автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.03, диссертация на тему:Разработка и исследование струйного криоконцентратора жидких продуктов

На правах рукописи

........ 1111111111111III

i *— •

ЛУГИНИН Михаил Игоревич

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУЙНОГО КРИОКОНЦЕНТРАТОРА ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ

Специальность

05.04.03 - машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Махачкала - 2008

003457234

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет".

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент Беззаботов Юрий Сергеевич. Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Ильин Альберт Константинович, заведующий кафедрой теплоэнергетики ГОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет»;

кандидат технических наук, доцент Ахмедов Магомед Эминович, доцент кафедры технологии и машин ГОУ ВПО «Дагестанский государственный технический университет».

Ведущая организация Научно-промышленная ассоциация производителей холодильного оборудования «Холодпром».

Защита диссертации состоится « 27 » декабря 2008 г, в 1400 часов на заседании диссертационного совета К 212.052.01 в ГОУ ВПО «Дагестанский государственный технический университет» по адресу: 367000, Махачкала, пр. Имама Шамиля, 70, ауд. 202.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дагестанского государственного технического университета.

Автореферат разослан ц2б_» ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н.

Евдулов О. В.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Концентрирование жидких продуктов играет существенную роль в пищевой промышленности, агропромышленном комплексе и других отраслях. Удаление части воды уменьшает объем продуктов, что существенно для хранения и транспортировки, замедления жизнедеятельности микроорганизмов и нежелательных биохимических реакций, приводящих к снижению качества продуктов.

Исследования использующихся в отечественной и зарубежной практике способов и устройств концентрирования жидких продуктов показали, что криоконцентрирование является одним из эффективных технологических процессов, основное преимущество которого - низкотемпературная обработка, обеспечивающая наиболее полное сохранение исходных свойств продуктов (витаминов, минеральных веществ), в том числе в ароматосодержащих и термолабильных жидкостях. В консервной промышленности такой способ используют при получении концентрированных соков высокого качества. В винодельческой промышленности криоконцентрирование используют для приготовления высококачественных марочных вин. Криоконцентрирование повышает содержание алкоголя в вине с улучшением вкусовых качеств последнего. Используя обработку холодом для виноградных соков и вин, предотвращают процесс образования кристаллических помутнений при хранении.

Применяя комбинированное обезвоживание жидких пищевых продуктов криоконцентрированием и сублимацией можно существенно сократить общие затраты на производство быстрорастворимых порошкообразных продуктов (в 2-2,5 раза) и одновременно повысить качество.

В применяемых технологиях процесс теплообмена при криоконцентри-ровании протекает через теплообменную поверхность, что влияет на уровень энергозатрат и продолжительность обработки продуктов, учитывая необходимость периодической очистки теплообменной поверхности от вымороженного льда.

В связи с этим разработка эффективной технологии и оборудования для криоконцентрирования жидких продуктов является актуальной задачей, решение которой позволит сократить общие затраты на производство и повысить качество готового продукта.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка и исследование струйного криоконцентратора жидких продуктов непрерывного действия при поточно-контактном взаимодействии холодильного агента и продукта.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи: -построение физической и математической моделей процесса криоконцентра-ции при поточно-контактном взаимодействии холодильного агента и продукта;

-проведение теоретических исследований процесса криоконцентрации в струйном криоконценграторе жидких продуктов;

-экспериментальное определение размеров гранул твердой двуокиси углерода на выходе из сужающегося сопла струйного аппарата;

-проведение численных экспериментов по исследованию процесса криокон-центрации и анализ их результатов;

-проведение экспериментальных исследований струйного криоконцентратора-тора и проверка адекватности математической модели;

-оценка энергетической и технологической эффективности разработанного струйного криоконцетратора;

-технико-технологическая оценка выбора эффективного рабочего вещества дня использования в струйном криоконцентрагоре;

-разработка конструкции и инженерной методики расчета струйного криокон-центратора жидких продуктов для промышленной установки. Научная новизна.

1. На основании проведенных теоретических исследований процесса крио-концентрации для струйного аппарата разработана математическая модель процесса криоконцентрирования в струйном криоконцентраторе, отражающая особенности процесса, связанного с тепломассообменом в двухкомпо-нентном, трехфазном высокоскоростном потоке при наличии фазовых переходов рабочих компонентов.

2. Экспериментально установлен размер гранул твердой двуокиси углерода, образующихся при истечении из сужающегося сопла струйного аппарата с диаметром выходной части сопла от 0,5 до 1 мм и давлении жидкой двуокиси углерода на входе в аппарат 64,3 бар.

3. Теоретически и экспериментально исследован процесс тепломассообмена при поточно-контактном взаимодействии двуокиси углерода в газообразной и твердой фазах с каплями обрабатываемого продукта в струйном эжекционном аппарате.

4. Разработана конструкция струйного криоконцентратора жидких продуктов, обеспечивающая обработку продукта в непрерывном потоке.

5. Разработана программа расчета режимных характеристик струйного крио-коннцентратора жидких продуктов на языке Turbo Pascal, защищенная свидетельством о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008611387.

Новизна технологических и технических решений подтверждена патентами Российской Федерации: № 48708 «Линия для концентрирования жидких пищевых продуктов», № 2294644 «Способ концентрирования жидких пищевых продуктов в непрерывном потоке», № 56505 «Эжектор».

Практическая значимость работы. Разработанные технологии и струйный криоконценгратор жидких продуктов, использующий в качестве рабочего вещества двуокись углерода, предназначены для использования на предприятиях перерабатывающей промышленности, занимающихся производством фруктовых соков и высококачественных марочных вин. Струйный криоконценгратор, использующий в качестве рабочего вещества фреоны, применим в химической, фармацевтической, нефтегазовой и других отраслях промышленности для концентрации жидких продуктов. Эффективность технологии криоконцен-

трирования повышается за счет увеличения показателей качества обработанного продукта, а также за счет снижения приведенных затрат на обработку.

Внедрение результатов работы. Разработанная инженерная методика расчета к прссктирсзапия струйной криоконцентратопной установки (СКУ) принята Краснодарским научно-исследовательским институтом хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Российской академии сельскохозяйственных наук для использования в проектах холодильных систем на перерабатывающих предприятиях агропромышленного комплекса Краснодарского края. Материалы диссертационной работы в части математической модели внедрены в учебный процесс на кафедре холодильных и компрессорных машин и установок ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» и используются при чтении курсов «САПР низкотемпературных систем», «Математические методы моделирования физических процессов в криогенной технике» по специальности 140504 - «Холодильная, криогенная техника и кондиционирование».

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- математическая модель процесса криоконцентрации жидких продуктов в струйном эжекционном аппарате, отражающая особенности процесса, связанные с тепломассообменом в трехфазном двухкомпонентном высокоскоростном потоке при наличии фазовых переходов рабочих компонентов;

- зависимости, определяющие режимные характеристики работы струйного криоконцентратора и оптимальную длину камеры смешения в пределах изменения расхода продукта G„ от 0,5 до 1,5 кг/мин, расхода рабочего вещества G, от 0 до 3 кг/мин, температуры продукта t„ от 10 до 30 °С:

для количества вымороженной влаги W, кг/кг W=a, -а2- /„ -а3- G„ + аг *я2+а5- /„• G„+ a*- G„2;

при Gr = 0,5 кг/мин; для оптимальной длины камеры смешения L0ITT, мм Lorn-= bi -b2■ t„-b3• Gn-b4• tn+ bj-/„-G„-b6-G*;

при Gr = 0,5 кг/мин; для расхода рабочего вещества Gr, кг/мин Gr= Ci + с2- W + Сз • G„- с4- W2 + с5 ■ W • Cr„ + с6- G„2; при t„ = 20 °C;

- коэффициент расхода а при истечении жидкой углекислоты в сужающемся сопле с диаметром выходного сечения 0,5; 0,75; 1 мм соответственно составляет 0,42; 0,38; 0,32 при давлении жидкой двуокиси углерода перед соплом 64,3 бар;

- среднестатистический размер гранул твердой фазы при истечении жидкой двуокиси углерода из сужающегося сопла составляет 85 мкм при диаметре выходного сечения от 0,5 до 1 мм при давлении жидкой двуокиси углерода перед соплом 64,3 бар;

- разработанная конструкция струйного криоконцентратора жидких продуктов, способ концентрирования жидких пищевых продуктов в непрерывном потоке и технологическая линия для концентрирования жидких пищевых продуктов.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на международной научно-технической конференции «Современные проблемы холодильной техники и технологии» (г.Одесса, 2005г.), региональной научно - практической конференции аспирантов, соискателей и докторантов (г.Майкоп, 2007г.), XI Всероссийской научно-практической конференции «Агропромышленный комплекс и актуальные проблемы экономики регионов» (г.Майкоп, 2008г.), международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в области холодильного хранения и переработки пищевых продуктов» (г.Краснодар, 2008г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 1 патент Российской Федерации на изобретение, 2 патента Российской Федерации на полезную модель, свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ, 6 статей и 3 тезиса докладов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы и 7 приложений. Работа изложена на 138 страницах машинописного текста, содержит 60 рисунков, 12 таблиц. Список использованной литературы включает 129 наименований.

2. КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований.

В первой главе проведен обзор применяемых в промышленности наиболее технологически эффективных способов и установок концентрирования жидких продуктов. Проанализированы способы и конструкции концентраторных установок. Рассмотрены основные принципы концентрирования вымораживанием.

На основании анализа научных и технических источников информации обоснован объект и направление исследований, определены методы решения поставленных задач.

Во второй главе рассмотрены теоретические положения, отраженные в работах Coy С., Стернина Л.Е., Бродянского В.М., Шляховецкого В.М. и других авторов, в которых исследовались процессы знергообмена в двухфазных высокоскоростных потоках при поточно-контактном взаимодействии.

Разработаны физическая и математическая модели процесса криокон-центрирования в струйном криоконцентраторе, описана методика численного решения математической модели, проведены численные эксперименты на ЭВМ и дан анализ их результатов.

Физическая модель процесса криоконцентрирования при непрерывном поточно-контактном взаимодействии холодильного агента и жидкого продукта представлена схемой процессов, протекающих в струйном криоконцентраторе (рис.1).

Рис. 1. Схема процессов, протекающих в струйном криоконцептраторе

Рабочие процессы, протекающие в струйном аппарате, сводятся к следующему: поступающая под избыточным давлением через входной патрубок 1 жидкая двуокись углерода подается в сопло 2. При истечении из сужающегося сопла 2 образуется поток, состоящий из паровой и твердой фазы углекислоты. Обрабатываемый жидкий продукт через входной патрубок 3 подается в приемную камеру 4, из которой эжекгируется высокоскоростным двухфазным потоком двуокиси углерода и дробится на капли, размер которых определяется скоростью истечения двуокиси углерода из сопла и рассчитывается по критическому значению критерия Вебера:

— Л-г,-тг

-= 5,35, (1)

где р* - плотность газовой фазы рабочего вещества после дросселирования, кг/м3;

гп - начальный радиус капель продукта, м;

со - скорость газа, м/с;

(?„ - коэффициент поверхностного натяжения жидкого продукта, Н/м.

В камере смешения 5 в результате энергообмена твердой и парообразной фаз диоксида углерода с каплями продукта происходит вымораживание

влаги из капель с образованием кристаллов водного льда за счет холодильного потенциала гранул твердой фазы и потока паровой фазы двуокиси углерода. В выходном сечении камеры смешения 5 формируется трехфазный двух-компонентный поток смеси с равновесными параметрами , к, ысм к. В диффузоре 6 происходит поджатие газовой составляющей смеси до давления Р¡мл с понижением скорости потока смеси до &>смс/.

При разработке математической модели процессов в струйном крио-концентраторе приняты допущения, применяемые в исследованиях высокоскоростных многокомпонентных потоков.

Процессы энергообмена описываются известными уравнениями, дополненными с учетом особенностей, связанных с течением трехфазного двухкомпонентного потока при наличии фазовых переходов и теплоты фазового превращения:

1. Уравнение движения капель продукта

ах

где ш„ - скорость капель продукта, м/с; <ры - коэффициент, равный ^ Л

2 гпРп

/о - функция сопротивления, равная /й = ,

„ (ш-ш.)2гя „ „

Яе = --- число Рейнольдса,

V

Ср - коэффициент сопротивления сферы; V - кинематическая вязкость газа рабочего вещества, м2/с; рп - плотность капель продукта кг/м3.

2. Уравнение сохранения количества движения

рак1т + р,югёаг + рпапс1о)„ + ф = О (3)

3. Уравнение сохранения массы

О + ^+О^С^^соп!! (4)

4. Уравнения Клапейрона-Менделеева для газа

р=ркг=а-Ц-, (5)

где площадь сечения камеры смешения, м2.

5. Уравнение движения частиц гранул рабочего вещества

ах

где т, - скорость частиц гранул, м/с;

^ 9г * • <Р\г = -,

2 гтРг

с Ие

/„ - функция сопротивления, равная fD = , Ие = (а)~еи'Рг' - число Рейнольдса.

V

6. Уравнение сохранения энергии

E = G\c-T + ^+Gr\cr-Tr+r,+^\+GAc.T.+rb+&U const. (7)

7. Уравнение теплообмена частиц продукта

*>.% = Ъ.(Т-ТЯ), (8)

где = с,Т. + Гр - энтальпия частицы продукта, Дж/кг;

_ НКУ^Ср . ЗРг/0 '

Ии„ = 2+0,459Ке°" Рг0,33 - критерий Нуссельта; Яе = . критерий Рейнольдса;

V

Г[„ - теплота фазового перехода (кристаллизации) продукта, Дж/кг; й„ - диаметр капель продукта, м, определяется по критерию Вебера.

8. Уравнение теплообмена частиц рабочего вещества

*к^=<?Лт-тг), (9)

где Л, = с,Т, - энтальпия частицы рабочего вещества, Дж/кг; М<г = 2+0,459 Яе?" Рг0'53 - критерий Нуссельта;

с 11 _

Рг = —— критерий Прандгля; д

_ (а -

кег ----. критерий Рейнольдса;

гл - теплота фазового перехода рабочего вещества, Дж/кг. (1Г - диаметр гранул рабочего вещества определялся экспериментально, м.

Решение уравнений математической модели осуществлялось численным методом конечных разностей, что позволило уравнения (2),(6),(8),(9) преобразовать к виду:

<ч _dxç>]n(û)-ean) 9 a>,-a>,+da>„, (10)

da>r _dx<plr(a>-0r) ~ J a), =ar + dû)r, (И)

Л, } Û)H (12)

dhr _dxfb,(T-Tr) ®r h'r = hr + dhr. (13)

Для решения системы уравнений (1),(3)-(5),(7) и (10)-(13) составлен алгоритм и программа для ЭВМ на алгоритмическом языке Turbo Pascal 6.0. Произведены численные эксперименты по моделированию процессов тепло-

массообмена, происходящие в камере смешения струйного криоконцентрато-ра.

В качестве исходных данных были приняты следующие:

- яблочный сок с начальной концентрацией сухих веществ (С=10 %);

- расход яблочного сока (продукта) С„, кг/мин;

- вид рабочего вещества - жидкая углекислота;

- температура окружающей среды ¡о с= 25 °С;

- барометрическое давление наружного воздуха Р,= 101325 Па;

- начальный диаметр гранул рабочего вещества с!г = 85 мкм;

- расход рабочего вещества ¿>, кг/мин;

- начальное давление рабочего вещества перед соплом Ргн =64,3бар (абс.);

- начальная температура рабочего вещества перед соплом trн= 25 °С.

На рис. 2-4 показано влияние расхода и начальной температуры продукта на относительное количество вымороженной влаги для разной длины

' J I

[ 1 ]

1 !

1 ¡

1

tn-l: "С

1

J

о

№ 10°С 1

1в= 15°С

а= 20°С

.S

п-25°С

ш- зоч-

£

1_J__L .. _! 1. | 1

|

tn-10°(

¡ т

■154

ш

. Ш-25Х

Рис 2 Зависимость вымороженной влаги от расхода продукта при длине камеры смешения L - 200 мм и расходе рабочего вещества 0,5 кг/мин

ОгцяЛмм.

Рис 3 Зависимость вымороженной влаги от расхода продукта при длине камеры смешения Ь ■ 300 мм и расходе рабочего вещества 0,5 кг/мня

Рис 4 Зависимость вымороженной влаги от расхода Рис. 5. Зависимость количества вымороженной влаги

продукта при длине камеры смешения I. - 400 мм и расходе от расхода продукта при оптимальной длине гамеры смешения рабочего вещества 0,5 кг/мкн и при расходе рабочего вещества 0,5 кг/мин

Анализ графиков представленных на рис. 2-4 показал, что понижение температуры и расхода продукта на входе в струйный криоконценггратор увеличивает количество вымороженной влаги на выходе из криоконцентратора, а оптимально подобранная длина позволяет провести процесс полного тепло-

массобмена между холодильным агентом и продуктом т.е. полностью использовать холодильный потенциал.

Математическая обработка результатов компьютерного эксперимента с помощью программы анализа статистических данных Т18Т1СА дала возможность получить комплексные графические зависимости в виде трехмерных поверхностей количества вымороженной влаги, оптимальной длины камеры смешения и расхода рабочего вещества (рис. 6-8), которые аппроксимируются в пределах изменения расхода продукта С,п от 0,5 до 1,5 кг/мин, расхода рабочего вещества (7Г от 0 до 3 кг/мин, температуры продукта от 10 до 30°С уравнениями:

1»У=а, -а2- /„ -а3- + аг 7я2+а5- /„• + ¡^ ■ С„2; при йг= 0,5 кг/мин;

где аь а2, а3, а4, а5, а^- расчетные коэффициенты, при этом а! =1,071 кг/кг; а2 = 0,022 кг/(кг-°С); а3 =1,102 мин/кг2; ад =1,167 • 10"4 кг/(кг-°С2); а5 = 0,009 мин/(кг-°С); Эб= 0,337 мин2/кг2. Ьош = Ь; - Ь2-/„- Ь3 ■ 0„ - Ь4 • 1„2+ Ь5- (п- С„~ Ь6 • С2; при Сг = 0,5 кг/мин;

где Ьь Ь2, Ь3, Ь4,Ь5, Ь6- расчетные коэффициенты, при этом Ь1= 1246,11 м; Ь2=17,417 м/°С; Ь3= 638,333 (м мин)/кг; Ь4= 0,017 м/°С2 ; Ь5 = 8,75 (м-мин)/ (°С-кг); Ь6= 6,667 (м-мин2)/кг2. вг= с, + с2 W + с3 • - с4 • W2 + с5 • W ■ Сп + с6 • 0„2 ; при Ь = 20 °С;

где сь с2, Сз, с4, с5, с6- расчетные коэффициенты, при этом с, = 0,015 кг/мин; с2= 5-Ю"5 кг/мин; с3= 0,513; с4= 2,083-Ю"6 кг2/(мин кг); с5 = 0,015 кг/кг; с6= 0,02 мин/кг.

ь-г

5 ~

Рис. 6. Зависимость количеств вымороженной влаги от температуры и расхода продукта при расходе рабочего вещества 0,5 кг/мин

Рис. 7. Зависимость оптимальной длины камеры смешения от "температуры и расхода продукта при расходе рабочего вещества 0,5 кг/мин

Анализ полученных зависимостей (рис. 5-6) позволяет сделать следующие выводы о влиянии режимных характеристик на эффективность криокон-центрации. Так, количество вымороженной влаги увеличивается при уменьшении температуры и расхода продукта поступающего на обработку при постоянном расходе рабочего вещества поступающего в аппарат.

С„, кг/мин

(У)

12

Рис. 8. Зависимость расхода рабочего вещества от расхода Рис. 9. Зависимость оптимальной длины камеры смешения продуете н количества вымороженной влаги при температуре от расхода продукта при разной начальной температуре продукта продукта to = 20°С и прн расходе рабочего вещества 0,5 кг/мин

На рис. 7,9 показано влияние расхода и начальной температуры продукта на оптимальную длину камеры смешения, при которой достигается полный тепломассообмен между холодильным агентом и продуктом т.е. полностью используется холодильный потенциал и достигается максимальное количество вымороженной влаги из продукта при расходе рабочего вещества 0,5 кг/мин. На рис. 8 показана комплексная зависимость одновременного влияния расходов продукта и рабочего вещества на количество вымороженной влаги при полном тепломассообмене. Для фруктовых соков вымораживание влаги до 0,8 кг/кг соответствует концентрации сухих веществ до 40-50%.

В третьей главе приведено описание экспериментальных установок, методики планирования проведения экспериментов, организация проведения экспериментов, обработаны и проанализированы полученные экспериментальные данные.

Для определения размеров гранул твердой двуокиси углерода dr на выходе из конического сопла струйного аппарата был разработан и изготовлен экспериментальный стенд, принципиальная схема представлена на (рис.10).

Экспериментальный стенд состоит из сопла 1, баллона с жидкой двуокисью углерода 2, уравнительного клапана 3, теплоизолированной камеры 4, запорного вентиля 5, экрана 6, фильтра 7, фотоаппарата 8, стеклянной перегородки 9, измерительной линейки 10, трубки для подачи жидкого азота 11.

Рис. 10. Принципиальная схема экспериментального стевда по определению размеров твердой двуокиси углерода

■■^ШШЯЩШШШЯШШШШШШЛ

^шт-шшт

-г- . ,

>;и т

в 'l 1 н ('

ш

иякр!

Структура стенда предусматривает возможность работы при диаметрах выходного сечения сопла 0,5; 0,75 и 1мм.

Поток двуокиси углерода, вытекающей из сужающегося сопла 1, направлялся на экран 6 и йзмсрктелыгую линейку 10. Сопло, экран и измерительная линейка располагались в теплоизолированной камере 4 с температурой внутри -80°С. После дросселирования жидкого диоксида углерода в течении 1-2 секунд осуществлялось фотографирование цифровым фотоаппаратом с высоким разрешением 8. Фотография кристаллов, осевших на линейке, показана на рис.11. Подсчет количества кристаллов показал, что 60% составляли кристаллы диаметром 85 мкм, кристаллы имеющие размер 150 - 175 мкм составляли 16,5%, кристаллы с размером 125 мкм и 50 мкм составляли 12% и 10% соответственно. Оставшееся число кристаллов 1,5% это кристаллы с размером более 150 мкм и менее 50 мкм.

Для проведения экспериментов по исследованию процесса криоконцен-трации в струйном эжекционном аппарате разработан и изготовлен экспериментальный стенд, оснащенный необходимыми контрольно-измерительными приборами и регулирующей арматурой (рис.12). Вид струйного эжектора экспериментальной установки показан на рис.13.

Экспериментальный стевд состоит из струйного эжекционного аппарата 1, теплоизолированного сепаратора 2, емкости с концентратом 3, емкости с необработанным продуктом 4, вентиля парообразного холодильного агента 5, вентилей продукта 6,7,8,9,10, весов 11, насоса для подачи жидкого продукта 12, регулирующего вентиля подачи жидкого продукта 13, резервуара для льда 14, электронагревателя 15, баллона с жидким холодильным агентом 16, мешалки 17, расходомера жидкого продукта 18, фильтра 19, центрифуги 20.

В качестве факторов варьирования в экспериментах принимались:

- начальная температура продукта = 10; 20; 30 °С;

- конечная температура продукта („ к зависит от свойств продукта, принимаем 1п к = -1,6°С (для яблочного сока температура замерзания -1,6°С при концентрации сухих веществ 15%);

- расход продукта, подаваемого в струйный аппарат = 0,5; 0,75; 1; 1,25; 1,5 кг/мин;

- длина камеры смешения 1К = 200; 300; 400 мм.

В качестве выходной переменной процесса криоконцентрирования принималось количество вымороженной влаги кг/кг.

Результаты экспериментальных исследований обработаны в виде зависимостей изменения количества вымороженной влаги при переменных значениях расходов, температур обрабатываемого продукта, переменной длине камеры смешения и постоянном расходе двуокиси углерода 0,5 кг/мин и представлены на рис. 2-4.

Анализ полученных результатов и их сравнение с результатом численного эксперимента показал, что расхождение между результатами не превышало 15% при максимальной относительной погрешности измерений 6,5%. Это подтверждает справедливость разработанной математической модели процессов в струйном криоконцентраторе.

Рис.12. Измерительная схема экспериментального стенда струнного криоконцентратора

эжекционного аппарата: а) - общий вид, б) - детали аппарата:

1 - камера смешения с диффузором и приемной камерой.

2 - приемный патрубок продукта, 3 - сопло

В четвертой главе проведена технико-технологическая оценка струйной криоконцентраторной установки и разработаны принципы ее проектирования. Рассмотрена возможность применения ряда холодильных агентов в качестве рабочего вещества.

Проведенными экспериментальными исследованиями струйного крио-концентратора для жидких пищевых продуктов (яблочного и виноградного соков), использующего в качестве рабочего вещества двуокись углерода, определена величина кристаллов в снежной шуге в выходном сечении аппарата (рис.15). Средневзвешенный размер кристаллов до 0,3 мм составляет 85%, а наиболее эффективное отделение концентрата с применением центрифугирования или промывки льда, содержащего сухие вещества, целесообразно осуществлять при средневзвешенных размерах кристаллов 0,3-0,35 мм. Соответственно, применение струйного эжекционного аппарата (как кристаллизатора) может быть рекомендовано как устройство для интенсивного охлаждения продукта и как устройство для массового кристаллообразования, а так же данная установка может быть использована как кристаллизатор первой ступени в 2-х и более ступенчатой кристаллизации жидких пищевых продуктов и, учитывая преимущества двуокиси углерода, необходимые при консервировании пищевых продуктов, т.е. отсутствие кислорода или малое его присутствие, замедление процессов окисления, брожения и т.д., данная технология весьма эффективно отразится на качестве обрабатываемого продукта.

Применительно к другим отраслям по переработке жидких продуктов в струйной криоконцентраторной установке (химической, фармацевтической, нефтегазовой и др.) анализ затрат показал, что применение в качестве холодильного агента фреона 11600а и фреона Я124 повышает эффективность обработки на 7% и 5,5% соответственно по сравнению с типовой промышленной схемой криоконцентраторной установки на базе криоконцентратора скребкового типа, работающей на тех же фреонах (рис.14).

0,35 0,3 н п -м;

I «

I 0,15

Д 0,1

0,05 О

1-11744

2-М2

1-ЙП4«

4-1ШЮа

5-Ш52а

6-11290

7-Ш24

8-Я227

Рис. 14. Сравнительная диаграмма затрат на обработку 1кг продует-а а)-в установке с испарителем скребкового типа б)-в установке струйного криоконцеитратора

Ь

I

б) *

) к

II / аг' ■л \

/ V

/ К,

0 0,1 0,2 0,4 05

диаметр нрвсгелла», мм

Рис. 15. Размер кристаллов в выходном ссчскии струйного криоконцеитратора а) яблочный сок, б) виноградный сок

Экспериментальные исследования показали, что в выходном сечении струйного криоконцеитратора образуется трехфазный поток состоящий из пара холодильного агента, капель концентрированного жидкого продукта и снежной шуги (водного льда и концентрированного жидкого продукта). При этом концентрация сухих веществ обрабатываемого продукта в снежной шуге остается достаточно высокой и составляет 6,14 - 7,05% , при конечной концентрации сухих веществ в каплях концентрированного жидкого продукта от 13,88 до 14,48% . В связи с этим для повышения эффективности СКУ в ее схему включена центрифуга, которая позволит уменьшить унос сухих веществ со снежной шугой до 0,4 - 0,54%.

Разработана методика инженерного расчета основных элементов СКУ, в основу которой положены разработанный способ концентрирования жидких пищевых продуктов в непрерывном потоке и устройство для его осуществления.

В заключении сформулированы основные выводы по диссертационной работе в целом.

В приложениях к диссертации приведены: программа расчета математической модели поточно-струйного контактного криоконцентрирования, технические характеристики лабораторного оборудования, таблицы по расчету приведенных затрат, обозначение и основные свойства рабочих веществ, методика расчета промышленной криоконцентраторной установки, а также акты внедрения результатов работы.

3. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана математическая модель процессов тепломассообмена, протекающих в струйном аппарате при поточно-контактном взаимодействии холодильного агента и продукта, отражающая особенности, связанные с движением трехфазного двухкомпонентного потока и наличием фазовых переходов.

2. Проведенными экспериментальными исследованиями установлен среднестатистический размер гранул твердой фазы при истечении жидкой двуокиси углерода из сужающегося сопла и который составляет 85 мкм при диа-

метре выходного сечения от 0,5 до 1 мм при давлении жидкой двуокиси углерода перед соплом 64,3 бар.

3. Экспериментальными исследованиями определен коэффициент расхода а при истечении жидкой углекислоты в сужающемся сопле с диаметром выходного сечения 0,5; 0,75; 1,0 мм соответственно составляет 0,42; 0,38; 0,32 при давлении жидкой двуокиси углерода перед соплом 64,3 бар;

4. Впервые получены уравнения зависимостей, определяющие режимные характеристики струйного криоконцентратора и оптимальную длину камеры смешения в пределах изменения расхода продукта Оп от 0,5 до 1,5 кг/мин, расхода рабочего вещества <3Г от 0 до 3 кг/мин, температуры продукта г„ от 10 до 30 °С

-для количества вымороженной влаги V/, кг/кг Ч/=а1-а2-1„~ауС„ + а4ч„2+а5-1„-Сп+а6-Сп2; при йг - 0,5 кг/мин;

-для оптимальной длины камеры смешения Ь0|ГГ, мм

Ь„от = Ь1-Ь2-/л-Ьз-Сл-Ь4"/п +Ь5-/П-С„-Ь6-СЛ ;

при Ог = 0,5 кг/мин;

-для расхода рабочего вещества , кг/мин

Сг= с( + с2-\У + Сз-Сп-С4- \У2 +с5-\У-С„ + се-в?-,

при ^ = 20 °С;

5. Проведенными численными и экспериментальными исследованиями подтверждена справедливость разработанной математической модели; при этом расхождение расчетных и экспериментальных данных не превышало 15% при максимальной относительной погрешности измерений 6,5%.

6. Составлена программа расчета режимных характеристик струйного криоконцентратора жидких продуктов, защищенная свидетельством о государственной регистрации программы для ЭВМ.

7. Разработаны конструкция струйного криоконцентратора жидких продуктов, способ концентрирования жидких пищевых продуктов в непрерывном потоке и технологическая линия для концентрирования жидких пищевых продуктов, защищенные патентами Российской Федерации.

8. Применение струйного криоконцентратора в перерабатывающих отраслях пищевой промышленности (как кристаллизатора), использующего в качестве рабочего вещества двуокись углерода, может быть рекомендовано как устройство для интенсивного охлаждения продукта и как устройство для массового кристаллообразования, а также данный аппарат может быть использован как кристаллизатор первой ступени в 2-х и более ступенчатой кристаллизации жидких пищевых продуктов (фруктовых соков, виноматеркалов и др.) и, учитывая преимущества двуокиси углерода, необходимые при консервировании пищевых продуктов, предлагаемый процесс весьма эффективно отразится на качестве обрабатываемого продукта.

9. При использовании струйного криоконцентратора для обработки непищевых жидких продуктов (химическая, фармацевтическая, нефтегазовая и др. отрасли) анализ затрат показал, что применение в качестве холодильного

агента фреона ЯбООа и фреона Я124 повышает эффективность обработки на 7% и 5,5% соответственно по сравнению с типовой промышленной схемой криоконцентраторной установки на базе криоконцекгратора скребкового типа, работающей на тех же фреонах.

Ю.Разработана инженерная методика расчета и проектирования промышленной криоконцентраторной установки, которая передана в Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Российской академии сельскохозяйственных наук для использования в проектах холодильных систем на перерабатывающих предприятиях агропромышленного комплекса Краснодарского края.

11.Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе ГОУ ВПО "Кубанский государственный технологический университет".

Основные положения и результаты диссертационного исследования опубликованы в следующих работах:

I. Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией:

1. Лугинин М.И., Гордиенко Ю.В. Теоретический анализ процессов те-пломассобмена в струйном криоконцентраторе // Известия вузов. Пищевая технология. - 2008. - № 1. - С. 76-79.

II. Статьи, опубликованные в других научных журналах и изданиях:

2. Лугинин М.И., Гордиенко Ю.В. Струйный криоконцентратор И Тезисы докладов XXXII научной конференции студентов, и молодых ученых вузов южного федерального округа. - Краснодар : КГУФКСТ, 2005. - С. 2324.

3. Лугинин М.И., Гордиенко Ю.В. Способ обработки жидких пищевых продуктов криоконцентрированием // Агропромышленный комплекс и актуальные проблемы экономики регионов: сборник тезисов докладов пятой всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов, докторантов и молодых ученых. - Майкоп: Качество, 2005. - С. 267-268.

4. Линия для концентрирования жидких пищевых продуктов : пат. 48708 Рос. Федерация: 7 А23С 1/06, В0Ш 9/02 / Беззаботов Ю.С., Гордиенко Ю.В., Лугинин М.И; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО "Кубанский государственный технологический университет". - № 2005121387/22; заявл. 07.07.05; опубл. 10.11.05, Бюл. №31.

5. Лугинин М.И., Гордиенко Ю.В. Установка для концентрирования жидких пищевых продуктов // Современные проблемы холодильной техники и технологии: сборник научных трудов 4-й международной научно-технической конференции. - Одесса: ОГАХ, 2005. - С. 104-105.

6. Эжектор : пат. 56505 Рос. Федерация : МПК7 Р04Р 5/02, Р04Р 5/00 / Беззаботов Ю.С., Гордиенко Ю.В., Лугинин М.И; заявитель и патентооблада-

тель ГОУ ВПО "Кубанский государственный технологический университет". - №2006105947/22; заявл.15.06.06; опубл.10.09.06, Бюл. № 25.

7. Лугинин М.И. Экспериментальный стенд для исследования струйного криоконцентратора // Региональная научно - практическая конференция аспирантов, соискателей и докторантов. - Майкоп : Аякс, 2007. - С. 69-72.

8. Способ концентрирования жидких пищевых продуктов в непрерывном потоке : пат. 2294644 Рос. Федерация : МПК7 А23С 1/06, А23Ь 2/12, ВОЮ 9/04 / Касьянов Г.И., Беззаботов Ю.С., Гордиенко Ю.В., Лугинин М.И; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО "Кубанский государственный технологический университет". - № 2005117272/13; заявл. 06.06.05; опубл. 10.03.07, Бюл. №7.

9. Гордиенко Ю,В., Лугинин М.И. Экспериментальное исследование размеров гранул твердой двуокиси углерода при дросселировании жидкости для процессов струйного криоконцентрирования // Вестник ДГГУ. Технические науки. - 2007. - № 9. - С. 43-47.

Ю.Программа расчета режимных характеристик струйного криоконн-центратора жидких продуктов: Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008611387 / Лугинин М.И., Гордиенко Ю.В., Беззаботов Ю.С., заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО "Кубанский государственный технологический университет". - № 2008610432; заявл. 07.02.08; опубл. 19.03.08.

11.Беззаботов Ю.С., Гордиенко Ю.В., Лугинин М.И. Некоторые результаты исследований струйной криоконцентраторной установки работающей на СОг и анализ качества обрабатываемого продукта //Агропромышленный комплекс и актуальные проблемы экономики регионов: сборник научных трудов XI всероссийской научно-практической конференции. - Майкоп : Аякс, 2008. -С. 144-147.

12. Лугинин М.И., Беззаботов Ю.С. Особенности процессов тепломассообмена в струйном криоконцентраторе // Инновационные технологии в области холодильного хранения и переработки пищевых продуктов: сборник материалов международной научно-практической конференции. - Краснодар: КНИИХП; КубГТУ, 2008. - С. 150-153.

13.Лугинин М.И. Технико-технологическая оценка возможностей при выборе холодильного агента в качестве рабочего вещества в струйной криоконцентраторной установке // Инновационные технологии в области холодильного хранения и переработки пищевых продуктов: сборник материалов международной научно-практической конференции. - Краснодар : КНИИХП; КубГТУ, 2008. - С. 148-150.

Формат 60x84 1/16. Бумага офсет 1. Гарнитура Тайме. Усл.п.л. 1,0 изд.л. 1,0. Заказ № 124-08. Тираж 100 экз. Отпечатано в тип. ИП Тагиева Р.Х. г. Махачкала, ул. Гамидова, 2

"«л а 1=» мат"

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СПОСОБЫ И УСТАНОВКИ ДЛЯ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ

ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ

1.1 Способы концентрирования жидких продуктов

1.2 Схемы концентраторных установок

1.3 Основные принципы концентрирования вымораживанием

1.4 Выбор направления исследований

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ

КОНТАКТНОГО ПОТОЧНО-СТРУЙНОГО

КРИОКОНЦЕНТРИРОВАНИЯ

2.1 Описание физической модели

2.2 Разработка математической модели

2.3 Методика численного решения математической модели

2.4 Анализ результатов численных экспериментов

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

СТРУЙНОГО КРИОКОНЦЕНТРАТОРА

3.1 Методика планирования проведения исследований на экспериментальной установке

3.2 Экспериментальный стенд по определению размеров твердой двуокиси углерода

3.3 Экспериментальный стенд для исследования струйного криоконцентратора

3.4 Организация проведения экспериментов

3.5 Обработка и анализ экспериментальных данных

ГЛАВА 4. ЭНЕРГИТИЧЕСКАЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

СТРУЙНОЙ КРИОКОНЦЕНТРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

4.1 Технико-технологическая оценка выбора холодильного агента (РАБОЧЕГО ВЕЩЕСТВА)

4.2 Анализ качества концентрированного продукта

4.3 Анализ энергетической эффективности струйной криоконцентраторной установки

4.4 Методика расчета конструктивных параметров элементов промышленной струйной криоконцентраторной установки

Концентрирование жидких продуктов играет существенную роль в пищевой промышленности, агропромышленном комплексе и других отраслях. Учитывая современные тенденции перехода на производство порошкообразных продуктов, в том числе быстрорастворимых напитков, натуральных пищевых красителей, процесс концентрирования можно рассматривать как предварительный этап подготовки сырья к последующей сушке: сублимационной и распылительной.

Применяя комбинированное обезвоживание жидких пищевых продуктов криоконцентрированием и сублимацией, можно существенно сократить общие затраты на производство (в 2-2,5 раза) и одновременно повысить качество быстрорастворимых порошкообразных продуктов [20,27,38,40,61].

Концентрирование применяют с целью уменьшения объема соков и сокращения расходов по упаковке, хранению и транспортировке продукта особенно на большие расстояния. В последние годы соки экспортируются в основном в концентрированном виде [17].

Концентрирование жидких пищевых продуктов в нашей стране и за рубежом осуществляют следующими способами: выпаривание, баромембранная технология, вакуумного замораживания, сублимации, криоконцентрирование [38].

Криоконцентрирование жидких пищевых продуктов вымораживанием обеспечивает наиболее полное сохранение исходных свойств продуктов (витаминов, минеральных веществ), в том числе ароматосодержащих и термолабильных жидкостей [39]. В консервной промышленности данный способ используют при получении концентрированных соков высокого качества. В винодельческой промышленности концентрирование вымораживанием используют для приготовления высоко качественных марочных вин. Криоконцентрированием можно повысить содержание алкоголя в вине с улучшением вкусовых качеств последнего [61].

Традиционно процесс теплообмена при криоконцентрировании протекает через поверхность теплообмена, что влияет на уровень энергозатрат.

Диоксид углерода для охлаждения виноматериалов использовался еще в начале XX века. Охлаждение проводили засыпая сухой лед в деревянные чаны с вином. В начале 1990-х годов проф. Флауменбаум Б.Л. (ОТИПП), проф. Касьянов Г.И. (ВНИИКОП) и др. проводили исследования по обработке виноградного сока жидким диоксидом углерода. Однако сложность обработки соков при давлении жидкого диоксида углерода (прядка 4,0-5,5 МПа) и периодичность действия оборудования заставляют обратить внимание на один из современных способов — обработку газообразным и твердым диоксидом углерода при атмосферном давлении и низких температурах [31,49,85,100,102].

В связи с этим важное значение приобретает разработка новых эффективных криоконцентраторных установок с тепло-массобменными аппаратами не периодического действия, при поточно-контактном взаимодействии холодильного агента и продукта.

Диссертационная работа выполнена на кафедре холодильных и компрессорных машин и установок ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» в соответствии с госбюджетной темой №4.4.05-10 на 2005-2010 гг. «Разработка и исследование ресурсосберегающих низкотемпературных технологий и холодильно-компрессорного оборудования ». Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и семи приложений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате теоретических и экспериментальных исследований получены следующие результаты:

1. Разработана математическая модель процессов тепломассообмена, протекающих в струйном аппарате при поточно-контактном взаимодействии холодильного агента и продукта, отражающая особенности, связанные с движением трехфазного двухкомпонентного потока и наличием фазовых переходов.

2. Проведенными экспериментальными исследованиями установлен среднестатистический размер гранул твердой фазы при истечении жидкой двуокиси углерода из сужающегося сопла, и составляет 85 мкм при диаметре выходного сечения от 0,5 до 1 мм при давлении жидкой двуокиси углерода перед соплом 64,3 бар.

3. Экспериментальными исследованиями определен коэффициент расхода а при истечении жидкой углекислоты в сужающемся сопле с диаметром выходного сечения 0,5; 0,75; 1,0 мм соответственно составляет 0,42; 0,38; 0,32 при давлении жидкой двуокиси углерода перед соплом 64,3 бар;

4. Впервые получены уравнения зависимостей, определяющие режимные и характеристики струйного криоконцентратора и оптимальную длину камеры смешения в пределах изменения расхода продукта Gn от 0,5 до 1,5 кг/мин, расхода рабочего вещества Gr от 0 до 3 кг/мин, температуры продукта tn от 10 до 30 °С :

-для количества вымороженной влаги W, кг/кг при Gr — 0,5 кг/мин;

2 2 W= aj - а2 • ta - а3 ■ Gn + а4 • tn + а5 ■ tn • Gn + а6 • Gn ;

-для оптимальной длины камеры смешения Ьопт , мм при Gr = 0,5 кг/мин;

Lout = Ь] - Ь2 ' /„ - Ь3 • Gn - Ь4 " tn + Ь5 • /„ ' Gn - Ьб ' Gn \

-для расхода рабочего вещества Gr, кг/мин при tn = 20 °С;

Gr= ci + c2- W + c3 • Gn - c4- W2 + c5 • W • Gn + c6- Gn2 ;

5. Проведенными численными и экспериментальными исследованиями подтверждена справедливость разработанной математической модели; при этом расхождение расчетных и экспериментальных данных не превышало 15%, при максимальной относительной погрешности измерений 6,5%.

6. Составлена программа расчета режимных характеристик струйного криоконцентратора жидких продуктов, защищенная свидетельством о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008611387.

7. Разработаны конструкция струйного криоконцентратора жидких продуктов, способ концентрирования жидких пищевых продуктов в непрерывном потоке и технологическая линия для концентрирования жидких пищевых продуктов, защищенные патентами Российской Федерации.

8. Применение струйного криоконцентратора в перерабатывающих отраслях пищевой промышленности (как кристаллизатора), использующего в качестве рабочего вещества двуокись углерода, может быть рекомендовано как устройство для интенсивного охлаждения продукта и как устройство для массового кристаллообразования, а так же данный аппарат может быть использован как кристаллизатор первой ступени в 2-х и более ступенчатой кристаллизации жидких пищевых продуктов (фруктовых соков, виноматериалов и др.) и, учитывая преимущества двуокиси углерода, необходимые при консервировании пищевых продуктов, предлагаемый процесс весьма эффективно отразится на качестве обрабатываемого продукта.

9. При использовании струйного криоконцентратора для обработки непищевых жидких продуктов (химическая, фармацевтическая, нефтегазовая и др. отрасли) анализ затрат показал, что применение в качестве холодильного агента фреона R600a и фреона R124 повышает эффективность обработки на 7% и 5,5% соответственно по сравнению с типовой промышленной схемой криоконцен-траторной установки на базе криоконцентратора скребкового типа, работающей на тех же фреонах.

10. Разработана инженерная методика расчета и проектирования промышленной криоконцентраторной установки, которая передана в Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Российской академии сельскохозяйственных наук для использования в проектах холодильных систем на перерабатывающих предприятиях агропромышленного комплекса Краснодарского края.

11. Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе Кубанского государственного технологического университета при чтении курсов «САПР низкотемпературных систем», «Математические методы моделирования физических процессов в криогенной технике» по специальности 140504 — «Холодильная, криогенная техника и кондиционирование».

1. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. — М.: Наука, 1969. — 736с.

2. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. — М.: Наука. 1976. — 280 с. .

3. Акулов Л.А., Борзенко Е.И., Новотельнов В.Н., Зайцев А.В. Теплофизи-ческие свойства криопродуктов. М.: СПб.: Политехника, 2001.- 243 с. ил.

4. Алтунин В.В. Теплофизические свойства двуокиси углерода. М.: Изд-во стандартов, 1975. - 546с.

5. Аппарат для замораживания пищевых продуктов: А.С. 1455183/ Акулов Л.А., Баранов А.Ю., и Кольцова О.Н. -№ 4212961/31-13 Заявл. 04.02.87. Опубл. 30.01.89. Бюл. № 4.

6. Бабакин Б.С., Стефанчук В.И., Ковтунов Е.Е. Альтернативные хладагенты и сервис холодильных систем на их основе. М.: Колос, 2000. 160 с.

7. Беззаботов Ю.С. Воздушная холодильная машина с контактным жидкостным охладителем: Дис. . канд. техн. наук: 05.04.03/ Одесский технологический институт холодильной промышленности. Одесса., 1987. - 187с.

8. Бобков В.А. Производство и применение льда. М. Пищевая промышленность, 1977. -232с.

9. Богданов С.Н., Бурцев С.И., Иванов О.П., Куприянова А.В. Холодильная техника. Кондиционирование воздуха. Свойства веществ: Справ./ Под ред. С.Н. Богданова. 4-е изд., перераб. и доп. СПб.: СПбГАХПТ, 1999. - 320с.

10. Бражников A.M. и др. Концентрирования жидких продуктов методом вымораживания Бражников A.M. и др. // ЦНИИТЭИ.-М.-1976. 24с.

11. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. — М.: Физматгиз, 1963. 708с.

12. Виноградова В.А., Паршин Б.Д., и др. Способы насыщения напитков диоксидом углерода. / М.: АгроНИИТЭИПП, 1992. - 21с.

13. Вулканович М.Е., Новиков И.И. Термодинамика. М.: Машиностроение, 1972.-670с.

14. Галустов B.C. Прямоточные распылительные аппараты в теплоэнергетике. М.: Энергоатомиздат, 1989. — 240с.: ил.

15. Грачев Ю.П. Математические методы планирования экспериментов. — М.: Пищевая промышленность, 1979. 200с.

16. Гельперин Н.И, НосовГ.А, Основы техники фракционной кристаллизации. М. Химия 1986г. - 304с.

17. Герасимова В.А, Белокурова Е.С, Вытовтов А.А. Товароведение и экспертиза вкусовых товаров. СПб.: Питер, 2004. - 400с.

18. Гинзбург А. С., Громов М. А., Красовская Г. И. Теплофизические характеристики пищевых продуктов: Справочник. 3-е изд., доп. и перераб. — .у. Аг-ропромиздат 1990, 286с. ил.

19. Гинзбург А.С., Савина И.М. Массовлагообменные характеристики пищевых продуктов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 280 с.

20. Гришин М.А. Анатазевич В.И., Семенов Ю.Г. Установки для сушки пищевых продуктов. Справочник. -М.: Агропромиздат, 1989. 215 е.: ил.

21. Гухман А.А. Введение в теорию подобия. -М.: Высшая школа, 1973. -351 с.

22. Данилов М.М. Особенности получения твердого диоксида углерода в низкотемпературных турбодетандерах: Дис. . канд. Техн. Наук: 05.04.03, 01.04.14 / Санкт-Петербург, 2003. 143 с.

23. Дейч М.Е. Техническая газодинамика. М. - JL: Госэнергоиздат, 1961. -671с.

24. Дитякин Ю.Ф., Клячко Л.А, Новиков Б.В, Ягодкин В.И. Распыление жидкостей М.: Машиностроение, 1977. - 208с.

25. Достижения в области исследования теплообмена и гидравлики двухфазных потоков в элементах энергооборудования / под ред. В.М. Боришанского -Л.: Наука 1973. 292с.

26. Зайчик Ц.Р. Технологическое оборудование винодельческих предприятий. Изд. 2-е - М.: Дели, 2001. - 522 с.

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

28. Илюхин В.В. Физико-технические основы криоразделения продуктов. -М.: Агропромиздат, 1990. 267с.

29. Исаченко В.П. Кушнарев В.И. Струйное охлаждение. М.: Энергоатом-издат, 1984. - 216с., ил.

30. Канторович В.И. Основы автоматизации холодильных установок. М.: Пищ. промышленность, 1968. - 320с.

31. Касьянов Г.И. Технологические основы СОг обработки растительного сырья. - М.: РУСОЗ, 1994. - 132с.

32. Каталог 2003. Устройства автоматики и управления холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. Данфосс 2002г., 188с.

33. Клещунов Е.И. Исследование процессов и схем деминерализации морских и сточных вод холодным (кристаллогидратным) методом: Дис. . канд. техн. наук: 05.04.03 / Одесский технологический институт холодильной промышленности. Одесса., 1975.- 166с.

34. Кинан Д. Термодинамика. М. - Л.: Госэнергоиздат, 1963. - 249с.

35. Кишковский З.Н., Мержавин А.А. Технология вина. М.: Легкая и пищ. пром-сть, 1984. - 504с.

36. Компоненты автоматизации ОВЕН. Простейший подход к современным решениям. Каталог 2007, 224с.

37. Комяков О.Г. и др. Способы концентрирования жидких пищевых продуктов // Пищ. пром-сть: обзорн. информ ВНИИТЭИАгропром-М.-1979- 24с.

38. Комяков О.Г., Филлипенко О.А. Техника и технология процесса крио-концентрирования жидких пищевых продуктов // АгроНИИТЭИПП.-М.-1979.— 24с.

39. Комяков О.Г., Филлипенко О.А. Урьяш О.Б. и др. Способы концентрирования жидких пищевых продуктов // АгроНИИТЭШ 111.-М.-1987.- 24с.

40. Контрольно-измерительные приборы и средства автоматизации. Каталог продукции ОВЕН 2003, 152с.

41. Кошкин Н.Н., Стукаленко А.К., и др. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин. Л.: Машиностроение, 1976. - 464 с.

42. Кутаталадзе С.С., Старикович М.А. Гидродинамика газожидкостных систем. 2-е изд. М.: Энергия, 1976. 296с.

43. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. — М.: Атомиздат,1979. — 416с.

44. Кутателадзе С.С., Боришанский В.М. Справочник по теплопередаче. — М. Л.: Госэнергоиздат, 1959. - 414 с.

45. Линия для концентрирования жидких пищевых продуктов: Патент РФ 48708 / Беззаботов Ю.С., Гордиенко Ю.В., Лугинин М.И. № 2005121387/22; Заявл.07.07.2005; Опубл. 10.11.2005. - Бюл. № 31.

46. Линия производства виноградного сока: Патент РФ 2048513 / Квасенков О.И., Касьянов Г.И. № 94002900/13; Заявл. 25.01.94; Опубл.20.11.95.

47. Лугинин М.И., Гордиенко Ю.В. Струйный криоконцентратор // Тезисы докладов XXXII научной конференции студентов, и молодых ученых вузов южного федерального округа Краснодар, 2005. - С.23—24.

48. Лугинин М.И. Экспериментальный стенд для исследования струйного криоконцентратора // Региональная научно практическая конференция аспирантов соискателей и докторантов. - Майкоп, 2007. С.69-72.

49. Лугинин М.И., Гордиенко Ю.В. Установка для концентрирования жидких пищевых продуктов // Современные проблемы холодильной техники и технологии: Сб. научн. труд. 4-й международной научно-технической конф. Одесса, 2005. - С.104-105.

50. Лугинин М.И., Гордиенко Ю.В. Теоретический анализ процессов тепло-массобмена в струйном криоконцентраторе // Пищевая технология. Известия вузов. 2008. - №1. - С.76-79.

51. Лыков А.В. Тепломассообмен Справочник. 2-е изд., перраб и доп. М.: Энергия, 1978. - 480с., ил.

52. Матвеенко П.С., Стадников В.Н. Струйные аппараты в пищевой промышленности. М. Пищевая пром-ть, 1980. - 224с.

53. Налимов В.В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1971. 128 с.

54. Насосы сухим ротором WILO. Каталог для систем отопления 2000/2001 176 с.

55. Нестеренко В.А. Основы термодинамических расчетов вентиляции и кондиционирования воздуха. М.: Высшая школа, 1965. 396с.

56. Пап JI. Концентрирование вымораживанием. Пер. с венгерского. / под. ред. О.Г. Комякова. -М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1982. 96с.

57. Пархаладзе Э.Г., Олыпамовский В.С Вакуум-сублимационная установка непрерывного действия с сублиматором барабанного типа //Холодильная техника. 1993. - №3. - С. 13-15.

58. Пасконов В.М., Полежаев В.И., Чудов П.Л. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена. М.: Наука, 1984. — 288 с.

59. Пименова Т.Ф. Производство и применение сухого льда, жидкого и газообразного диоксида углерода. М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1982. - 208с.

60. Позняковский В.М., Помозова В.А., Киселева Т.Ф., Пермякова Л.В. Экспертиза напитков. Качество и безопасность. Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2007. - 408с.

61. Приоритеты развития науки и научного обеспечения в пищевых отраслях АПК. / А.Н. Богатырев, О.А. Масленникова, А.П. Нечаев, В.А.Панфилов, и др.// М .: Пищ. пром-ть. -1995. -175с.

62. Производство и применение жидкой углекислоты / Алтунджи С.В., Бухарин и др., М.: Пищепромиздат, 1959. - 208с.

63. Рабинович С.Г. Погрешности измерений. Л.: Энергия, 1978. - 262с.

64. Самсонова А. Н., Ушева В. Б. Фруктовые и овощные соки: Техника и технология. М.: Агропромиздат, 1990. - 287 с.

65. Сборник технологических инструкций по производству консервов. Том 2. Консервы фруктовые. Часть 2. под ред. Ю.К.Таркуна. - М.: Изд-во «Петит», 1992. - 360с.

66. Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения. М.: Энергия, 1967. - 336с. с илл.

67. Соколов Е.Я., Зингер Н.М.Струйные аппараты.-М.:Энергия, 1970.-288с.

68. Coy С. Гидродинамика многофазных систем. Пер. с английского/ под редакцией Дейча М.Е.: М: Мир, 1971. - 533с.

69. Способ концентрирования жидких пищевых продуктов в непрерывном потоке: Патент РФ 2294644 /Квасенков О.И., Касьянов Г.И. № 94002900/13; Заявл.25.01.94; Опубл. 20.10.95.

70. Способ концентрирования жидких пищевых продуктов: Патент РФ 2001362 / Касьянов Г.И., Квасенков О.Г. № 5059503/13; Заявл. 18.08.92; Опубл. 15.10.93 Бюл. № 37.- 38 с.

71. Способ концентрирования жидких пищевых продуктов: Патент РФ 2086867/ Квасенков О.Г., Касьянов Г.И., Гореньков Э.С. № 940221001/13; Заявл. 24.05.94; Опубл. 10.08.97.

72. Способ концентрирования жидких пищевых продуктов в непрерывном потоке: Патент РФ 2080071/ Квасенков О.Г., Касьянов Г.И. № 94036031/13; Заявл. 27.09.94; 0публ.27.05.97.

73. Способ концентрирования жидких пищевых продуктов в непрерывном потоке: Патент РФ 2079217/ Квасенков О.Г. № 94021002/13; Заявл. 24.05.94; Опубл. 10.05.97.

74. Способ получения искусственного снега: А.С. 1814717 СССР / Квасенков О.И., Шаззо Р.И., Касьянов Г.И., Артамонов Н.А. № 4900751/13; Заявл. 09.01.91; 0публ.07.05.93 Бюл. № 17.

75. Способ получения искусственного снега: А.С. 1206579 СССР / Шляхо-вецкий В.М., Криштафович А.Г., Шаззо Р.И. № 3624288/28-13; Заявл. 15.07.83; 0публ.23.01.86 Бюл. № 3.

76. Способ получения концентрированных жидких пищевых продуктов:

77. А.С. 685271 СССР / Воскобойников В.А., Комяков О.Г. № 268479/28-13; Заявл. 21.04.78; Опубл. 15.09.79 Бюл. № 34.

78. Способ получения концентрированных жидких пищевых продуктов: А.С.935065 СССР / Комяков О.Г., Воскобойников В.А., Филлипенко О.А. № 2973060/28-13; Заявл. 13.08.80; Опубл. 15.06.82 Бюл. № 22.

79. Способ получения потока ледяных гранул: Патент РФ 2077683/ Булимов В .А., Кудерко А.Я., Медведев З.П., Чернышев В.В. № 93038793/13; Заявл. 28.07.93; 0публ.20.04.97.

80. Способ стабилизации виноградных соков или вин от выпадения кристаллического осадка при хранении: Патент РФ 2055878 / Квасенков О.И., Загиба-лов А.Ф., Флауменбаум Б.Л., Касьянов Г.И. № 92015387/13; Заявл. 29.12.92; Опубл. 10.03.96.

81. Справочник по физико-техническим основам глубокого охлаждения/ М.П. Малков и др. M.-JL, Госэнергоиздат, 1963. - 416с. с черт.

82. Справочник азотчика т.1 М., Химия, 1967, 491с.

83. Стернин JI.E. Основы газодинамики двухфазных течений в соплах. — М.: Машиностроение, 1974. -212с.

84. Струйный аппарат: Патент РФ 2084706/ Гудымов Э.А., Родионов Б.Н., Хамидов Г.Э., Полевский В.Н. № 94039332/06; Заявл. 10.11.94; 0публ.20.07.97.

85. Струйный переохладитель криогенной жидкости А.С. 1339363 СССР/ Петухов И.И., Фролов С.Д., и др. № 4022583/23-06; Заявл.16.12.85; Опубл. 23.09.87. Бюл.№35.

86. Струйный насос: А.С. 399630 СССР/ Шаварин В.Н., Касаткин С.Ф. и Скосарев Е.В. № 1616020/24-6; Заявл. 02.11.71; Опубл.ОЗ. 10.73 Бюл. №39.

87. Теоретические основы хладотехники.Тепломассообмен./Богданов С.Н., Бучко Н.А., Гуйго Э.И., Данилова Г.Н., Филаткин В.Н., Цветков О.Б. М.: Аг-ропромиздат, 1986. - 320 е.: ил.

88. Тезиков А.Д. Производство и применение сухого льда. М.: Госторгиз-дат, I960. - 128с.

89. Теплофизические основы получения искусственного холода: Справочник / Холодильная техника / Н.А. Бучко, Г.Н. Данилова, и др.; Гл. ред. А.В.Быков. -М.; Пищевая промышленность, 1980. 232с.

90. Томановская В.Ф. и Колотова Б.Е. Фреоны. Свойства и применение. Л.: Химия, 1970. - 182с. 130табл, 59 рис.

91. Троян З.А., Клещунова Г.А., Костелева П.Н. и др. Применение мембранной технологии в пищевой промышленности // ЦНИИТЭИПищепром.-М.— 1982.- 27с.

92. Трухан Ю.В., Шуляков Ю.М. Планирование, анализ и обработка результатов исследований. Краснодар, 1979. - 92с.

93. Установка для стабилизации соков и вин: Патент РФ 2000067/ Квасенков О.И., Окафор И.Г., Касьянов Г.И., Флауменбаум Б.Л. №5044344/13 Заявл. 27.05.92. Опубл. 07.09.93. Бюл. № 33-36.

94. Устройство для производства ледяных гранул: А.С. 1265443 СССР/ Мартиросян С.Н., Савченко В.И., Ушаков В.В., и Франчук Г.М. № 3908110/28-13 Заявл. 11.06.85. Опубл. 23.10.86. Бюл. № 39.

95. Устройство для стабилизации соков и вин охлаждением: Патент РФ 2018527/ Квасенков О.И., Андронова О.И., Флауменбаум Б.Л., Окафор И.Г., Касьянов Г.И. -№ 92011613/13 Заявл. 14.12.92. Опубл. 30.08.94.

96. Фан-Юнг А. Ф. Осветление и фильтрование плодовых соков. М.: Пищ. пром-сть, 1967. - 208 с.

97. Физические величины: Справочник/ А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, A.M. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. М.; Энерго-атомиздат, 1991. - 1232с.

98. Хикс Ч. Основные принципы планирования эксперимента: Пер с англ. Голиковой Т.Н., Коваленко Е.Г., Микешиной Н.Г./ Под ред. Налимова В.В. — М.: Мир. 1967.- 429 с.

99. Чижов Г.Б. Теплофизические процессы в холодильной технологии пищевых продуктов-М.: Пищ. пром-сть, 1979. 272с.

100. Шервуд Т., Пигфорд Р., Уилки Ч. Массопередача: Пер. с англ./Под ред. В.А. Малюсова. М.: Химия, 1982. 696с.

101. Шляховецкий В.М. Струйные газодинамические устройства для контактного охлаждения: Основы теории и области применения. Краснодар.: изд. КубГТУ, 1995.- 135с. ил.

102. Шляховецкий В.М. Касьянов Г.И. Технологические особенности поточного контактного взаимодействия жидких пищевых продуктов с диоксидом углерода // Холодильная техника. 2001. -№6.-С.14-15.

103. Шобингер У. Плодово-ягодные и овощные соки. М.: Легкая и пищ. пром-сть, 1982. - 472с.

104. Шольц Е. П., Пономарев В. Ф. Технология переработки винограда. — М.: Агропромиздат, 1990. 447 с.

105. Эжектор: Патент РФ 56505 / Беззаботов Ю.С., Гордиенко Ю.В. Лугинин М.И. Опубл. в Б.И 10.09.2006г. - Бюл. № 25.

106. Эжектор: А.С. 640047 СССР / Гамус И.М., Картелев Б.Г., Корныльев Л.А. и Ясновский Л.И. № 2470451 / 25 - 06; Заявл.05.04.77; Опубл. 30.12.78. - Бюл. № 48.

107. Эжектор: А.С. 941695 СССР / Ройзентблант Г.Б., Беляков В.К., Бабощен-ко Ю.М. и др. № 3220794/25-06; Заявл. 16.12.80; Опубл. 07.07.82. - Бюл. № 25.

108. Яценко С.М. Исследование и разработка процесса криогенного вымораживания растительных масел: Автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.18.12/ Воронежская государственная технологическая академия. Воронеж, 2001. — 24 с.

109. Carbon dioxide refrigerating system; Пат. 5152155 США, МКИ5 F25D 3/12 /Shea Ronald D., Batchelor Michael G.-№ 505059; Заявл. 05.04.90; Опубл. 06.10.92; НКИ 62/385.

110. Koppers. Hydrate process for saline water conversion, Experiment and Engineering Studies, Research and and Development progress report № 90, Office of saline water, march 1964, p.20.

111. Omran, A. King, J. Kinitics of ice crystallization in sugar solutions and fruit juices. AIChE Journal, 1974, p. 795-799.