автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Исследование вязкости жидких сред пищевой технологии на усовершенствованном аппарате и на основе модели "состав - структура - свойство"

На правах рукописи

Макеева Оксана Валерьевна

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЯЗКОСТИ ЖИДКИХ СРЕД ПИЩЕВОЙ ТЕХНОЛОГИИ НА УСОВЕРШЕНСТВОВАННОМ АППАРАТЕ И НА ОСНОВЕ МОДЕЛИ «СОСТАВ - СТРУКТУРА - СВОЙСТВО»

ииз 17Ю44

Специальность 05 18 12-Процессы и аппараты пищевых производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-и

Москва-2008

003171044

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении Высшего профессионального образования «Московский государственный университет" 9 технологий и управления» (МГУТУ)

Научный руководитель доктор физико-математических наук, профессор

Краснов Андрей Евгеньевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Юдаев Василий Федорович доктор технических наук, профессор Тарасов Константин Иванович

Ведущая организация: Государственное научное учреждение Всероссийский Научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии

Защита диссертации состоится 20 июня 2008 года в 12 часов на заседании Диссертационного Совета Д212 122 05 при Московском государственном университете технологий и управления по адресу 109316, г Москва, ул Талалихина, д 31,ауд 41

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУТУ по адресу 109004, г Москва, ул Земляной Вал, д 73

Автореферат разослан «$)0 » мая 2008 года

Ученый секретарь Диссертационного Совета, к т н , доцент У]А / Николаева С В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Повышение эффективности процессов производства в пищевой биотехнологии, техническое перевооружение и реконструкция оборудования требуют использования высокоточных расчетов, как самих процессов производства, так и свойств готовой продукции

Производство ликероводочных излетим в настоящее время превратилось в одну из самых прибыльных офаслеи пишеиои промышленноеш, однако оснащенность предприятии в нашей стране и применяемые на них производственные и информационные технологии не веет да С001ветс1в}-ют уровню международных стандартов и требуют дальнеишеп модернизации и совершенствования

Совершенствование технологических процессов и оборудования позволит производить тикероводочную продукцию с прогнозируемыми параметрами и высокою качества Оптимизация процесса и ею атшарапюю обеспечения создаст условия для освоения новых рынков сбыта продукции и представления данной продукции в товарных нишах более высоких ценовых категорий что обуславливает окупаемость затрат на модернизацию и получение дополнительной прибыли Применение системною подхо та при создании технологических линий и компьютерное моделирование процессов позволят создать более универсальное оборудование и снизить себестоимость производства ликероводочнон продукции

Технология получения ликероводочных изделии включает такие операции как разделение жидких неоднородных сис1ем (фильтрование) перемешивание в жидкой среде, концентрирование, стерилизация, транспортировка по нроизводственнои линии и др . связанные с процессами переноса тепла и массы Теория этих процессов, а также расчет и проектирование механизмов и аппаратов для их реализации требует знания те-илофизическнх и физико-механических хараыеристпк воды и спирта и, в первую очередь таких свойств, как плотность и вязкость Вместе с тем в справочной и технологической литературе имеется весьма 01раничен-

нг.ти объем таких данных, не всегда достоверных и согласованных между собой Эш данные трудно иснольювать в практических расчетах иьза не-правнтьного выбора объективных критериев и факторов, идентифицирующих объекты исследования

С друтой стороны, информация о физико-механических свойствах воды и спирта представпяет научную ценность, поскотьку она служит для раз-вишя представлении о свойствах и сгроении сложных биоло! ических, химических и механических систем

Моделирование таких биотехнологических объектов, как пищевые продукты, целесообразно осуществлять на стадии составления рецептурных смесей, т к именно на этой стадии происходит «закладка» качества готовой продукции Параметрами рецептурных смесей можно управлять в процессе их составления для получения (с большей долей вероятности) продуктов заданного качества

Исаак Ньютон впервые ввел понятие вязкости и установил основной закон вязкого течения Теоретические объяснения вязкости описаны в работах Френкиля Я И , Полухина В А , Гиршфельдера Дж , Берда Р , Эрдей - Груза Т, Темпсрли Г , Ротт а Л А , Смирновой Т Л , Пригожего И Р

Настоящая работа посвящена исследованию зависимости вязкости и контролю качества жидких пищевых сред на основе модели «состав - структура - свойство», основы которой были заложены в трудах д ф -м н , профессора МГУТУ Краснова А Е

Цель и задачи работы. Целью настоящей работы является повышение каче-сгва процесса производс1ва ликероводочных изделии, ну1ем усовершенствования аппарата смешения ингредиентов и оперативного оценивания качества ликероводочных шде пш на основе исследования вяжосгн жидких пищевых срет с применением модели межмолекулярного взаимодействия

Задачами диссертационной работы, в соответствии с поставленной целью, являются

- экспериментальное определение коэффициентов кинематической и динамической вялости жидких сред (на примере водно-снирювой смеси) методом вискозиметрии

- исследование зависимости функционально-технологических свойств жидких сред пищевой биотехнологии от их состава и структуры,

- разработка модели «состав - структура - свойство» для жидких пищевых сред,

- разрабо!ка меюдикн расчет вязкосш смесей в исследованием диапазоне концентрации,

- разработка лабораторной установки для определения коэффициентов вязкости жидких сред,

- усовершенствование аппарата для перемешивания игредиентов ликеро-водочных изделий

Научная новизна работы. В диссертации впервые были разработаны

1 Модель «состав - структура - свойство» для жидких сред, учитывающая на основе равновесной статистической термодинамики факторы парных межмолекулярных взаимодействий, которая позволила построить зависимость инструментальных показателей качества жидких сред от мольных долей их компонентов

2 Лабораторная установки для определения коэффициентов вязкости жидких пищевых сред

3 Метод оценивания парных межмолекулярных взаимодействий в водно-спиртовых смесях по их физико-химическим показателям (вязкость, водородный показатель рН, теплоемкость, теплопроводность)

Практическая значимость работы. Полученные в диссертационной работе результаты позволяют 1 Оперативно оценивать факторы межмолекулярных взаимодействий в бинарных растворах по их физико-химическим показателям для контроля качеств изделий

2 Оптимизировать состав ликероводочных изделий для получения продуктов заданного качества

На защиту выносятся основные положения разделов научная новизна и практическая значимость работы

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на следующих научных форумах Межвузовской научно-практической конференции «Стратегии развития пищевой промышленности», Нижний Новгород, филиал МГУТУ, 2007, IV Научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития экономики и образования в рыночных условиях», Волоколамск, филиал МГУТУ, 2007

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ, которые включают в себя 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК, 5 статей в сборниках трудов научных конференций

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы Работа изложена на 119 страницах основного текста, содержит 10 таблиц, 21 рисунков и список литературы, включающий 194 наименования

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении приведено обоснование актуальности темы диссертации Раскрытая научная новизна и практическая ценность, приведены результаты апробации и реализации научно-технических результатов работы Во введении рассмотрена структура диссертации В первой главе приведены методы измерений и расчета вязкости жидких сред пищевой биотехнологии Приведен анализ современного состояния теории вязкости жидких сред

Изучение растворов является одной из важнейших задач современной пищевой технологии, поскольку понимание процессов, происходящих в них, необходимо для успешного решения многих научных и практических задач Центральной проблемой при изучении жидких смесей является построение адекватной модели структуры растворителя, которая необходима для описа-

ния свойств растворов в широком диапазоне концентраций растворенных веществ, в особенности при малых концентрациях растворенных веществ В этой концентрационной области отмечается существование нелинейных эффектов (экстремум на зависимостях состав - свойство) как для водных, так и неводных растворов

На основании проведенных в главе обобщений поставлены основные задачи исследования

Во второй главе рассмотрены модели функционально-технологических свойств жидких сред как многокомпонентных смесей

В главе приведены модели «состав - структура - свойство» жидких сред, основанные как на феноменологической теории структурной или пространственной неоднородности жидких сред, так и равновесной статистической термодинамики, объясняющей наноструктурную неоднородность жидких сред факторами межмолекулярных взаимодействий В главе приведены результаты оценивания факторов межмолекулярных взаимодействий в бинарных растворах по их физико-химическим показателям и оптическим спектрам молекулярного поглощения

Оценивание энергий межмолекулярных взаимодействий в бинарных растворах по их физико-химическим показателям

Зависимость любого физико-химического показателя У многокомпонентных жидких сред с учетом межмолекулярных взаимодействий описывается моделью

где Мп - молярные или мольные доли молекулярных компонентов л-го типа

определяемые энергией А17 взаимодействия компонентов жидкой среды и

N N

(Г) = (7)о +1Л1ХУптМпМт +Н, (1)

п=\т=\

N

(£Мт =1), а Хуп - вириальные коэффициенты

ее абсолютной температурой Т

Для бинарных смесей данная модель выглядит как

¥ = (¥)0 + Ху12М1М2+Н = {¥)0+^^М1М2, М1+М2=\ (3) Из (3) видно, что вириальные коэффициенты Хуп бинарных смесей, а следовательно, и энергии = ХУ12 кТ/(У)0 парных молекулярных взаи-

модействий могут быть оценены расчетным путем на основании измерений значений физико-химических показателей жидких сред и модели (3)

Решение данной задачи могло бы стать мощным средством управления качеством жидких сред

Рассмотрим подробнее решение данной задачи на примере водно-спиртовых смесей

Вода является важнейшим компонентом практически всех смесей в пищевой и других промышленностях Проблеме изучения свойств и наноструктуры воды с помощью рентгеновского и нейтронного структурных анализов, а также компьютерного моделирования посвящено большое число работ Показано, что наноструктура воды определяется надмолекулярными ассоциата-ми, имеющими три вида различных конфигураций, образованных сеткой водородных связей

С изменением состава бинарной смеси «вода - органический компонент» наблюдаются плавные структурные переходы с сохранением фрагментов надмолекулярной наноструктуры компонентов

Три вида конфигураций в неупорядоченной среде, каковой является водно-спиртовая смесь, по существу, являются тремя различными фракциями или фазами системы, между которыми происходит обмен молекулами, который часто называют химическим (иногда «физическим») обменом

Колебательно-вращательные движения молекул каждой из фаз приводят к интенсивному поглощению инфракрасного света в области среднего ИК-диапазона Низкочастотные биения в полосе 10 Гц, обусловленные обменом

молекулами между различными фазами, наблюдались в экспериментах по динамическому рассеянию когерентного света на водно-спиртовых смесях

Будем исследовать зависимости следующих физико-химических показателей водно-спиртового раствора

- водородный показатель рН,

- теплоемкость (V = с, Дж/(кг К)),

- вязкости ( У = Г), Н с/м2),

- теплопроводности (У = X, Вт/(м °С)

от вариации массовых долей Мс2н5он спирта и МНг0 воды

(Мс^!цОП + М= 1) при комнатной температуре (7,= 273 + 20 °С = 293 К,

кТ- 1,38*10'23*293 Дж = 404,34* 10-23 Дж)

Экспериментальные значения всех показателей водно-спиртового раствора и ошибки су их измерений приведены в таблицах 1—4

Таблица 1

Водородный показатель водно-спиртового раствора [101

МС2Н5ОН 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80

РН 7,35 7,53 7,52 7,77 7,84 7,86 7,92 7,98 8,03 8,25 8,29 8,40 8,59

°рН 0,01

Таблица 2

Теплоемкость водно-спиртового раствора, Дж/(кг К) [14]

МС2Н5ОН 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90

С 4,262 4,304 4,212 3,961 3,789 3,550 3,266 2,998 2,730

0,001

Таблица 3

Вязкость водно-спиртового раствора, Н с/м2 [15]

МС2П5ОИ 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90

Л 0,1548 0,2168 0,2670 0,2867 0,2832 0,2642 0,2369 0,1998 0,1601

0,0001

Таблица 4

Теплопроводность водно-спиртового раствора, Вт/(м иС) [13]

МС2Н5ОН 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90

X 0,565 0,536 0,483 0,434 0,389 0,343 0,304 0,267 0,238

Ск 0,001

Вириальные коэффициенты Хгп определим путем минимизации сред-неквадратичеекого отклонения зависимости (3) от экспериментальных зависимостей, приведенных в таблицах 1-4

В качестве зависимостей равновесных значений (^)0от массовой доли

спирта Мс2и5он в (3) будем брать сглаженные эмпирические зависимости

таблиц 1 - 4

В рассматриваемом примере бинарных смесей погрешности оХ12 оценивания вириальных коэффициентов Хгп совпадают с погрешностью измерения физико-химического показателя У, т е оХ12 = оу

Поэтому для точного определения вириальных коэффициентов Хуп необходимо проводить измерения физико-химических показателей с высокой точностью Однако, как мы увидим, на точность охп определения

влияет и знание характера зависимости (Г) от массовой доли М^/^о//

Так как зависимость (5 1 3) представлена в мольных долях М\ и М2, а табличные зависимости - в массовых долях и М, воспользуем-

ся соотношениями их перевода [14]

М^50Н = ' М"Ю = (4)

100 М, юол/,

-!—, М„л(9=-1

256-1,56Мх "2° 256-1,56М2

справедливыми для молекулярных масс спирта п1с2ч$ои= 46 и воды

тНг0= 15

Исходные эмпирические (табличные), сглаженные (тренд) и модельные (построенные по (3) зависимости физико-химических показателей водно-

спиртового раствора от массовой доли спирта приведены на рисун-

ках.! н- 4.

8,60 8,40 8,20 8,00 х 7,80 7,60 7,40 7,20 7,00 6,80 6,60

рн

-i.....Треод

-♦--Модель

0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 Массовая доля спирта

Рис. 1. Зависимость водородного показателя рН водно-спиртового раствора от массовой доли спирта.

5,000 4,500 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1 ,500 -1,000 -0,500 -0,000

_______

Теплоемкость -Тренд М од ель_

0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 Массовая доля сшрта

Рис. 2. Зависимость теплоемкости с водно-спиртового раствора от массовой доли спирта.

3,5000 -|

ТЕ 3,0000 -

О X 2,5000 ■

м "

О 2,0000 -

«

Л & 1,5000 ■

о м (4 1,0000 -

й 0,5000 -

0,0000 -

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0.7 0,8 0,9 Массовая доля спирта

Рис 3 Зависимость вязкости г) водно-спиртового раствора от массовой доли спирта

5 0,500 -со

Е£ 0,400 -8

^ | 0,300 -I ■в- ю

8 8. 0,200 ш с

6

5

0,100

0,000

"ни.

- Коэффициент теплого водности -Трещ

Модели

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Массовая доля спирта

0,3 0,9

Рис 4 Зависимость коэффициента теплопроводности X водно-спиртового раствора от массовой доли спирта

В таблице 5 представлены вириальные коэффициенты ХУ12, вычисленные с использованием метода наименьших квадратов по построенным зависимостям

Таблица 5

Вириальные коэффициенты Ху\г и энергия (ДС/12) межмолекулярного взаимодействия для водно-спиртового раствора при комнатной температуре 20 °С (кТ= 4,04 10"21 Дж)

рН У = с У=Х

Стон = 0,01 ос = 0,001 ст„ = 0,0001 а». = 0,001

0,051 +0 01 0,004 + 0 001 0,028 ±0 0001 0,053 + 0 001

0,030 1021 Дж 0,001 10"21 Дж 0,012 1021 Дж 0,051 1021 Дж

Как видно из таблицы 5, наблюдается разброс значений энергии (а^|2)

взаимодействия молекул спирта и воды в диапазоне (0,01 - 0,051) 10"21 Дж, что связано с использованием в качестве истинных зависимостей равновесных значений (У)0от массовой доли спирта Мс2н5он сглаженных эмпирических зависимостей, а также упрощенной моделью (3)

В действительности, наличие в воде и водно-спиртовых растворах сетки водородных связей приводит к тому, что молекулярное движение носит сложный коллективный характер

Поэтому более реалистическая модель физико-химических показателей водно-спиртовых растворов должна учитывать взаимодействия различных водно-спиртовых агрегатов

У = (У)0 + ХУ12М1М2 + ХуиМ{М3 + ХУ14М{М4 + . +

_1_ V V \Л \Л _1_ 17 ^ (5)

где Мх, М2, А/3 - мольные доли водно-спиртовых агрегатов

В третьей главе разработана лабораторная установка для определения коэффициента вязкости жидких сред, приведены результаты экспериментального исследования зависимости функционально-технологических свойств жидких сред от их состава

На основании известного метода вискозиметрии была разработана лабораторная установка, обеспечивающая строго вертикальное положение капилляра и неизменность этого положения в течение всего процесса работы Схема установки показана на рисунке 2

I1' Гл Г1Г.....11 л, 1_„

Рис. 5 Установка для измерения вязкости

Где А1 - аспиратор с водой, В 2 - капиллярная трубка длиной 1 = 120мм и радиусом г = 0,8 мм, ЮЗ- резервуар, С 4 - водяной манометр, Е 5 -кран, в 6 - емкость, 7 - воронка.

Установка жестко крепится на крышке термостата. Его конструкция предусматривает возможность проводить удаление исследуемого раствора, промывку, сушку и заливку нового раствора прямо в термостате.

Весьма существенное влияние на снижение погрешности измерения вязкости оказывает надежность поддержания температуры. Температура термостата контролируется термометром.

Через воронку (7) в сухой резервуар (3) заливают 20 мл смеси. Когда из аспиратора 1 выливается вода, давление в нем понижается и через капиллярную трубку (2) засасывается смесь. Разность давлений на концах трубки (2) измеряется водяным манометром (4). Для измерения секундного расхода смеси аспиратор (1) заполняют водой, открывают кран (5) и выжидают некоторое время, пока не установится стационарное течение (при этом разность уровней воды в манометре (5) будет постоянной). После этого, замечают время за которое вытекает определенное количество воды. Все данные заносятся в свод-

Порядок выполнения работы.

ную таблицу Одно деление шкалы манометра равно 2мм Шкала аспиратора градуирована в литрах

После окончания эксперимента проводится промывка резервуара очищенным от нелетучих примесей ацетоном Периодически вискозиметр обрабатывается хромовой смесью, затем многократно промывается бидистиллированной водой и сушится

В четвертой главе рекомендованы результаты диссертационной работы в процессах производства и контроля качества водки и ликероводочных изделий

Качество водок и ликероводочных изделий определяется аналитическими и органолептическими показателями

Аналитическими показателями являются содержание спирта, экстрактивных веществ, сахара, органических кислот, эфирного масла, кумарина

Работники заводских лабораторий с помощью объективных физико-химических методов анализа оценивают качество готовой продукции по аналитическим показателям, строго следят за их соответствием действующим стандартам и рецептурам Цветность изделий определяют колориметрические по набору цветных эталонов или на фотоэлектроколориметре

Значительно труднее объективно оценить вкус и аромат продукта, характеризующие потребительские качества изделий Эти показатели определяют органолептическим методом - дегустацией

Качество водки во многом определяется точностью соблюдения технологических параметров на всей производственной линии Однако добиться желаемых результатов бывает крайне непросто Препятствуют этому и оборудование, используемое на большинстве заводов, и так называемый «человеческий фактор»

Проблемы возникают уже при приготовлении сортировки (т е при смешивании воды и спирта), т к крайне желательно получить крепость этого раствора с высокой точностью Установка автоматического приготовления сортировки в потоке показана на рис 6 Такой метод не позволяет достигать высо-

кой точности смешивания Эти проблемы полностью исключаются при традиционном способе смешивания жидкостей Такое смешивание производится в емкостях с мешалками В емкость подают спирт и воду рис 6а, руководствуясь показаниями мерной шкалы , т к помимо значительной погрешности измерения объема с помощью мерной шкалы, наблюдается изменение температуры спирта и воды, а, соответственно, и их плотности и объема Это приводит к дополнительным ошибкам и необходимости делать перерасчет объемов с учетом температуры Каждая партия сортировки, приготовленная таким способом, требует анализа и корректировки

Эти проблемы можно исключають при использовании измерителя вязкости рис 66 Он позволяет получить водно-спиртовую смесь крепостью 37-45 градусов с относительной ошибкой 0,1% и доверительной вероятностью 0,95 Процесс смешивания управляется логическим контроллером Перед запуском в него вводятся данные о производительности, концентрации спирта и необходимой крепости раствора на выходе

Массашй

КЛОКОМ«*

Рис. 6а Схема получения водно-спиртовой смеси

Рис. 66 Схема получения водно-спиртовой смеси

Установка берет за основу расчета массу жидкостей, что дает возможность избежать ошибок, связанных с температурным изменением объема, и в постоянном режиме отслеживает концентрацию используемого спирта При ее изменениях оперативно регулируются зазоры впускных клапанов, меняя соотношение смешиваемых жидкостей Благодаря этому точность дозировки составляет ±0,1% В смесителе под разными углами закреплены лопатки, при обтекании которых создаются турбулентные завихрения, за счет чего происходит перемешивание

Одна из лимитирующих стадий производства водки и ликероводочных изделий - это процесс получения соответствующих сортировок и высококачественных ку-пажей

Существующая технология предусматривает гомогенизацию и распределение составляющих компонентов в купажной емкости путем механического перемешивания мешалками, либо проведением замкнутого циркуляционного цикла по схеме емкость -насос - емкость

Заменив купажиста компьютерной системой, удалось добиться высокой точности приготовления сортировки, уйти от «человеческих» ошибок Кроме того, применяемая система смешивания не требует большого парка емкостного оборудования (купаж воды и спирта происходит за счет перемешивания непосредственно в автоматизированном аппарате с мешалкой

Следующим этапом, оказывающим существенное влияние на качество будущей продукции, является процесс фильтрации через угольные колонки Соблюдение постоянной скорости фильтрации и температурного режима фильтруемой жидкости позволяет достичь наилучших органолептических показателей

Сортировка из смесительной установки поступает в напорную емкость, оснащенную датчиком уровня Датчик посылает сигналы на компьютер, который регулирует производительность смесительной установки и поддерживает уровень в напорной емкости Этим достигается постоянное давление жидкости, самотеком поступающей на угольные колонки Для поддержания постоянной скорости фильтрации на выходе из колонок установлены расходомеры и регулирующие клапаны, управляемые логическим контроллером

Для максимальной эффективности фильтрации необходим постоянный температурный режим Для этого на входе в угольные колонки устанавливается теплообменник, действия которого определяются логическим контроллером Получая информацию о температуре водно-спиртовой смеси, поступающей на фильтрацию, контроллер дает сигнал о подаче в теплообменник либо холодной воды из скважины, либо воды из отопительной системы, и приводит температуру фильтруемой жидкости в соответствие с параметрами, заданными технологом

Таким образом, функция человека на этапе фильтрации сортировки ограничена контролем показателей приборов Автоматические системы позволяют задавать оптимальные для производства параметры и четко их придерживаться Этим достигается очень высокое качество водки

Известно, что на органолептические показатели водки негативное влияние оказывают вода или спирт, которые обычно приходится добавлять после купажирования для приведения крепости продукта к стандарту Чем меньше их количество, тем ближе качество водки к идеалу Свести к минимуму эти объемы позволяет установка автоматического дозирования ингредиентов и установка для измерения коэффициента вязкости смеси

На входе дозирующей установки стоят измеритель плотности водно-спиртовой смеси и расходомер С их помощью система отсчитывает, сколько спирта попало в приемную емкость и какова его концентрация Запоминая и объемы добавляемых ингредиентов, она рассчитывает крепость получившегося раствора и вычисляет количество воды (обычно оно не превышает 0,1 -0,5%), которое надо добавить, чтобы крепость водки равнялась точно 40% об

Перед началом работы оператору нужно ввести в контроллер, управляющий действиями установки, информацию об объеме партии водки и выбирать рецептуру (контроллер может запоминать несколько десятков рецептур) В первые секунды после запуска система определяет свою готовность к работе проверяет, есть ли в наличии требуемый объем водно-спиртовой смеси, заполнены ли расходные бачки необходимыми ингредиентами, есть ли пустая емкость, способная принять партию, которую собираются изготовить Запуск происходит только после получения поло-

жительных ответов Все ингредиенты последовательно вносятся в аппарат с мешалкой, что создает прекрасное перемешивание

Эту систему удобно использовать как для приготовления различных по объему партий водок разной рецептуры, так и для выпуска очень больших партий одной рецептуры, с условием цикличного воспроизводства этой рецептуры при последовательном заполнении приемных емкостей Также ее можно применять при производстве слабоалкогольных напитков или ликеров

Применение системы снимает с обслуживающего персонала необходимость в расчете ингредиентов для производства каждой партии Задача значительно упрощается, сокращаясь до приготовления стандартных растворов и поддержания их постоянного уровня в емкостях

После выдержки готовый продукт подается в напорные емкости, из которых водка идет на розлив На этом этапе также установлены счетчики, показывающие, сколько водки отправлено в емкость и сколько ее ушло на розлив

Единственной проблемой автоматизации производства водки является необходимость научить сотрудников управлять контролирующей аппаратурой Несмотря на простоту ее использования, необходимы не только достаточно высокий уровень знаний обслуживающего персонала, но и моральная готовность применять эти знания в производственной практике

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Разработана модель «состав - структура - свойство» для жидких сред, учитывающая на основе равновесной статистической термодинамики факторы парных межмолекулярных взаимодействий, которая позволила построить зависимость инструментальных показателей качества жидких сред от мольных долей их компонентов

2 Разработана лабораторная установки для определения коэффициентов вязкости жидких пищевых сред

3 Разработан метод оценивания парных межмолекулярных взаимодействий в водно-спиртовых смесях по их физико-химическим показателям (вязкость, водородный показатель pH, теплоемкость, теплопроводность) СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1 Макеева О В Моделирование физических процессов // В сб тр III Научно-практической конференции «Моделирование как базовая составляющая алгоритмизации и программирования» - Калуга ЛИТ «КФ МГУТУ», 2006 - с 23-26

2 Макеева О В , Николаева С В , Красников С А Математическое моделирование в пищевой биотехнологии // В сб тр XIII Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности» том 2 - Москва, 2007 - с 134-135

3 Макеева О В Разработка модели определения вязкости (на примере жидких сред) // В сб тр Межвузовской научно-практической конференции «Стратегии развития пищевой промышленности» - Нижний Новгород, 2007 - с 26-29

4 Макеева О В Перспективы развития инженерного образования в курсах преподавания физики // В сб тр XIII Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии обучения в условиях глобализации рынка образовательных услуг» том 1 - Москва, 2007 - с 252-256

5 Макеева О В Разработка модели определения вязкости (на примере жидких сред) // В сб тр IV Научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития экономики и образования в рыночных условиях» - Волоколамск, 2007 - с 68-71

6 Макеева О В , Сартаков М В Исследование качества водок на основе математической модели определения коэффициента вязкости // Производство спирта и ли-кероводочных изделий, 2008 № 1 - с 26-29

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ И РАСЧЕТА ВЯЗКОСТИ ЖИДКИХ СРЕД ПИЩЕВОЙ ТЕХНОЛОГИИ.

1.1. Анализ современного состояния теории вязкости жидких сред.

1.2. Потенциалы межмолекулярного взаимодействия.

1.3 Гидрофобные эффекты в смеси вода трет-бутанол.

1.4. Модели функционально-технологических свойств гомогенных жидких сред.

1.5. Модели функционально-технологических свойств гетерогенныхжидких сред.:.

1.6. Цель и задачи работы.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖИДКИХ СРЕД ПИЩЕВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОТ ИХ СОСТАВА И СТРУКТУРЫ.

2.1. Исследование функционально-технологических свойств воды в пищевой промышленности.

2.2. Исследование межмолекулярных водородных связей спиртов.

2.3. Исследование водно-спиртовых смесей на основе математической модели определения коэффициента вязкости.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ВЯЗКОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖИДКИХ СРЕД ПИЩЕВОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ ОТ ИХ СОСТАВА.

3.1. Экспериментальная установка и методика определения вязкости жидких сред (на примере водно-спиртовой смеси).

3.2. Метод экспериментального определения коэффициента вязкости.

3.3. Результаты экспериментальных исследований и их сравнение с известными данными.

ГЛАВА 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ, ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ В ПРОЦЕССАХ ПРОИЗВОДСТВА И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЛИКЕРОВОДОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ.

4.1. Аппаратная поддержка процесса производства. ликероводочных изделий.

4.2. Рекомендации использования результатов данной работы в процессах производства и контроля качества водки и ликероводочных изделий.

Повышение эффективности процессов производства в пищевой технологии, техническое перевооружение и реконструкция оборудования требуют использования высокоточных расчетов, как самих процессов производства, так и свойств готовой продукции.

Производство ликероводочных изделий всегда являлось одной из самых прибыльных отраслей пищевой промышленности, однако оснащенность предприятий в нашей стране и применяемые на них производственные и информационные технологии не, всегда соответствуют уровню международных стандартов и требуют дальнейшей модернизации и совершенствования.

Совершенствование технологических процессов и оборудования позволит производить ликёроводочную продукцию с прогнозируемыми параметрами и высокого качества. Оптимизация процесса и его аппаратного обеспечения создаст условия для освоения новых рынков сбыта продукции и представления данной продукции в товарных нишах более высоких ценовых категорий, что обуславливает окупаемость затрат на модернизацию и получение дополнительной прибыли. Применение системного подхода при создании технологических линий и компьютерное моделирование процессов позволят создать более универсальное оборудование и снизить себестоимость производства ликёроводоч-ной продукции.

Технология получения ликероводочных изделий включает такие операции как разделение жидких неоднородных систем (фильтрование), перемешивание в жидкой среде, концентрирование и др., связанные с процессами переноса теплоты и массы. Теория этих процессов, а также расчет и проектирование механизмов и аппаратов для их реализации требует знания теплофизических и физико-механических характеристик воды и спирта и, в первую очередь таких свойств, как плотность и вязкость. Вместе с тем в справочной и технологической литературе имеется весьма ограниченный объем таких данных, не всегда достоверных и согласованных между собой. Эти данные трудно использовать в практических расчетах из-за неправильного выбора объективных критериев и факторов, идентифицирующих объекты исследования.

С другой стороны, информация о физико-химических свойствах воды и спирта представляет научную ценность, поскольку она служит для развития представлений о свойствах и строении сложных биологических, химических и механических систем.

Ньютон пришел к изучению течения жидкостей, пытаясь моделировать движение планет Солнечной системы посредством вращения цилиндра, изображавшего солнце, в воде. В своих наблюдениях он установил, что если поддерживать вращение цилиндра, то оно постепенно передастся всей массе жидкости, а результаты его наблюдений были подробно отражены в трактате «О круговом движении в жидкостях» (1687 г.). Рассматривая эти явления, доступные непосредственному наблюдению, Ньютон приписывал их «недостатку скольжения» между частицами жидкости и использовал термин «attritus», т.е. трение. Впоследствии для описания подобных свойств жидкостей стали использовать термины «внутреннее трение» и «вязкость», получившие одинаковое распространение. Исторически, эти работы Ньютона положили начало изучению вязкости и реологии.

Дальнейшее развитие реологии связывают с работами Пуазейля, выполненными в середине XIX века с целью изучения закономерностей течения крови в сосудах. Для упрощения экспериментов Пуазейль моделировал течение воды в стеклянных трубках. Эти работы и привели его к открытию закона, впоследствии названного его именем. Он установил, что количество, воды, протекающей по трубке, прямо пропорционально четвертой степени диаметра трубки и первой степени давления. В том же XIX веке благодаря Бернулли, Кулону, Навье, Стоксу, Дарси, Шведову были выполнены важные работы по изучению вязкости. С тех пор всё большее число исследователей занимается вопросами вязкости и реологии, в связи с их большой значимостью для практики. В нашей стране работы в области вязкости и реологии связаны с П.А. Ребиндером, М.М.

Кусаковым, М.П. Волоровичем, Г.И. Фуксом и многими другими исследователями.

В наше время структурно-механические свойства сред и тел исследуют методами реологии — науки о деформациях и течении материальных систем.

Настоящая работа посвящена исследованию зависимости вязкости жидких пищевых сред на примере водно-спиртовой смеси и на основе модели «состав — структура - свойство», основы которой были заложены в трудах д.ф.-м.н., профессора МГУТУ Краснова А.Е., а так же контролю качества ликероводочных изделий.

Основные результаты исследований докладывались на следующих научных форумах: Межвузовской научно-практической конференции «Стратегии развития пищевой промышленности», Нижний Новгород, филиал МГУТУ, 2007; IV Научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития экономики и образования в рыночных условиях», Волоколамск, филиал МГУТУ, 2007

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Исследована зависимость функционально-технологических свойств жидких сред пищевой технологии от их состава и структуры.

2. Изучено влияние парных межмолекулярных взаимодействий в водно-спиртовых смесях на их физико-химические показатели.

3. Разработана лабораторная установка для определения коэффициентов вязкости жидких сред.

4. Разработана методика расчета вязкости жидких пищевых сред по данным лабораторной установки.

5. На базе разработанной установки проведены экспериментальные исследования зависимости вязкости от объемных долей спирта в водно-спиртовых смесях.

6. Экспериментально уточнено влияние парного межмолекулярного взаимодействия на коэффициенты кинематической и динамической вязкости водно-спиртовой смеси.

7. Для повышения эффективности контроля качества производства водки предложена модификация схемы производства водки путем непрерывного цикла измерения вязкости и оценивания параметров межмолекулярного взаимодействия.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Макеева О.В., СартаковМ.В. Исследование качества водок на основе математической модели определения коэффициента вязкости // Производство спирта и ликероводочных изделий, 2008. № 1. — с. 26-29

2. Краснов А.Е., Красников С.А., Макеева О.В., Сартаков М.В. Оптимальное управление составом многокомпонентных растворов для получения изделий с заданными свойствами.// Производство спирта и ликероводочных изделий, 2008. № 3. - с. 25-27

3. Макеева О.В. Моделирование физических процессов. // В сб. тр. III Научно-практической конференции «Моделирование как базовая составляющая^ алгоритмизации и программирования» — Калуга: ЛИТ «КФ МГУТУ», 2006. - с. 23-26.

4. Макеева О.В., Николаева С.В., Красников С.А. Математическое моделирование в пищевой биотехнологии // В сб. тр. XIII

Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности» том 2. — Москва, 2007. - с." 134-135.

5. Макеева О.В. Разработка модели определения вязкости (на примере жидких сред). // В сб. тр. Межвузовской научно-практической конференции «Стратегии развития пищевой промышленности» -Нижний Новгород, 2007. - с. 26-29.

6. Макеева О.В. Перспективы развития инженерного образования в курсах преподавания физики. // В сб. тр. XIII Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии обучения в условиях глобализации рынка образовательных услуг» том 1. - Москва, 2007. - с. 252-256.

7. Макеева О.В. Разработка модели определения- вязкости (на примере жидких сред). // В сб. тр. IV Научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития экономики и образования в рыночных условиях» — Волоколамск, 2007. - с. 68-71.

1. Дмитриева В.Ф., Прокофьев BJI. Основы физики, М.: Высшая школа, 2003. 8 с.

2. Френкель Я.И. Собрание избранных трудов. Т.З. Кинетическая теория жидкостей. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1959. - 460 е.,

3. Полухин В.А., Ухов В.Ф., Дзугутов М.М. Компьютерное моделирование динамики и структуры жидких металлов. М.: Наука, 1981. - 324 с.

4. Гиршфельдер Дж., Кертис Ч. Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей. -М.:Изд- во иностр. лит., 1961. —932 с.

5. БердР.,СтыоартВ., ЛайтфутЕ. Явления переноса.-М.: Химия, 1974г.-288с.

6. Эрдей Груз Т. Явления переноса в водных растворах. — М.: Мир, 1976595.

7. Физика простые жидкостей / Под ред. Г. Темпсрли, Дж. Роулинсона, Дж. Рашбрука, Пер. с англ. Под ред, Д.Н. Зубарева и Н. ,М. Плакиды. М.: Мир, 1971.-303 с.

8. Ротт Л.А. Статистическая теория молекулярных систем. М.: Наука, 1979. -280 с.

9. Смирнова Т. Л. Молекулярные теории растворов. Л.: Химия, 1987-320с

10. Пригожий И.Р. Молекулярная теория растворов. М.: Металлургии, 1990.- 360с.

11. Bingham Е.С. Fluidity and Plastisity. N.-Y.: Mc Graw-Hili; i922.

12. Phillippo II.W. Viscositat der killoide. Leipzig: Sieihkoplt, 1942.

13. Reiner M. Deformation, Strain and flow. N,-Y.: Interscience, I960.

14. Kincaid J.F. Eyring H., Steam A,E. The teory of absolute reaction rates and its application to viscosity diffusion in liquid state // Chem, Revs 1941, v. 28 № 2, p. 301-365 c.

15. Jorgensen W.L. Transferable intermolecular potential functions for water, alcohol and ethers. Application to liquid water. // J. Am. Chem. Soc.- 1981. -V.103. N.2. - P.335-340.

16. Jorgensen W.L., Chandresekhar J., Madura J.D., Impey R.W., Klein M.L. Comparison of simple potential functions for simulating liquid water. // J. Chem. Phys. 1983. - V.79. - N.2. - P.926-935.

17. Berendensen H.J.C., Postma J.P.M., van Gunsteren W.F., Hermans J. //In intrermolecular forces (ed. Pullman В.). Reidel: Dodrecht. - 1981. - P.331-342.

18. Soper A.K., Phillips M.G. A new determination of the structure at 25 degree-C. // Chem. Phys. 1986. - V.107. - N.l. - P.47-60.

19. Berendsen H.J.C., Grigera J.R., Straatsma T.P. The missing term in effective pair potentials. // J. Phys. Chem. 1987. - V.91. - N.24. - P.6269-6271.

20. Baez L.A., Clancy P. Existence of a density maximum in extended simple point-charge water. // J. Chem. Phys. 1994. - V. 101. - N.l 1. - P.9837-9840.

21. Alejandre J., Tildesley D.J., Chapela G.A. Molecular dynamic simulation of the orthobaric densities and surface tension of water. // J. Chem. Phys. 1995. -V.102. N.ll. - P.4574-4583.

22. Panhuis M.I.H., Patterson C.H., Lynden-Bell R.M. A molecular dynamics study of carbon dioxide in water: diffusion, structure and thermodynamics. // Mol. Phys. 1998. - V.94. - N.6. - P.963-972.

23. Bulliter S.R., van Gunsteren W.F. Protonizable water model for quantum dynamical simulations. // J. Chem. Phys. A. 1998. - V.102. N.24. - P.4669-4678.

24. Lemberg H.L., StilHnger F.H. Central force model for liquid water. // J. Chem. Phys. 1975. - V.62. N.5. - P.1677-1690.

25. Rahman A., Stillinger F.H., Lemberg H.L. Study of a central force model for liquid water by molecular dynamics. // J. Chem. Phys. 1975. - V. 63. N.l2. - P. 5223-5230.

26. Carney A.D., Curtiss L.A., Lanhoff S.R. Improved potential functions for AB2 molecules: water and ozone. // J. Mol. Spectrosc. 1976 - V.61. N.3. - P.371-381.

27. Bopp P., Jancso G., Heinzinger K. An improved potential for nonrigid water molecules in the liquid phase. // Chem. Phys. Lett 1983. - V.98. -P: 129-133;

28. Haughney M., Ferrario M., McDonald l.R. Molecular dynamics simulation^ of liquid methanol. //J. Phys. Chem. 1987.-V.91.- P.4394-4940.

29. Palinkas G., Hawlicka E., Heinzinger K. A molecular dynamics study of liquid methanol with a flexible three site model. // J. Phys. Chem. - 1987. - V.91.- N.16. P.4335-4341.

30. Вайсман И.И., Киселев М.Г., Иуховский Ю:П., Кссслер lO.M."MODYS"- пакет программ-для* молекулярно-динамическогомоделирования: Ивановой Институт Химии Неводных Растворов АН СССР. 1985.с

31. Schulman;E.Mi, Dwyer D;W., Doetschman S.C. Temperature and pressure of hydrogen bonding in liquid methanol studied by nuclear magnetic resonance. II JL Phys. Chem-.- 19901-V.941-N:8; P17308-7312.

32. Jorgensen W.L. Structure and properties of liquid methanol. II J; Am; Chem. Soc. 1980. - V.102. - N.2. - P.543-549.

33. Bai S., Yonker C.R. Pressure and temperature effects on the hydrogen-bond structures of liquid and supercritical fluid. Methanol. // J. Phys.Chem. A. 1998. -V.102. - N.45. - P.8641-8647.

34. Nartcn A.H., Habenschuss A. Hydrogen bonding of liquid methanol and ethanol by X-ray diffraction; // J: Chem. Phys. 1984. - V.80. - N.7. - P.3387-3391.

35. Sarkar S., Joarder R.N. Molecular clusters and correlation in liquid methanol at room temperature: IIJ! Ghem. Phys. 1993. - V.99. - N.l. - P.2032-2039;

36. Дуров В.А. Структурная поливариантность ассоциативных образований и ее проявленияш макроскопических свойствах жидких систем. // Журн. физ. химии;.- 1992. -Т.66. -N.l. С.211-224.

37. Czeslik C., Jonas J. Pressure and temperature dependence of hydrogen-bond strength in methanol clusters. II Chem. Phys. Lett. 1999:- V.302.- N.5/6. - P.633-638;

38. Magini M., Paschina G., Piccaluda G. On the structure of methyl-alcohol at room temperature. // J. Ghem. Phys. 1982. - V.77. - N.4. -P;2051-2056.

39. Ryckaert J'.-P., Bcllemans A. Molecular dynamics of liquid n-butane near itsboiling point: // Chem. Phys. Lett. 1975. - V.30. -Nil. -P. 123-125.56; Ryckaert J:-P:, Bellemans A^ Molecular dynamics of liquid alkanes. //Discuss.

40. Faraday Soc. 1978. - V.66. - P.95-106.

41. Edberg R:, Evans D:J., Morris G.P. Constrained molecular dynamics: simulations of liquid alkanes with a new algorithm. // J. Chem. Phys. 1986. -V.84. -N.12.-P.6933-6939.

42. Toxvaerd S. Molecularc dynamic calculations of the equatioin of state of liquid propane. //J: Chem. Phys. 1989. - V.91. - N.6. - P.3716-3720:

43. Ryckaert J.P., Klein M.L. Transitional and rotational disorder in solid n-alkanes: constant temperature constant pressure molecular dynamics calculationsusing infinetely iong flexible chain. // J. Chem. Phys. 1986. - V.85. - N.3. -P.1613-1620.

44. Toxvaerd S. Molecular dynamic calculations of the equation of state of alkanes. // J. Chem. Phys. 1990. - V.93. - N.6. - P.4290-4295.

45. Padilla P., Toxvaerd S., Self-diffusion in n-alkane fluid models. // J. Chem. Phys. 1991. - V.94. - N.6. - P.5650-5654.

46. Sung W., Steele G. Transport theory of binary mixture with one trace component of disparate mass. // J. Chem. Phys. 1982. - V.77. - N.9. - P.4636-4649:

47. Harris J.G. Liquid Vapour interfaces of alkane oligomers structure and thermodynamics from molecular dynamics simulations of chemical realistic models. // J. Phys. Chem. - 1992. - V.96. - N.12. - P.5077-5086.

48. Klatte S.J., Beck T.L. Molecular dynamics of tethered alkanes: Temperature dependent behaviour in a high density chromatographic system. // J. Phys. Chem. -1993. V.97. - N.21. - P.5727-5734.

49. Brown D., Clarke J.H.R. A molecular dynamics study of chain configurations in alkane like liquid. // J. Chem. Phys. 1994. - V.100. - N.2. - P.1684-1692.

50. Travis K.P., Brown D., Clarke J.H.R. A molecular dynamic study of the coupling of torsional motions to self-diffusion in liquid n hexane. // J. Chem. Phys. - 1995.-P.2174-2180.

51. Hoheisel C., Wurfinger A. Thermodynamic and transport properties of cyclohexane computed by molecular dynamics with use of a six-center Lennard -Jones potential. //J. Chem. Phys. 1989. - V.91. - N.l. - P.473-476.

52. Franks F. The hydrophobic interaction in water: A comprehensive treatise. // Ed. F. Franks. New York: Plenum Press. 1975. - V.4.653 p.

53. Ben-Naim A. Hydrophobic Interactions. New York. - Plenum Press. - 1980. -311 p.

54. Кесслер Ю.М., Зайцев A.JI. Сольвофобные эффекты. Л.: Химия. 1989. -312 с.

55. Frank H.E., Evans H.W. Volume and entropy in condensed systems. Ill Entropy in binary liquid mixture: partial molar entropy in dilute solutions. Thermodynamics in aqueous electrolytes. // J. Chem. Phys. 1945. - V.13. - N.13. - P.507-532.

56. Кесслер Ю.М., Абакумова H.A. Экспериментальное и теоретическое исследование гидрофобных эффектов. // Изв.ВУЗов. Химия и хим. техн. -1982. Т.25. - .2. - С.162-178.

57. Самойлов О .Я. К основам кинетической теории гидрофобной гидратации в разбавленных водных-растворах. // Журн. физ. химии. 1978. -Т.52. - .8. - С.1857-1862.

58. Михайлов В.А., Пономарева Л.И. Строение и термодинамические свойства водных растворов неэлектролитов. // Журн. структ. химии. 1968. -Т.9.-.1.-С. 12-20.

59. Лященко А.К., Стунжас П.А. Структурирование воды молекулами неэлектролитов и растворимрсть неполярных газов. // Журн. структ. химии. -980. Т.21. - .5. - С.106-111.

60. Маленков Г.Г. Геометрический аспект явления стабилизации структуры воды молекулами неэлектролитов. // Журн. структ. химии. 1966. - Т.7. - .3. -С.331-336.

61. Franks F. Hydrophobic hydration and effect hydrogen bonding solutes on the structure of water. // Ann. N.J. Acad. Sci. 1965. - V. 125. - N.2. - P.277-289.

62. Алцыбеева А.И., Морачевский А.Г. Фазовые равновесия в тройной системе втор-бутиловый спирт метилэтилкетон -вода. // Журн.физ. химии. -1964. - Т.38. - .6. - С. 1569-1573.

63. Franks F., Ives D J.G. The Structural Properties of Alcohol Water Mixtures. // Quart. Rev. - 1966. - V.20. - N.l. - P. 1-44.

64. Михайлов В.А. Строение и термодинамические свойства водных растворов неэлектролитов. II. Формулы для термодинамических функций и сопоставление модели с опытом. // Журн. структ. химии. 1968. - Т.9. - .3. -С.397-405.

65. Anderson R.C., Symons M.C.R. NMR studies of aqueous tertial butyl alcohol in the in the presence of various solutes. // Trans. Faraday Soc. 1969. - V.65. -N.10. - P.2550-2557.

66. Шахпаронов М.И., Чекалин H.B. О механизмах диэлектрической релаксации в растворах вода ацетон. // Журн. структ. химии. - 1970. - Т.11. -.5. - С.599-603.

67. Чекалин Н.В. Диэлектрическая релаксация в растворах вода метанол. I Экспериментальные результаты. // Журн. физ. химии. - 1970. - Т.44. - .12. -С.3090-3091.

68. Чекалин Н.В. Шахпаронов М.И. Диэлектрическая релаксация в растворах вода метанол. II Механизм диэлектрической релаксации. // Журн. физ. химии. - 1971. - Т.45. - .2. - С.452-455.

69. Glew D.N., Мак H.D., Rath N.S. Hydrogen-Bonded Solvent Systems. 1968. - London. - 364 p.

70. Шуйский С.И., Наберухин Ю.И. Разделение сигналов воды и спирта и проявление стабилизации воды в спектрах ЯМР спиртово водных растворов. // Журн. структ. химии. - 1976. - Т. 17. - N.1. - с. 182-184.

71. Белоусов В.П., Панов М.Ю. Термодинамика водных растворов неэлектролитов. JL: Химия. 1983. - 264 с.

72. Колкер A.M., Клопов В.И., Крестов Г.А. Теплоемкость растворения галогенидов калия в смесях воды с одноатомными спиртами. // Журн. физ. химии. 1976. - Т.50. - N.9. - С. 2432-2433.

73. Панов М.Ю., Белоусов В.П. Избыточные теплоемкости бинарных растворов неэлектролитов. Химия и термодинамика растворов. Л.:ЛГУ. -1982. С.56-58.

74. Крокстон К. Физика простых жидкостей. М.: Мир. - 1978. - 400 с.

75. Носков С.Ю., Киселев М.Г., Колкер A.M. Изучение аномального поведения теплоемкости в смеси метанол — вода методом молекулярной динамики. // Журн. структ. химии 1999. - Т.40. - N.2. - С. 304-313.

76. Оводов Г.И. Экспериментальное исследование аномалии теплоемкости в одном растворе третичного бутанола. Дисс . канд.хим.наук: 01.04.17. -Менделеево. 1978. - 169 с.

77. Михайлов В.А., Григорьева Э.Ф. Раствормость сулемы в водно -спиртовых растворах, энтропия и энтальпия ее переноса из воды в водно -спиртовые смеси и стабилизации структуры воды спиртами . // Журн. структ. химии. 1968. - Т.9. - .5. - С.788-797.

78. Михайлов В.А., Григорьева Э.Ф., Семина И.Н. Растворимость йода в водно спиртовых смесях. Сопоставление с моделью тройного раствора. // Журн. структ. химии. - 1968. - Т.9. - .3. - С.958-967.

79. Маленков Г.Г. Геометрия построек из молекул воды в структурах кристаллогидратов. // Журн. структ. химии. 1962. - Т.З. - .2. - С.220-243.

80. Hsiang Yu., Karplus A.M. A thermodynamic analyses of solvation. // J. Chem. Phys. 1988. - V.89. - N.4. - P.2366-2379.

81. Mezei M. Virial-bias Monte-Carlo methods efficient sampling in the (T,P,N) ensemble. // Mol. Phys. 1983 - V.48. - N.5. - P. 1075-1082.

82. Ben-Naim A., Marcus Y. Solvation thermodynamics of nonionic solutes. // J. Chem. Phys. 1984. - N.4. - P.2016-2027.

83. Chandrasekhar J., Spellimeyer D.C., Jorgensen W.L. Energy component analysis for dilute aqueous solutions of Li Na+, F'and СГ ions. // J. Am. Chem. Soc. 1984. - V.106. - N.4. - P.903-910.

84. Washington G. Correlations between hydrodynamic and intermolecular interactions. // J. Chem. Phys. 1990. - V.93. - N.8. - P.5940-5944.

85. Дакар Г.М., Хакимов П.А., Корикова M.JI. Исследование акустическим методом межмолекулярных взаимодействий в разбавленных водных растворов неэлектролитов. // Журн. физ. химии. 1992. -Т.66. - N.1. - С.200-204.

86. Гайгер А., Медведев H.H., Наберухин Ю.И. Структура стабильной и метастабйльнойводы. Анализ многогранников Вороного молекулярно-динамичсских моделей. // Журн. структ. химии. 1992. - Т.ЗЗ. - N.2. - С.79-87.

87. Ruocco G., Sampoli М., Vallauri R. Analysis of network topology in liquid water and; hydrogen sulphide by computer simulation. И Ji Chem. Phys. 1992. -V.96. - N.8. - P.6167-6176.

88. Nabcrukhin Y.I., Voloshin V.P., Medvedev N.N. Geometrical analysis of the structure of simple liquids: percolation approach. // Mol. Phys. 1991. - V.73. -N.4. - P.917-936. • ,

89. Ю7.Пуховский Ю.П., Киселев М.Г., Вайсман И.И., Кесслер Ю.М. Структурные и динамические особенности гидратации* ионов Na и С1 из результатов МД; моделирования. // Термодинамика растворов электролитов. Под ред. F.A. Крестова. Иваново. 1992.

90. Kiselev М., Poxleiter Ml, Seitz-Beywl J., Heizinger К. An Investigation of the Structure of Aqueous electrolyte solutions by statistical geometry. // Z. Naturforsch.- 1993: V.48a. - P:806-810;

91. Speedy R.J., Mezei M. Pentagon Pentagon^^ Correlation in Water. // J. Phys. Chem. - 1985; - V.89.-N.l. - P.171-175.

92. Nishikawa K., lijima T. Structural Study of tert-Butyl Alcohol and Water Mixtures by X-ray Diffraction. II J; Phys. Chem. 1990. - V.94.- N.l6. - P.6227-6231.

93. Velo E., Pulgjaner L., Recasens F. Viscosities of Aqueous tert-Butyli Alcoholi Solutions. // J. Chem. Eng. Data. 1991. - V.36. - P.55-57.

94. Koga Y., Siu W.W.Y., Wong T.Y.H; Excess Partial Molar Free Energies and Entropies in Aqueous tert-Butyl Alcohol Solutions at 25° C. // J. Phys. Chem. -1990. V.94. - N.l9. - P.7700-7706.

95. Bender T.M., Pecora R. A Dynamic light scattering study of the tert- Butyl alcohol-water system. // J. Phys. Chem. 1986. - V.90. - N.8. - P. 1700-1706.

96. Koga Y. Excess partial molar enthalpies of water in water-tert-Butanol mixture. // Can. J. Chem.- 1988. V.66. - N.12. - P.3171-3175.

97. Koga Y. Differential Heats of dilution of tert-butanol into water-butanol mixture at 26,9°C. // Can. J. Chem. 1986. - V.64. - N.l. - P.206-207.

98. Старикова H.A., Медведь 3.H., Козлов H.A. Парциальная- мольная теплоемкость и гидрофобные взаимодействия в водных растворов спиртов. // зв.вузов. Химия и хим.техн.- 1988. Т.31. - N.6. - С.27-30.

99. Koga Y. Excess partial molar enthalpies of tert-butanol in water-tert- butanol mixtures. // Can. J. Chem. 1988. - V.66. - N.5. - P.l 187-1193.

100. Koga Y. A SAXS study of concentration fluctuations in t-butanol-water system. // Chem. Phys. Lett. 1984. - V.l 11. - N.l-2. - P. 176-180.

101. Goldhammer E., Hertz H.G. Molecular motion and structure of aqueous mixtures with nonelectrolytes as studied by nuclear magnetic relaxation methods. // J. Phys. Chem. 1970. - V.74. - N.21. - P.3734-3755.

102. Marechal G., Ryckert J.-P., Bellemans A. The shear viscosity of butane by equilibrium and non-equilibrium molecular dynamics. // Mol.Phys. 1987. - V.61.- N.l. P.33-49.

103. Harris K.R. The self-diffusion coefficient and viscosity of hard sphere fluid revisited1 a comparison with experimental data for xenon, methane, ethane and triclormethane. //Mol. Phys. 1992. - V.77. - N.6. - P.l 153- 1167.

104. Cherne III F.J., Deymier P.A. Calculation of viscosity of liquid nickel by molecular dynamics methods. // Scr. Mat. 1998. - V.39. - N.l 1. - P.1613-1616.

105. Stadler R., Alfe D., Kresse G., de Wijs G.A., Gillan M.J. Transport coefficients of liquid from first principles. // J. Non-Cryst. Solids. 1999. - V.250-252. -P.82-90.

106. Schoen M.,. Hoheisel C. The shear viscosity of a Lennard Jones fluid calculated by equilibrium molecular dynamics. // Mol. Phys. - 1985. - Y.56. - N.7.- P.653-672.

107. Ferrario M., Fiorino A., Ciccotti G. Long-time tails in two-dimensional fluids by molecular dynamics. // Physica A. 1997. - V.240. - P.268-276.

108. Kataoka Y. Anomalies in the concentration fluctuations and the mutial diffusion coefficient of 2-demensional Lennard-Jones mixture in the supercritical region. // Fluid Phase Equil. 1998. - V.144. - N.l-2. - P.257-267.

109. Heyes D.M. Molecular dynamic simulations of liquid binary mixtures: Partial properties of mixing and transport coefficients. // J. Chem. Phys. 1992. - V.96. -N.3. - P.2217-2227.

110. Allen M.P., Tildesley D.J. Computer Simulation of Liquids. Clarendon Press. Oxford. 1987.-244 p.

111. Schoen M., Hoheisel C. The shear viscosity of a Lennard-Jones fluid calculated by equilibium molecular dynamics. // Mol. Phys. 1985. - V.56. - N.7. -P.653-672.

112. Krishtal S., Kiselev M., Puhovski P., Kerdcharoen Т., Hannongbua S., Heizinger K. Study of the hydrogen bond network in sub- and supercritical water by molecular dynamics simulations // Z. Naturforsch. 2001. V.56a. P.579-584.

113. Groot S.R., Mazur P. Non-equilibrium thermodynamics. North- Holland Publishing. - Amsterdam. - 1969. - 362 p.

114. Simon J.-D., Dysthe D.K., Fuchs A.H., Rouseau B. Thermal diffusion in alkane binary mixtures. A molecular dynamics approach. // Fluiq Phase Equil.1998. V.150-151. - P.151-159.

115. Lishchuk S.V., Malomuzh NP. Cluster approach to the problem of diffusion and viscosity in supercooled states of glycol-like liquids. //Chem. Phys. Lett.1999. N.3-4. - P.307-313.

116. Stilinger F.H. A topographic view of supercooled liquids and glass formation. // Science. 1995. - V.267. - P.1935-1939.

117. Narasimham A.V. Bulk viscosity coefficient of a liquid and its relation to absorption and dispersion of ultrasonic waves. // Ind. J. Pure & Applied Physics. -1993. V.31. - P.281-291.

118. Garland G.E., Dufty J.M. Bound state contribution to transport coefficients. // J. Chem. Phys. 1991. - V.95. - N.4. - P.2702-2716.

119. Tang S., Evans G.T., Mason C.P., Allen M.P. Shear viscosity of hard ellipsoid: A kinetic theory and molecular dynamic study. // J. Chem. Phys. 1995. -V.102. -N.9.-P.3794-3811.

120. Hansen J.P., McDonald I.R. Theory of simple Liquids. 2nd ed. Academic, New York. - 1986. 431 p.

121. Bereolos P., Talbot J., Allen M.P., Evans G.T. Transport properties hard ellipsoid fluid. // J. Chem. Phys. 1993. - V.99. - N.8. - P.6087-6097.

122. Ferrario M., Fiorino A., Ciccotti G. Long-time tails in two-dimensional fluids by molecular dynamics. // Physica A. 1997. - V.240. - P.268-276.

123. Gravina D., Ciccotti G., Holian B.L. Linear and nonlinear viscous flow in two-dimensional fluids // Phys. Rev. E. 1995. - V.52. - N.6. - P.6123-6128.

124. Heyes D.M., Powles J.G., Montero J.C.G. Information theory applied to the transport coefficients of Lennard Jones fluids. // Mol. Phys. - 1993. - V.78. - N.l. - P.229-234.

125. Espanol P., Zumga I. Force autocorrelation functions of Brownian motion theory. // J. Chem. Phys. 1993. - V.98. - N.l. - P.574-580.

126. Batchelor G.K. Brownian diffusion of particles with hydrodynamic interaction. // J. Fluid. Mech. 1976. - V.74. - N.l. - P. 1-29.

127. Felderhof B.U. Derivation of fluctuation-dissipation theorem. // J. Phys. A. -1978. V.ll. N.5. - P.921-927.

128. Nebelenchuk V.F., Mazur V.A. Transport properties of dense fluids via spherical models of the interaction potential. // Physica A. 1991. V.178. - N.l. -P. 123-148.

129. Tironi I.G., Brunne R.M., van Gunsteren W.F. On the relative merits of flexible versus rigid models for use in computer simulations of molecular liquids. // Chem. Phys. Lett. 1996. - V.250. - P.19-24.

130. Yu Y.-X., Gao G.-H. Lennard Jones chain model for self-diffusion of n -alkanes. // Int. J. Thermophys. - 2000. - V.21. - N.l. - P.57-70.

131. Wang D., Mauritz K.A. Molecular shape dependent of self-diffusion in, and the viscosity of large molecule liquid systems: viscosity, relationships for model liquid hydrocarbons. // J. Am. Chem. Soc. 1992. - V.l 14. - N.l7. - P.6785-6790.

132. Fuller N.G., Rowley R.L. The effect of model internal flexibility upon NEMD simulations of viscosity. // Int. J. Thermophys. 2000. - V.21. - N.l. - P.45-55.

133. Borgelt P., Hoheisel C., Stell G. Exact molecular dynamic and kinetic theory results for thermal transport coefficients of the Lennard Jones argon fluid in a wide region of states. // Phys. Rev A. - 1990. - V.42. - P.789-794.

134. Heyes D.M: Molecular dynamic simulations of liquid binary mixtures: Partial properties of mixing and transport coefficients. // J. Chem. Phys. 1992. - V.96. -N.3.-P.2217-2227.

135. Kataoka Y. Anomalies in the concentration fluctuations and the mutial diffusion coefficient of 2-demensional Lennard-Jones mixture in the supercritical region. // Fluid Phase Equil. 1998. - V. 144. - N. 1-2. - P.257-267.

136. Jolly D.L., Bearman R.J. Molecular-dynamics simulation of the mutual and self-diffusion coefficients in Lennard-Jones Liquid mixtures. // Mol. Phys. 1980. - V.41. N.l. - P.137-147.

137. Marcus Y. On the relationships between transport and thermodynamic properties of organic liquids at ambient properties. // Fluid Phase Equil. 1999. -V.154.-P.311-321.

138. Marcus Y. On transport properties of hot liquid and supercritical water and their relationship to the hydrogen bonding. // Fluid Phas Equil. 1999; - V.164. -P.131-142.

139. Карцев B.H., Цепулин В .В., Штыкова JI.С. Экстраполяционные уравнения для расчета объемных свойств жидких н алканов и н -спиртов. // Журн. из. химии. - 2000. - .12. - С.2158-2161.

140. Qunfang L., Yu-Chun Н. Correlation of binary liquid mixtures. // Fluid Phase Equil. 1999. - V.154. - P.153-163.

141. Lei Q. Hou Y.C., Lin R. Correlations of viscosities of pure liquids in a wide temperature range. // Fluid Phase Equil. 1997. - V.140. - P.221-231.

142. Liu H., Wang W., Chang C.H. Model with temperature-independent parameters for the viscosities of liquid-mixtures. // Ind. Eng. Chem. Res. 1991. -V.30.- N.7. - P. 1617-1624.

143. Pomes R., McCommon J.A. Mass and step length optimization for the calculation of equilibrium properties by molecular dynamics simulation. // Chem. Phys. Lett. 1990. - V.166. - N.4. - P.425-428.

144. Economou I.G., Donohue M.D. Chemical, quasi-chemical and perturbation theories for associating fluids. // AICHE Journal. 1991. - V.37. - N.12. - P.1875-1894.

145. Cao W., Fredenslund A., Rasmussen R. Statistical thermodynamic model for viscosity of pure liquids and liquid mixtures. // Ind. Eng. Chem. Res. 1992. -V.31. - N.ll. - P.2603-2619.

146. Joslen C.G., Gray C.G., Michels J.P.J., Karkheck J. The bulk viscosity of a square well fluids. // Mol. Phys. - 1990. - V.69. - N.3. - P.535-547.

147. Davis H.T., Rice S., Sengers J.V. On the kinetic theory of dense fluid. // J. Chem. Phys. 1961. - V.35. N.6. - P.2210-2233.

148. Краснов A.E., Красуля O.H., Воробьева A.B., Красников С.A., Кузнецова Ю.Г., Николаева С.В. Основы математического моделирования рецептурных смесей пищевой биотехнологии. М.: Издательство «Пищевая промышленность», 2006. — 240 с.

149. Краснов А.Е., Воробьева А.В., Кузнецова Ю.Г., Красников С.А., Краснова Н.А., Анискин Д.Ю. Основы спектральной компьютерной квалиметрии жидких сред. М.: ИД «Юриспруденция», 2007.

150. Ю.А.Рахманин, З.И.Жолдакова, Г.Н.Красовский.Вода. Санитарные правила, нормы и методы безопасного водопользования населения. Сборник документов. 2-е издание, переработанное и дополненное. М.: "ИнтерСЭН", 2004. - 768 с.

151. Калошин Ю.А., Андреев В.Н. Оптимизация процесса смешивания водно-жировых эмульсий // Международный журнал «Биотехнология и управление», 1993, № 3.

152. Бородин А.В., Воробьева А.В., Никифоров-Никишин A.JI. Системная экология. М.: МГУТУ, 2006. - 271 с.

153. Келих С. Молекулярная нелинейная оптика / Пер. с польск. / Под ред. И.Л. Фабелинского. -М.: Наука, ГРФМЛ, 1981

154. Краснов А.Е., Красников С.А. Синтез нечетких мер оптимального различения зашумленных данных/ Параллельные вычисления и задачи управления — М.: Институт проблем управления, 2001, с. 33 57.

155. Лавенда Б. Статистическая физика. Вероятностный подход / Пер. с англ. -М.: Мир, 1999.

156. Климонтович Ю.Л. Статистическая теория открытых систем. — М.: ТОО «Янус», 1995.-624 с.

157. Buckinghamm A.D., Pople J.A. Faraday Soc. Diss., 1956, v. 22, p. 1

158. Lennard-Jones I.E. -Proc. Roy. Soc., 1924, v. A 106, p. 463

159. Mie G.-Ann. Phys., 1903, v. 11, p. 657

160. Анискин Д.Ю. Модели и численные методы оценки качества углеводородных соединений по их инфракрасным спектрам. Автореф. дисс. канд. техн. наук. М.: МГУТУ, 2006. - 23 с.

161. Kielich S. Physica, 1962, v. 28, p. 1116.

162. Мелихов И.В., Козловская Э.Д., Кутепов A.M. Концентрированные и насыщенные растворы. М.: Наука, 2002.

163. Бриллиантов Н.В., Ревокатов О.П. Молекулярная динамика неупорядоченных сред / Учебное пособие.-М.: Изд. Московского университета, 1996.

164. Воробьёва А.В., Ефимова Т.В., Камакин В.В., Красников С.А., Краснов А.Е., Маклаков В.В. Автоматизированная оптоэлектронная система с когерентным коррелятором для контроля наноструктур жидких сред //V

165. Автоматизация, 2004, № 10, с. 3 5.

166. Ефимова Т. В. Численные методы и алгоритмы обработки данных для оптического контроля дисперсной структуры жидких пищевых сред. Автореферат дисс. канд. техн. наук. М., 2006. - 25 с.

167. Краснов А.Е., Красуля О.Н., Воробьева А.В., Красников С.А., Кузнецова Ю.Г., Николаева С.В. Основы математического моделирования рецептур продуктов пищевой биотехнологии. — М.: Издательство «Пищевая промышленность», 2006. 240 с.

168. Краснов А.Е., Красуля О.Н., Красников С.А., Кузнецова Ю.Г., Николаева С.В., Яньков В.Ю. Исследование свойств объектов пищевой биотехнологии на основе теории нечетких множеств. // Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья. 2005. № 3

169. ГОСТ Р 52192-2003. Изделия ликероводочные. Общие технические условия.

170. Боровиков В.П. Statistica. Искусство анализа данных на компьютере. — Спб.: Питер, 2003, 256 с.

171. Piepel G.F. Programs for generating extreme vertices and centroids of linearly constrained experimental regions // Journal of Quality Technology, 1988, 20, p. 125-131.

172. Стабников B.H., Ройтер И.М., Процюк Т.Б. Этиловый спирт. М.: Изд. Пищевая промышленность, 1976 - 95 с.