автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Разработка и исследование вибрационного массообменного аппарата для экстрагирования плодово-ягодного сырья

На иравах рукописи ,.

Горлов Максим Дмитриевич

Разработка и исследование вибрационного м«есоо5менного аппарат для экстрагирования плодово-ягодного сырья

Специальность 05.18.12 - Процессы и аппарата пищевых производств

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Кемерово 2005

Работа выполнена на кафедре процессов и аппаратов пищевых производств ГОУ ВПО Кемеровского технологического института пищевой промышленности

Научный руководитель - заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Иванец В.Н.

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Попов A.M. - кандидат технических наук Альбрехт С.Н.

Ведущая организация - НПО «Здоровое питание», г. Кемерово.

Защита состоитсямая 2005 г. в ^ ""часов на заседании диссертационного совета К 212.089.01 при Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности по адресу: 650056, г. Кемерово, бульвар Строителей, 47

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Кемеровского технологического института пищевой промышленности.

Автореферат разослан ! 2005 г.

У

Учёный секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук, доцент • « БакинИ.А.

мт-у ¿лжоб V

з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последнее время в мире резко возрос интерес к продуктам и препаратам, направленным на эффективную профилактику здоровья населения в связи со снижением в его рационе наиболее ценных в биологическом отношении пищевых продуктов, таких как мясомолочные, рыбопродукты и другие, при существенном увеличении потребления хлеба и хлебопродуктов, а также картофеля.

Вследствие этого на первое место выдвигается проблема сбалансированного питания и сокращения дефицита животных белков, недостатка полиненасыщенных кислот, витаминов и ряда жизненно важных минеральных веществ и микроэлементов.

Одним из путей решения этой проблемы является широкое использование в пищевой промышленности высоких технологий при создании комбинированных продуктов питания на основе животного и растительного сырья, обогащенных витаминами и другими биологически активными добавками. Научная база этого технологического направления находится в России на высоком современном уровне, в то время как техническое его воплощение далеко от совершенства.

В связи с этим возникает необходимость исследования технического аспекта процесса получения компонентов для производства комбинированных продуктов питания, которые достаточно эффективно можно экстрагировать из растительного сырья.

На сегодняшний день экстракторы, применяемые в промышленности, разработаны на базе практических рекомендаций, без учета теоретических основ процесса. Поэтому актуальна задача изучения теоретической стороны процесса экстрагирования.

Не менее важна проблема интенсификации процесса экстрагирования с помощью различных физических воздействий на обрабатываемый материал, например: вибрационных, ультразвуковых, а также направленной организации движения материальных потоков. Так применение вибрационных экстракторов позволяет существенно интенсифицировать процесс за счет внешнего подвода энергии.

Цель н задачи исследований. Целью данной работы является разработка и исследование нового высокоэффективного массообменного аппарата, в котором интенсификация процесса экстрагирования осуществляется- за счёт его проведения в поле низкочастотных колебаний и направленного движения материальных потоков.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

• Проанализировать возможность использования метода нелинейного программирования и интервально-безитерационного подхода для описания процесса экстрагирования в непрерывно-действующем вертикальном вибрационном аппарате; I РОС. НАЦИОНАЛЫ

__I *и«лмотекаИА5 (

В руководстве работой принял участие к.т.н., доц. Потапов А.Ш^^В''

• Разработать на основе кибернетического подхода математическую модель непрерывно-действующего агрегата, включающего в свой состав экстрактор и блок дозирующих устройств;

• Исследовать влияние определяющих факторов на эффективность процесса экстрагирования и определить рациональные режимы его осуществления;

« Реализовать математические модели с помощью методов цифрового машинного моделирования и проверить их адекватность реальному процессу экстрагирования;

• Разработать новую конструкцию непрерывно-действующего вертикального вибрационного экстрактора (НВВЭ) и провести его экспериментальное исследование.

Научная новизна работы. Разработана математическая модель непрерывно-действующего агрегата, включающего в свой состав блок дозаторов объёмного типа и экстрактор, позволяющая прогнозировать их согласованную работу, а также оценивать степень сглаживания флуктуаций входных потоков экстрактором, напрямую связанную с эффективностью проходящего в нём процесса. Результаты регрессионного анализа влияния различных факторов на процесс экстрагирования позволяют решить задачу оптимизации. Проведено физическое моделирование процесса экстрагирования, позволяющее оценить условия осуществления массообмена на отдельных участках экстракционной установки, с учётом изменения свойств материала при его взаимодействии с экстра-гентом, а также выделить стадию, лимитирующую процесс. Предложен алгоритм расчёта рациональных конструктивных и динамических параметров предложенной конструкции экстрактора с учётом входных воздействий со стороны дозирующих устройств.

Практическая значимость н реализация. По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработана новая конструкция непрерывно-действующего вертикального вибрационного экстрактора на техническую новизну которой получено положительное решение по заявке на патент РФ.

Концепции предлагаемой работы были удостоены медали Министерства образования Российской Федерации в номинации «За лучшую научную студенческую работу» по итогам открытого конкурса 2003 года по естественным, техническим и гуманитарным наукам в вузах Российской Федерации.

Успешно проведены опытно-промышленные испытания аппарата на НПО «Здоровое питание».

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре «Процессы и аппараты пищевых производств» КемТИППа при дипломном и курсовом проектировании.

Автор защищает. Математическую модель непрерывно-действующего экстракционного агрегата, включающего блок дозаторов объёмного типа и экстрактор, позволяющую прогнозировать их согласованную работу. Новую конструкцию непрерывно-действующего вертикального вибрационного экстрактора, позволяющую интенсифицировать в нём процесс экстрагирования плодово-

ягодного сырья, путём наложения низкочастотных колебаний. Результаты экспериментальных исследований процесса экстрагирования плодов рябины.

Апробация работы. Основные положения диссертации ежегодно докладывались и обсуждались на научных конференциях Кемеровского технологического института пищевой промышленности 2001 - 2004 г.г.; Международном симпозиуме «Федеральный и региональный аспекты государственной политики в области здорового питания» (Кемерово, 2002); VII Всероссийском форуме молодых учёных и студентов «Конкурентоспособность территорий и предприятий во взаимозависимом мире» (Екатеринбург, 2004).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 16 печатных работ. Из них 2 депонированные рукописи и 2 статьи в центральных журналах. Получено положительное решение на выдачу патента РФ.

Структура и объём диссертации. Работа состоит из введения, четырёх глав, основных выводов, списка литературы и приложений.

Диссертация изложена на 121 страницах основного текста, содержит 5 таблиц, 34 рисунка, приложения на 23 страницах. Список литературы включает 126 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и сформулирована цель работы, приведена её общая характеристика.

В первой главе рассмотрены общие вопросы теории экстрагирования. Проведён обзор методов моделирования процесса, что позволило подобрать взаимно дополняющие модели, всесторонне описывающие процесс и работу экстракционного агрегата (ЭА) в целом. Проанализированы факторы влияющие на процесс экстрагирования, а также методы его интенсификации, позволяющие сделать вывод, что в промышленности наиболее перспективными являются вибрационные аппараты. Рассмотрены классификация и типовые конструкции последних.

Во второй главе проведён анализ известных математических моделей, применительно к НВВЭ, который показал, что целесообразно использовать регрессионный, кибернетический и интервально-безитерационный подходы.

В нашем случае объектом исследования является динамическая система, структура которой изображена на рис. 1. Она включает в себя дозирующие устройства, которые формируют отдельные входные сигналы на противоположных концах экстрактора и сам аппарат, технологические выходы которого также разнесены по его высоте.

При известных передаточных функциях (ПФ) НВВЭ в соответствии со структурной схемой (см. рис. 1) можно определить сигнал в операторном виде на любом из выходов экстракционного агрегата по следующим формулам:

^ (в) = X1 (в) ^, (Б)+Х2 (Б)(в) 1

О)

Рис. 1 Структура исследуемой динамической системы: Xi(t) - вход системы, i = 1,2 ; x,(t) - расход растительного материала; x2(t) - расход экстрагента; yj(t) -выход системы, j = 1,2; yi(t) - концентрация целевых компонентов в жмыхе; y2(t) - концентрация целевых компонентов в экстракте; Wjj(S) - передаточная функция, характеризующая воздействие i-ro входа на j-й выход.

Как показал предварительный анализ экспериментальных данных, полученных импульсным методом, любой из каналов исследуемого нами вибрационного экстрактора непрерывного действия наиболее рационально аппроксимировать ПФ апериодического звена второго порядка с запаздыванием:

k х e"TS

W(S) = , , -. (2)

7 Т2 xS +Tj xS+1

Постоянные времени Ть Т2 в нашем случае определялись с помощью программы идентификации параметров математических моделей по экспериментальным (интегральным) характеристикам в пакете «MathCAD» и программе «Microsoft Office Excel». Правильность нахождения Tj и Т2 определяли по коэффициенту демпфирования -

«-£>1. (3)

Известно что изменение весового расхода материала на выходе из спирального дозатора описывается следующей временной функцией:

x2(t) = X0+Xmxsin(TBdt). (4)

Изображение по Лапласу, которой имеет вид:

S S2

Расход экстрагента на выходе из дозатора объёмного типа относительно стабилен и описывается функцией:

Xl(t)=Xo3. (6)

Изображение по Лапласу, которой имеет вид:

ад-Ь*., (7)

В результате расчёта схемы из звеньев нулевого порядка, дозаторов и экстрактора (см. рис. 2), определяются временные зависимости концентрации индикатора на каждом из выходов экстрактора для данного случая.

X2(S) = ^+Xin-r^-r. (5)

Рис. 2 Схема соединения звеньев для процесса экстрагирования по единичному

выходу

Анализ структуры экстракционного агрегата (см. рис. 1) показал, что для исследования его работы достаточно получить модель, описывающую динамику потока только на одном из выходов. Это можно объяснить тем, что дозирование исходных материалов осуществляется в определённых соотношениях и изменение расхода одного потока повлечёт за собой изменение другого.

В нашем случае основным исследуемым выходом являлся поток материала (жмыха) отводимого с верхней части аппарата, что объясняется возможностью его более удобного, быстрого и точного анализа.

Тогда математическая модель исследуемого канала экстракционного агрегата будет иметь вид:

Хг

1 - 0.5т х Б + 0.0247т282

(8)

1 + 0.5т х Б+0.0247т282 1 + Т^+Т28; Для анализа работы экстрактора, с точки зрения его реакции на непрерывно-переменные входные сигналы со стороны дозирующих устройств, строились функции сглаживания для различных режимов, которые рассчитывались по формуле:

5(та)=А(ш)'\ (9)

В третьей главе приведено описание экспериментально-исследовательского стенда для исследования НВВЭ, который включает: блок дозирующих устройств, экстрактор, щит приборов для регулирования и контроля режимов работы. Показаны характеристики и качественный состав ягод красной рябины. Рассмотрены вопросы аппаратурного и методического обеспечения экспериментальных исследований.

На рис. 3 приведена принципиальная схема опытной модели НВВЭ, который являлся основным объектом исследований.

Техническая новизна разработанного нами непрерывно-действующего вертикального вибрационного экстрактора заключается в том, что спиральный рабочий орган выполнен с радиально расположенными перегородками по всей длине его поверхности, конструкция которых изображена на рис. 4.

Размеры перегородок, подобранные конструктивно с учётом рекомендуемой степени измельчения растительного сырья и обеспечения движения последнего по ним, составляют а=3*5 мм, Ь=7ч-10 мм, при этом интервал между ними составил 90 мм по внутреннему диаметру спирального рабочего органа, что необходимо для обеспечения противоточного движения фаз.

экстрагент

Рис. 3 Непрерывно-действующий вертикальный вибрационный экстрактор

Рис. 4 Перегородка

Аппарат работает следующим образом. При включении вибратора (на рис. 3 не показан), аппарат совершает сложное колебательное движение в двух плоскостях, поступательное в вертикальной и вращательное в горизонтальной плоскости. Посредством этих колебаний сырьё, дозируемое в центральную колонну 1 сверху, поступает через отверстие 2 на рабочий орган 4 и движется по нему снизу вверх. Навстречу ему через штуцер 3, противотоком поступает экстрагент. При взаимодействии исходного сырья и экстрагента происходит процесс экстракции, который протекает по всей высоте аппарата. При движении экстрагента вниз, происходит его частичное задержание и накопление у перегородок 6, установленных на рабочем органе 4. Со стороны движения твёрдой фазы они имеют пологий наклон, что облегчает преодоление материалом этих перегородок. Со стороны движения экстрагента перегородки имеют козырёк 6а в верхней части, направленный в сторону обратную движению экстрагента. В результате такой конструкции образуется своего рода микрофонтан экстрагента, также способствующий преодолению твёрдыми частицами препятствий в виде пластинок. При этом в каждой, из образовавшейся, ванночке 66, между двумя перегородками, наблюдается прямоточное движение взаимодействующих фаз, создающее условия идеального смешения и приводящее к гораздо большему извлечению вещества при меньшем расходе экстрагента и высоких значениях коэффициента массоотдачи. Это объясняется тем, что частицы сырья, движущиеся противоточно относительно экстрагента, при попадании на один из таких участков, первоначально смываются экстрагентом, т.е. происходит совместное движение сырья и экстрагента. В дальнейшем, в результате накопления частиц твёрдой фазы у перегородки и вытеснения ими экс-

трагента, сырьё вновь начинает движение вверх по рабочему органу 4, т.е. противотоком по отношению к экстрагенту.

В четвёртой главе приведены результаты экспериментальных исследований процесса экстрагирования свежезамороженной красной рябины в ЭА и их сопоставление с его математическими моделями.

Проведён полный факторный эксперимент третьего порядка в ходе которого исследовалось влияние частоты вибрации аппарата - со =130.7+183.5 с"1 (диапазон ограничен стабильностью течения потока в аппарате), соотношения расхода фаз сырья к экстрагенту - ср=1/2-Ч/4, угла наклона спирали рабочего органа - а=КЗ° (обосновывается возможностью движения по нему материала вверх) на процесс экстрагирования.

При помощи ЭВМ были получены поверхности регрессии и уравнения (1012), описывающие их, при углах наклона рабочего органа аппарата 1°, 2° и 3° соответственно. При этом параметры вибрации были следующие: амплитуда колебаний 3.2 мм, угол вибрации 45°.

С = -60,5965 + 0,6485а) + 94,8832ф - 0,002со2 - 0,065юф -110,2125ф2, % (10) С = -57,9936 + 0,623о + 94,8565ф - 0,0019<о2 - 0,0648юф - 109,3695ф2,% (11) С = -59,513 + 0,6372©+96,0263ф - 0,002ю2 - 0,0648оэф -110,9463ф2,% (12) Анализ данных, полученных в ходе проведения экспериментов в соответствии с матрицей планирования, показал, что при угле наклона рабочей поверхности аппарата а=2°, значения концентраций сухих веществ в экстрагенте наиболее высоки. Данный факт можно объяснить тем, что при угле наклона рабочей поверхности а=1° ухудшается гидродинамическая обстановка в аппарате. Материал плохо движется вверх по более пологой поверхности вследствие его частичного смывания экстрагентом. При угле наклона рабочей поверхности а=3°, наблюдается увеличение: 1) скорости потока экстрагента, 2) брызгоуноса, а, следовательно, происходит уменьшение количества экстрагента между перегородками рабочего органа аппарата. Ухудшается гидродинамическая стабильность потока суспензии, частицы сырья не контактируют достаточное время с экстрагентом, дольше находясь в полёте, что приводит к ухудшению массооб-мена. Более высокие значения концентрации экстрагента при а=2° можно объяснить лучшей гидродинамической обстановкой в аппарате, а, следовательно, лучшими условиями смачивания поверхности частиц.

Анализ уравнения регрессии при а=2° позволил определить следующие рациональные режимы проведения процесса: частота колебаний ю=153.1 с"1, соотношение фаз тв/ж - ф=1/2.56 (0.393). При этом расчётная концентрация получаемого экстрагента Стах.расЧ.=8.3547 %.

Оценка адекватности полученной модели основывалась на анализе остатков. При а=2° коэффициент детерминации Я2=0.7883, что свидетельствует об адекватности модели.

Проведён кибернетический анализ экстракционной динамической системы, включающей блок дозаторов и разработанный нами экстрактор, который позволил, на основании полученных экспериментальных данных, определённых при найденных рациональных режимах работы ЭА, провести параметриза-

цшо частных моделей элементов последнего. Пренебрегая, ввиду незначительной величины, уносом экстрагента, находящегося в порах растительного материала и на его поверхности, получим математическую модель исследуемого канала экстракционного агрегата в виде:

ЭА 1*1 Б + 9+82/1 + 0.5тх8 + 0.0247т282 ><1 + 498 + 10082 ' 1 } Для анализа работы экстрактора, с точки зрения его реакции на непрерывно-переменные входные сигналы со стороны дозирующего узла, были построены функции сглаживания для различных его режимов работы (см. рис. 5).

Частота входного сигнала - та, рад/с А1-130.7 с', А2-157.1 с1, A3-183.5 с1

Рис. 5 Зависимость функций сглаживания экстрактора от частоты входного

дозирующего сигнала

Анализ кривых, полученных в исследуемом диапазоне частот, показывает, что его сглаживающая способность улучшается при понижении частоты вибрации аппарата, и повышении частоты флукгуаций входного сигнала.

Для уточнения степени сглаживания реальных сигналов дозирования спирального дозатора, были получены графики изменения расхода материала на входе и выходе из аппарата, при частоте его вибрации <»=157.1 с"1 (см. рис. 6).

Из графиков можно определить, что амплитуда флукгуаций потока на выходе из аппарата примерно в 919 раз меньше её значения на входе, что подтверждается графиком функции сглаживания на соответствующей частоте (см. рис. 5). Последнее в свою очередь свидетельствует об адекватности разработанной модели эксперименту.

Результаты проведённого анализа свидетельствуют, что разработанная нами конструкция экстрактора позволяет в достаточной степени сглаживать пульсации входных материальных потоков, возникающих от дозаторов объёмного типа.

Проведена обработка экспериментальных данных, полученных при определении кинетики влагопоглощения экстрагента растительным материалом в ходе которой найдена аппроксимирующая зависимость влагопоглощения q от продолжительности т и температуры t процесса:

q = -0,0325 + 0,0162т-0,00051 - 0,0003т2 + 2,2857 х Ю"5** 5 х Ю"^2, кг/кг. (14)

2-

—Входной сигнал Выходной сигнал Рис. 6 Кривые отклика при частоте вибрации аппарата 157.1 с"1

Кривые кинетики влагопоглощения в зависимости от времени изображены на рис. 7. Их анализ показывает, что наибольшая интенсивность поглощения наблюдается в течение первых 20 минут. Такая закономерность проявляется во всех опытах, независимо от температуры. По истечении 30 минут влагопогло-щение достигает своего максимального значения - 20 %.

4о°с —а—ягс —а—ео°с 40°с —50*с —«гс

Рис. 7 Кинетика влагопоглощения Рис. 8 Изменение эквивалентного

экстрагента растительным размера частиц жома рябины

материалом

Исследован процесс набухания частиц жома рябины (см. рис. 8), получено уравнение, описывающее зависимость эквивалентного размера частиц И от температуры X и продолжительности т процесса. В качестве эквивалентного размера, в случае аппроксимации частиц сырья формой шара, принимали половину их диаметра. Выражение имеет следующий вид:

Я х103 = 2,5248 + 0,0076т + 0,01551 + 0,0002т2 + 0,0002т* - 0,000иг,м. (15)

Его анализ показывает, что эквивалентный размер частиц жома рябины увеличивается в ходе процесса набухания примерно на 20 % и стабилизируется к концу 30-й минуты. В начальный момент времени, когда поглощается основное количество жидкости, изменение размеров незначительное. Это объясняется её проникновением только в легкодоступные поры. По мере затухания процесса влагопоглощения уменьшается и скорость набухания.

Кривые, необходимые для расчёта коэффициентов диффузии, по изменению содержания сухих веществ в жидкой фазе при снятом внешнем диффузионном сопротивлении, в зависимости от продолжительности процесса изображены на рис. 9. Зависимости изменения коэффициента диффузии жома рябины во времени при различной температуре (с учётом изменения влажности материала), изображены на рис. 10. Характер изменения кривых объясняется следующим образом. В начальной стадии процесса экстрагирования происходит проникновение экстрагента в поры частиц жома рябины и интенсивное извлечение биологически активных веществ, находящихся с ним в непосредственном соприкосновении. Вследствие этого существенно повышается концентрация извлекаемых веществ в экстрагенте, что оказывает значительное влияние на рост толщины диффузионного пограничного слоя и внешнее диффузионное сопротивление массопереносу становится соизмеримо с внутренним. На этой стадии, которая длится до 25-30 минут, коэффициент диффузии имеет максимальное значение. Затем, вследствие изменения физико-механических свойств материала, связанных с набуханием частиц и извлечением сухих веществ из труднодоступных для экстрагента пор, происходит уменьшение значений коэффициентов диффузии. Данное явление характерно для всех температурных режимов процесса экстрагирования.

5 10 15 20 25 30 36 Продолжительность процесса - т, мин

■20°С ■

"40°С —А—60"С

5 10 15 202530354045505560 Продолжительность процесса - т, мин

-20°С *~Й8~40°С ""Д!" 60°С

Рис. 9 Кинетические кривые экстрагирования Рис. 10 Зависимость изменения коэффициента жома рябины при снятом внешнем диффузии жома рябины от

диффузионном сопротивлении продолжительности процесса

При помощи ЭВМ получена следующая зависимость коэффициента диффузии - О от продолжительности и температуры процесса:

Ох Ю9 = 4,5704 + 0,141т + 0,01721 - 0,0029т2 - 0,0002x1 + 0,000 II2, м^с. (16) По результатам экстрагирования жома плодов рябины была построена кривая изменения концентрации экстракта от продолжительности процесса (см. рис. 11).

у=0,1822х, ^=0.9648

• >|< > О

4 г

А

Г У

* к<» <

е> *

. < у <

<

Рис.

0 5 10 15 20253036404550 Продолжительность процесса - т, мин Ф 1=бО°С, ф=1 /2,5, ш=153.11/=, а =2° —~ ^Линия аппроксимации

11 Кривая экстрагирования в

вибрационном экстракторе новой конструкции

7 8 9 Критерий вибрации - К

—*-1=20°С, ф=1/2, а=2°

Рис. 12 Кривая влияния критерия вибрации на процесс экстрагирования

Анализ экспериментальной зависимости показывает, что её аппроксимация с высокой точностью отображается прямой линией, но до 40-45 минут включительно, при этом последняя не выходит за область среднеквадратичных отклонений для каждой из точек графика.

На рис. 12 представлен график влияния критерия вибрации на процесс экстрагирования, при этом первый показывает во сколько раз процесс идёт быстрее при наложении низкочастотных колебаний, по сравнению с настаиванием.

В результате обработки экстракционной кривой интервально-безитерационным методом были получены зависимости критерия Био - В1 и массоотдачи - р, представленные на рис. 13 и 14 соответственно. Характер изменений значений критерия Био свидетельствуют о том, что в начальной стадии процесса преобладает смешанно-диффузионная кинетика извлечения биологически активных веществ из жома рябины. В течение остального времени экстрагирования механизм извлечения сухих веществ носит внешнедиффузи-онный характер. Согласно этому, гидродинамические условия проведения процесса оказывают существенное влияние на ход экстрагирования. Следовательно, практически на всех участках экстракционного аппарата, лимитирующей стадией является внешний массообмен.

Характер изменения кривой на рис. 14 можно объяснить следующим образом. На первых этапах взаимодействия сырья с экстрагентом происходит поглощение последнего, поэтому здесь коэффициент массоотдачи имеет наименьшее значение. Последующее интенсивное набухание материала также препятствует процессу извлечения сухих веществ. По мере насыщения сырья экстрагентом (водно-спиртовым раствором) величина коэффициента массоотдачи возрастает. Далее он сохраняет постоянное значение, это является следствием того, что частицы жома хорошо омываются экстрагентом, имеющим меньшую концентрацию, а значит и вязкость. Высокие значения коэффициента массоотдачи свидетельствует об эффективной гидродинамической обстановке в аппарате.

у = О.ООвах2 + 0.278Х, R2 = 0,9989

40

3 36

1 30

1 25

ж 20

15

i 10'

5'

0'

*

t

«

i >-

„J

г1 fm

»И tí

5 10 15 2025Э035404550 Продолжительность процесса - т, мин

60°С, ш=157.11 £ ■

-Линия аппроксимации

Рис. 13 Зависимость значения критерия Био от продолжительности процесса

4,5 3,5 2,5 1,5 0,5 -0,51

tí—Ш—15 2D 23 ato 36" 40 45 50 Продолжительность процесса - т, мин

=0О*С, ф=1/2.5, ш*153.11/с, а =2°

Рис. 14 Зависимость коэффициента

массоотдачи от продолжительности процесса

В результате экспериментальных исследований был получен экстракт жома красной свежезамороженной, при -18°С, рябины, представляющий собой почти прозрачную жидкость светло красного цвета, без осадка после отстаивания в течение 2 ч, имеющую хорошо выраженные вкус и запах.

Таблица 1

Физико-химические показатели рябинового экстракта _

Наименование показателя Содержание в экстракте Содержание в жоме Метод испытания

Массовая доля растворимых сухих веществ, % 3.3 8.9 По ГОСТ 28561

Массовая доля титрируемых кислот (в расчёте на яблочную кислоту), % 1.2 3.3 По ГОСТ 25555.0

Массовая доля пектина, % 0.1 0.2 По ГОСТ 8756.11

Массовая доля осадка, % 0.2 0.5 По ГОСТ 8756.9

Минеральные и посторонние примеси отсутствуют.

Как видно из табличных данных, извлечение целевых компонентов из жома красной рябины в разработанном экстракторе достигает 97 %, что свидетельствует о высокой эффективности последнего.

Сравнение ряда характеристик разработанного нами противоточного непрерывно-действующего вертикального вибрационного экстрактора с серийно выпускаемыми аппаратами по некоторым параметрам позволяют сделать вывод, что он отличается сравнительно небольшими металлоемкостью -Меу=4.6х10"3, тхч/кг и энергозатратами - Эу= 9x10"3 кВтхч/кг, при этом обеспечивая значительно высокий коэффициент массоотдачи - 0^=43.5x10"6, м/с.

Предложена технологическая линия по переработке растительного (в частности плодово-ягодного) сырья. На основании теоретических и экспериментальных исследований представлен алгоритм расчёта непрерывно-действующего вертикального вибрационного экстрактора, учитывающий физи-

ко-механические свойства экстрагируемого сырья, режимные и конструктивные параметры НВВЭ, а также характер дозирования.

Проведены опытно-промышленные испытания разработанного противо-точного непрерывно-действующего вертикального вибрационного экстрактора на НПО «Здоровое питание».

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основании теоретических и экспериментальных исследований установлено, что для получения экстрактов высокого качества из плодово-ягодного сырья целесообразно использовать вибрационные массооб-менные аппараты, отличающиеся простотой конструкции, малой энерго- и металлоёмкостью и большой удельной производительностью;

2. Разработана модель процесса экстрагирования в непрерывно-действующем вертикальном вибрационном экстракторе на основании методов нелинейного программирования и интервальнобезитерацион-ного;

3. Разработана новая конструкция непрерывно-действующего вертикального вибрационного экстрактора с направленной организацией движения твёрдой и жидкой фаз, техническая новизна которого защищена положительным решением по заявке на патент РФ;

4. Получены математические модели вибрационного экстрактора, блока дозирующих устройств, а так же непрерывно-действующего экстракционного агрегата в целом. Применение кибернетического подхода при моделировании агрегата позволило провести его частотно-временной анализ, который показал, что предложенный нами экстрактор обеспечивает высокое сглаживание флуктуаций входных сигналов (в 900 и более раз) при циклической частоте их колебаний ш>3 рад/с. Сравнительный анализ экспериментальных данных и результатов цифрового машинного моделирования подтвердил адекватность разработанной математической модели реальному процессу экстрагирования;

5. Проведено исследование работы вибрационного экстрактора при переработке жома плодов красной рябины по схеме с противоточным движением материальных потоков. Получена регрессионная модель процесса, позволяющая найти его рациональные режимные и конструктивные параметры, а именно: частота вибрации аппарата ©=157.1 с"1 и угол наклона спирального рабочего органа а=2°, соотношение твёрдой и жидкой фаз ф=1/2.56 (0.393), которая достаточно адекватно описывает результаты экспериментов. Установлено, что рациональные значения температуры процесса и его продолжительности должны быть 60°С и 50 минут соответственно;

6. Исследовано влияние температуры и времени на кинетику влагопогло-щения экстрагента частицами жома красной рябины и изменение их размера при набухании. Получены значения коэффициентов молеку-

лярной диффузии в порах жома рябины и массоотдачи, а также диффузионного критерия Био. Величина последнего свидетельствует о том, что лимитирующей стадией процесса экстрагирования является внешний массоперенос. Значения коэффициентов массоотдачи, найденные в разработанном нами вибрационном экстракторе, значительно выше, по сравнению с полученными в двухшнековых и секционных массообмен-ных аппаратах, что свидетельствует об его высокой эффективности;

7. Предложены алгоритм инженерной методики расчёта непрерывно-действующего вибрационного экстрактора и схема технологической линии по производству экстрактов из плодово-ягодного сырья, включающая в свой состав аппарат нашей конструкции.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Yi(S), Y2(S), X](S), X2(S) - изображения по Лапласу соответствующих временных функций y^t), y2(t), xi(t) и x2(t); S - независимая комплексная переменная, символизирующая дифференцирование по времени; к - коэффициент усиления; т - время запаздывания; Ть Т2> - постоянные времени; Х0, Хт, ш<з - соответственно постоянная составляющая, амплитуда и частота флуктуаций выходного потока спирального дозатора; Х0э - численное значение расхода экстра-гента на выходе дозатора; W3a(S) - передаточная функция экстракционного агрегата; А(со) - амплитудно частотная характеристика.

ПЕРЕЧЕНЬ ПУБЛИКАЦИЙ

1. Массообменный аппарат [Текст]: Полож. реш. о выдаче пат. по заявке № 2003131318/15 (033633) Рос. Федерация: МПК 7 В 01 D 11/02 / Горлов М.Д., Потапов А.Н, Шушпанников А.Б., Еремеев К.В.; заявитель Кемер. техн. инт пищ. пром-ти. - №2003131318/15 (033633); заявл. 24.10.2003.

2. Потапов, А.Н. Анализ частотных характеристик непрерывно-действующего вертикального вибрационного экстрактора / А.Н. Потапов, М.Д, Горлов, К.В. Еремеев // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2005. - №4. - С. 4550

3. Потапов, А.Н. Математическое описание процесса экстрагирования при различных топологиях движения материальных потоков / А.Н. Потапов, Ю.А. Коршиков, К.В. Еремеев, М.Д. Горлов // Известия вузов. - 2005. - №1. - С.74-78

4. Потапов, А.Н. Математическое моделирование экстракционного агрегата / А.Н. Потапов, Ю.А. Коршиков, А.Б. Шушпанников, К.В. Еремеев, М.Д. Горлов // Деп. рук. указатель ВИНИТИ «Депонированные рукописи» №2 (384).-М., 2004.-б/о 218

5. Потапов, А.Н. Разработка вибрационного экстрактора для переработки растительного сырья / А.Н. Потапов, А.Б. Шушпанников, М.Д. Горлов, К.В. Еремеев, Е.А. Петроченко // Деп. рук. указатель ВИНИТИ «Депонированные рукописи» №1 (383). - М., 2004. - б/о 143

6. Потапов, А.Н. Кибернетический подход к моделированию экстракционного агрегата / А.Н. Потапов, М.Д. Горлов, К.В. Еремеев // Перспективы развития технологии и техники бродильных производств: международная научно-практическая конф., посвященная 80-летию кафедры технологии бродильных производств и виноделия. - Воронеж, 2004. - С.17-21

7. Потапов, А.Н. Математическое моделирование экстракционного аппарата на основе кибернетического подхода / А.Н. Потапов, К.В. Еремеев, М.Д. Горлов // Технология и техника пищевых производств: сб. науч. работ. -Кемерово, 2004. - С. 192-196

8. Аппаратурное оформление процесса получения биологически активных веществ из растительного сырья / А.Н. Потапов, К.В. Еремеев, М.Д. Горлов, А.Б. Шушпанников // Федеральный и региональный аспекты государственной политики в области здорового питания: тез. международного симпозиума - Кемерово, 2002. - С.218-219

9. Вертикальный вибрационный экстрактор / М.Д. Горлов, К.В. Еремеев, К.В. Онещук // Пищевые продукты и здоровье человека: сб. тез. докладов ежегодной аспирантско-студенческой конф. - Кемерово, 2003. - С.68

10. Массообменный аппарат вибрационного типа / М.Д. Горлов, К.В. Еремеев, Е.А. Петроченко // Конкурентоспособность территорий и предприятий во взаимозависимом мире: материалы VII Всероссийского форума молодых учёных и студентов. Часть 3. - Екатеринбург, 2004. - С.54

11. Метод интенсификации процесса экстрагирования плодово-ягодного сырья / A.B. Судницын, М.Д. Горлов, К.В. Лень // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сб. науч. работ. Выпуск 3. -Кемерово, 2001.-С.114

12. Моделирование массообменного аппарата на основе кибернетического подхода / К.В. Еремеев, М.Д. Горлов, К.В. Онещук // Молодые учёные Кузбассу: вторая областная науч. конф., сб. трудов. - Кемерово, 2003. - С.212-213

13. Моделирование процесса экстрагирования в аппарате вибрационного типа/ А.Н. Потапов, К.В. Еремеев, М.Д. Горлов // Пищевые технологии: межрегиональная конференция молодых ученых, сб. тез. - Казань, 2003. - С.71 -73

14. Моделирование экстракционного аппарата на основе кибернетического подхода / А.Н. Потапов, М.Д. Горлов, К.В. Еремеев У/ Использование пищевых добавок при производстве продуктов питания: материалы региональной научно-практической конф. - Пятигорск, 2004. - С.56

15. Способ извлечения сухих компонентов при переработке плодов и ягод / М.Н. Потапова, К.В. Еремеев, М.Д. Горлов, В.Г. Менх // Федеральный и региональный аспекты государственной политики в области здорового питания: тез. международного симпозиума - Кемерово, 2002. - С.343-344

16. Способ получения экстрактов из растительного плодово-ягодного сырья / А.Н. Потапов, М.Д. Горлов, К.В. Лень // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов: сб. науч. работ. Выпуск 4. - Кемерово, 2002. - С.76

Выражаю большую благодарность: к.т.н. Потапову Александру Николаевичу и к.т.н. Позднякову Дмитрию Леонидовичу доцентам Кемеровского технологического института пищевой промышленности за ценные советы и указания, высказанные ими при выполнении и обсуждении данной работы.

Подписано к печати 29.03.05 Формат 60x90/18 Объём 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 71 Кемеровский технологический институт пищевой промышленности 650056, г. Кемерово, б-р Строителей, 47 Отпечатано в лаборатории КемТИППа 650010, г. Кемерово, ул. Красноармейская, 52

PI ¡b Русский фонд

4155

Введение.

Глава 1. Основы процесса экстрагирования плодово-ягодного сырья и анализ современных конструкций вибрационных экстракторов.

1.1 Теория процесса непрерывного экстрагирования в системе твёрдое тело-жидкость. Достижения и проблемы.

1.2 Повышение интенсивности процесса экстрагирования.

1.3 Обзор конструкций вибрационных экстракторов непрерывного действия

1.3.1 Классификация экстракторов.

1.3.2 Конструкции вибрационных экстракторов.

1.3.3 Требования к конструкции экстракторов применяемых в пищевой промышленности

Выводы по главе.

Глава 2. Моделирование непрерывного процесса экстрагирования.

2.1 Системный анализ при моделировании и исследовании реальных процессов.

2.2 Основные подходы к моделированию технологических процессов.

2.3 Влияние на процесс непрерывного экстрагирования флуктуации входных потоков.

2.4 Моделирование экстракционного агрегата на основе кибернетического подхода.

2.5 Физическое моделирование процесса экстрагирования.

Выводы по главе.

Глава 3. Аппаратурное и методическое обеспечение экспериментальных исследований.

3.1 Описание лабораторно-исследовательского стенда.

3.2 Дозировочное оборудование стенда.

3.2.1 Спиральный дозатор.

3.2.2 Проточный дозатор объёмного типа.

3.3 Экстракционное оборудование стенда.

3.3.1 Экспериментальные экстракционные установки.

3.3.2 Экстрактор вибрационного типа.

3.4 Характеристика и качественный состав ягод рябины.

3.5 Методика проведения регрессионного анализа.

3.6 Методика получения функции распределения времени пребывания частиц в экстракционном аппарате.

3.7 Методика определения кинетики влагопоглощения экстрагента растительным материалом.

3.8 Методика исследования процесса набухания и определения эквивалентного размера частиц жома рябины.

3.9 Методика определения коэффициента диффузии.

3.10 Методика определения коэффициента массоотдачи.

Выводы по главе.

Глава 4. Результаты экспериментальных исследований процесса экстрагирования плодово-ягодного сырья и их сопоставление с его математическими моделями.

4.1 Определение типа модели аппарата.

4.2 Получение уравнений регрессии процесса экстрагирования на основе данных полного факторного эксперимента.

4.3 Определение математической модели и передаточных функций частей экстракционного агрегата на основе экспериментальных данных.

4.4 Анализ полученных моделей экстракционного агрегата во временной и частотной областях.

4.5 Исследование кинетики влагопоглощения экстрагента растительным материалом.

4.6 Исследование изменения эквивалентного размера частиц жома рябины при набухании.

4.7 Исследование диффузионных свойств сырья.

4.7.1 Определение коэффициента диффузии сухих веществ из жома плодов рябины.

4.7.2 Исследование массообмена в вертикальном вибрационном экстракторе.

4.8 Практическая реализация.

4.8.1 Анализ основных показателей рябинового экстракта и технических характеристик экстрактора.

4.8.2 Разработка аппаратурного оформления процесса экстрагирования плодово-ягодного сырья.

4.8.3 Алгоритм расчёта непрерывно-действующего вертикального вибрационного экстрактора.

Выводы по главе.

Выводы и основные результаты работы.

Общая характеристика работы.

Актуальность работы. В последнее время в мире резко возрос интерес к продуктам и препаратам, направленным на эффективную профилактику здоровья населения в связи со снижением в его рационе наиболее ценных в биологическом отношении пищевых продуктов (мясомолочные, рыбные и другие) при существенном увеличении потребления хлеба и хлебобулочных изделий, а так же картофеля [94].

Вследствие этого на первое место выдвигается проблема сбалансированного питания и сокращения дефицита животных белков, недостатка полиненасыщенных кислот, витаминов и ряда жизненно важных минеральных веществ и микроэлементов. Негативное влияние на здоровье человека оказывает дефицит последних, приводящий прежде всего к резкому снижению резистентности организма к неблагоприятным факторам окружающей среды в результате нарушения работы его систем защиты и развития иммунодефицитных состояний.

Одним из путей решения этой проблемы является широкое использование в пищевой промышленности новых технологий при создании комбинированных продуктов питания на основе животного и растительного сырья, обогащенных витаминами и другими биологически активными добавками. Научная база этого технологического направления находится в России на высоком современном уровне, в то время как техническое его воплощение далеко от совершенства.

В связи с этим возникает необходимость исследования технического аспекта процесса получения компонентов для производства комбинированных продуктов питания, которые достаточно эффективно можно экстрагировать из растительного сырья.

Плодово-ягодные экстракты нашли применение в молочной (творог, мороженное, йогурты), пивобезалкогольной, фармацевтической (кремы, шампуни) и других отраслях промышленности (кисели и так далее) [28, 30].

Для Сибирских регионов перспективным местным растительным сырьём является рябина обыкновенная - Sorbus aucuparial. Ягоды рябины давно известны в народе своими целебными свойствами. Их использовали как витаминное средство, а также для профилактики и лечения некоторых заболеваний, благодаря богатому химическому составу [27, 42, 112]. Кроме того, рябина обыкновенная широко распространена на территории Сибири и поэтому является доступным и недорогим сырьём.

На сегодняшний день экстракторы, применяемые в промышленности, разработаны на базе практических рекомендаций, без учета теоретических основ процесса. Поэтому актуальна задача изучения теоретической стороны процесса экстрагирования. На основе решения которой можно было бы разработать конструкцию экстракционного аппарата с учетом, как гидродинамики процесса, так и физических свойств перерабатываемого сырья.

Не менее важна проблема интенсификации процесса экстрагирования с помощью различных физических воздействий на обрабатываемый материал, например: вибрационных, ультразвуковых, а также направленной организации движения материальных потоков. Применение вибрационных экстракторов позволяет существенно интенсифицировать процесс за счет внешнего подвода энергии, что доказано многочисленными работами ученых [6, 8, 19, 29, 38, 66, 72, 105]. Поэтому задача разработки новых недорогих, но более эффективных конструкций вибрационных экстракторов является актуальной.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с плановой НИР Кем-ТИ1111 - «Исследование процесса экстрагирования растительного сырья Кузбасса».

Цель и задачи исследований. Целью данной работы является разработка и исследование нового высокоэффективного массообменного аппарата, в котором интенсификация процесса экстрагирования осуществляется за счёт его проведения в поле низкочастотных колебаний и направленного движения материальных потоков.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

• Проанализировать возможность использования метода нелинейного программирования и интервально-безитерационного подхода для описания процесса экстрагирования в непрерывно-действующем вертикальном вибрационном аппарате;

• Разработать на основе кибернетического подхода математическую модель непрерывно-действующего агрегата, включающего в свой состав экстрактор и блок дозирующих устройств;

• Исследовать влияние определяющих факторов на эффективность процесса экстрагирования и определить рациональные режимы его осуществления;

• Реализовать математические модели с помощью методов цифрового машинного моделирования и проверить их адекватность реальному процессу экстрагирования;

• Разработать новую конструкцию непрерывно-действующего вертикального вибрационного экстрактора (НВВЭ) и провести его экспериментальное исследование.

Научная новизна работы. Разработана математическая модель непрерывно-действующего агрегата, включающего в свой состав блок дозаторов объёмного типа и экстрактор, позволяющая прогнозировать их согласованную работу, а также оценивать степень сглаживания флуктуаций входных потоков экстрактором, напрямую связанную с эффективностью проходящего в нём процесса. Результаты регрессионного анализа влияния различных факторов на процесс экстрагирования, позволяют решить задачу оптимизации. Проведено физическое моделирование процесса экстрагирования, позволяющее оценить условия осуществления массообмена на отдельных участках экстракционной установки, с учётом изменения свойств материала при его взаимодействии с экстрагентом, а также выделить стадию лимитирующую процесс. Предложен алгоритм расчёта рациональных конструктивных и динамических параметров предложенной конструкции экстрактора с учётом входных воздействий со стороны дозирующих устройств.

Практическая значимость и реализация. По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработана новая конструкция непрерывно-действующего вертикального вибрационного экстрактора (НВВЭ) на техническую новизну которой получено положительное решение по заявке на патент РФ.

Концепции предлагаемой работы были удостоены медали Министерства образования Российской Федерации в номинации «За лучшую научную студенческую работу» по итогам открытого конкурса 2003 года по естественным, техническим и гуманитарным наукам в вузах Российской Федерации.

Успешно проведены опытно промышленные испытания аппарата на НПО «Здоровое питание», г. Кемерово.

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре «Процессы и аппараты пищевых производств» КемТИППа при дипломном и курсовом проектировании.

Автор защищает. Математическую модель непрерывно-действующего экстракционного агрегата, включающего блок дозаторов объёмного типа и экстрактор, позволяющую прогнозировать их согласованную работу. Новую конструкцию непрерывно-действующего вертикального вибрационного экстрактора, позволяющую интенсифицировать в нём процесс экстрагирования плодово-ягодного сырья, путём наложения низкочастотных колебаний. Результаты экспериментальных исследований процесса экстрагирования плодов рябины.

ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основании теоретических и экспериментальных исследований установлено, что для получения экстрактов высокого качества из плодово-ягодного сырья целесообразно использовать вибрационные массооб-менные аппараты, отличающиеся простотой конструкции, малой энерго- и металлоёмкостью и большой удельной производительностью;

2. Разработана модель процесса экстрагирования в непрерывно-действующем вертикальном вибрационном экстракторе на основании методов нелинейного программирования и интервально-безитерационного;

3. Разработана новая конструкция непрерывно-действующего вертикального вибрационного экстрактора с направленной организацией движения твёрдой и жидкой фаз, техническая новизна которого защищена положительным решением по заявке на патент РФ;

4. Получены математические модели вибрационного экстрактора, блока дозирующих устройств, а так же непрерывно-действующего экстракционного агрегата в целом. Применение кибернетического подхода при моделировании агрегата позволило провести его частотно-временной анализ, который показал, что предложенный нами экстрактор обеспечивает высокое сглаживание флуктуаций входных сигналов (в 900 и более раз) при циклической частоте их колебаний ет>3 рад/с. Сравнительный анализ экспериментальных данных и результатов цифрового машинного моделирования подтвердил адекватность разработанной математической модели реальному процессу экстрагирования;

5. Проведено исследование работы вибрационного экстрактора при переработке жома плодов красной рябины по схеме с противоточным движением материальных потоков. Получена регрессионная модель процесса, позволяющая найти его рациональные режимные и конструктивные параметры, а именно: частота вибрации аппарата <а=157.1 с"1 и угол наклона спирального рабочего органа а=2°, соотношение твёрдой и жидкой фаз ф=1/2.56 (0.393), которая достаточно адекватно описывает результаты экспериментов. Установлено, что рациональные значения температуры процесса и его продолжительности должны быть 60°С и 50 минут соответственно;

6. Исследовано влияние температуры и времени на кинетику влагопоглощения экстрагента частицами жома красной рябины и изменение их размера при набухании. Получены значения коэффициентов молекулярной диффузии в порах жома рябины и массоотдачи, а также диффузионного критерия Био. Величина последнего свидетельствует о том, что лимитирующей стадией процесса экстрагирования является внешний массоперенос. Значения коэффициентов массоотдачи, найденные в разработанном нами вибрационном экстракторе, значительно выше, по сравнению с полученными в двухшнековых и секционных массообмен-ных аппаратах, что свидетельствует об его высокой эффективности;

7. Предложены алгоритм инженерной методики расчёта непрерывно-действующего вибрационного экстрактора и схема технологической линии по производству экстрактов из плодово-ягодного сырья, включающая в свой состав аппарат нашей конструкции.

1. Ав. св. № 1634293 Дифференциально-струйный твердофазный экстрактор / А.Л. Игнатенков, И.М. Федоткин, И.Н. Даценко и др. Опубл. Бюл. № 10 // Открытия. Изобретения, 1991. -№ 10.

2. Ав. св. № 1722521 Вибрационный экстрактор / П.П. Лобода, Ы.Л. Завьялов, Ю.В. Карлаш. Опубл. Бюл. № 12 // Открытия. Изобретения, 1992. -№ 12.

3. Ав. св. № 426671 (СССР) Экстрактор / О.И. Прокопов, Р.Х. Мухитдинов, М.З. Максименко, С.Д. Царев. Опубл. Бюл. № 17 // Открытия. Изобретения, 1974.17.

4. Ав. св. № 67687 (СССР). Реакционный аппарат / С.М. Григорьев.- Опубл. Бюл. №11// Открытия. Изобретения, 1947. № 11.

5. Аксельруд Г.А. Массообмен в системе твёрдое тело жидкость. - Львов: Изд-во Львовск. ун-та, 1970. - 186 с.

6. Аксельруд Г.А. Теория диффузионного извлечения веществ из пористых тел. Львов: Изд-во Львовск. политех, ин-та, 1959. - 243 с. Аксельруд Г.А., Лысянский В.М. Экстрагирование. Система твёрдое тело - жидкость. - М.: Химия, 1974. - 256 с.

7. Аксельруд Г.А., Молчанов А.Д. Растворение твердых веществ. М.: Химия, 1977.-272 с.

8. Аксельруд Ю.В. Газожидкостные, хемосорбционные процессы. Кинетика и моделирование. М.: Химия, 1989, 240 с.

9. Аношин И.М. Теоретические основы массообменных процессов пищевых производств. М.: Пищевая промышленность, 1970. — 344 с.

10. Арутюнов С.Ю. Моделирование и оптимизация процесса измельчения зернистых материалов: Автореф. дисс. док. техн. наук. — М, 1982. — 24 с.

11. Арутюнов С.Ю., Дорохов И.И. Системный анализ процессов измельчения и смешивания сыпучих материалов. // В сб. тез. докл. 1-ой Всесоюз. конф. «КХТП-1». М.: 1984. - С. 47

12. Ахмадиев Ф.Г., Александровский А.А. Моделирование и реализация способов приготовления смесей // Журн. Всесоюз. хим. общества им. Д.И. Менделеева. 1988, т.ЗЗ, № 4. - С. 448

13. Ахмадиев Ф.Г., Александровский А.А. О моделировании процесса массо-обмена с учётом флуктуаций физико-химических параметров. // Инженерно-физический журнал. 1982, т. 43, № 2. - С. 274-280

14. Ахмадиев Ф.Г., Александровский А.А. Современное состояние и проблемы математического моделирования процесса смешивания сыпучих материалов. //В сб. «Интенсификация процессов механической переработки сыпучих материалов». Иваново, 1987. - С. 3-6

15. Ахназарова С.А., Кафаров В.В. Методы оптимизации экспериментов в химической технологии. М.: Наука, 1985.

16. Базиков В.И., Бродский Ю.А., Будрик Г.В. Вибрационные аппараты и установки в пищевой промышленности // Пищевая промышленность, 1998. -Ко 6. С. 42

17. Бакин И.А. Разработка смесительного агрегата для переработки сыпучих материалов с небольшими добавками жидкости: Дисс. к.т.н. — Кемерово, КемТИПП, 1998.-214 с.

18. Банди Б. Основы линейного программирования. М.: Радио, Связь, 1989.

19. Бартенёв С.И. Влияние скорости движения экстрагирующей жидкости на скорость диффузии сахара из сока клеток свёкловичной стружки: Дисс. канд. техн. наук. М., 1946. - 160 с.

20. Батунер JI.M., Позин М.Е. Математические методы в химической технологии. Л.: Химия, 1979. - 248 с.

21. Белобородое В.В. Проблемы экстрагирования в пищевой промышленности // Известие ВУЗов СССР. Пищевая технология, 1986. № 3. - С. 6-11

22. Богданов В.В., Тонер Р.В., Красовский В.Н., Регер Э.О. Смешивание полимеров. JL: Химия, 1979. - 499 с.

23. Бойко В.Л., Мизиненко И.В. Экстракция растительного сырья с применением электрического разряда в жидкости // Химико-фармацевтический журнал. 1970. - № 9. - с. 30-40.

24. Бучнова В.Г. О химическом составе плодов рябины и шиповника иглистого // Ресурсы не древесной продукции лесов Карелии. 1981. - С. 132-135

25. Буянова И.В., Чмаро Е.М. Обоснование использования ягодных экстрактов в кисломолочных напитках. // Сборник научных работ «Новые технологии и продукты». Кемерово, 1992. - С. 37-39

26. Варсанофьев В.Д., Кольман-Иванов Э.Э. Вибрационная техника в химической промышленности. М.: Химия, 1985. - 240 с.

27. Василик И.Н. Интенсификация процесса экстрагирования в ликёро-водочном производстве: Авторсф, дисс, канд, техн. наук. Киев, 1981,-23 с.

28. Василик И.Н. Экстрактор для получения настоев и морсов при кипении под вакуумом. Ферментная и спиртовая промышленность, 1979. № 2, С. 20-21

29. Видинеев Ю.Д. Современные методы оценки качества непрерывного дозирования. // Журн. Всесоюз. хим. общ-ва им. Д.И. Менделеева. 1988, т. 33, № 4. - С. 397-404

30. Виноградов К.И. Разработка ступенчатого способа непрерывного получения экстракта из обжаренного кофе: Дисс. канд. техн. наук. М., 1987, -262 с.

31. Глузман М.Х., Дашевская В.И. Применение поверхностно-активных веществ для интенсификации процесса экстракции лекарственных веществ из растительного сырья II Медицинская промышленность СССР. 1964. -№9.-С. 38-40

32. Головин П.В. Общий коэффициент диффузии сахара при извлечении его из свекловичной стружки И Укр. хим. журн. т. 24, 1958, вып. 4. - С. 554556

33. Гончаревич И.Ф., Урьев Н.Б., Талейсник М.А. Вибрационная техника в пищевой промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1977. - 280 с.

34. Гончаренко Г.Н. Экстракция лекарственных веществ из растительного сырья: Дисс. док. техн. наук. Харьков, 1971. - 300 с.

35. Городецкий И.Я., Васин А.А., Олевский В.М., Лупанов П.А. Вибрационные массообменные аппараты / Под ред. В. М. Олевского. М.: Химия, 1980.- 192 с.

36. Грачёв Ю.П. Математические методы планирования экспериментов. М.: Пищевая промышленность, 1979. - 200 с.

37. Деренько О.Н., Супрунов Н.И. О содержании и накоплении биологически активных соединений в плодах рябины обыкновенной // Тез. докладов 3-го Всесоюзного съезда фармацевтов. Кишинёв, 1980. С. 204

38. Дронов С.Ф. Динамическая теория извлечения сахара из свёклы диффузионным способом. М.: Пищепромиздат, 1952. — 97 с.

39. Дронов С.Ф. Кинетика процесса диффузии сахара из свёкловичной стружки при разных скоростях движения экстракционной жидкости в межстружечном пространстве // Труды ЦНИИ сахарной промышленности. 1958.- вып. 6. С. 53-87

40. Жигалов С.Ф. Влияние гидродинамических условий на эффективность диффузионного процесса // Сахарная промышленность. 1956. - № 1. - С. 46-54

41. Жигалов С.Ф. Процессы и аппараты свёклосахарного производства. М.: Пищепромиздат, 1958. - 607 с.

42. Зайцев А.И., Бытев Д.О., Сидоров В.Н. теория и практика переработки сыпучих материалов. // Журн. Всесоюз. хим. общ-ва им. Д.И. Менделеева.- 1988, т. 33, №4.-С. 390

43. Запертов С.В. Совершенствование процесса экстрагирования при производстве чайных экстрактов: Дисс. канд. техн. наук. М., 1981. — 239 с.

44. Зологина В.Г., Борисова Т.В., Левин Б.Д. Экстрагирование биологически активных веществ рябины обыкновенной // Хранение и переработка сель-хозсырья. 2003. - № 7. - С. 35-37

45. Иванец В.Н. Интенсификация процесса смешивания высокодисперсных материалов направленной организацией потоков: Автореф. дисс. док. техн. наук. Одесса, 1989. - 32 с.

46. Иванец Г.Е. Разработка вибрационных смесителей с прямым и обратным контурами рециклов смешиваемых материалов: Дисс. канд. техн. наук. -М.: МИХМ, 1990.-204 с.

47. Иванец Г.Е., Баканов М.В., Матвеев Ю.А. Математический анализ работы смесительного агрегата на основе кибернетического подхода // Деп. рук. Указатель ВИНИТИ «Депонированные рукописи». М., 2001. № 1460 - В 2001

48. Иванов П.П. Разработка технологии и аппаратурного оформления производства концентрированных плодово-ягодных экстрактов для молочной промышленности. Дисс. канд. техн. наук. — Кемерово, 2002. 160 с.

49. Карпович Н.С. Интенсификация процессов экстрагирования растворимых веществ из свекловичной ткани: Автореф. дисс. док. техн. наук. Киев, 1985.-46 с.

50. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. -3-е изд. перераб. и доп. М.: Химия, 1976 - 464 с.

51. Кафаров В.В., Александровский А.А., Дорохов И.Н. и др. Кинетика смешения бинарных композиций, содержащих твёрдую фазу. // Теоретические основы химической технологии. 1976, т. 10, № 1. - С. 149-153

52. Кафаров В.В., Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств: Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. шк., 1991.-400 е.: ил.

53. Кафаров В.В., Гордин И.В., Петров B.JI. Теоретические пределы усреднения состава потока в аппаратах непрерывного действия. // Теоретические основы химической технологии. 1984, т. 12, № 12. - С. 219-226

54. Кафаров В.В., Дорохов И.Н. Системный анализ процессов химических технологий. М.: Наука, 1976. - 499 с.

55. Кафаров В.В., Дорохов И.Н., Арутюнов С.Ю. Системный анализ процессов химических технологий. Процессы измельчения и смешивания сыпучих материалов. М.: Наука, 1985. - 440 с.

56. Кафаров В.В., Иванов В.А., Бродский С.Я. Ре-циклические процессы в химической технологии. И В кн. «Итоги науки и техники. Процессы и аппараты химической технологии». М.: ВИНИТИ, 1982, т. 10. - С. 87

57. Кафаров В.В., Петров В.А., Мешалкин В.Г. Принципы математического моделирования химико-технологических систем. М,: Химия, 1974. - 344 с.

58. Кембелл Д.П. Динамика процессов в химической технологии. М.: Гос-химиздат, 1962.

59. Кокс Д., Снелл Э. Прикладная статистика. М.: Мир, 1984.

60. Кузин Ф.А. Кандидатская диссертация. Методика написания, правила оформления и порядок защиты: Практическое пособие для аспирантов и соискателей учёной степени. 6-е изд., доп. - М.: Ось-89, 2003. - 224 с.

61. Лобода П.П. Исследование массоотдачи от твердых тел к жидкости в аппаратах с вибрирующими устройствами: Дисс. канд. техн. наук. Киев, 1966.-154 с.

62. Лыков А.В. Теория сушки. М.: Энергия, 1968. - 472 с.(34)

63. Лыков А.В. Тепломассообмен (справочник). 2 изд. перераб. и доп. - М.: Пищевая промышленность, 1978. - 480 с.

64. Лыков А.В. Явления переноса в капилярно-пористых телах. М.: Госиздат техн. - теорет. лит., 1954. - 296 с.

65. Лысянский В.М. Аналитические и экспериментальные исследования экстракции растворимых веществ из ткани растительного сырья в процессах и аппаратах пищевых производств: Дисс. док. техн. наук Киев, 1969. -586 с.

66. Лысянский В.М. Процесс экстракции сахара из свёклы. М.: Пищевая промышленность, 1973. - 224 с.

67. Лысянский В.М., Гребенюк С.М. Экстрагирование в пищевой промышленности. М.: Агропромиздат, 1987. - 188 с.

68. Лысянский В.М., Миссии О.Н. Оценка точности интервального расчёта тепло- и массообмена в системе твёрдое тело жидкость. // Тез. Докл. Всесоюзной конференции по экстракции. Рига, 1997. - т. 1. - С. 116-120.

69. Макаров Ю.И. Основы расчёта процесса смешивания сыпучих материалов. Исследование и разработка смесительных аппаратов: Автореф. дисс. док. техн. наук. М.: 1975. - 35 с.

70. Макаров Ю.И. Проблемы смешивания сыпучих материалов. // Журн. Все-союз. хим. общ-ва им. Д.И. Менделеева. 1988, т. 33, № 4. - С. 384

71. Макаров Ю.И. Энтропийные оценки качества смешивания сыпучих материалов. И Процессы и аппараты химической технологии. Системно-информационный подход. М.: МИХМ, 1977. - С. 143-148

72. Макаров Ю.И., Зайцев А.И. Новые типы машин и аппаратов для переработки сыпучих материалов. М.: МИХМ, 1982. - 75 с.ф 78. Маргулис М.А. Основы звукохимии. Химические реакции в акустическихполях. М.: Высшая школа, 1984. - 270 с.

73. Матвеев Ю. Разработка и исследование вибрационного смесительного агрегата с направленной организацией материальных потоков, для получения комбинированных продуктов питания: Дисс. канд. техн. наук. Кемерово, КемТИПП, 2001. - 225 с.

74. Новобратский B.JI. Теоретическое и экспериментальное исследование процесса непрерывного смешивания сыпучих материалов в лопастном, каскадном смесителе: Автореф. дисс. канд. техн. наук. М.: 1971. - 18 с.

75. Носова JI.H., Сеит-Аблаева С.К. Рябина как источник биологически активных веществ. // Сборник научных работ «Биотехнология и процессыфпищевых производств». Кемерово, 2000. - С. 111

76. Панфилов В.А. Системный подход к проблеме развития машинных технологий в перерабатывающих отраслях. // Изв. ВУЗов «Пищевая технология». 1995, № 1-2, - С. 89-97

77. Пат. 1070145 (ФРГ). / G. Desaga. 1959.

78. Пат. 1217832 (Англия)./ W.J. Thomas. 1966.

79. Пат. 2186606 РФ, МКИ 7 В 01 D 11/02. Массообменный аппарат / Иванец В.Н., Потапов А.Н., Шушпанников А.Б., Судницын А.В. // Опубл. 10.08.2002. -Бюл.№ 22.

80. Пат. 3318668 (США). / L. Zichl. 1967.

81. Петелько А.Д. Разработка совместного способа экстрагирования лакричного корня и зверобоя в непрерывном потоке: Дисс. канд. техн. наук. М., 1988.-202 с.

82. Петелько А.Д. Разработка совместного способа экстрагирования лакричного корня и зверобоя в непрерывном потоке: Дисс. канд. техн. наук. М., 1988.-202 с.

83. Поздняков Д.Л. Исследование процессов дозирования в агрегатах непрерывного действия с целью интенсификации смесеприготовления: Дисс. канд. техн. наук. Кемерово, 1999. - 173 с.

84. Пономарёв В.Д. Экстрагирование лекарственного сырья. М.: Медицина, 1976.-274 с.

85. Потапов А.Н. Интенсификация процессов извлечения каротиноидов из сушёного жома облепихи: Дисс., канд. техн. наук. М, 1989- 183 с.

86. Процессы и аппараты микробиологических производств. Обзорная информация. Нып Я.М.: Всесоюз. научно-исслед. институт управления, экономических исследований и науч.-техн. информации, 1989.

87. Ратников С.А. Разработка и исследование непрерывно-действующего смесительного агрегата центробежного типа для получения сухих и увлажненных комбинированных продуктов: Дисс. канд. техн. наук. Кемерово, КемТИПП, 2001. - 204 с.

88. Рекомендации по оформлению диссертаций, дипломных и курсовых работ / сост. Голодаева. B.C. М.: Информационно-внедренческий центр «Маркетинг», 1999. - 22 с.

89. Сергеев В.Д. Интенсификация процесса экстрагирования лакричного корня в непрерывном потоке: Дисс. канд. техн. наук. М., 1987. - 212 с.

90. Сизова JI.C. Рефрактометрический метод анализа. Методические указания к лабораторным работам. Кемерово, КемТИПП, 1993. - 32 с.

91. Силин П.М. Некоторые усовершенствования в теории работы диффузионных аппаратов // Известия ВУЗов. Пищевая технология. 1967. - № 13.

92. Силин П.М, Теория работы диффузионных батарей // Известия Томского технол. ин-та. 1923. - т. 1.

93. Силин П.М. Технология сахара и свеклосахарного производства. М.: Пищепром, 1958.-601 с.

94. Силин П.М. Технология сахара. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Пищевая промышленность, 1967. - 625 с.

95. Соболь И.М. Численные методы Монте-Карло. М.: Наука, 1973.

96. Стабников В.Н., Лысянский В.М., Попов В.Д. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Агропромиздат, 1985. - 503 с.

97. Стратиенко О.В. Исследование массообмена при интенсификации процесса экстракции сахара из свекловичной стружки: Дисс. канд. техн. наук. -Киев, 1971.- 176 с.

98. Талалаев Г.К., Иващенко В.А. Закономерности экстракции фенолов в экстракторе с вибрирующими тарелками, // Кокс и химия, 1967. № 6, - С, 26-31

99. Тубольцев В.К., Тубольцев А.К., Нейгауз Г.М. Алгоритм и программа обработки экспериментальных данных методом Брандона // Труды ВНИ-ЭКИпродмаша. 1979. - № 3. - С. 45

100. Фридман В.М. Ультразвуковая химическая аппаратура. М.: Машиностроение, 1967.-211 с.

101. Харламов С.В. Конструирование технологических машин и аппаратов. -Л.: изд-во Ленингр. ун-та, 1974.

102. Харламов С.В. Практикум по расчету и конструированию машин и аппаратов пищевых производств. Л.: Агропромиздат. Ленинградское отделение, 1991.

103. Чхаидзе Ш.В. Интенсификация процесса экстрагирования чая: Дисс. канд. техн. наук. Киев, 1984. - 254 с.

104. Шнайдман Л.О. Биологически активные вещества плодов рябины обыкновенной и перспективы их промышленного использования // Растительные ресурсы. 1971. - т. 7, вып. 1. - С. 68-71

105. Шупов Л.П. Математические модели усреднения. М.: Недра, 1978. - 225 с.

106. Akiyama Т., Kurimoto Н. Compressible gas model of vibrated particle beds. / Chem. Eng. Scien., 1988, vol. 43, p. 2645-2653

107. Brunyche Olsen H. Solige-Zignid Extraction. Copenhagen, 1962 - 462 p.

108. Fan W., Fan L., Keith D. Optimum particle size in a gas-liquid-solid fluidized bed catalytic reactor. / Chem. Eng. Scien., 1988, vol. 43, p. 2741-2750

109. Genje G.V. Sugar extraction by diffusion under non steady conditions // Food technology. - 1983. - № 2. - p. 210-215

110. Genje G.V. Theory of extraction in diffusers // Food technology. 1986. - № 4. -p. 67-70

111. Genje G.V. Theory of extraction in diffusers // Food technology. 1986. - № 5. -p. 99-103

112. Oplatka C., Gedze M. Georie des Diffusions processes in der Zuckerfabrication // Acta chemical Academia Scientarum Hungarian. - 1952. -№2.-p. 427-449

113. Rein P.W. Extraction performance of a diffiiser using a mathematical model // The sugar journal. 1976. - № 12. - p. 15-22

114. Rose H.E., Robinson D.J. The application of the digital computers to the study of same problems in the mixing of powders. F.J.Ch.E. Chem. Eng. Symposium ser., № 106, London, inst. Eng., 1965.

115. Schwartzberg H.Y. Continuous counter current extraction in the food industries // Chem. Eng. Progr. 1980. - № 4. - p. 67-85

116. Schwartzberg H.Y., Folres A. and Zaman S. Mass transfer in solid liquid extraction batteries // Food process engineering. - 1982. - № 218. - vol. 78. -p. 90-100

117. Spaninks J.A.M. and Bruin S. Mathematical simulation of the performance of the solid liquid extractors 1 // Chem, Eng. Scinee. - 1979. - vol. 34. - p. 199205

118. Zong V.D. Aqueous extraction of black tea // Food technology. 1979. - № 14. - p. 449-462