальную кратность концентрирования получаемого продукта и минимальные затраты энергии на проведение процесса концентрирования вымораживанием;

- разработка математической модели процесса работы шнекового кристаллизатора косвенного контакта для творожной сыворотки;

- разработка высокоэффективного кристаллизатора для концентрирования жидких продуктов, позволяющего производить; кристаллизацию и разделение льда и концентрата в одном аппарате, повысить производительность и качество концентрата, а также снизить затраты энергии на проведение процесса.

Научная новизна. На основании проведенных экспериментальных исследований изучены свойства творожной сыворотки как объекта вымораживания.

С помощью- планирования эксперимента и- статистической- обработки экспериментальных данных исследованы закономерности процесса вымораживания влаги, из. творожнош сыворотки в шнековом кристаллизаторе косвенного контакта.

Разработана математическая модель процесса* работы шнекового кристаллизатора.

Проведено комплексное исследование качественных показателей творожной сыворотки, сконцентрированной методом вымораживания.

Практическая значимость работы. На основании комплекса исследований, проведенных в лабораторных и-производственных условиях, доказана, целесообразность применения метода вымораживания для концентрирования творожной сыворотки.

Разработана оригинальная конструкция кристаллизатора для концентрирования жидких продуктов с возможностью проведения процессов образования кристаллов льда, их роста и отделения от сконцентрированного продукта, в одном аппарате. Новизна технического решения подтверждена патентом РФ № 2344722.

Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертации доложены и обсуждены на XLV, XLVI, XLVII и XLVIII отчетных научных внутривузовских конференциях Воронежской государственной технологической академии, на III Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (приоритеты развития)» (г. Воронеж, 2009 г.), на II Международной научно-технической конференции «Новое в технологии и технике пищевых производств» (г. Воронеж, 2010 г.).

Разработки автора демонстрировались на международных постоянно действующих выставках «Воронежский промышленный форум», «Продторг» и отмечены двумя дипломами.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК для защиты кандидатских и докторских диссертаций, 1 патент РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и результатов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 158 страницах машинописного текста, содержит 79 рисунков и 9 таблиц. Список литературы включает 108 наименований, в том числе 8 на иностранных языках. Приложения к диссертации представлены на 29 страницах.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Доказано преимущество концентрирования творожной сыворотки вымораживанием по сравнению со способом вакуумного выпаривания методами хроматографического анализа аминокислотного состава, а также спектрального и физико-химического анализов.

2. Оценено влияние режима охлаждения на образование и рост кристаллов- льда с помощью исследования охлаждения творожной сыворотки методом термического анализа.

3. Установлена связь между начальным содержанием сухих веществ, криоскопической температурой и долей вымороженной влаги при концентрировании.

4. Определены оптимальные режимы вымораживания влаги из творожной сыворотки в шнековом кристаллизаторе с очищаемой теплообменной поверхностью, обеспечивающие максимальную величину кратности концентрирования и минимальное значение удельных энергозатрат процесса вымораживания: температура стенки испарителя 257,23.258,27 К; начальное содержание сухих веществ 5,72. 13,79 %; частота вращения шнека 0,096.0,147 с'1.

5. Исследовано влияние температуры, содержания сухих веществ в исходном продукте и частоты вращения шнека на количество вымороженного льда и величину потерь сухих веществ продукта, уносимых с вымороженным льдом.

6. Исследована зависимость, содержания сухих веществ в сконцентрированном продукте от содержания сухих веществ в исходном продукте.

7. Разработана математическая модель процесса работы шнекового кристаллизатора.

8. Разработана конструкция кристаллизатора для концентрирования жидких продуктов, позволяющего обеспечить однородность кристаллов льда с целью лучшего их отделения от сконцентрированного продукта, интенсификацию процесса теплообмена, возможность проведения процессов кристаллизации и

разделения в одном аппарате, а также снижение энергозатрат на процесс концентрирования.

9. Годовой экономический эффект от использования предложенного метода концентрирования составляет 7556,9 тыс. руб. при сроке окупаемости линии 4 месяца.

1. А. с. № 1223945, СССР; МПК7, В 01 Б 9/04. Устройство для концентрирования растворов вымораживанием Текст. / Авт. изобрет. Денисов Ю.П. — Одесский технологический институт холодильной- промышленности; заявл. 17.10.84; опубл. 15.04.86, Бюл. № 14.

2. Аврааменко, В.Н. Инфракрасные спектры пищевых продуктов. Справочное пособие Текст. / В.Н. Аврааменко, М.П. Есельсон, А.А. Заика. Под общ. ред. В.Д. Попова. -М.: Пищевая промышленность, 1974. 175 с.

3. Аврааменко, В.Н. Спектральный анализ в пищевой промышленности Текст. / В.Н. Аврааменко, М.П. Есельсон. М.: Пищевая промышленность, 1979.- 183 с.

4. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий Текст. / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. М.: Наука, 1976.-280 с.

5. Алиева, Л.Р. Международная конференция по молочной сыворотке Текст. /Л.Р. Алиева // Молочная промышленность. 2008. - № 11. - С. 40.

6. Амосов, А.А. Вычислительные методы для инженеров Текст. / А.А. Амосов, Ю.А. Дубинский, Н.В. Копченова. М.: Высшая школа, 1994. - 544 с.

7. Антипов, С.Т. Тепло- и массообмен при концентрировании жидких сред вымораживанием Текст. / С.Т. Антипов, В.Е. Добромиров, В.Ю. Овсянников; Воронеж, гос. технол. акад. Воронеж, 2004. - 208 с.

8. Ахназарова, С.Л. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии Текст. / C.J1. Аназарова, В.В. Кафаров. -М.: Высш. шк., 1985. 372 с.

9. Барабанные-морозильные аппараты Текст. / Н.В. Фомин, Б.М. Ме-нин, В.Б. Ржевская, Э.И. Гуйго. Под общ. ред. Э.И. Гуйго. JI: Машиностроение, 1986.- 160 с.

10. Берг, Л.Г. Введение в термографию Текст. / Л.Г. Берг. М.: Наука, 1969.-395 с.

11. Бобков, В!А. Производство и применение льда Текст. / В.А. Бобков. — М.: Пищевая-промышленность, 1977. -232 с.

12. Богданов, С.Н. Холодильная техника. Свойства веществ Текст. / С.Н. Богданов, О.П. Иванов, A.B. Куприянова: Справочник. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1985. -208 с.

13. Бражников, A.M. Концентрирование жидких пищевых продуктов методом вымораживания Текст. / A.M. Бражников, В.В. Шевельков, В.В. Ломакин, Г.Т. Репина. Обзорная информация. Холодильная промышленность и транспорт. М.: ЦНИИТЭИмясомолпром, 1976. - 24 с.

14. Буртов, O.A. Методы концентрирования соков и вин Текст. / O.A. Буртов, Н.И. Разуваев. Обзорная информация. М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1971.-35 с.

15. Варгафтик, Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей Текст. / Н.Б. Варгафтик. М.: Наука, 1972. -725 с.

16. Василисина, В.В. Повышение качества сгущенных концентратов молочной сыворотки Текст. / В.В. Василисина, П.Г. Нестеренко, А.И. Казначеев: Обзорная^информация. М.: ЦНИИТЭИММП, 1986. - 33 с.

17. Вейник, А.И. Теория затвердевания отливок Текст. / А.И. Вейник. -М.: Машгиз, 1960.-435 с.

18. Веригищ А.Н. Кристаллизация, в, дисперсных системах Текст. /

19. A.Н. Веригин, И:А-. Щупляк, М.Ф:1 Михалев. Л.: Химия, 1986. - 248 с.

20. Вукалович, М.П. Термодинамика Текст. / М.П. Вукалович, И:И Новиков. М.: Машиностроение, 1972*. — 670 с.

21. Гельперин, Н.И. Основы техники кристаллизации расплавов Текст., / H.H. Гельперин, Г.А. Носов. М.: Химия, 1975. - 351 с.

22. Герасимов, A.B. Определение лактозы с применением методов высокоэффективной тонкослойной, хроматографии и- компьютерной: хроматоденси-тометрии Текст. / A.B. Герасимов // Хранение и переработка сельхозсырья. -2000.-№ 10.-С. 60 -63.'

23. ГОСТ 5867-90. Молоко и молочные продукты. Методы определения жира Текст. Введ. 1990 - 07 - 01. - М.: Госстандарт СССР: Изд-во стандартов, 1990.- 14 с.

24. Грачев, Ю.П. Математические методы планирования эксперимента Текст. / Ю.П. Грачев, Ю.М. Плаксин. М.: ДеЛи принт, 2005. - 296 с.

25. Грачев, Ю.П. Моделирование и оптимизация тепло- и массообменных процессов пищевых производств Текст. / Ю.П. Грачев, А.К. Тубольцев,

26. B.К. Тубольцев. -М.: Легкая:и пищевая промышленность, 1984. -215 с.

27. Громов, М.А. Обобщенная формула для расчета теплопроводности молочных продуктов Текст. / М.А. Громов // Молочная, промышленность. -1985.-№6.-С. 34-35.

28. Громов, М.А. Теплофизические характеристики молочной сыворотки Текст. / М.А. Громов // Молочная промышленность. 1987. - № 4. - С. 28 - 29.

29. Донская, Г.А. Эффективные технологии использования молочной сыворотки Текст. / Г.А. Донская, Г.В. Фриденберг // Молочная промышленность. 2009. - № 12.-С. 38-40.

30. Евдокимов, И.А. Рациональная переработка молочной- сыворотки Текст. / И.А. Евдокимов, В.В. Костина, С.А. Рябцева, В.Г. Папин // Молочная промышленность. 1996. - № 4. - С. 11-16.

31. Евдокимов, И.А. Современное состояние и перспективы использования лактозосодержащего сырья Текст. / И.А. Евдокимов // Известия вузов. Пищевая технология. — 1997. — № 7. С. 15-17.

32. Евдокимов, И.А. Современное состояние переработки молочной сыворотки Текст. / И.А. Евдокимов, А.Г. Храмцов, П.Г. Нестеренко // Молочная промышленность. 2008. - № 11. - С. 36 - 40.

33. Иванов, В.И. Испарительное замораживание и сублимационная сушка Текст. / В.И. Иванов, С.М. Бражников // Холодильная техника, 1993. № 1. -С.9-11.

34. Илюхин, В.В. Зарубежное оборудование для быстрого замораживания пищевых продуктов: Текст. / В.В. Илюхин: Обзор. М.: ЦНИИТЭИЛЭПище-маш, 1970.-44 с.

35. Илюхин, В.В. Оборудование для криоконцентрации пищевых продуктов Текст. / В.В. Илюхин, Б.М. Ляховицкий, Ю.П. Ермаков. М.: ЦНИИТЭИ-ЛЭПищемаш, 1975: — 56 с.

36. Инихов, Г.С. Методы анализа молока и молочных продуктов Текст. / Г.С. Инихов, Н.П. Врио. М.: Пищевая промышленность, 1971. - 423 с.

37. Казначеев, А.И. Криоконцентрирование молочной сыворотки: Авто-реф. дис. канд. техн. наук: 05.18.04 Текст. / А.И. Казначеев. ВНИИ комплексного использ. молоч. сырья. Москва, 1988. - 24 с.

38. Карслоу, Г. Теплопроводность твердых тел Текст. / Г. Карслоу, Д. Егер. Под ред. A.A. Померанцева. М.: Наука, 1964. - 487 с.

39. Комяков, О.Г. Способы концентрирования жидких пищевых продуктов Текст. / О.Г. Комяков. Пищ. пром-сть: обзорн: информ. М.: ВНИИТЭИ-Агропром, 1979. - 24 с.

40. Комяков, О.Г. Техника и* технология процесса криоконцентрирования жидких пищевых продуктов Текст. / ОТ. Комяков, O.A. Филлипенко. -.М.: АгроНИИТЭИММП, 1979. 24 с.

41. Кретов, И.Т. Влияние концентрирования на аминокислотный состав творожной сыворотки Текст. / И.Т. Кретов, В.Ю: Овсянников, C.JI. Панченко // Пищевая промышленность. 2010. - № 1. - С. 44 - 45.

42. Кретов, И:Т. Использование вымораживающих- установок дляфазде-ления компонентов коллоидных растворов Текст.' / И.Т. Кретов,

43. B.Ю. Овсянников, C.JI. Панченко // Модернизация существующего и разработка новых видов оборудования для пищевой промышленности: сб. науч. тр. Воронеж. гос. технол. акад. Воронеж, 2005. -№ 15 - С. 77 - 78.

44. Кретов, И.Т. Кристаллизатор для концентрирования жидких пищевых продуктов методом вымораживания Текст. / И.Т. Кретов, В.Ю. Овсянников,

45. C.JI. Панченко // «Инновационные технологии и оборудование для пищевой, промышленности (приоритеты развития)». Материалы III Международной научно-технической конференции. В 3 т. / Воронеж, гос. технол. акад. — Воронеж, 2009. -Т.2. С. 161-163.

46. Кретов, И.Т. Кристаллизатор для концентрирования жидких продуктов Текст. / И.Т. Кретов, В.Ю. Овсянников, C.JI. Панченко // Материалы XLVII отчетной научной конференции за 2008> г. В 3 ч. / Воронеж, гос. технол. акад. -Воронеж, 2009. 4.2. - С. 11.

47. Кретов, И.Т. Технологическое оборудование: предприятийшищеконцен-тратной промышленности? Текст. / И.Т. Кретов, А.Н. Остриков, В.М. Кравченко.,- Воронеж: Издательство Воронежского университета, 1996. 448 с.

48. Кретов, ИЖ Установка для концентрирования жидких сред вымораживанием Текст. / И.Т. Кретов, ВТО: Овсянников, С.Л> Панченко// Материалы XLVI отчетной научной конференции за 2007 г. В 3 ч. / Воронеж, гос. технол. акад. Воронеж, 2008. - 4.2. - С. 11.

49. Кристаллизация и физико-химические свойства кристаллических веществ Текст. / Е.В; Хамскищ.Е.А. Иодзерская, Б.М. Фрейдищ А.Н. Быкова. -Л.: Наука, 1969.- 135 с.

50. Лугинин, М.И. Разработка и исследование струйного криоконцентра-тора жидких продуктов: Диссертация . кандидата технических наук: 05.04.03 Текст. / М.И Лугинин. Дагестан, гос. техн. ун-т. Махачкала, 2008. - 138 с.

51. Лыков, А.В; Теория теплопроводности * Текст. / A.B. Лыков; М.: Высшая школа; 1967. - 599 с.

52. Лыков, A.B. Тепломассообмен Текст. / A.B. Лыков. Справочник. -М.::Издательство!Энергия, 1972. 585 с.56i. Львовский, E.Hv Статистические' методы построения эмпирических (формул Текст. / E.H. Львовский. М.: Высшая школа, 1982. - 224 с.

53. Любов, Б.Я. Теория кристаллизации в больших объемах Текст. / Б.Я. Любов. М.: Наука, 1975. -256 с.58; Маллин;. Д.У. Кристаллизация Текст. / Д.У. Маллин: перевод с английского, под ред. В.Н. Вигдоровича. Металлургия, 1975. - 324 с.

54. Математическое моделирование детерминированных технологических и технических систем Текст.' / В.В. Сысоев, М.Г. Матвеев, Ю.В. Бугаев. Воронеж. :ВТИ, 1994.-80 с.

55. Матусевич, ЛИ: Кристаллизация из растворов в химической промышленности Текст. / Л.И. Матусевич. Mi: Химия,1 1968. - 303 с.

56. Мелихов, И.В. Сокристаллизация Текст. / И.В. Мелихов, M.G. Меркулов. М.: Химия, 1975. - 279 с.

57. Митчелл, Дж. Акваметрия- Текст. / Дж. Митчелл, Д." Смит. Пер. с англ. Под ред. Ф.Б. Шермана. М.: Химия; 1980. -600 с.

58. Накамото, К. ИК-спектры и спектры KP неорганических и координационных соединений Текст. / К. Накамото. Под ред. Ю.А. Пентина. М'.: Мир, 1991.-535 с.

59. Наканаси, К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений Текст. / К. Наканаси. Под ред. A.A. Мальцева. М:: Мир, 1965. - 216 с.

60. Нестеренко, П.Г. Использование сывороточных концентратов в хлебопекарной и кондитерской промышленности Текст. / П.Г. Нестеренко, В.В. Василисина, А.Н. Костина. Обзорная информация. М.: АгроНИИТЭИММП, 1986.-32 с.

61. Овсянников, В.Ю. Особенности холодильных машин и установок для разделения вымораживанием Текст. / В. Ю. Овсянников, С. Л. Панченко // Пищевая инженерия. Вып. 1 / Воронеж, гос. технол. акад. Воронеж, 2007. - С. 56.

62. Овсянников, В.Ю; Оценка эффективности применения концентрирования вымораживанием Текст. /В.Ю. Овсянников, СЛ. Панченко // Материалы XLV отчетной научной конференции за 2006 г. В 3 ч. / Воронеж, гос. технол. акад. Воронеж, 2007. - 4.2. - С. 12.

63. Оносовский, В.В. Моделирование и оптимизация холодильных установок Текст. /В.В. Оносовский. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1990. - 208 с.

64. Остапчук, Н.В. Основы математического моделирования процессов) пищевых производств Текст. / Н.В. Остапчук. Киев: Выща школа, 1991. - 368 с.

65. Павлов, В.А. Применение метода ультрафильтрации для обработки творожной сыворотки Текст. / В.А. Павлов, Н.Г. Новиков, Н.С. Куролап // Известия вузов. Пищевая технология. 1985. - № 3. — С. 53 — 58.

66. Пап, Л. Концентрирование вымораживанием Текст. / Л. Пап. Пер. с венг. Под ред. О.Г. Комякова. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982.-97 с.

67. Пат. № 2344722, Российская Федерация, МПК7 А 23 Ь 2/08. Кристаллизатор для концентрирования жидкостей Текст. / Кретов И.Т., Овсянников В.Ю., Панченко С.Л. Воронеж, гос. технол. акад. - № 2007106340; заявл. 19.02.2007; опубл. 27.01.2009, Бюл. № 3.

68. Пен, Р.З. Статистические методы моделирования и оптимизации процессов целлюлозно-бумажного производства Текст. / Р.З. Пен. Красноярск: КГУ, 1982. - 192 с.

69. Петухов, Б.С. Теплообмен и сопротивление при ламинарном течении жидкости в трубах Текст. / Б.С. Петухов. М., Энергия, 1967. - 411 с.

70. Производственно-технический контроль и методы оценки качества мяса, мясо- и« птицепродуктов Текст. / А.Г. Волкова, М.А. Подлегаев, В.Н. Русаков, Г.Л. Солнцева. М.: Пищевая промышленность. - 1974. - 247 с.

71. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений Текст. / Е.И. Пустыльник. М.: Наука, 1968. - 288 с.

72. Рудинов Л.П. Статистические методы оптимизации химико-технологических процессов Текст. / Л.П. Рудинов. -М.: Химия, 1972. 200 с.

73. Синкевич, Т. Молочная сыворотка: переработка и использование в агропромышленном комплексе Текст. / Т. Синкевич, К.Л. Ридель. Под редакцией и с предисловием H.H. Липатова. М:: Агропромиздат, 1989. - 270 с.

74. Стрэнк, Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками Текст. / Ф. Стрэнк. Л.: Химия, 1975.-384 с.

75. Сыворотка молочная. Технические условия. ОСТ 10-213-97 (взамен ОСТ 10-02-023-87) Текст. / Всероссийский научно-исследовательский институт маслоделия и сыроделия. Углич, 1997. 14 с.

76. Тодес,. О.М. Кинетика процессов, кристаллизации и конденсации Текст. / О.М". Тодес // В сб.: Проблемы кинетики* и< катализа: М.: Изд. АН СССР. - 1949. -№ 7 - с. 91 - 122:

77. Храмцов, А.Г. Вторичные-сырьевые ресурсы молочной промышленности и пути их рационального использования в условиях, рыночной экономики Текст. / А.Г. Храмцов // Известия вузов. Пищевая технология. 1999. - № 5 -6.-С. 14-17.

78. Храмцов, А.Г. Молочная сыворотка Текст. / А.Г. Храмцов. М.: Пищевая промышленность, 1979. - 270 с.

79. Храмцов, А.Г. Переработка и использование молочной сыворотки. Технологическая тетрадь Текст. / А.Г. Храмцов, П.Г. Нестеренко, В.А. Павлов, Г.И. Холодов, И. А. Евдокимов, Д.Н. Лодыгин. М.: Росагропромиздат, 1989. - 272 с.

80. Храмцов, А.Г. Полное и рациональное использование молочной-сыворотки на принципах безотходной технологии Текст. / А.Г. Храмцов, C.B. Ва-силисин. Ставрополь: ИРО, 1997. - 120 с.

81. Храмцов, А.Г. Прогнозирование напитков на.основе молочной сыворотки Текст. / А.Г. Храмцов, C.B. Василисин, И.А. Евдокимов, Т.С. Воротникова // Молочная промышленность. 1996: - № 5. - С. 18 — 19.

82. Храмцов, А.Г. Производство сгущенных концентратов на основе молочной сыворотки Текст. / А.Г. Храмцов, П.Г. Нестеренко, В.В. Василисина, Н.И. Волкова: Обзорная информация. -М:: АгроНИИТЭИММП, 1992: 52'с.

83. Храмцов, А.Г. Справочник мастера по промышленной переработке молочной сыворотки Текст. / А.Г. Храмцов, C.B. Василисин. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. 172 с.

84. Храмцов, А.Г. Технология продуктов из молочной сыворотки Текст. / А.Г. Храмцов, П.Г. Нестеренко. М.: ДеЛи принт, 2004. - 587 с.

85. Хроматография. Практическое приложение метода. В 2 ч. Ч. 1 Текст. / Под ред. Э. Хефтмана. М.: Мир, 1986. - 336 с.

86. Чижов, Г.Б. Тепло физические процессы в холодильной технологии пищевых продуктов Текст. / Г.Б. Чижов. М.: Пищевая промышленность, 1979.-272 с.

87. Bennet, R.G. Text. / R.G Bennet, Н. Fiedelman, A.D. Randolph. // Progr. Sump. 1973, vol 69. - № 7, - p. 86 - 89.

88. Harriot, R. The Growth of Ice Crystals in a stirred Tank Text. / R. Harriot // A.J. Ch. E.J. 1967, vol. 13. - № 4, - p. 210 - 214.

89. Muller, J. Recent development in crystallization of ice as applid to freeze-concentration Text. / J. Muller. Annexe, 1966. 3 Bulletin d'lnstitut International du Froid, Paris, 15-25.

90. Occurt, C. The Secondary Refrigerant Freezing Process: A. mathematical Study Text. / C. Occurt, O. Forrest. R. and D. Progress Report, 1968 - № 365, OSW, Washington. - 158 p.

91. Pelt, W. The economics of freeze-concentration and its potential fields of application. Text. / W. Pelt // Separation* process by membranes, ion exchange and freeze-concentration in food industry. Int. Symposium. Paris, 1975. - p. 17-25.

92. Prakash, C.B. Direkt Contakt Heat Transfer between two immishible Liguids during vaporusation Text. / C.B Prakash, K.L. Pinder // The Canadian Journal of Chem. Eng. 1967, vol. 45. - № 4. - p. 210 - 214.

93. Siedeman, S. Direct Contact Heat Transfer with change of Phase Text. / S. Siedeman, J. Isenberg // Paper presented at the second European Simposium of Fresh water from the Sea Athens. Creese European of Chemical Eng., 1967, Mai.

94. Smith, P. Freeze concentration of fruit juices and beer Text. / P. Smith // ASHRAE Journal.-1965,-№ 6.-p. 87-91.