автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Разработка вихревого гомогенизатора на основе теоретических и экспериментальных исследований процесса низкотемпературной кавитационной гомогенизации

На правах рукописи

Петрачков Борис Владимирович

РАЗРАБОТКА ВИХРЕВОГО ГОМОГЕНИЗАТОРА НА ОСНОВЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ КАВИТАЦИОННОЙ ГОМОГЕНИЗАЦИИ

Специальность: 05.18.12. - Процессы и аппараты пищевых производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2006

Диссертация выполнена в ФГОУ ВПО Вологодской государственной молочнохозяйственной академии имени Н.В. Верещагина на кафедре технологического оборудования.

Научный руководитель:

Кандидат технических наук, доцент Фиапкова Евгения Александровна

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Семёнов Евгений Владимирович. Кандидат технических наук, доцент Филатов Юрий Иванович

Ведущая организация:

ЗАО Вологодский молочный комбинат

Защита состоится £ /6 ~ на заседании диссертационно-

го Совета Д.212.196.07 при Российской экономической академии им. Г.В. Плеханова по адресу: 115998 Москва Стремянный пер. 36.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российской экономической академии имени Г.В. Плеханова.

Автореферат разослан 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

д. т. н., профессор

Л.Г. Елисеева

Доов/У

&&50 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Неблагоприятная экология и высокий уровень заболеваемости населения поставили перед молочной промышленностью задачу производства новых качественных легкоусвояемых поликомпонентных продуктов с повышенной пищевой и биологической ценностью. В рецептурах таких продуктов используются немолочные белковые, жировые, минеральные и витаминные компоненты, которые требуют специальной обработки, повышающей их дисперсность. Для увеличения дисперсности продуктов применяется гомогенизация, которая наряду с повышением питательной ценности молочных и комбинированных продуктов, улучшает их качество, а именно, консистенцию и вкус.

Гомогенизация повышает стабильность эмульсий, сокращает потери ценного молочного жира с потребительской тарой при транспортировке и хранении, уменьшая его отстой, решая тем самым проблему наиболее полного использования всех составных частей молока. Таким образом, вопрос интенсификации процесса и развития техники гомогенизации является весьма актуальным.

Цель настоящего исследования - разработка нового типа гомогенизирующего устройства — вихревого гомогенизатора, основанного на новом принципе действия - низкотемпературной кавитации, которая была спрогнозирована на базе теоретических исследований гидродинамики и термодинамики процесса гомогенизации.

Объектом исследования являются гомогенизирующие устройства для молока и молочных продуктов, а предметом — гидродинамика и термодинамика процесса диспергирования эмульсий.

Научная новизна и теоретическая значимость результатов диссертационного исследования.

В результате теоретических исследований установлено, что при движении гомогенизируемого потока в клапанной щели гомогенизатора имеют место зоны сверхнизких давлений, в которых происходит процесс низкотемпературной кавитации, сопровождающейся явлениями сублимации дисперсионной среды и образования микрокристалликов льда.

Впервые теоретически установлена целесообразность применения для гомогенизации устройств, с максимально протяженной зоной сверхнизких давлений, на основании чего наиболее перспективной конструкцией гомогенизирующего устройства принята вихревая труба.

Реализован новый подход к гидродинамике процесса гомогенизации, который позволил по-новому обосновать процесс диспергирования жировых шариков и доказать, что движущей силой гомогенизации являются сверхнизкие давления с последующими явлениями низкотемпературной кавитации. Применение новой гидродинамической теории позволило установить, что жировые шарики, попадая в зону низкотемпературной кавитации, затвердевают с поверхности, становятся хрупкими и 1^1111111 ипп ппп дгпгтгп ем ударяющих их микрокристалликов льда. I БИБЛИОТЕКА1*** I

3 I

Теоретически обоснован, известный из литературы тезис о единой природе явлений эрозионного разрушения металла и гомогенизации, так как микрокристаштики льда, образовавшиеся в зоне низкотемпературной кавитации и двигающиеся с большими скоростями разбивают и жировые шарики и рабочую поверхность гомогенизирующих устройств.

Разработана теоретическая модель процесса дробления жировых шариков молока в зоне низкотемпературной кавитации.

Практическую ценность работы составляют:

- новый способ гомогенизации - низкотемпературная кавитация, обеспечивающий высокоэффективное дробление жировых шариков;

- новое перспективное направление развития и совершенствования процесса и техники гомогенизации - вихревая гомогенизация;

- сокращение энергозатрат, металлоемкости и упрощение конструкции гомогенизатора при высоком качестве гомогенизации;

- новая методика расчета вихревых гомогенизаторов для молока;

- новая конструкция вихревого гомогенизатора, обеспечивающего более эффективное дробление жировых шариков молока, при минимальных энергозатратах и металлоёмкости;

- совершенствование учебного процесса, за счёт использования результатов исследований процесса вихревой гомогенизации.

Автор защищает:

1. Теоретическую модель дробления жировых шариков молока в низкотемпературной кавитационной зоне.

2. Математическую модель движения жидкостного потока в вихревых и клапанных гомогенизаторах.

3. Конструкцию вихревого гомогенизирующего устройства для гомогенизации молока и молочных продуктов, с использованием которого реализуется предложенная технология гомогенизации.

4. Параметрические испытания экспериментальных вихревых гомогенизаторов по влиянию конструктивных и эксплуатационных параметров на дисперсность молока.

5. Методику расчета вихревого гомогенизатора для молока и молочных продуктов.

6. Конструкцию опытного гомогенизатора для молока производительностью 5000 л/ч.

Научные положения, выносимые на защиту, обладают новизной и разработаны автором самостоятельно.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно - практических конференциях: 2-ой Всероссийской научно-технической конференции "Современные достижения биотехнологии", Ставрополь, сентябрь, 2002 г.; 2-ом Московском международном конгрессе "Биотехнология: состояние и перспективы развития", Москва, ноябрь, 2003 г; научно-технической конференции "Эффективные технологии в производстве и переработке сельскохозяйственной продукции", Вологда - Молочное, 2004.

Основные результаты диссертационной работы реализованы:

- в НИР «Вихревой гомогенизатор»; - в ОКР на ОАО ВМЗ г. Вологда, в результате которой создана конструкция опытного вихревого гомогенизатора;

- при выработке кисломолочных напитков с помощью вихревого гомогенизатора производительностью 5000 л/ч при его внедрении на ГУП УОЗ ВГМХА им. Н.В. Верещагина;

- при проведении лабораторной работы по гомогенизации молока на специально созданной лабораторной установке при использовании специально разработанной методики экспериментов в учебном процессе;

- в образовательном процессе, при чтении лекций по разделу «Гомогенизация» по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств». Результаты внедрения подтверждены соответствующими актами.

Математическое обеспечение проведенного исследования опирается на прикладные аспекты теории гомогенизации и теории винтовых потоков, математической статистики, теорию операций, системного анализа и моделирования. В методах обработки статистики, помимо вероятностных походов, применяются методы теории анализа данных.

Публикации. По результатам диссертационных исследований опубликовано 6 научных статей и получен патент на изобретение № 2246824.

Структура и объем работы. Структура диссертации соответствует логике научного исследования и включает в себя введение, пять глав, заключение, список литературы, приложения. Основной текст изложен на 165 страницах машинописного текста. Список литературы включает 139 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано краткое обоснование темы, а также характеристика выполненной работы.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования» выполнен анализ существующих конструкций гомогенизирующих устройств. В результате анализа научных трудов Барановского Н.В. и Суркова В.Д., Грановского В.Я., Филатова Ю.И., Мухина A.A., Кацнельсона М.У., Долинского A.A., Шурчковой Ю.А., Вайткуса В.В.,.Ткаченко А.Н., Фофанова Ю.Ф., Ги-сина И.Б., Кузьмина Ю.Н. и других ученых, намечены пути совершенствования конструктивного оформления процесса гомогенизации и поставлены следующие задачи научных исследований:

- разработка теоретических основ гидродинамических процессов в гомогенизирующих устройствах, объясняющих возникновение зон низких давлений, обнаруженных экспериментально;

- разработка механизма движения жидкостных потоков в вихревых гомогенизирующих устройствах;

- разработка термодинамических основ процесса гомогенизации;

- разработка методики расчёта вихревых гомогенизирующих головок для молока и молочных продуктов;

- разработка конструкции экспериментальной вихревой гомогенизирующей головки;.

- создание экспериментальной установки с вихревой гомогенизирующей головкой;

- проведение экспериментальных исследований с целью определения оптимальных конструктивных параметров и уточнение методики расчёта вихревых гомогенизирующих головок;

- планирование эксперимента с целью определения оптимальных эксплуатационных параметров процесса вихревой гомогенизации;

- создание опытного образца вихревого гомогенизатора.

Во второй главе «Теоретическое обоснование процесса гомогенизации» на основании теории винтовых потоков получено уравнение винтового двупараметрического потока в вихревом гомогенизаторе в цилиндрической системе координат (г, г, <р)\

&2 дг2 г дг { г2 где V,, — окружная скорость, м/с;

г — радиус, м;

к — постоянный безразмерный параметр, удвоенное отношение модуля угловой скорости вращения частицы к модулю скорости ее перемещения;

к = -—;Ь- длина цилиндрической части вихревого гомогенизатора.

2 Ъ

В результате решения уравнения (1) для винтового потока, линеаризованного в первом приближении, получено:

1.2

= (1)

у.Г = С

, 4к V 1 / ч . ляг

1+— ^ —г°Л'')!5т

(2)

л »,1.3. я*а„ " Ь Тогда осевая у2 и радиальная уг составляющие скорости потока будут иметь вид:

V, = ^ X -т°>)8'П£и»г' (3)

я г. „„, з п

где С = у/^- г2 - постоянная интегрирования;

у,™* - скорость на входе в вихревую гомогенизирующую головку,

м/с;

Г} - радиус цилиндрической части вихревой гомогенизирующей головки, м.

1,2,3,4..., (5)

о

п _х г В„ф„г)-С„кМпг) ^ (6)

1 А

А ^(адКЛадЬлКОк.К'О, (7)

В„ = А"^«,/,)- —Л", (&>,/,),

Гг Гг

1/(х); К/(х) — функции Бесселя мнимого аргумента, х = тпг,

0=кС.

Расход однородного винтового потока:

1

я"* иТТ и2®2

1

£2.

где

п:=п;(га)-п;(п),

о.

Л

й„ /0 (а>„ г)+С „К 0 (й>„ г)

(8) (9)

(Ю) (П)

(12)

(13)

(14)

Произведён численный гидродинамический расчет движения жидкости в вихревой гомогенизирующей головке с диаметром 20 мм и длиной цилиндрической части — 10 мм для гомогенизатора ОГВ производительностью 2000 литров в час, как однородного винтового потока прямоугольного сечения с параметрами: г2=0,01 м; ¿>=0,01 м; £>=0,00056 м3/с, для а=г2-г!=0,01-

0,001=0,009 м (рис. 1). С учётом того, что к Ь = было найдено числовое

-157,08 1/м. Будем считать, что

значение коэффициента к. к = - — = —-—: ^ 2Ь 2 0,01

радиус свободной поверхности соответствует радиусу выходного отверстия и

составляет Г/ =0,001

= — =314,16 и. Эпюры скоростей потока

представлены на рис. 2.

Расчёт давлений с использованием уравнений Бернулли показал, что в центральной части вихревого потока имеют место зоны сверхнизкого давления.

Таблица 1 — Распределения давлений в поперечном сечении потока

г, М 0,001 0,002 0,003 0,004 0.005 0,006 0.007 0,008 0,01 0,01

V ч>, м/с 1000 524 365 284 232 195 167 142,2 121 100

р, МПа -494,9 -132,2 -61,5 -35,2 -21,8 -13,9 -8,84 -5,01 -2,16 0,1

Используя уравнения гипотезы дискретности жидкой фазы применительно к описанию гомогенизируемого потока в межклапанном пространстве гомогенизатора, было получено удовлетворительное совпадение гидродинамических характеристик потока с экспериментальными данными М. У. Кац-нельсона и А. А. Мухина (рис. 3), в которых экспериментально доказано наличие зон сверхнизкого давления в клапанном гомогенизаторе.

о

3

]_

2

Рис. 1 - Устройство (а) и схематическое изображение (б) вихревой гомогенизирующей головки Грановского: / — входное отверстие; 2 -цилиндрическая часть гомогенизирующей головки; 3 -разрез жидкостного потока в цилиндрической части.

а) б)

Для определения полей скоростей и давлений в клапанной щели гомогенизатора было использовано уравнение Эйлера для одномерного потока:

(¡С 1 ф .

с— +--— = 0,

ЫЯ рйЯ

(16)

где с - скорость потока вдоль клапанной шели, м/с; р - плотность потока, кг/м3; р - давление, Па; Я - радиус расположения потока, м.

Эпюры Уг и \г ; 91,8

Эпюры У(р по вертикальной оси

-222,3

-222,2

Эпюры Уф при г=0,005

Рис.2 - Эпюры скоростей потока в вихревой гомогенизирующей головке, производительностью 2000 л/ч.

(17)

Учитывая внутрижидкостные межмолекулярные взаимодействия в соответствии с гипотезой дискретности жидкой фазы, можно записать:

с~ Дал2

где X - длина свободного пробега молекул, м. Отсюда решение линейного дифференциального уравнения (17) ищем в виде:

(18)

с = С,соз|д Л + 0>о где С) и сро - постоянная интегрирования.

Я МПа

о,в г/я

ШШМШШ Ни

а) 6)

Рис. 3 - Экспериментальные и теоретические и распределения давления в клапанной щели гомогенизатора при диаметре отверстия в седле 3 мм и давлении в коллекторе: а) — 11 МПа; б) - 14 МПа.

При преобразовании (18), было получено:

1-е.-

(19)

Учитывая, что в зоне низкого давления происходит вскипание продукта и подавляющий объём межклапанного пространства заполняется паром, считая водяной пар многоатомным газом к = 1,29, было получено:

кт___ 3,11 Ю-"-293 = 2,39-10'5 м,

!г/2с12р (1,38 Ю-10)2 -2000

(20)

где К=1,38-10" Дж/К—постоянная Больцмана; Т—температура газа, Т=293

К; <1 — диаметр молекулы, ,38 А =1,3810"10 м ; р — давление, р=2000 Н/м2 К/л-\/2 = 3,11-10"24 Дж/К.

После преобразований с учётом (20) выражение (19) примет вид:

\

2 к

к-1'

Я /„1-е* сое

КТ

(Я-г)

2 к

,-Г —^1-С08

к-1 р0

К1

(й-г)

(21)

2к к-1

Я /„1-е.

При этом: Р/р=ШТ; 3? = 461,51 Дж/(кг-К); процесс адиабатический, следовательно, Р/рк = const.

Для изменения давлений потока вдоль щели получена зависимость:

'-Ч'-т-^Г (22)

Теоретически температура в зонах сверхнизких давлений падает до абсолютного нуля, а полученные распределения давлений в клапанной щели уже в первом приближении по форме хорошо совпадают с экспериментальными данными Кацнельсона и Мухина, несмотря на то, что длина свободного пробега молекул рассчитана ориентировочно.

В зоне низкого давления при низких температурах жир кристаллизуется, на поверхности жировых шариков образуется "корка" затвердевшего жира. Капли воды, содержащиеся в продукте, замерзают, образуя льдинки, которые, соударяясь с хрупкими жировыми шариками, разбивают и измельчают их, одновременно производя эрозионное разрушение металла рабочих поверхностей клапана и седла. Таким образом, теоретически обосновано, что микрольдинки, образующиеся в зоне сверхнизких давлений, разрушают и жировые шарики, и металлическую поверхность клапана и седла. И таким образом, подтверждена гипотеза Сагандыкова К.К., что «первопричины эрозии и диспергирования частиц в зоне кавитации одни и те же». Процесс гомогенизации, как было показано на примерах вихревой и клапанной гомогенизации, сопровождается сублимацией. На этом основании была высказана гипотеза низкотемпературной кавитационной гомогенизации.

паерихт*' гублтщтш

сш хйшпшюного Hßmsti преВюлийшхя on

уарп с жцквш tiapua* оащтщ ¡хй&Шщуе шаря

6)

Рис. 4 - Схема а) - взаимодействия жирового шарика с сублимирующим кавитационным пузырьком и б) — разрушения поверхностного сублимирующего слоя кавитационного пузырька и образования струйки при соударении ее с жировым шариком.

Теория низкотемпературной кавитационной гомогенизации сводится к идее образования за движущимся жировым шариком в центре вихря Тейлора кавитационного пузырька (рис. 4 а). Наступает момент, когда кавитационный пузырёк сам становится телом, влияющим на движение эмульсионной капли. Капля втягивается в пузырек, в область низкого давления. От соударения с жировым шариком сублимирующий слой на поверхности каверны рушится и по инерции соскальзывает с поверхности каверны, образуя кумулятивную струйку (рис. 4 б), а, охрупченный жировой шарик, соударяясь с микроль-

динками, разрушается, наподобие хрупкого сосуда, наполненного жидкостью.

В третьей главе «Моделирование процесса вихревой гомогенизации с целью определения оптимальных конструктивных параметров вихревого гомогенизатора» разработана конструкция и обоснованы конструктивные параметры экспериментальной вихревой гомогенизирующей головки.

Важнейшим конструктивным элементом вихревой гомогенизирующей головки является вихревая камера, так как именно в вихревой камере формируется вихревой поток, в центральной части которого образуется зона сублимации, то есть зона низких давлений, не превышающих давление тройной точки воды 610 Па (рис. 5). Зону низкотемпературной кавитации 7 окружает зона кавитации 8, ограниченная давлением 0,02 МПа. При давлении 0.02 МПа начинается вскипание продукта при температуре его поступления 60°С.

вихревой гомогенизирующей головке: 1 - выход гомогенизированного молока; 2 - вход исходного молока; 3 - входное сопло; 4 - корпус вихревой камеры; 5 - траектория недогомогенизированного молока; б - траектория гомогенизированного молока; 7 - зона низкотемпературной кавитации; 8 - зона кавитации; 9 - клапан выхода недогомогенизированного продукта; 10- выход недогомогенизированного продукта; 11 - диафрагма выхода гомогенизированного продукта.

Поскольку вихревая труба и вихревой эффект еще никогда не применялись для гомогенизации эмульсий, то методика инженерного расчета такого типа гомогенизирующих устройств в литературе отсутствовала.

Принимая во внимание подобие гидродинамических процессов между газом и жидкостью, а также используя известные методики расчета воздушных вихревых труб были рассчитаны оптимальный диаметр отверстия диафрагмы, размер соплового канала, диаметр и длина внутренней цилиндрической камеры вихревой трубы, исходя из условия максимальной скорости в сопле на входе в трубу.

Подача продукта в гомогенизирующую головку осуществляется под давлением через сопло 1 (рис. 6) расположенное тангенциально по отношению к цилиндрической стенке камеры 4, благодаря чему создаётся свободный вихрь с зоной сверхнизкого давления в центральной его части. Свободный вихрь расслаивается на два потока: центральный I, в котором происхо-

дит гомогенизация и пристенный II, который отводится через кольцевую щель 3, за счет чего исключается выход недогомогенизированного продукта. Сопло 1 имеет оптимальную площадь сечения, и позволяет максимально увеличить скорость на входе в вихревую камеру, в результате максимально снижается давление в центральной части вихря, где и осуществляется процесс гомогенизации. Центральная часть вихря в нашей конструкции примыкает к

Рис. 6 — Схема вихревого гомогенизатора: 7- входное сопло; 2 - отверстие диафрагмы выхода гомогенизированного продукта; 3 -кольцевая щель выхода недогомо-

Г&югешэцж&нньи .

--тенизированного продукта; 4- ци-

I линдрическая стенка вихревой камеры 5 - камера выхода недогомогенизированного продукта; 6 - регулируемый конический клапан; 7 -диафрагма; 8 — входное отверстие; 9 - пружина; 10- прижимная гайка.

КММ!

I

Л

Выход

гомогенизированного

□--

Вход

Рис. 7 - Устройство насоса высокого давления МХ 770: 1 - электродвигатель; 2 - корпус насоса; 3 - наклонный диск; 4 - плунжер; 5 - нагнетательный клапан; б — всасывающий клапан; 7 - всасывающий патрубок; 8 - нагнетательный патрубок; 9 - манометр; 10— блок цилиндров.

выходному отверстию, исключая выход недогомогенизированного продукта. Оптимальный режим работы вихревого гомогенизатора достигается регулировкой зазора в кольцевой щели 3 изменением натяжения пружины 9 с помощью прижимной гайки 10.

Рис. 8 - Экспериментальная вихревая гомогенизирующая головка с насосом высокого давления.

Рис. 9 - Схема экспериментальной установки: / - приёмный бачок; 2 - насос высокого давления; 3 - манометр; 4 - гомогенизирующая головка; 5 - регулятор давления выхода гомогенизированного продукта; 6 - сборный бачок для гомогенизированного продукта; 7 - линия возврата недогомогенизированного продукта.

Манометр 9 фиксирует оптимальное давление на входе в гомогенизирующую головку. Экспериментальная установка с вихревым гомогенизатором сконструирована на базе плунжерного насоса МХ 770 производительностью 500 литров в час (<3= 0,00014 м3/с) с давлением 15 МПа (рис. 7).

Таблица 1 - Расчётные параметры вихревой гомогенизирующей головки.

Параметр Диаметр вихревой трубы Диаметр сопла Диаметр диафрагмы Длина вихревой трубы

Значение, м Е>=0,007 Эс= 0,002 0д=(0,0007+0,00245) Ь=0,091

При работе установки (рис. 8, 9) молоко поступает из приёмного бачка / по трубопроводу на всасывающую сторону насоса, засасывается в цилиндры и затем нагнетается под большим давлением через гомогенизирующую головку, из которой гомогенизированный продукт выходит в сборный бачок 6, а недогомогенизированный продукт возвращается по линии 7 в приёмный бачок 1.

С целью повышения достоверности результатов экспериментальных исследований для оценки эффективности гомогенизации применялись две методики: микроскопирования и оптический метод. Для микрофотографирования препаратов была скомплектована микрофотоустановка, включающая поляризационно - интерференционный микроскоп BIOLAR с набором окуляров х8, х10, х15 и объективов х10, х20, х40 и хЮО, видеоокуляр НВ - 35 и ^ персональный компьютер на базе процессора Intel Pentium IV, что позволяло выводить изображение, наблюдаемое в микроскоп на монитор компьютера. Оптический метод достаточно точный, менее трудоёмкий и исключает субъ- ) ективную оценку результатов исследований. Оптическая плотность измерялась на стандартном фотокалориметре КФК - 3.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований» изучено влияние конструктивных и эксплуатационных параметров вихревой гомогенизирующей головки производительностью 500 кг/час на эффективность гомогенизации и были получены оптимальные размеры: длины вихревой камеры, диаметров вихревой камеры, соплового ввода, диафрагмы; давления и температуры гомогенизации.

Для этого было изготовлено несколько вариантов взаимозаменяемых, конструктивных элементов вихревой гомогенизирующей головки. Эксперименты показали некоторое несовпадение реальных оптимальных размеров конструкции с рассчитанными по методике (табл.1). Оптимальный диаметр вихревой трубы составил 12 мм (рис. 10а). Существенное отклонение оптимального диаметра вихревой трубы от расчетного вызвано отрицательным влиянием круглого входного сопла, смещающего (в отличие от прямоугольного, применяемого в воздушных вихревых трубах) вход к центру, сокращая зону низкотемпературной кавитации. Необходимость цилиндрического соплового ввода вызвана особенностями технологии изготовления аппаратов, работающих под высоким давлением. Поэтому вихревая гомогенизирующая головка с диаметром вихревой камеры 12 мм оказалась более-эффективной, чем камера с диаметром 8 мм и с расчетным, равным 6 мм. Но на трубах самых больших диаметров (14мм и 16мм), по-видимому, имеет место недостаточное наполнение вихревой трубы гомогенизируемым продуктом. Вследствие чего образуется воронка конической формы и часть потока не достигает тех радиусов, где начинается область низкотемпературной кавитации.

Наилучший результат гомогенизации наблюдался с диафрагмой диаметром 1 мм и с соплом диаметром 2 мм с вентилем противодавления на выходе гомогенизированного молока (рис. 10 б, в).

На рисунке 11 (б) построены кривые дифференциального распределе- г ния жировых шариков в зависимости от давления гомогенизации. Хороший * эффект гомогенизации достигается уже при давлении 10 МПа, а отличный при давлении 13,5 МПа. Поэтому .дальнейшее повышение давления не целе- » сообразно, поскольку ведёт к неоправданно большим затратам электроэнер- * гии.

Наиболее значительный эффект гомогенизации на вихревом гомогенизаторе был установлен при гомогенизации поликомпонентных смесей. Кривые дифференциального распределения жировых шариков представлены на

*—

10 15

Диаметр вихревой трубы О, мм

а) 0 - давление гомогенизации 8 МПа; □ - давление гомогенизации 10 МПа; Л - давление гомогенизации 12 МПа; х-давление гомогенизации 15 МПа.

20

Диаметр диафрагмы »

б) о - без подключения вентиля на выходе гомогенизированного молока; Л - с подключением вентиля на выходе гомогенизированного молока.

6 8 10 12 Давление гомогенизации Р, Мпа

в) 0 - сопло 2мм с вентилем противодавления на выходе гомогенизированного продукта; без вентиля противодавления: х — сопло 2 мм; А - сопло 3 мм; □ - сопло 4 мм.

Рис. 10 - Влияние конструктивных параметров на эффективность гомогенизации: а) - диаметра вихревой камеры; б) — диаметра диафрагмы выхода гомогенизированного продукта; в) - диаметра входного сопла.

зе "

40 , I 1

I 30 А +—гТ—1—Л - —I— | «

| 20 | §•

и 0 2 4 6 8 10 12 14 \ , 2 3 < 5 . 7

Размер жирового шарика, мкм Размер жирового шарика, мам

а) б)

Рис. 11 - Дифференциальное распределение жировых шариков: а) модульной смеси до и после гомогенизации; б) молока в зависимости от давления гомогенизации: 0 — исходное молоко; х - давление гомогенизации 5 МПа; А - давление гомогенизации 10 МПа; □ - давление гомогенизации 13,5 МПа.

15

рисунке 11 а). Поликомпонентная смесь для детского питания включала в себя: свиной жир, соевое масло сливки, яичный порошок, сухую сыворотку, лактулозу и др. Полученный значительный эффект гомогенизации объясняется тем, что во-первых частицы дисперсной фазы, а именно свиной жир и соевое масло не имели белковой оболочки, что облегчало процесс дробления, во-вторых один из компонентов - яичный порошок содержит большое количество лицитина, который является основным компонентом оболочки жировых шариков, образующихся при гомогенизации, т. е. стабилизатором жировой эмульсии, предупреждая повторное слипание частиц. Таким образом, вихревая гомогенизация имеет новые перспективы для применения при диспергировании модульных смесей, содержащих как растительные так и животные жиры.

Таблица 2 - Сравнение расчётных и оптимальных полученных эксперимен-

Параметры Од 1 Р

Расчёт 0,016 м 0,07 м 0,000735 65иС 20 МПа

Эксперимент 0,002 м 0,12 м 0,00109 м 65°С 13,5 МПа

По результатам экспериментов были определены оптимальные конструктивные и технологические параметры вихревой гомогенизирующей головки. Данные экспериментов показали, что стандартная методика расчёта воздушных вихревых труб может применяться для расчета вихревых гомогенизаторов, но с некоторыми уточнениями.

В пятой главе «Разработка опытного вихревого гомогенизатора производительностью 5000 л/ч» на основе экспериментов проведённых в четвёртой главе разработана уточнённая методика расчёта вихревых гомо! енизирующих устройств, требуемой производительности. По уточненной методике был рассчитан опытный образец вихревой гомогенизирующей головки производительностью 5000 л/ч.

Для этого было рассчитано число Рейнольдса Не для оптимального диаметра входного сопла:

в 0,00014

Яе = -

-= 70000.

(23)

О, V 0,002 10"'

Зная число Рейнольдса Яе для оптимального диаметра экспериментальной установки, был найден диаметр сопла для опытного образца производительностью 5000 л/ч:

С _ 0,0014

Д.

Яс V 70000-10 Площадь входного сопла:

3,14 0 02

3,14 £

= 0,02 м.

= 3,14'10 м .

(24)

4 4

Площадь поперечного сечения вихревой камеры определяется по фор

муле:

3.14 10"4 = 0,003925 м2.

/с 0,08

Диаметр вихревой камеры по формуле: 13,14 ~)

4-3,910 „

= 0,0705 м.

3,14

(26)

(27)

Длина камеры энергетического разделения по формуле:

¿ = (12-15)0 = 13 0,007= 0,92м. (28)

Относительный диаметр отверстия диафрагмы определяется по форму-

ле:

а д = = од 05: д й

• й„ = 0,105 • 0,0705 = 0,0074 м.

(29)

Производительность гомогенизатора О, м3/ч Диаметр отверстия диафрагмы Од, м Длина вихревой камеры Ь, м Диаметр вихревой камеры О, м Диаметр входного сопла О« м

5 0,0074 0,92 0,071 0,02

В качестве привода и насоса высокого давления был использован плунжерный блок гомогенизатора А1 - ОГМ, на котором осуществлялись производственные испытания в линии производства кисломолочных напитков, в комплекте с пластинчатой пастеризационной установкой ОГУ - 5. По результатам производственных испытаний опытного образца вихревого гомогенизатора производительностью 5000 л/ч в линии производства кисломолочных напитков были получены следующие результаты: при потребляемой мощности 19 кВт и давлении гомогенизации 12,5 МПа средний размер жирового шарика составлял 1,05 мкм. Сравнительные данные различных типов гомогенизаторов показали преимущество опытного образца вихревого гомогенизатора по среднему размеру жирового шарика после гомогенизации и по удельному расходу электроэнергии.

На рисунке 12 показаны микрофотографии молока: а - в исходном состоянии и после гомогенизации; б - в клапанном и в - в опытном образце вихревого гомогенизатора. В исходном молоке видно значительное количество крупных жировых шариков. В молоке, прошедшем гомогенизацию в устройствах клапанного типа, крупные жировые шарики практически отсутствуют, преобладающими становятся жировые шарики с диаметром 0,8 ... 2,5 мкм.

Жировые шарики молока, прошедшего гомогенизацию в опытном образце вихревого гомогенизатора, разделились на две группы по размерам. Относительно крупные частицы, которые имеют размер 1,01 -5-1,05 мкм и более мелкие частицы 0,5 0,7 мкм. Кроме того, большое количество частиц находилось в области близкой к разрешающей способности микроскопа.

а) б) в)

Рис. 12 - Микрофотографии жировых шариков при увеличении 10ОО крат: а - исходное молоко; б - клапанный гомогенизатор; в - опытный образец вихревого гомогенизатора.

Интенсивное броуновское движение делало практически невозможным точный подсчет среднего размера жирового шарика после гомогенизации, поскольку толщина исследуемого образца под покровным стеклом составляет 70 мкм. Частицы хаотически перемещаются не только в горизонтальном, но и в вертикальном направлении, то появляясь, то пропадая из области фокусировки микроскопа. Поэтому для более точного подсчета и более наглядного представления результатов исследования была использована микровидеосъёмка.

Таблица 4 - Сравнительные характеристики различных типов гомогенизирующих устройств ____

Тип гомогенизатора Производитель-ность, л/ч Диаметр частиц после гомогенизации, мкм Потребляемая мощность двигателя, кВт Удельная мощность привода установки рассчитанная на 1000 л/ч, кВт

Клапанный 5000 0,8 ... 2,5 37 7,4

Ультразвуково й (магнитострикци- онный) 30 1,6 1,4 13,3

Сопловый 1000 1 ... 1,25 4,4 4,4

Вихревой 5000 0, 77 ...1,05 19 3,8

выводы

1. На основе анализа литературных данных показано, что теоретические представления о процессе гомогенизации молока и молочных продуктов разноплановы и часто противоречивы, данные экспериментальных исследований процесса гомогенизации часто не совпадают с теорией, что сдерживает дальнейшее развитие гомогенизирующих устройств.

2. Установлено, что наиболее перспективным направлением развития гомогенизирующих устройств, являются вихревые гомогенизаторы, реализующие вихревой эффект Ранка - Хильша.

3. Для описания гидродинамических процессов в вихревых гомогенизирующих головках предложено уравнение винтового двупараметрическо-го потока в цилиндрической системе координат, В результате решения уравнения получены зависимости гидродинамических параметров: окружной , радиальной V, и осевой V. скоростей потока и давлений от конструктивных и эксплуатационных параметров. Построены эпюры распределения скоростей и давлений, в результате чего установлено, что в центральной части вихревой камеры имеют место зоны сверхнизких давлений.

4. Предложена новая гипотеза низкотемпературной кавитационной гомогенизации, в основу которой положена идея формирования на поверхности кавитационных пузырьков «микрольдинок», образованных в результате сублимации и разрушающих как жировые шарики, так и рабочую поверхность клапанов.

5. Разработана конструкция и обоснована методика инженерного расчета вихревой гомогенизирующей головки, скомплектована лабораторная установка производительностью 500 кг/ч.

6. В результате экспериментальных исследований влияния конструктивных параметров вихревой гомогенизирующей головки производительностью 500 кг/час на эффективность гомогенизации получены оптимальные размеры: длины вихревой камеры, диаметров вихревой камеры, соплового ввода, диафрагмы. Установлены оптимальные технологические режимы работы вихревой гомогенизирующей головки.

7. По результатам экспериментальных данных уточнена методика расчёта вихревых гомогенизаторов. По уточнённой методике рассчитана и спроектирована опытная вихревая гомогенизирующая головка производительностью 5000 л/ч.

8. На базе плунжерного блока гомогенизатора А1 - ОГМ создан опытный вихревой гомогенизатор, на котором произведены производственные испытания в линии производства кисломолочных напитков, в комплекте с пластинчатой пастеризационной установкой ОГУ - 5.

9. По результатам производственных испытаний опытного образца вихревого гомогенизатора производительностью 5000 л/ч в линии производства кисломолочных напитков получены следующие результаты: при потребляемой мощности 19 кВт и давлении гомогенизации 12,5 МПа средний размер жирового шарика составлял 1,05 мкм. Сравнительные данные различных типов гомогенизаторов показали преимущество опытного образца вих-

р. 88 5

&250 ;

ревого гомогенизатора по среднему размеру жирового шарика после гомогенизации и по удельному расходу электроэнергии.

1. Петрачков Б.В. Фиалкова Е.А. Математическая модель межклапанного потока в гомогенизаторе // Тезисы докладов 2-ой Всероссийской научно-технической конференции "Современные достижения биотехнологии", Ставрополь, сентябрь, 2002. - С. 35.

2. Фиалкова Е. А., Куленко В. Г., Петрачков Б. В. Обобщенная гипотеза дискретности жидкой фазы в процессах и аппаратах молочной промышленности //Тезисы докл. II Московского международного конгресса "Биотехнология: состояние и перспективы развития"// - М., 2003. -С. 127,128.

3. Фиалкова Е. А., Куленко В. Г., Петрачков Б. В. Пути преодоления парадоксов гидродинамики в процессах и аппаратах молочной промышленности // Сб. трудов к 80-летию со дня рожд. Н.Н. Липатова// - М., 2003. -С, 123-125.

4. Петрачков Б.В., Фиалкова Е.А., Куленко В.Г. Распределение скоростей и давлений в плоской клапанной щели гомогенизатора. // Эффективные технологии в производстве и переработке сельскохозяйственной продукции. - Вологда-Молочное: ВГМХА, 2004. - С. 181-188.

5. Фиалкова Е.А., Куленко В.Г., Петрачков Б.В. Гидродинамические аспекты гипотезы Ребиндера и Витгига // Новые технологии в производстве и переработке сельскохозяйственной продукции. - Вологда-Молочное: ИЦ ВГМХА, 2005. - С. 47-52.

6. Фиалкова Е.А., Куленко В.Г., Петрачков Б.В. Винтовые потоки в вихревых гомогенизаторах // Материалы третьей всероссийской научно-технической конференции «Вузовская наука - региону». - Вологда: ВоГТУ, 2005.-Т.1.-С. 315-321.

7. Патент РФ, МКИ А 01 I 11/16, В 01 ? 3/08. Устройство для гомогенизации/ Фиалкова Е.А., Куленко В.Г., Топал О.И., Петрачков Б.В. (РФ) №2246824; заявлено 08 июля 2003 г.; опубликовано 27 февраля 2005 г.

Список работ опубликованных по теме диссертации:

Заказ № 49 -К Тираж 100 экз Подписано в печать 10 04 2006 г ИЦ ВГМХА 160555 г. Вологда, п Молочное, ул. Емельянова, 1

ВВЕДЕНИЕ

1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Историческая справка

1.2. Молоко, как объект гомогенизации

1.3. Методики определения эффективности гомогенизации

1.4. Теоретические предпосылки процесса гомогенизации

1.5. Обзор конструкций известных устройств для гомогенизации

1.5.1. Классификация гомогенизирующих устройств

1.5.2. Клапанные гомогенизаторы и винтовые гомогенизаторы

1.5.3. Центробежные эмульсоры

1.5.4. Сопловые эмульсоры

1.5.5. Ультразвуковые и вибрационные гомогенизаторы

1.5.6. Вакуумные гомогенизаторы

1.5.7. Вихревые гомогенизаторы

1.6. Экспериментальные исследования процесса гомогенизации

1.7. Гидродинамические парадоксы гомогенизации

1.8. Предпосылки создания вихревого гомогенизатора

1.9. Задачи диссертации, последовательность исследований и приме няемые методы

2. Теоретическое обоснование процесса гомогенизации 2.1. Винтовые потоки

2.3. Распределение скоростей и давлений в клапанной щели гомогениза тора на основе гипотезы дискретности жидкой фазы

2.4. Гипотеза низкотемпературной кавитационной гомогенизации

3. Моделирование процесса вихревой гомогенизации с целью определе ния оптимальных конструктивных параметров вихревого гомогенизато ра

3.1. Разработка и обоснование конструктивных параметров эксперимен

3.1. Разработка и обоснование конструктивных параметров эксперимен- 86 тальной вихревой гомогенизирующей головки

3.2. Создание экспериментальной вихревой гомогенизирующей головки

3.3. Описание экспериментальной установки

3.4. Применяемые методы определения эффективности гомогенизации

3.4.1. Определение эффективности гомогенизации по размерам жиро- 106 вых шариков

3.4.2. Оптический метод определения степени дисперсности жира в го- 104 могенизированном молоке.

4. Результаты экспериментальных исследований

4.1. Исследование влияния вихревой камеры

4.2. Исследование влияния диаметра входного сопла

4.3. Исследование влияния диафрагмы выхода гомогенизированного продукта

4.4. Зависимость положения диафрагмы выхода гомогенизированного продукта

4.5 Планирование эксперимента с целью определения оптимальных технологических параметров.

4.6 Поликомпонентные смеси

5. Разработка опытного вихревого гомогенизатора 134 производительностью 5000 л/ч

5.1 Методика расчёта опытного образца

5.2 Проектирование опытного вихревого гомогенизатора 138 производительностью 5000 л/ч.

Выводы

Список используемой литературы

Актуальность исследования. Неблагоприятная экология и высокий уровень заболеваемости населения поставили перед молочной промышленностью задачу производства новых высококачественных легкоусвояемых поликомпонентных продуктов с высокой пищевой и биологической ценностью. В рецептурах новых продуктов используются немолочные белковые, жировые, минеральные и витаминные компоненты, которые требуют специальной обработки, повышающей их дисперсность • [1-28]. Новые технологии предполагают повышение требований к дисперсности всех составных частей конечного продукта [30-32].

В связи с проведенными в последнее время исследованиями механизмов усвоения жира организмом человека проблема интенсификации диспергирования жира приобрела особую актуальность [33-35]. Подготовительные процессы пищеварения направлены в основном на измельчение поступающих в организм продуктов питания. В процессе усвоения жира образуются сложные по составу и строению частицы естественной жировой эмульсии - хиломикро-ны, которые включают в себя вещества, понижающие гидрофоб-ность жира. Посредством этих частиц осуществляется перенос жиров в кровоток. Такая естественная жировая эмульсия, синтезирующаяся в организме, характеризуется высокой стабильностью и малым размером частиц, не превышающим 1мкм. Следовательно, для повышения усвояемости и биологической ценности продуктов размер частиц дисперсной фазы должен приближаться к размеру хиломикронов. Это относится как к традиционным молочным продуктам, так и к комбинированным, включающим жировые эмульсии.

Для повышения дисперсности продуктов применяется гомогенизация, которая наряду с повышением питательной ценности молочных и комбинированных продуктов, улучшает их качество, а именно, консистенцию и вкус. Улучшение вкусовых характеристик продуктов при гомогенизации связано с уменьшением размеров частиц дисперсных фаз и соответственном увеличении суммарной площади их поверхности. В результате интенсифицируется их воздействие на вкусовые рецепторы, что усиливает вкусовое восприятие [28-30]. Диспергирование белка при гомогенизации способствует улучшению консистенции цельномолочных и кисломолочных продуктов.

Стабильность эмульсий во времени тоже связана с размером частиц дисперсной фазы. Закон Стокса, хорошо описывающий зависимость скорости всплытия жировых шариков от их размера, подтверждает необходимость интенсификации процесса гомогенизации для повышения устойчивости эмульсий. Чем меньше размер жировых шариков, тем меньше скорость их всплытия и тем стабильнее эмульсия. С отстоем жира связано не только ухудшение качества продуктов, но и его потери при хранении. Гомогенизация позволяет сократить потери ценного молочного жира с потребительской тарой при транспортировке и хранении, уменьшая его отстой, решая тем самым проблему наиболее полного использования всех составных частей молока [29, 30]. Таким образом, вопрос интенсификации процесса и развития техники гомогенизации является весьма актуальным.

Несмотря на более чем столетнюю историю практики применения гомогенизирующих устройств, вопрос интенсификации и развития процесса гомогенизации остается весьма проблематичным. Клапанный гомогенизатор, явившийся одним из первых устройств конструктивного оформления процесса гомогенизации, до сих пор не потерял своих главенствующих позиций в промышленности. В то же время клапанный гомогенизатор обладает рядом существенных недостатков, а именно, высокой энергоемкостью и металлоемкостью, повышенными требованиями к качеству обработки рабочих поверхностей клапанного устройства, которое, подвержено коррозионному разрушению.

Предложено множество гипотез гомогенизации и конструктивных решений процесса гомогенизации, основанных на этих гипотезах, но ни одно из этих устройств не может превзойти клапанный гомогенизатор по качеству гомогенизации. Возможно, это вызвано тем, что многочисленные теоретические представления о процессе гомогенизации достаточно противоречивы, нередко парадоксальны и часто вызывают критику оппонентов. Следовательно, практика сделала актуальной задачу создания общей теории, объясняющей процесс гомогенизации в любом гомогенизирующем устройстве, так как только общая теория может дать объективную картину процесса и выявить достоинства и недостатки того, или иного конструктивного решения, а также наметить пути наиболее перспективного совершенствования процесса гомогенизации и устройств для его осуществления.

Таким образом, поиск новых направлений развития теории гомогенизации, позволяющих глубоко вникать в суть процесса и создание на базе этой теории высокоэффективной техники гомогенизации является весьма актуальной задачей

Цель настоящего исследования - разработка нового типа гомогенизирующего устройства - вихревого гомогенизатора, основанного на новом принципе действия - низкотемпературной кавитации, которая была спрогнозирована на базе теоретических исследований гидродинамики и термодинамики процесса гомогенизации.

Ретроспективный анализ развития теории и техники гомогенизации, а также усвояемости гомогенизированных продуктов организмом человека показывает, что исследованиям по данной тематике посвящено большое количество работ. Вопросы гомогенизации исследовались в Институте биофизики клетки РАН (Карповым В.В.) [33, 34]. Механизмы дробления частиц дисперсной фазы эмульсий изучались и разрабатывались в Санкт-Петербургском государственном университете низкотемпературных и пищевых технологий (Фроловым СВ., Арсеньевой Т.П, Куцаковым В.Е. и другими) [31].

Ближе всего к теме диссертации относятся работы, обобщающие теоретические основы диспергирования эмульсий, его экспериментальное исследование и практическую реализацию, выполненные Барановским Н.В. и Сурковым В.Д. (Московский технологический институт мясной и молочной промышленности) [37], Грановским В.Я и Филатовым Ю.И. (Всесоюзный научно-исследовательский институт молочной промышленности), Мухиным А.А. и Кацнельсоном М.У. (Всесоюзный научно-исследовательский институт продовольственного машиностроения), Долинским А.А. и Шурчковой Ю.А. [38]. Огромный вклад в изучение диспергирования жидкости внесли: Вайткус В.В.,.Ткаченко А.Н., Фофанов Ю.Ф.,, Гисин И.Б и Кузьмин Ю.Н.Амбрамзон В.В., Дитякин Ю.Ф., Степанов В.М., Сафиулин Р.Г., Прошин А. Ю. и др. [29,30, 38-44].

Объектом исследования являются гомогенизирующие устройства молока и молочных продуктов, а предметом - гидродинамика и термодинамика процесса диспергирования эмульсий.

Научная новизна и теоретическая значимость результатов диссертационного исследования. В результате теоретических исследований, в основу которых была положена гипотеза дискретности жидкой фазы, установлено, что при движении гомогенизируемого потока в клапанной щели клапанного гомогенизатора имеют место зоны сверхнизких давлений, в которых происходит процесс низкотомпературной кавитации, сопровождающейся явлениями сублимации дисперсионной среды и образования микрокристалликов льда.

- Теоретически установлена целесообразность применения для гомогенизации устройств с наиболее протяженной зоной сверхнизких давлений, на основании чего наиболее перспективной конструкцией гомогенизирующего устройства принята вихревая труба.

- Теоретические исследования вихревой трубы производились с использованием теории вихревых и циркуляционных потоков и показали, что в центральной части вихревой гомогенизирующей головки имеет мести протяженная, расположенная вдоль всей оси зона сверхнизких давлений, где и осуществляется процесс гомогенизации.

- Новый подход к гидродинамике процесса гомогенизации позволил по-новому подойти к процессу гомогенизации и доказать, что движущей силой гомогенизации являются сверхнизкие давления с последующими явлениями низкотемпературной кавитации. Применение новой гидродинамической теории дозволило установить, что жировые шарики, попадая в зону низкотемпературной кавитации, затвердевают с поверхности, становятся хрупкими и легко разрушаются под действием ударяющих их микрокристалликов льда.

- Теоретически обоснован высказанный ранее тезис о единой природе явлений вызывающих как эрозионное разрушение металла так и диспергирование эмульсий, так как микрокристаллики льда, образовавшиеся в зоне низкотемпературной кавитации и двигающиеся с большими скоростями разбивают и жировые шарики и рабочую поверхность клапанов.

- На основании теоретических исследований разработана новая конструкция гомогенизирующей головки, основанная на новом принципе действия - вихревой гомогенизации.

- Установлено, что процесс гомогенизации протекает в зоне низкотемпературной кавитации, и разработана теоретическая модель процесса дробления жировых шариков молока в зоне низкотемпературной кавитации.

Практическую ценность работы составляют:

- новый способ гомогенизации низкотемпературная кавитация, обеспечивающий высокоэффективное дробление жировых шариков;

- разработанное новое перспективное направление развития и совершенствования процесса и техники гомогенизации - вихревая гомогенизация;

- предложенное направление развития и совершенствования техники гомогенизации позволяет сократить энергозатраты, металлоемкость и упростить конструкцию гомогенизатора при высоком качестве гомогенизации.

- новая методика расчета вихревых гомогенизаторов для молока;

- вихревой гомогенизатор, обеспечивающий более мелкое дробление жировых шариков молока;

- использование в учебном процессе результатов исследований процесса вихревой гомогенизации.

Автор защищает:

1. Теоретическую модель дробления жировых шариков молока в низкотемпературной кавитационной зоне.

2. Математическую модель движения жидкостного потока в вихревых и клапанных гомогенизаторах.

3. Конструкцию вихревого гомогенизирующего устройства для гомогенизации молока и молочных продуктов, с использованием которого реализуется предложенная технология гомогенизации.

4. Параметрические испытания экспериментальных вихревых гомогенизаторов по влиянию конструктивных и эксплуатационных параметров на дисперсность молока и модульных смесей для детского питания.

5. Методику расчета вихревого гомогенизатора для молока и молочных продуктов.

6. Конструкцию опытного гомогенизатора для молока производительностью 5000 л/ч.

Научные положения, выносимые на защиту, обладают новизной и разработаны автором самостоятельно.

Основные результаты диссертационной работы реализованы:

- в НИР «Вихревой гомогенизатор»; - в ОКР на ОАО ВМЗ г. Вологда, в результате которой создана конструкция опытного вихревого гомогенизатора;

- при выработке кисломолочных напитков с помощью вихревого гомогенизатора производительностью 5000 л/ч при его внедрении на ГУП УОЗ ВГМХА им. Н.В. Верещагина;

- при проведении лабораторной работы по гомогенизации молока на специально созданной лабораторной установке при использовании специально разработанной методики экспериментов в учебном процессе;

- в образовательном процессе, при чтении лекций по разделу «Гомогенизация» по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств». Результаты внедрения подтверждены соответствующими актами.

Математическое обеспечение проведенного исследования опирается на прикладные аспекты теории гомогенизации, теории винтовых потоков, математической статистики, теорию операций и системного анализа и моделирования. В методах обработки статистики, помимо вероятностных походов, применяются методы теории анализа данных.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно - практических конференциях: 2-ой Всероссийской научно-технической конференции "Современные достижения биотехнологии", Ставрополь, сентябрь, 2002 г.; 2-ом Московском международном конгрессе "Биотехнология: состояние и перспективы развития", Москва, ноябрь, 2003 г; научно технической конференции "Эффективные технологии в производстве и переработке сельскохозяйственной продукции", Вологда - Молочное, 2004 г.

Публикации. По результатам диссертационных исследований опубликовано 6 научных статей и получен патент на изобретение № 2246824.

Структура и объем работы. Структура диссертации соответствует логике научного исследования и включает в себя введение, пять глав, заключение, список литературы, приложения. Основной текст изложен на 165 страницах машинописного текста, приложение на 5 страницах. Список литературы включает 139 наименования.

ВЫВОДЫ.

1. На основе анализа литературных данных показано, что теоретические представления о процессе гомогенизации молока и молочных продуктов разноплановы и часто противоречивы, данные экспериментальных исследований процесса гомогенизации часто не совпадают с теорией, что сдерживает дальнейшее развитие гомогенизирующих устройств.

2. Установлено, что наиболее перспективным направлением развития гомогенизирующих устройств, являются вихревые гомогенизаторы, реализующие вихревой эффект Ранка - Хильша.

3. Для описания гидродинамических процессов в вихревых гомогенизирующих головках предложено уравнение винтового двупараметрическо-го потока в цилиндрической системе координат, В результате решения уравнения получены зависимости гидродинамических параметров: окружной v^, радиальной vr и осевой vz скоростей потока и давлений от конструктивных и эксплуатационных параметров. Построены эпюры распределения скоростей и давлений, в результате чего установлено, что в центральной части вихревой камеры имеют место зоны сверхнизких давлений.

4. Предложена новая гипотеза низкотемпературной кавитационной гомогенизации, в основу которой положена идея формирования на поверхности кавитационных пузырьков «микрольдинок», образованных в результате сублимации и разрушающих как жировые шарики, так и рабочую поверхность клапанов.

5. Разработана конструкция и обоснована методика инженерного расчета вихревой гомогенизирующей головки, скомплектована лабораторная установка производительностью 500 кг/ч.

6. В результате экспериментальных исследований влияния конструктивных параметров вихревой гомогенизирующей головки производительностью 500 кг/час на эффективность гомогенизации получены оптимальные размеры: длины вихревой камеры, диаметров вихревой камеры, соплового ввода, диафрагмы. Установлены оптимальные технологические режимы работы вихревой гомогенизирующей головки.

7. По результатам экспериментальных данных уточнена методика расчёта вихревых гомогенизаторов. По уточнённой методике рассчитана и спроектирована опытная вихревая гомогенизирующая головка производительностью 5000 л/ч.

8. На базе плунжерного блока гомогенизатора А1 - ОГМ создан опытный вихревой гомогенизатор, на котором были произведены производственные испытания в линии производства кисломолочных напитков, в комплекте с пластинчатой пастеризационной установкой ОГУ - 5.

9. По результатам производственных испытаний опытного образца вихревого гомогенизатора производительностью 5000 л/ч в линии производства кисломолочных напитков получены следующие результаты: при потребляемой мощности 19 кВт и давлении гомогенизации 12,5 МПа средний размер жирового шарика составлял 1,05 мкм. Сравнительные данные различных типов гомогенизаторов показали преимущество опытного образца вихревого гомогенизатора по среднему размеру жирового шарика после гомогенизации и по удельному расходу электроэнергии.

1. Карпов В.В. Современное состояние вопроса гомогенизации эмульсий ПФУ.//Тезисы доклада, в матер. Совещ. «Актуальные вопросы разработки и применения эмульсий перфтоуглеродов».-Пущено, НИБИ АН СССР, 1990.—С.35.

2. Липатов Н.Н. Функциональные кисломолочные продукты для грудных детей / Н. Н. Липатов, Г.Ю. Сажинов, О.И. Башкиров // Пищевая промышленность.-2001. №8- С. 30-31.

3. Урбшене Л.В. Разработка технологии маслоподобных продуктов на основе диспергирования концентрированных молочных эмульсий: Дис. канд. тех. наук. Каунас, 1991. -214 с.

4. Липатов Н.Н. Функциональные кисломолочные продукты для грудных детей / Н. Н. Липатов, Г.Ю. Сажинов, О.И. Башкиров // Пищевая промышленность. 2001. - №7- С. 30-31.

5. Сажинов Г.Ю. Оценка качества продуктов детского питания / Г.Ю. Сажинов, Н.Н. Липатов, О.И. Башкиров // Молочная промышленность,-2001.— №4-С. 31-32.

6. Юрченко Б.В. Повышение эффективности работы гомогенизирующих клапанов в молочных гомогенизаторах: Дис. канд. тех. наук. -Одесса, 1991.— 182 с.

7. Семенова Е.А. Рынок молочных продуктов // Пищевая промышленность. 2001.-№2 - С 30-31.

8. Томсен М. Влияние давления гомогенизации и типа эмульгатора на смесь для мороженого / М. Томсен, Д. Холстборг // Молочная промышленность. 2001.- №9 - С. 53-54.

9. Шатнюк JI.H. Обогащение молочных продуктов микронут-риентами // Пищевая промышленность.- 2001. №9 - С. 49-50

10. Вайткус В.В. Гомогенизация молока М.: Пищевая промышленность, 1967.-215 с.

11. Огустин М.А. Ингридиенты для рекомбинированных молочных продуктов // Молочная промышленность. 2001.- №10 - С.32 -34.

12. Липатов Н. Н. Совокупное качество технологических процессов молочной промышленности и количественные критерии его оценки / Н.Н. Липатов, Н. Н. Липатов, Г.Ю. Сажинов, О.И. Башкиров // Хранение и переработка сельхозсырья. 2001. - № 4 - С.33-34.

13. Грановкий В. Я. Новый гомогенизатор // Молочная промышленность. -1999.-№11-С. 37-38.

14. Княжев В.А. Концепция государственной политики в области здорового питания населения России на период до 2005 г. / В.А. Княжев, Е.И. Сизенко, И.А. Рогов, О.В. Большаков, В.А. Тутельян // Пищевая промышленность.-1998.-№3.

15. Сажинов Г.Ю. Формализованное представление технологической адекватности сырья для детского питания / Г.Ю. Сажинов, Н.Н. Липатов, О.И. Башкиров//Пищевая промышленность. 2001. - №5 - С. 57.

16. Алейников И.Н. Многофакторная технология обработки биосырья / И.Н. Алейников, В.Н. Сергеева // Пищевая промышленность. -2001- №58.

17. Фролов СВ. Механизм гомогенизации применительно к молочно-растительным смесям / СВ. Фролов, Т.П. Арсеньева, В.Е. Куцакова // Хранение и переработка сельхозсырья. 2001.- № 8 - С11-14.

18. Малахов Н.Н. Процессы и аппараты пищевых производств / Н.Н. Малахов, Ю.М. Плаксин, В.А. Ларин Орел Юрловский государарст-венный технический университет, 2001. - 687 с.

19. Карпов В.В. Гомогенизатор высокого давления для приготовления систем медикобиологического значения: Дис. канд. тех. наук. -Пущено, 1996.-248 с.

20. Нититмайонг А. Смешивание соевого и коровьего молока при производстве рекомбинированных продуктов // Молочная промышленность. 2001.-№8-С. 36.

21. Савватива JI.H. Экология человека и продукты питания // Хранение и переработка сельхозсырья. 2001. -№ 2 - С.8-11.

22. Радионова Н.С. Развитие физико-химических и биотехнических основ производства функциональных молочных продуктов. Авт. на соискание ученой степени д.т.н. Воронеж, 2000. - 41 с.

23. Малинина И.Л. Практические аспекты технологий производства комбинированных молочных продуктов / И.Л. Малинина, А.А. Мухин // Пищевая промышленность. 2001. - №2 - С. 22-23.

24. Радионова Н.С. К вопросу использования молочных продуктов в лечебно профилактическом питании / Н.С. Радионова, Л.Э. Глаголева // Вопросы здравоохранения. - 1998. - №3 - С.32.

25. Мохсен 3. М. Разработка новых критериев качества молока и молочных продуктов: Дис. канд. тех. наук. М., 1998. - 137 с.

26. Smuel J. Fomon. Nutrition of normal infants Mosby, 1999.476 с

27. Фролов СВ. Механизм гомогенизации применительно к молочно-раститтельным смесям / СВ. Фролов, Т.П. Арсеньева, В.Е. Куцакова // Хранение и переработка сельхозсырья. 2001.- № 8 - С11-14.

28. Юрченко Б.В. Повышение эффективности работы гомогенизирующих клапанов в молочных гомогенизаторах: Дис. канд. тех. наук. -Одесса, 1991.— 182 с.

29. Карпов В.В. Гомогенизатор высокого давления для приготовления систем медикобиологического значения: Дис. канд. тех. наук. -Пущено, 1996.-248 с.

30. Карпов В.В. Современное состояние вопроса гомогенизации эмульсий ПФУ.//Тезисы доклада, в матер. Совещ. «Актуальные вопросы разработки и применения эмульсий перфтоуглеродов».-Пущено, НИБИ АН СССР, 1990.—С.35.

31. Smuel J. Fomon. Nutrition of normal infants Mosby, 1999.476 c

32. Крусь Г.Н. Гомогенизация молока (технология молочных продуктов)/Г.Н. Крусь, Л.Г. Чекулаева.-М.: Агропромиздат, 1988.- 60 с.

33. Барановкий Н.В. Влияние гидравлических факторов на степень дисперсности жира при гомогенизации молока: Дис. канд. тех. наук. -М., 1965.

34. Прошин А.Ю. Шестеренчатый гомогенизатор в технологии суспензионных мазей: Автореф. дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук.-Санкт-Петергург, 1999.-21 с.

35. Мухин А.А. Гомогенизаторы для молочной промышленности / А.А. Мухин

36. Степанов В.М. Исследование использования гидродинамических вибраторов для обработки молока при производстве кисломолочных продуктов: Дис. канд. тех. наук. Воронеж, 1972- 145 с.

37. Ю. Н. Кузьмин, И.Б. Гисин.-М.: Пищевая промышленность, 1976.-64 с.

38. Эмульсии / Под. ред. A.M. Абрамзона.- JL: Химия, 1972.490 с.

39. Сафиулин Р.Г. Моделирование каплеобразования при диспергировании пористыми вращающимися распылителями: Дис. канд. тех. наук. Казань, 2000.-170с.

40. Фофанов Ю.С Исследование влияния механических колебаний на дисперсное состояние жировых шариков молока при сепарировании и гомогенизации: Дис. канд. тех. наук. -М., 1966.- 190 с.

41. Селезнёв В.И. Исследование процесса гомогенизации и установление оптимального режима при изготовлении стерилизованных сливок. ДиссертацияЛХМИ, Ленинград, 1949г.

42. Сурков В.Д. Закономерности гомогенизации в свете равновесия центробежных и поверхностных сил. Труды МТИММПа. — М.: 1954, с. 85-92.

43. Rees L.H. Light Transmission as a Control Aid in Milk Processing. American Milk Review, 1963, vol. 25, No. 1, p. 35, 59.

44. Тёпел А. Химия и физика молока. М.: Пищевая промышленность, 1979, 623 с.

45. Барабанщиков Н.В. Качество молока и молочных продуктов. .: Колос, 1980. - 255 с.

46. Инихов Г.С., Брио Н.П. Методы анализа молока и молочных продуктов. -М.: Пищевая промышленность, 1971. -423 с.

47. Медузов B.C., Бирюкова З.А., Иванова Л.Н. Производство детских молочных продуктов. М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1982.-207 с.

48. Давидов Р.Б., Гулько Л.Е., Круглова Л.А. и др. Молоко и молочные продукты как источник витаминов. М.: Пищевая промышленность, 1972.- 182 с.

49. Покровский А.А. Химический состав пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1977. - 227 с.

50. Нестерина М.Ф., Скурихина И.М. Химический состав пищевых продуктов. -М.: Пищевая промышленность, 1979. 247 с.

51. Грачёв И.И., Галанцев В.П. Физиология лактации сельскохозяйственных животных. М.: Колос, 1974. - 279 с.

52. Грачёв И.И., Попов С.М., Скопичев В.Т. Цитофизиология секреции молока. Д.: Наука, 1976. - 279с.

53. Степаненко Б.Н. Химия и биохимия углеводов. М.: Высшая школа, 1978. - 256 с.

54. Тютюнников Б.Н. Химия жиров. М.: Пищевая промышленность, 1974.- 448с.

55. Голикова А.Н., Паршутина Г.В. Физиология сельскохозяйственных животных. М.: Колос, 1980. - 480 с.

56. Walstra P. Preliminary Note on the Mechanism of Homogeniza-tion. Neth. Milk Daiiy J., 1969, vol. 23, p. 290 292.•60. Биркгоф Г. Гидродинамика. M.: изд-во Иностранной литературы; 1954 г. — 180 с.

57. Schrem J. Comparative Studies on Homogenisers with Different Valve Tipes. XIX n International Dairy Congress. 1974, sect. B5, p. 199 - 200.

58. Хан X. Новый метод определения качества гомогенизации. Молочно-маслодельная промышленность, 1938, №5, с. 3 7.

59. Ridhway J. Tests for Effectivenes of Homogenization of Milk. J. Soc. Dairy Technol., 1957, vol. 10 , № 4, p. 214 218.

60. Липатов H.H. Графические методы характеристики дисперсности жира молока. М. Пищепромиздат., 1962.

61. Казлаускайте Э.П. Изучение эффективности диспергирования жира в гомогенизируемом молоке и сливках.

62. Ткаченко А. Н. Кавитационные техника и технологии. Киев: изд-во "Техника"; 2001 462 с.

63. Орешина М.Н. Разработка импульсного гомогенизатора на основе исследований дробления жировых шариков молока. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Орел. 2001, 136 с.

64. Phipps L.W. Recent Developments in the Study of the Homog-enization Process. XXI th International Dairy Congress, 1974, sect. В 5 p. 194.

65. Phipps L.W. The Fragmentation of Oil Drops in Emulsions by a High pressure Homogenizes J. Phys. D. Appl. Phys., 1975, vol. 8, p. 448 - 462.

66. Phipps L.W. Cavitation and Separated Flow in a Simple Homogenizing Valve and its Influence on the breakup of the fat Globules in Milk. J. Dairy Res., 1974, Vol. 41, № 1, p. 1 8.

67. Иванов К.Ф., Нужин E.B., Юрченко Б.В. О некоторых закономерностях многократной гомогенизации. Известия ВУЗов. Пищевая технология., 1976, « 2, с. 157 159.

68. Коноваленко А.И., Грабовский A.M., Иванов К.Ф. Гидродинамическое исследование головок гомогенизаторов. (Отчёт), 1976, с. 39 -87.

69. Долинский А.А., Шурчкова Ю.А. Влияние некоторых параметров на диспергирование жировых шариков при адиабатном вскипании молока в вакууме. Журнал «Молочная промышленность», №2, 2002 год, с. 55, 56.

70. Долинский А.А., Шурчкова Ю.А. Новая технология управления качеством молока. Журнал «Молочна промисловють», №6, 2005 г.

71. Шурчкова Ю. А. Адиабатическое вскипание. Практическое использование. — Киев: Наукова думка. 1999.

72. Weeler W. Н. Identation of metalsby caviteion. Trans. ASME. Series D. 82. N 1. 1960. 184- 194 p.

73. Пирсон И. Кавитация. M.: "Мир" 1975, 95 с.

74. Орешина М.Н. Механизм гомогенизации молока ультразвуковыми колебаниями / Орешина М.Н., Н.Н. Малахов, JI.B. Голышкин //

75. Тезисы докладов 1-ой Международной научно-практической конференции «Проблемы здорового питания». Орел: ОрелГТУ, 1998. С. 27 - 29.

76. Орешина М.Н. Совершенствование способов гомогенизации эмульсий // Сборник научных трудов. Выпуск 10 / Воронежская государственная технологическая академия Воронеж, 2000. - С 65 - 70.

77. Сагындыков К.К. Исследование процесса гомогенизации молока на гидромеханической установке. JL: Автореферат. 1969г. — 23с.

78. Сагындыков К.К. О параметрах гомогенизации молока на гидромеханической установке. Журнал "Известия вузов", №3, 1968 г.

79. Грановский В. Я., Филатов Ю. И. Сравнительная оценка диспергирующих устройств, применяемых в молочной промышленности. Сб. "Научное обеспечение молочной промышленности". — М.: 1999, с. 83-91.

80. Грановский В.Я. Сравнительная оценка диспергирующих устройств. Журнал «Молочная промышленность», №11, 1999год, с. 37-3884. Патент РФ. № 210743285. Патент 2050059 РФ.

81. А.С. СССР МКИ А 01 J 11/16/. Гомогенизирующая головка / В.А. Громовицкий и Е.В. Тамберг (СССР). № 1694085 А1; Заявлено0911.89; Опубликовано 30.11.91, Бюллетень №44 8 с.

82. Паспорт гомогенизатора А1-ОГ2М. Одесский механический завод. 1992, 71 с.88. А.С. 100935289. А.С. 98066390. А.С. 137337291. А.С. 675638

83. А.С. СССР МКИ А 01 J 11/16. Центробежный диспергатор / С.Ю. Матиёшка, С.Ю. Гудавичус и В.В. Жидонис (СССР). -№1390826 А2; Заявлено 20.01.86; Опубликовано

84. А.С. СССР МКИ А 01 J 11/16. Устройство для гомогенизации пищевых продуктов / Р.В. Гиноян, Г.Г. Шилер и др (СССР). №1374457 А1; Заявлено 21.05.85

85. А.С. СССР МКИ А 23 С 3/00. Способ консервирования жидкостей и устройство для его осуществления / В.В. Пилипенко, В.А. За-донцев, И.К. Манько, В.А. Дрозд и В.П. Северин (СССР). -№1378107 А1; Заявлено 08.10.84; Опубликовано

86. А.С. СССР МКИ А 01 J 11/16. Гомогенизирующая головка / В.П. Меткин, A.M. Маслов, В.Н. Зарембо и Ю.А. Басов (СССР).1159523 А; Заявлено 13.06.83; Опубликовано 07.06.85, Бюллетень №21 -2с.

87. А.С. СССР МКИ А 01 J 11/16. Гомогенизирующая головка / JT.A. Ровинский, Ю.Н. Кузьмин, Г.П. Тетерников и В.К. Яшин (СССР) -№1329697 А1; Заявлено 28.10.85; Опубликовано 15.08.87, Бюллетень №30-4с.

88. Агранат Б.А. Ультразвуковая технология.-М.: Металургия, 1974.-504с.

89. Ультразвук / Под ред. И.П. Голямина. М.: Советская энциклопедия, 1979.-е. 400.

90. А. с. СССР, МКИ В 01 f 11/02. Устройство для ультразвуковой обработки жидких сред / А.Ф. Романенко, С.К. Халменов, П.П. Дерга-чев и др. (СССР). №1664390 А1; Заяв. 04.04.89; Опубл. 23.07.91, Бюл. №27. -4 с.

91. Патент РФ, МКИ В 01 f 5/00. Гидродиспергатор / Студен-ский М.Н., Сергушев Л.Г., Катеева Р.И. (РФ) №215685; Заяв. 21.12.98; Опубл. 27.09.00.101. Патент №2162732 Орешина

92. А.С. СССР МКИ А 01 J 11/16. Гомогенизирующая головка / A.M. Колодкин, Е.В. Щедушнов, З.И. Журавлёва и Ю.А. Колодкин (СССР). -1337007 А1; Заявлено 20.11.85; Опубликовано 15.09.87. Бюллетень №34 2с.

93. А.С. СССР МКИ А 01 J 11/16. Устройство для гомогенизации жидкостей /Г.А. Тэнспоэг, Л.Э. Вальдма, П.К. Калласс, Ю.Ю. Пирсо, В.В. Вайткус, С.Ю. Матиешка и Ю.Ю. Качергюс. (СССР). -№957802 А1; Заявлено 18.12.80; Опубликовано 15.09.82, Бюллетень №34 -4с.

94. Патент РФ МКИ А 01 J 11/16, В 01 F 3/08. Устройство для гомогенизации жидкостей / Грановский В.Я. (РФ). -№ 2138158; Заявлено 25.03.99; Опубликовано 27.03.99, Бюллетень №27 8с.

95. Технологическое оборудование пищевых производств / Под ред. Б.М. Азарова-М.: Агропромиздат, 1988. -463 с.

96. А. с. СССР, МКИ А 01 J 11/16. Гомогенизирующая головка / В.А. Громовицкий и Е.В. Тамберг (СССР). №1694085 А1; Заяв. 04.05.89. Опубл. ЗОЛ 1.91, Бюл. №28.-4 с.

97. А. с. СССР, МКИ А 01 J 11/16, В 01 F 5/06. Устройство для гомогенизации жидких пищевых продуктов / В.А. Благодарский, В.М. Гимборг, Д.П.Захватский и др (СССР). № №1722326 А1; Заяв.21.05.90, Опубл. 30.03.92, Бюл.№ 12.-4 с.

98. Шевцов А.А. Новое конструктивное оформление гомогенизирующей головки // Сборник научных трудов. Выпуск 10 / Воронеж, государственная технологическая академия Воронеж, 2000 - С.88-90.

99. Стабников В.Н. Процессы и аппараты пищевых производств/ В.Н. Стабников, В.М. Лысяцкий, В.Д. Попов. -М.: Агропромиздат, 1985.-503 с.

100. Самсонова А.Н. Фруктовые и овощные соки / А.Н. Самсо-нова, В.Б. Ушева. М.: Агропромиздат, 1990.-287 с.

101. Фоминский Л. П. Как работает вихревой теплогенератор Потапова. Черкассы: "ОКО-Плюс", 2001, - 112 с.

102. Сафонов В.А. О распределении молекул при криволинейном движении газа. Материалы III Всесоюзной научно-технической конференции "Вихревой эффект и его промышленное применение"; 1982 год, с. 33 -35.

103. МартыновА.В., БродянскийВ.М. Что такое вихревая труба? М., «Энергия», 1976. 152с114. А.С. 2045715 (Потапов)

104. Бремер Г.И., Чесноков Г.П. Испытание гомогенизатора, рукопись НИМИ, 1937.

105. Tracy Р.Н. Certain Problems Related to the Marketing of Homogenized Milk, Milk Dealer, v.25, Nr. 4, 1936.

106. Кацнельсон M. У., Мухин А. А. и др. Экспериментальные исследования характера распределения давления в гомогенизирующей голо-ке с цилиндрическим клапаном. Труды ВНИЭКИ ПРОДМАШа. — М.: 1981, с. 66-74.

107. КухлингХ. Справочник по физике. М.: Мир. 1982 519 с.119. Патент 2090253 РФ.120. А.с. 971211 СССР

108. Михалкина Г.С. и др. Пастеризация молока и сливок в су-перкавитирующем аппарате роторно-пульсационного типа. Журнал «Молочная промышленность» №8, 1999 год, с. 32, 33.122. Автореферат Шурчкова

109. Васильев О.Ф. Основы механики винтовых и циркуляционных потоков. М.: Гос. энергетическое издательство, 1958. - 142 с.

110. Громека И.С. Собрание сочинений. М.: Изд. АН СССР, 1952,- 117с.

111. Beltrami Е. Considerazvoni idrodinamiche, Rendiconti del Reale Istituto Lombardo di scienze e letters, v, XXII, Mailano, 1889.

112. Дейч M. E. Техническая гидродинамика. Л.: Государственное энергетическое издательство, 1953, 544 с.

113. Фиалкова Е. А., Куленко В. Г., Петрачков Б. В. Пути преодоления парадоксов гидродинамики в процессах и аппаратах молочной промышленности. // Сб. трудов к 80-летию со дня рожд. Н.Н. Липатова.// -Москва. 2003. с.

114. Фиалкова Е. А. Обобщённая гипотеза дискретности жидкой фазы, /в сб. "Научные и практические аспекты совершенствования традиционных и разработки новых технологий молочных продуктов./ 2001. с. 32-59.

115. Энрико Ферми. Квантовая механика. М.: Изд. Мир, 1968.367 с.

116. Тарг С. М. Основные задачи теории ламинарных течений. М.-Л.: изд-во "Технико-теоретической литературы"; 1951 -420 с.

117. Теплотехнический справочник. Под ред. В.Н. Юренева и П.Д. Лебедева. Том 1, —М.: «Энергия», 1975, 743 с.

118. Кук Г.А. Процессы и аппараты молочной промышленности. — М.: Пищевая промышленность, 1973, 766 с.

119. Кухлинг К. Справочник по физике. —М.: «Мир», 1982, с.519

120. Поляков А.А., Канаво В.А. Тепломассообменные аппараты в инженерном оборудовании зданий и сооружений -М.: изд. «Стройиздат», 1989, 200 с.

121. Мальцев П.М. Основы научных исследований / П.М. Мальцев, Н.А. Емельянова / Издательское объединение «Вища школа» Киев, 1982.- 192с.

122. Грачёв Ю.П. Математические методы планирования экспериментов / Ю.П. Грачёв / Пищевая промышленность Москва, 1979. - 200

123. Гороновский И.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Е.Ф. Краткий справочник по химии. Киев: Издательство академии наук Украинской ССР, 1962, 659 с.

124. Ван-Дайк М. Альбом течений жидкости и газа. М.: Мир, 1986, 177 с.I1. УТВЕРЖДАЮ Директор

125. ФГУП Учебно-опытный молочный заврд ВГМХА им.1. Н^^тВ^рещагина1. V// Молотов С.В.2005 г.производственной проверки опытного образца вихревого гомогенизатора для молока и молочных продуктов.1. Комиссия в составе:1. Главный инженер

126. Зам. директора по развитиюпроизводства1. Главный механик1. Начальник ОТК

127. Доцент кафедры технологического Оборудования ВГМХА Инженер-механик1. Черник В.П.

128. Бурыкина И.М. Розов С.Н. Щемелева М.В.

129. Фиалкова Е.А. Петрачков Б.В.11.12 апреля 2005 года на ФГУП УОМЗ ВГМХА им. Н.В. Верещагина проведена производственная проверка опытного образца вихревого гомогенизатора для молока и молочных продуктов.

130. Применение данного гомогенизатора способствует улучшению качества гомогенизации, позволяет снизить энергозатраты без снижения качества гомогенизированного продукта.

131. На основании результатов производственных испытаний комиссия считает предложенный опытный образец вихревого гомогенизатора принятым и рекомендует для применения в производстве.1. Председатель комиссии^1. ЧЦЕЛЯРИЯ1. Секретарь комиссйи:'/л^•131±'"Л" ^