автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Совершенствование процесса получения пищевых эмульсий на роторном аппарате и определение их параметров методами математического моделирования

На правах рукописи

ЛИННИК АНДРЕЙ ЮЛИАНОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ЭМУЛЬСИЙ НА РОТОРНОМ АППАРАТЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ ПАРАМЕТРОВ МЕТОДАМИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Специальность 05 18 12 - Процессы и аппараты пищевых производств (технические науки)

□□3445979

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

18 сен гт

Москва 2008

003445979

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении Высшего профессионального образования «Московский государственный университет технологий и управления»

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

Николаева Светлана Владимировна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Юдаев Василий Федорович,

доктор технических наук, профессор Плаксин Юрий Михайлович

Ведущая организация Открытое акционерное общество

«Биотехника», г Москва

Защита диссертации состоится 26 сентября 2008 года в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212 122 05 при Московском государственном университете технологий и управления по адресу 109316, г Москва, ул Талалихина, д 31,ауд 41

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

Автореферат разослан ^ £ августа 2008 года

Ученый секретарь диссертационного совета

д х н, профессор у ) О - Грузинов Е В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Эмульсии и дисперсные системы наиболее широкое применение находят в пищевой промышленности масложирового производства - производства майонезов, маргарина, соусов и т д Противоречивые требования к пищевым эмульсиям - кинетическая стойкость и минимальное применение эмульгаторов - поверхностноактивных веществ приводят к созданию нового прогрессивного аппаратурного оформления и создания активных методов воздействия на процесс эмульгирования жидкостей типа «масло в воде» - основного типа эмульсий в пищевой промышленности Таким интенсивным фактором воздействия на процесс эмульгирования является кавитация Импульсная кавитация имеет ряд преимуществ, причем в роторных аппаратах с модуляцией потока одновременно возникает гидродинамическая (труба Вентури с периодической площадью проходного сечения диафрагмы, образуемой подвижными кромками патрубка ротора и неподвижными - статора) и акустическая импульсные типы кавитаций Последняя возбуждается отрицательными импульсами давления жидкости, возникающими при перекрывании каналов статора вращающимся ротором Задача разработки расчета аппарата на оптимальное число кавитации, при котором качество дисперсного пищевого продукта, определяемое дисперсностью, стойкостью, неоднородностью эмульсии, является наиболее рациональным по вышеуказанным параметрам, по себестоимости продукта и прибыли предприятия, является актуальной

С другой стороны, пищевые эмульсии - сложные многокомпонентные системы, поэтому их необходимо рассматривать как модели с интегральной оценкой качества по инструментальным показателям на основе теории статистических решений и нечетких множеств Известно, что распределение частиц эмульсии по размерам является усеченным логнормальным распределением на конечном интервале Поэтому задача нахождения параметров распределения из дисперсионного анализа и связи их с геометрическими, кинематическими, гидравлическими и динамическими параметрами роторного

аппарата-эмульгатора является актуальной и своевременной Полученные обобщенные связи позволят разработать методику расчета аппарата-эмульгатора, а также и режимные его параметры технологической линии получения эмульсионных пищевых продуктов

Цель и задачи исследования. Целью настоящей диссертационной работы является совершенствование процесса получения пищевых эмульсий в импульсном кавитационном поле с оптимальным числом кавитации и определение параметров эмульсии методами математического моделирования

В соответствии с поставленной целью задачами диссертационной работы являлись

- анализ методов, способов и аппаратурного оформления получения эмульсий масложирового, маргаринового производств пищевых продуктов, а также определение их параметров,

- разработка и создание экспериментальной установки и роторного аппарата,

- проведение экспериментальных работ по получению пищевых эмульсий и определение их параметров,

- разработка метода математического моделирования определения параметров усеченного логарифмического нормального распределения в ограниченном интервале диаметров частиц эмульсии;

- разработка параметрической модели оценки качества эмульсии по совокупным значениям их инструментальных показателей;

- создание программы для получения оценки качества эмульсии,

- разработка роторного аппарата-эмульгатора, удовлетворяющего оптимальному числу кавитации для получения эмульсий на заданную производительность

Методы исследования. Решение поставленных задач проведено экспериментальными методами на лабораторной установке с промышленным роторным аппаратом-эмульгатором. Теоретические методы исследования обработки результатов измерений основаны на методах математического модели-

рования логарифмически нормального распределения с ограниченным интервалом диаметров частиц Достоверность полученных результатов подтверждена необходимыми и достаточными экспериментальными исследованиями параметров эмульсии, удовлетворительной корреляции теории и результатов экспериментов.

Научная новизна диссертационной работы В результате проведенных исследований получены новые научные результаты

- для данного поверхностно-активного вещества определен объем поверхностной фазы между дисперсной частицей и дисперсионной средой относительно объема дисперсной частицы,

- разработана методика определения параметров эмульсии для получения продуктов масложировой промышленности,

- разработана параметрическая математическая модель оценки качества пищевых эмульсий по совокупным значениям их инструментальных показателей на основании логарифмического нормального распределения в ограниченном интервале диаметров частиц,

- выявлено, что вариация значений различных показателей описывается как одномодальными, так и многомодальными выборочными (эмпирическими) распределениями вероятностей конечной ширины,

- установлено, что причинами многомодальности является большой «разброс» характеристик сырья

- показано, что наиболее согласованными с экспериментальными данными являются усеченные нормальные распределения вероятностей значений показателей,

- предложены меры сходства показателей с заданными «эталонными» показателями, которые позволяют проводить идентификацию и оценивать качество по совокупности инструментальных показателей,

- разработана методика расчета роторного аппарата-эмульгатора, работающего при оптимальном числе импульсной акустической и гидродинамической кавитации в зависимости от содержания свободного газа в обрабаты-

ваемой жидкости

Практическая значимость разработок, полученных лично автором:

- разработана методика обработки результатов оптических измерений диаметров частиц для вычисления параметров эмульсии,

- разработан и изготовлен роторный аппарат - эмульгатор промышленных производительностей,

- разработана и изготовлена экспериментальная установка для непрерывного получения пищевых эмульсий типа «масло в воде»,

- результаты проведенных научных исследований используются в учебном процессе - при чтении лекций, выполнении практических работ и дипломных НИР, написании учебных пособий по циклу дисциплин «Технология жиров»

На защиту выносятся основные положения разделов научной новизны и практической значимости работы

Апробация работы и личный вклад автора. Основные результаты диссертационной работы докладывались на следующих научных форумах 2-й Всероссийской научно-технической конференции «Интенсификация теп-ло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология», Казань, КГТУ, 2008, VIII научно-практической конференции «Технологии, научно-техническое и информационное обеспечение в образовании, экономике и производстве региона», Вязьма, МГУТУ, 2008 Результаты работы докладывались также на научных семинарах кафедр «Информационные технологии», «Технологии пищевых производств», «Технология продуктов питания и экспертиза товаров» в 2007-08 годах

Диссертационная работа выполнялась автором с 2005 по 2008 год в Государственном образовательном учреждении Высшего профессионального образования «Московский государственный университет технологий и управления» В диссертации использованы данные, полученные в результате экспериментальных и теоретических исследований пищевых эмульсий

Все результаты, отраженные в разделах «Научная новизна» и «Практи-

ческая значимость», получены автором лично

Теоретические и экспериментальные результаты исследований читаются на кафедрах «Технологии пищевых производств» и «Информационные технологии»

Работа выполнялась по госбюджетной тематике «Интенсификация технологических процессов в нестационарных потоках и их аппаратное оформление», государственный регистрационный № 0 120 0 602985

Публикации. По материалам исследований опубликовано 9 работ в научных изданиях Личный вклад соискателя во всех работах, выполненных в соавторстве, состоит в постановке задач исследования, разработке методик обработки экспериментальных данных, непосредственном участии в получении, анализе и обобщении результатов исследований.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из основных обозначений и аббревиатур, введения, четырех глав, заключения, списка литературы, приложения Работа изложена на 132 страницах основного текста, содержит 2 таблицы, 27 рисунков, список литературы, включающий 131 наименование отечественных и зарубежных авторов

Рис. 1. Структура диссертационной работы

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

В первой главе «Современные методы получения гомогенных систем» рассмотрены области применения эмульсий в масложировом производстве и других высококачественных продуктов с минимальной концентрацией эмульгаторов - поверхностноактивных веществ (ПАВ), введено понятие поверхностная фаза в виде шарового слоя между дисперсной фазой и дисперсионной средой (рис 2), относительный объем которой

-^— = ЗАСЮ-3{Ас1)202+{АС1У03 (1)

ау5 + уь

(здесь АК.5 - объем поверхностной фазы, — объем частицы эмульсии диаметром 6. - Ы, с1 - внешний диаметр поверхностной фазы, - толщина шарового слоя поверхностной фазы) увеличивается практически от нуля при небольшой дисперсности £> эмульсии до единицы, когда А ¿»л- м, т е когда ДсЮ »1 (рис 2)

Из формулы (1) видно, что с увеличением дисперсности увеличивается относительный объем поверхностной фазы, и при Ас1 = с1 (вся частица является поверхностной фазой) 1нп —> 1 д^^+о v

Полученное соотношение особенно интересно в наше время, когда на-нотехнология является ведущей технологией во всех странах передового мира во всех отраслях народного хозяйства, в том числе, в пищевой промышленности

С учетом поверхностной фазы дисперсные системы необходимо рассматривать как трехфазные системы, причем с увеличением дисперсности

роль поверхностной фазы возрастает (рис 2), где У= +ДК5

- ^

Зная дисперсность эмульсии и относительный объем -р-, можно полуД v

чить объемный расход ПАВ £?пав = гДе С - объемная концентрация

эмульсии, 2 - объемный расход эмульсии

4V

Рис. 2. График зависимости доли поверхностной фазы относительно дисперсной от ее дисперсности, построенный по формуле:

Л V

1 —у- - ЗЛсЙЗ; 2 - (1)

Свойства поверхностной фазы определяются коэффициентами поверхностного натяжения контактирующих жидкостей, концентрацией поверхностно активных веществ в рассматриваемой третьей поверхностной фазе и ее температурой, которая известным образом влияет как на коэффициенты поверхностного натяжения, динамику броуновского движения частиц дисперсной фазы вместе с поверхностной фазой, так и на коэффициент коагуляции частиц методом их соударения, причем с увеличением длины молекул ПАВ относительный коэффициент коагуляции уменьшается

Метод инжещии пара в жидкость Этот метод получения эмульсий заключается в «выращивании» капель методом конденсации пузырей пара дисперсной фазы в жидкости Если пар жидкости инжектируется в виде пузырей диаметром ¿п внутрь другой жидкости, являющейся дисперсионной средой, то при конденсации пара его можно вычислить Если предполагать, что пар является идеальным газом, то образуется капля диаметром

- плотность жидкой дисперсной фазы,р0 - статическое давление жидкости на уровне образования пузыря, М - молярная масса пара в пузыре, Дж

Я = 8,31--универсальная газовая постоянная, Т— абсолютная темпе-

моль К

ратура пара в пузыре

Например, для воды, конденсирующейся в жидкости с большей температурой кипения, при с1п = 60 мкм диаметр капли воды при нормальных условиях (р0 = 105 Па, Т= 300 К) (I = 5,4 мкм

Теперь определим диаметр капли воды для реального пара по известным справочным данным разности удельных объемов жидкой V/, и парообразной уу воды при тех же условиях (Ду = у„ - уД

Принимая справочные данные для воды при Г= 273 К, Ду= 1,672 кг/м3,

го пара, а объем увеличился в 1,73 раз

Уменьшая диаметр пузырей, можно получить субмикронные частицы Величина в (3) под кубическим корнем зависит только от плотности конденсирующейся жидкости и разности удельных объемов пара и жидкости Если объем пара много больше объема сконденсировавшейся жидкости, то вообще только от удельного объёма пара, т к » у£ Конечный диаметр капли (3) зависит преимущественно от диаметра пузыря пара, который получают на соплах-инжекторах Регулируя работу сопла инжектора, можно получать «монодисперсные» капли заданной дисперсности и неоднородности Способ получения эмульсии в промышленных масштабах неприемлем из-за дорогой технологии Поэтому способ получения эмульсии конденсационным методом нашел применение в лабораториях, где необходимо получать однородные эмульсии в небольших объемах

Приведена классификация кавитации и видов неустойчивости течения

(3)

р! = 103 кг/м3, получим (1 = 5,16 мкм, те в 1,2 раза больше, чем для идеально-

на границе раздела двух несмешиваемых жидкостей, которые приводят к проникновению одной несмешиваемой жидкости в другую, те. к образованию эмульсии

Аппараты-эмульгаторы подразделяются на два больших класса механические и ультразвуковые, в том числе, на базе статических и динамических излучателей, когда источником ультразвуковых колебаний и волн в обрабатываемой текучей среде является неустойчивость течений (статические излучатели) или течение через патрубок, площадь проходного сечения которого изменяется вследствие внешнего принудительного воздействия Одним из таких промышленных аппаратов является роторный аппарат с модуляцией площади проходного сечения потока обрабатываемой текучей среды, где наблюдаются по мере течения обрабатываемой жидкой среды через аппарат все известные типы неустойчивости в тех или иных зонах аппарата

В заключении главы сформулированы цель и задачи диссертационной работы

Во второй главе «Экспериментальные исследования получения эмульсий типа «масло в воде» рассмотрен роторный аппарат, основным элементом которого является модулятор, образованный кромками каналов в боковых стенках ротора и статора, площадь проходного сечения которого зависит от времени следующим образом (рис 4)

где Я = Ир- радиус внешней рабочей поверхности ротора, со - частота враще-

(4)

а„ +ас 5 при р <г<т,

соЛ

ния ротора, 5 - величина зазора между рабочими внешней конической поверхностью ротора и внутренней конической статора, ар - ширина патрубка в роторе, ас<ар- ширина парубка в статоре, Т- период модуляции диафрагмы

а„ +Ь-

Т =

_ р

aR

(5)

Ър - расстояние между стенками соседних каналов в роторе

R = Re — Полость ротора

-----------Облучаемая камера--------------

Рис. 3. К определению площади проходного сечения диафрагмы роторного аппарата: 1 - ротор, 2 - статор, 3 - кромки патрубка ротора, 4 -кромки патрубка статора, 5 - внешняя рабочая поверхность ротора 6 -внутренняя рабочая поверхность статора

Следует отметить, что при такой функциональной зависимости площадь S(t) (2) даже при ар = aQ имеется интервал времени

Д t

Jal+Ь2-Ja2p-b2 ^ s2 соR cip(üR

О,

(6)

когда площадь поперечного сечения диафрагмы остается постоянной (рис 4)

моугольных каналах в роторе и статоре (ар = ас)

На основе разработанного роторного аппарата создана экспериментальная установка (рис 5) 20

торного аппарата для исследования характеристики эмульсий типа «масло в воде» (пояснения в тексте)

Экспериментальная установка содержала следующие основные элементы 1 - цилиндрический сосуд с коническим дном, 2 - пробковый кран, 3 -насос лопастной, 4, 11,12, 14, 15, 16,17 - вентили, 5 - объемный расходомер, 6 и 8 - манометры образцовые, 7 - байпасная линия, 9 - роторный аппарат, 10 - выходной патрубок, 13 - патрубок для взятия пробы и слива готовой продукции, 18 - насадок, 19 - рассекатель потока жидкости, 20 - термометр, 21 - датчик акустического давления, 22 - усилитель сигнала с датчика акустического давления, 23 - осциллограф импульсный Указаны основные параметры роторного аппарата

Параметры эмульсии определялись микроскопическим методом при помощи микроскопа МБИ-б с окуляром х7 и четырьмя объективами х20, х40, х60, х90, те увеличение микроскопа изменялось дискретно от 140 до 630 раз Для получения фотографий эмульсий на тубусе микроскопа крепилась микрофотонасадка МФН-12, а на ней - зеркальный фотоаппарат Разбавленную эмульсию помещали на предметное стекло, сверху эмульсию накрывали тонким специальным покрывным стеклом Для определения абсолютной величины диаметра частицы эмульсии фотографировали при различных объективах микроскопа объектмикрометрическую пластинку с нанесенными на нее рисками с ценой деления 10 мкм Фотокадры эмульсии через проекционный аппарат проектировались на твердую поверхность с миллиметровой бумагой, и определялся диаметр частиц

Качественный анализ показал, что при получении эмульсии наилучшим режимом работы аппарата является кавитационный независимо от вязкости жидкости

В третьей главе «Обработка результатов измерений параметров пищевой эмульсии методами математического моделирования» выявлено, что вариация значений различных показателей описывается как одномо-дальными, так и многомодальными выборочными (эмпирическими) распределениями вероятностей конечной ширины

Некоторые одномодальные выборочные распределения вероятностей по

своей форме близки к теоретическим нормальным распределениям Однако, в большинстве случаев, одномодальные выборочные распределения вероятностей значений отличаются от теоретических нормальных распределений

Проведенный статистический анализ обширного экспериментального материала позволяет сделать предположение, что наиболее вероятными причинами многомодальности являются как вариация регламентов изготовления продукции, так и большого «разброса» характеристик сырья

Теоретические исследования показали, что наиболее согласованными (по критерию энтропии) с экспериментальными данными являются усеченные нормальные распределения вероятностей значений показателей

На основании полученного усеченного нормального распределения вероятностей, теорий статистических решений и нечетких множеств предложены меры сходства показателей с заданными «эталонными» показателями

Данные меры сходства позволяют проводить идентификацию и оценивать качество по совокупности их инструментальных показателей

Симметричная кривая частотного распределения по размерам подчиняется вероятностному закону

2>» ( (ьч-ьч,,)2

21п2 а

где Р(сГ) - частота наблюдения диаметра ¿/,),

¿,>0, (7)

1псг =

/=1 _

(8)

5л

1=1

Здесь П1,п2, , - число капель с диаметрами ¿1, , ¿4, (через ¿4, обозначено лтах, чтобы не путать с модой распределения 4пн = с!0),

_ _ + ду2Л2 + + ЛАГА

"ср - п лг '

1=1

где ^AN, =N - число наблюдаемых частиц

i=i

(7) и (8) перепишем таким образом

/

(lnJ.-lnJ.p)2" 2сг2

/

1= 1

п

£ДN,d,

где сг =

Здесь п - число интервалов, на которое разбит интервал всех диаметров частиц Тогда

Логарифмически нормальное распределение описывает модель диспергирования частиц

Оценка конечных статистических распределений вариаций значений показателей продовольственных товаров является мощным инструментом, позволяющим непараметрически характеризовать их качество, помочь выявить причины отступления от тех или иных регламентов производства хранения или транспортировки (как показано на примерах анализа гистограмм).

В частности, полученные меры сходства являются достаточно простыми индикаторами, которые позволяют наиболее правдоподобно проводить параметрическую идентификацию и оценку качества продуктовых товаров по их инструментальным показателям на основании использования минимального количества статистик - средних значений и дисперсий распределений значений показателей, принятых за «эталонные»

Обработка экспериментальных данных проводилась с помощью электронных таблиц Microsoft Excel и математического пакета MathCAD

В четвёртой главе «Расчет роторного аппарата для проведения процессов гомогенизации и эмульгирования в пищевом производстве» приведены

(In4 -lnQ2^ ->_2

(И)

где d, > 0

исходные данные, основные параметры обрабатываемой среды, геометрические, кинематические и динамические и их обозначения, критерии подобия импульсных акустической, гидродинамической кавитации, и обобщенного критерия кавитации

Известно, что из теории и эксперимента решающую роль играют величина зазора между ротором и статором Поэтому в работе особое внимание обращается на величину зазора, которую предложено находить оптимальным из двух противоречивых требований с ростом класса точности изготовления возрастает стоимость аппарата, но при этом качество эмульсии, получаемой в аппарате, возрастает

На величину зазора влияют готовые покупные изделия, например, подшипники вала ротора или в целом узел подшипников и уплотнение торца ротора

Учитывая вышеизложенное, величину зазора рекомендуется принимать от 0,05 до 0,10 мм. Длина канала, равная сумме толщины боковых стен ротора и статора, должна удовлетворять расчету на механическую прочность

С целью минимизации коэффициента между осями каналов ротора и статора решалась задача среднего угла поворота скорости от радиальной координаты за период модуляции при течении жидкости из вращающегося канала ротора в неподвижный канал статора В результате получено выражение для искомого угла

где А - интеграл усреднения, выраженный через сумму обратной тригонометрической функции тангенса, а

(13)

выражается через специальный интеграл Клаузена

где - произвольный аргумент функции Клаузена, д: - переменная интегрирования Приведен алгоритм вычисления оптимального угла методом последовательного приближения В диссертации приведены график интеграла Клаузена и таблица его значений с шагом 5° на интервале [0, л] В связи с тем, что подынтегральная функция симметрична относительно оси £ = я, интеграл является антисимметричным относительно той же оси = л

Алгоритм расчета роторного аппарата заключается в следующем Задаются такие параметры, как объемный расход жидкости через аппарат, по известным объемным концентрациям и плотностям компонентов вычисляют плотность обрабатываемой жидкости, выбирается частота вращения из ряда 105, 157, 314 рад/с с учетом того, что мощность привода ротора возрастает пропорционально частоте вращения ротора в степени 2,5, с одной стороны, а с другой, - с увеличением частоты вращения ротора увеличивается эффективность интенсификации процесса эмульгирования масла в воде, протекающего в роторном аппарате Исходя из опыта, предлагается принимать стандартную частоту вращения 314 рад/с асинхронного двигателя, вал которого соединен с валом ротора аппарата через муфту пальчиковую с резиновыми прокладками или соединение упругими элементами для возбуждения автоколебаний ротора роторного аппарата

По заданным объемному расходу и давлению на входе аппарата выбирается насос По начальному газосодержанию обрабатываемой жидкости определяем оптимальное значение критерия кавитации После чего рассчитываем роторный аппарат, удовлетворив его параметры оптимальному значению обобщенного критерия импульсной кавитации

х''=х;1+х:\ о5)

где

Хт

Р.о -Рг(Т^) + ~ К0

2Р

/ (7 \ ¿с 2 Л

16

1=\ + шЧ2

Р

V У

(16)

Лл

к

(17)

р„о - давление жидкости вдали от кавитирующего пузыря, которое принимается равным давлению жидкости в камере, где развиваются и протекают ка-витационные процессы, ру (Гт) - давление газожидкостной смеси в радиаль-но-пульсирующем пузыре в начальный момент времени при температуре Тх, которая принимается равной температуре жидкости в камере аппарата, о -коэффициент поверхностного натяжения на границе раздела жидкой и газовой фаз пузыря и жидкости, До - начальный радиус пузыря, р - плотность жидкости в камере,

2а

_ ы_

(18)

- переменная периодическая скорость течения жидкости в патрубке статора, - число эквидистантно расположенных на боковой поверхности патрубков

статора, Q — переменный периодический объемный расход через патрубок статора, со - круговая частота вращения ротора, - радиус внешней боковой поверхности ротора,

¿Ьс-Осй (19)

- площадь проходного сечения канала статора

При расчете оптимального значения обобщенного критерия кавитации необходимо учитывать давление, возникающее вследствие центробежных сил вращающейся в полости ротора жидкости Они зависят от азимутального компонента скорости, определяемого ее вязкостью, радиального компонента

скорости, определяемого частотой вращения ротора и радиусом его внешней боковой поверхности Внешние факторы, влияющие на это давление, учитываются одним экспериментальным коэффициентом увлечения к ~ 0,8 Тогда дополнительное давление в полости ротора Ар = кр(со/?)2 Давление на входе роторного аппарата определяется из условия

-2--2 (20)

Рк

где Я - радиус ротора, рк - давление жидкости в камере аппарата, рвх ~ искомое давление на входе в аппарат

В заключении рассмотрены основные результаты и выводы диссертационной работы

В приложении приведены алгоритм и программа расчета параметров эмульсии типа «масло в воде»

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

На основе теоретических и экспериментальных исследований получения эмульсий типа «масло в воде» в роторных аппаратах при различных режимах их работы можно сделать общие выводы и результаты исследований

1 Анализ методов и способов получения эмульсии типа «масло в воде» показал, что наиболее приемлемые аппараты для получения эмульсии являются ультразвуковые, в которых сама текучая обрабатываемая среда является источником акустических импульсов большого растягивающего напряжения, создающего импульсную кавитацию

2 С увеличением дисперсности эмульсии и длины полярных молекулярных линейных размеров растет доля поверхностной фазы относительно дисперсной фазы

3. Оптимальное обобщенное число кавитации зависит от содержания свободного газа в виде пузырей обрабатываемых компонентов эмульсии, получаемой в масложировой промышленности

4 Созданы экспериментальный роторный аппарат промышленной производительности и на его базе экспериментальная установка с необходимыми контрольно-измерительными приборами

5 Кривая плотности частиц масла по диаметрам в полулогарифмических координатах показала, что она является логарифмической нормальной плотностью распределения в ограниченном интервале диаметров - усеченные распределения

6 Создан алгоритм расчета и программа для вычисления параметров эмульсии в зависимости от основных параметров обрабатываемой текучей жидкости, геометрических, кинематических, динамических роторного аппарата

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1 Линник А Ю , Николаева С В Метод инжекции пара в жидкость // Естественные и технические науки 2008 № 2 С 474 - 477

2 Линник А Ю , Николаева С В Получение эмульсии методом инжекции пара в дисперсионную жидкую среду // Актуальные проблемы современной науки 2008 №3 С 299

3 Линник А Ю Расчет роторного аппарата для проведения процессов гомогенизации и эмульгирования в пищевом производстве. В сб «Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология» - Материалы 2-й Всероссийской научно-технической конференции (Казань, 14 -16 мая 2008 г ) - Казань КГТУ, 2008

4 Линник А Ю Роль неустойчивых течений при получении эмульсий // Естественные и технические науки. 2008 № 3 С 365 - 366

5 Линник А Ю Явление кавитации // Естественные и технические науки 2008 №3 С 372-376

6 Николаева С В , Линник А Ю Получение эмульсии синтетических жирных кислот в воде В сб «Технологии, научно-техническое и информационное обеспечение в образовании, экономике и производстве региона» -

Материалы VIII научно-практической конференции (Вязьма, 16 мая 2008 г), -Вязьма ВФМГУТУ,2008

7 Линник А Ю Область применения роторных аппаратов с модуляцией потока // Техника и технология 2008 № 3 С 46-47

8 Линник А Ю, Николаева С В Аппараты-эмульгаторы на базе ультразвуковых излучателей // Техника и технология 2008 № 3 С 48-53

9 Линник А Ю , Николаева С В. Механические аппараты для получения эмульсий У/ Техника и технология 2008 № 3 С 54-56

Основные обозначения ар и ас - ширина канала ротора и статора, соответственно, м, Ьр и Ьс - ширина промежутка между каналами в роторе и статоре, соответственно, м, СЬ (£) - специальный интеграл Клаузена, d - дисперсия эмульсии, м"1, d - диаметр, м, h - высота, м,р — давление жидкости, Па, \р\т - модуль отрицательной амплитуды импульса давления жидкости, излучаемого модулятором, Па, q - объемный расход жидкости, м3/с, r - радиус, м, s - площадь, м2, Г - период модуляции площади проходного сечения диафрагмы модулятора, с, t - время, с, и - скорость течения жидкости, м/с, Zp и Zc - число каналов в боковой стенке ротора и статора, соответственно, б -величина радиального зазора между ротором и статором, м, р - плотность вещества, кг/м3, со - частота вращения ротора, с'1, М/В - эмульсия типа «масло в воде»

Подписано в печать 22 08 2008 г Печать трафаретная

Заказ №655 Тираж 100 экз

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш, 36 (499) 788-78-56 www autoreferat ru

Основные обозначения и аббревиатура.

Введение.

Глава I. Современные методы получения гомогенных систем.

1.1. Методы получения эмульсии и аппараты-эмульгаторы.

1.1.1. Поверхностная фаза эмульсии.

1.1.2. Метод инжекции пара в жидкость.

1.1.3. Роль неустойчивых течений при получении эмульсий.

1.1.4. Явление кавитации.

1.2. Аппараты для получения эмульсий.

1.2.1. Механические аппараты-эмульгаторы.

1.2.2. Аппараты-эмульгаторы на базе ультразвуковых излучателей.

1.3. Образование эмульсий.

1.3.1. Постановка вопроса.

1.3.2. Функция распределения частиц эмульсии по размерам.

1.3.3. Характеристика эмульсий.

1.4. Выводы, цель и задачи исследования.

Глава II. Экспериментальные исследования получения эмульсий типа «масло в воде».

2.1. Постановка задачи. Область применения роторных аппаратов.

2.2. Площадь проходного сечения диафрагмы модулятора.

2.3. Устройство и конструкция экспериментального роторного аппарата с модуляцией площади проходного сечения потока обрабатываемой среды.

2.4. Схема экспериментальной установки.

2.5. Основные параметры роторного аппарата.

2.6. Методика определения качества эмульсии.

2.7. Результаты микроскопического анализа эмульсии типа «масло в воде».

2.8. Другие применения роторного аппарата. Диспергирование глинозёма в воде.

2.9. Выводы.

Глава III. Обработка результатов измерений методами математического моделирования.

3.1. Модели интегральной оценки качества продовольственных товаров по инструментальным показателям на основе теорий статистических решений и нечётких множеств.

3.1.1. Модель распределений значений инструментальных показателей, согласованная с экспериментальными данными.

3.1.2. Параметрическая модель идентификации и оценки качества эмульсионной продукции по совокупным значениям их инструментальных показателей.

3.1.3. Параметрическая модель оценки качества по совокупным значениям их инструментальных показателей.

3.2. Логарифмическое нормальное распределение в ограниченном интервале диаметров частиц пищевых эмульсий.

3.3. Описание программы.

3.4. Выводы.

Глава IV. Расчёт роторного аппарата-эмульгатора для получения пищевых эмульсий на заданную производительность.

4.1. Постановка вопроса.

4.2. Оптимизация величины зазора между ротором и статором.

4.3. О соотношении длины патрубка статора и его толщины.

4.4. Оптимизация угла между осями каналов в роторе и статоре.

4.5. Алгоритм расчёта роторного аппарата.

4.5.1. Исходные данные.

4.5.2. Начало расчёта.

4.5.3. Расчёт роторного аппарата на оптимальное значение критерия кавитации.

4.6. Расчёт времени пребывания и центробежного давления вращающейся жидкости в полости ротора.

4.7. Выводы.

Актуальность работы. Эмульсии и дисперсные системы наиболее широкое применение находят в пищевой промышленности масложирового производства - производства майонезов, маргарина, соусов и т.д. Противоречивые требования к пищевым эмульсиям — кинетическая стойкость и минимальное применение эмульгаторов — поверхностноактивных веществ приводят к созданию нового прогрессивного аппаратурного оформления и создания активных методов воздействия на процесс эмульгирования жидкостей типа «масло в воде» - основного типа эмульсий в пищевой промышленности. Таким интенсивным фактором воздействия на процесс эмульгирования является кавитация. Импульсная кавитация имеет ряд преимуществ, причём в роторных аппаратах с модуляцией потока одновременно возникает гидродинамическая (труба Вентури с периодической площадью проходного сечения диафрагмы, образуемой подвижными кромками патрубка ротора и неподвижными - статора) и акустическая импульсные типы кавитаций. Последняя возбуждается отрицательными импульсами давления жидкости, возникающими при перекрывании каналов статора вращающимся ротором. Задача разработки расчёта аппарата на оптимальное число кавитации, при котором качество дисперсного пищевого продукта, определяемое дисперсностью, стойкостью, неоднородностью эмульсии, является наиболее рациональным по вышеуказанным параметрам, по себестоимости продукта и прибыли предприятия, является актуальной.

С другой стороны, пищевые эмульсии - сложные многокомпонентные системы, поэтому их необходимо рассматривать как модели с интегральной оценкой качества по инструментальным показателям на основе теории статистических решений и нечётких множеств. Известно, что распределение частиц эмульсии по размерам является усечённым логнормальным распределением на конечном интервале. Поэтому задача нахождения параметров распределения из дисперсионного анализа и связи их с геометрическими, кинематическими, гидравлическими и динамическими параметрами роторного аппарата-эмульгатора является актуальной и своевременной. Полученные обобщенные связи позволят разработать методику расчёта аппарата-эмульгатора, а также и режимные его параметры технологической линии получения эмульсионных пищевых продуктов.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей диссертационной работы является совершенствование процесса получения пищевых эмульсий в импульсном кавитационном поле с оптимальным числом кавитации и определение параметров эмульсии методами математического моделирования.

В соответствии с поставленной целью задачами диссертационной работы являлись:

- анализ методов, способов и аппаратурного оформления получения эмульсий масложирового, маргаринового производств' пищевых продуктов; а также определение их параметров;

- разработками создание экспериментальной установки и роторного аппарата;

- проведение экспериментальных работ по получению пищевых эмульсий и определение их параметров;

- разработка метода математического моделирования определения параметров усечённого логарифмического нормального распределения в ограниченном интервале диаметров частиц эмульсии;

- разработка параметрической модели оценки качества эмульсии по совокупным значениям их инструментальных показателей;

- создание программы для получения оценки качества эмульсии;

- разработка роторного аппарата-эмульгатора, удовлетворяющего оптимальному числу кавитации для-получения эмульсий на заданную производительность.

Методы исследования. Решение поставленных задач проведено экспериментальными методами на лабораторной установке с промышленным; роторным аппаратом-эмульгатором. Теоретические методы исследования обработки результатов измерений основаны на методах математического моделирования логарифмически нормального распределения с ограниченным интервалом диаметров частиц. Достоверность полученных результатов подтверждена необходимыми и достаточными экспериментальными исследованиями параметров эмульсии; удовлетворительной корреляции теории и результатов экспериментов:

Научная новизна диссертационной работы. В результате проведённых исследований получены новые научные результаты:

- для данного поверхностноактивного вещества определён объём по-j верхностной фазы между дисперсной частицей и дисперсионной средой относительно объёма дисперсной частицы;

- разработана методика определения параметров эмульсии для получения продуктов масложировой промышленности;

- разработана параметрическая математическая модель оценки качества пищевых эмульсий по совокупным значениям их инструментальных показателей на основании логарифмического нормального распределения в ограниченном интервале диаметров частиц;

- выявлено, что вариация значений различных показателей описывается как одномодальными; так и многомодальными выборочными (эмпирическими) распределениями вероятностей конечной ширины;

- установлено, что причинами многомодальное™ является большой «разброс» характеристик сырья.

- показано, что наиболее согласованными с экспериментальными данными являются усечённые нормальные распределения вероятностей значений показателей;

- предложены меры сходства показателей с заданными «эталонными» показателями, которые позволяют проводить идентификацию и оценивать качество по совокупности инструментальных показателей;

- разработана методика расчёта роторного аппарата-эмульгатора, работающего при оптимальном числе импульсной акустической и гидродинамической кавитации в зависимости от содержания свободного газа в обрабатываемой жидкости.

Практическая значимость разработок, полученных лично автором:

- разработана методика обработки результатов оптических измерений диаметров частиц для вычисления параметров эмульсии;

- разработан и изготовлен роторный аппарат — эмульгатор промышленных производительностей;

- разработана и изготовлена экспериментальная установка для непрерывного получения пищевых эмульсий типа «масло в воде»;

- результаты проведённых научных исследований используются в учебном процессе - при чтении лекций, выполнении практических работ и дипломных НИР, написании учебных пособий по циклу дисциплин «Технология жиров».

На защиту выносятся основные положения разделов научной новизны и практической значимости работы.

Апробация работы и личный вклад автора. Основные результаты диссертационной работы докладывались на следующих научных форумах: 2-й Всероссийской научно-технической конференции «Интенсификация теп-ло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология», Казань, КГТУ, 2008; VIII научно-практической конференции «Технологии, научно-техническое и информационное обеспечение в образовании, экономике и производстве региона», Вязьма, МГУТУ, 2008. Результаты работы докладывались также на научных семинарах кафедр «Информационные технологии», «Технологии пищевых производств», «Технология продуктов питания и экспертиза товаров» в 2007-08 годах.

Диссертационная работа выполнялась автором с 2005 по 2008 год в Государственном образовательном учреждении Высшего профессионального образования «Московский государственный университет технологий и управления». В диссертации использованы данные, полученные в результате экспериментальных и теоретических исследований пищевых эмульсий.

Все результаты, отражённые в разделах «Научная новизна» и «Практическая значимость», получены автором лично.

Теоретические и экспериментальные результаты исследований читаются на кафедрах «Технологии пищевых производств» и «Информационные технологии».

Работа выполнялась по госбюджетной тематике «Интенсификация технологических процессов в нестационарных потоках и их аппаратное оформление», государственный регистрационный № 0 120. О 602985.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 9 работ в научных изданиях. Личный вклад соискателя во всех работах, выполненных в соавторстве, состоит в постановке задач исследования, разработке методик обработки экспериментальных данных, непосредственном участии в получении, анализе и обобщении результатов исследований.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из основных обозначений и аббревиатур, введения, четырёх глав, заключения, списка литературы, приложения. Работа изложена на 132 страницах основного текста, содержит 2 таблицы, 27 рисунков, список литературы, включающий 131 наименование отечественных и зарубежных авторов.

Рис. 1. Структура диссертационной работы

4.7. Выводы

1. Проведена классификация параметров роторного аппарата, физических свойств обрабатываемой текучей среды через аппарат и режимов течения жидкости, влияющие на качество получаемого эмульсионного продукта масложировой промышленности на следующие виды параметров:

- геометрические;

- гидравлические усреднённые по площади проходного сечения и периоду модуляции потока в модуляторе;

- динамические параметры;

- параметры импульсной гидродинамической и акустической видов кавитации;

2. Величина зазора между ротором и статором должна удовлетворять двум требованиям:

- возможностям оборудования и квалификации персонала предприятия-изготовителя;

- технико-экономическое обоснование изготовления роторного аппарата с оптимальной малой величиной зазора.

3. Показано, что угол наклона оси канала статора мало влияет на его длину, но он влияет на угол поворота скорости потока обрабатываемой среды, а соответственно, на коэффициент гидравлического сопротивления поворота скорости потока при течении жидкости из вращающегося канала ротора в неподвижный канал статора.

4. Разработана методика вычисления оптимального угла между осями каналов в роторе и статоре.

5. Разработан алгоритм расчёта роторного аппарата на оптимальное значение обобщённого критерия кавитации, когда возбуждаются одновременно гидродинамическая и акустическая виды кавитации.

6. Определено время пребывания обрабатываемой жидкости в полости вращающегося ротора роторного аппарата с учётом коэффициента увлечения жидкости вращающимися боковыми перфорированными стенками и дном ротора.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Линник А.Ю., Николаева С.В. Метод инжекции пара в жидкость. // Естественные и технические науки. 2008. № 2. С. 474 - 477.

2. Линник А.Ю., Николаева С.В. Получение эмульсии методом инжекции пара в дисперсионную жидкую среду. // Актуальные проблемы современной науки. 2008. № 3. С. 299.

3. Линник А.Ю. Расчёт роторного аппарата для проведения процессов гомогенизации и эмульгирования в пищевом производстве. В сб.: «Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология». - Материалы 2-й Всероссийской научно-технической конференции (Казань, 14 - 16 мая 2008 г.). - Казань: КГТУ, 2008.

4. Линник А.Ю. Роль неустойчивых течений при получении эмульсий. // Естественные и технические науки. 2008. № 3. С. 365 — 366.

5. Линник А.Ю. Явление кавитации. // Естественные и технические науки. 2008. №3. С. 372-376.

6. Николаева С.В., Линник А.Ю. Получение эмульсии синтетических жирных кислот в воде. В сб.: «Технологии, научно-техническое и информационное обеспечение в образовании, экономике и производстве региона». — Материалы VIII научно-практической конференции (Вязьма, 16 мая 2008 г.), - Вязьма: ВФ МГУТУ, 2008.

7. Линник А.Ю. Область применения роторных аппаратов с модуляцией потока. // Техника и технология. 2008. № 3. С. 46 — 47.

8. Линник А.Ю., Николаева С.В. Аппараты-эмульгаторы на базе ультразвуковых излучателей. // Техника и технология. 2008. № 3. С. 48 — 53.

9. Линник А.Ю., Николаева С.В. Механические аппараты для получения эмульсий. // Техника и технология. 2008. № 3. С. 54 — 56.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Основные выводы и результаты

На основе теоретических и экспериментальных исследований получения эмульсий типа «масло в воде» в роторных аппаратах при различных режимах их работы можно сделать общие выводы и результаты исследований.

1. Анализ методов и способов получения эмульсии типа «масло в воде» показал, что наиболее приемлемые аппараты для получения эмульсии являются ультразвуковые, в которых сама текучая обрабатываемая среда является источником акустических импульсов большого растягивающего напряжения, создающего импульсную кавитацию.

2. С увеличением дисперсности эмульсии и длины полярных молекулярных линейных размеров растёт доля поверхностной фазы относительно дисперсной фазы.

3. Оптимальное обобщённое число кавитации зависит от содержания свободного газа в виде пузырей обрабатываемых компонентов эмульсии, получаемой в масложировой промышленности.

4. Созданы экспериментальный роторный аппарат промышленной производительности и на его базе экспериментальная установка с необходимыми контрольно-измерительными приборами.

5. Кривая плотности частиц масла по диаметрам в полулогарифмических координатах показала, что она является логарифмической нормальной плотностью распределения в ограниченном интервале диаметров — усечённые распределения.

6. Создан алгоритм расчёта и программа для вычисления параметров эмульсии в зависимости от основных параметров: обрабатываемой текучей жидкости; геометрических, кинематических, динамических роторного аппарата.

1. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Ч. 1.- М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. 1987. 464 с.

2. Матвеев А.Н. Молекулярная физика: Учебное пособие для ВУЗов. -М.: Высшая школа. 1981. -400 с.

3. Колмогоров А.Н. О дроблении капель в турбулентном потоке. ДАН СССР. 1949. Т. 66. № 5. С. 825 828.

4. Нигматулин Р.И. Основы механики гетерогенных сред. М.: Наука. 1978. -336 с.1

5. Панченков Г.М., Цабек J1.K. Поведение эмульсий во внешнем электрическом поле. М.: Химия. 1969. 190 с.1 6. Назаренко А.Ф. Гидродинамические излучающие системы технологического назначения. -В кн. тез. докл. Всесоюзн. научн.-техн. семинара

6. Создание и применение аппаратуры для ультразвуковых технологических процессов в машиностроении» (г. Вологда 28-29 июня 1978 г.). М. 1978. С 6 — 11.

7. Донелли Р.Дж. Экспериментальное определение пределов устойчиво, сти: В кн:: Гидродинамическая неустойчивость.- М.: Мир. 1964. С. 54 67.

8. Червяков В.М., Юдаев В.Ф. Кавитационные явления в газожидкостной смеси. Проблемы машиностроения и автоматизации. №4. 2004. С. 73 -77.

9. Юдаев В.Ф. Гидромеханические процессы в роторных аппаратах с модуляцией проходного сечения потока обрабатываемой среды. Теоретические основы химической технологии, 1994. Т. 28. № 6. С. 581 590.

10. Юдаев В.Ф. Переходный режим течения жидкости через модуляторроторного аппарата. Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2002. № 12. С. 27.

11. Юдаев В.Ф. Критерий границ между процессами кавитации и кипе, ния. Теоретические основы химической технологии. 2002. Т. 36. № 6. С. 599.

12. Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Главный редактор И.П. Галямина. М.: Советская энциклопедия. 1979. 400 с.

13. Рамамурти А.С., Бхаскарон П. Степенная зависимость кавитацион-ной эрозии и шума от скорости потока. Теоретические основы инженерных расчётов. 1979. Т. 101. №. С. 188 195.

14. Шаин Д.Д., Курьбьер П. Шум и эрозийное действие авторезонансных расчетов. 1988. Т. 110. № 3. С. 317 328.

15. Ильичев В.И., Кузнецов Г.Н. О соотношении акустических шумов и эрозии в гидродинамической кавитации. ДАН СССР. 1968. Т. 179. Вып. 4. С. 809-812.

16. Johnson V.E., Jr. Chahine G.L., Lindermuth W.T., Conn A.F., Frederick G.S., and Giachiro G.D., Jr. Caviting and Structured Jets for Mechanical Bits to Increase Drilling Rate. ASME Journal of Energy Resourses Technology. 1984. V. 106. P. 282-294.

17. Физическая акустика. Т. 1. Ч. Б. Методы и приборы ультразвуковых исследований / Г. Флинн. Физика акустической кавитации в жидкостях. М.: Мир. 1967. С. 7- 138.

18. Смородов Е.А. Экспериментальные исследования кавитации в вязких жидкостях. Автореф. дисс. канд. физ.-мат. наук. М.: Акуст. ин-т. 1987. 16 с.

19. Юдаев В.Ф. Об акустической кавитации в гидродинамических сиренах. Акустика и ультразвуковая техника. Киев: Техника. 1983. С. 13-18.

20. Промтов М.А. Пульсационные аппараты роторного типа: теория и практика: Монография. М.: Машиностроение - 1. 2001. 260 с.

21. Основы физики и техники ультразвука / Б.А. Агранан и др.-М.: Высш. шк., 1987.

22. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике.-М.: ИЛ. 1957.

23. Langevin P. Compt. rend. Т. 146, 1908. Р. 530.

24. Кардашев В.А., Монахов В.Н., Муслимов И.С., Салосин А.В., Степа-нюк В.Н. О влиянии кавитации на дисперсность эмульсии. VI Всесоюзная Акустическая конференция. М.: АКИАН. 1968.

25. Чичева Филатова J1.B: Научные основы интенсификации физико-химических процессов в роторных аппаратах с модуляцией потока и1 их применение в пищевом производстве. Под ред. В.Ф. Юдаева. — М.: Пищевая1.1промышленность, 2005.-208 с.

26. Червяков В.М;, Юдаев В.Ф: Гидродинамические и кавитационные явления в роторных аппаратах: монография. — Mi: «Издательство Машиностроение 1», 2007.-128 с.

27. Акулов Н:И., Юдаев В.Ф. Акустическая коагуляция аэрозолей и ее аппаратурное оформление. М;: Пищепромиздат, 2003. 232 с.

28. Балабышко A.M. Юдаев В.Ф; Роторные аппараты с модуляцией потока и их применение в промышленности — М.: Недра, 1992, 177 с.

29. Балабышко А.М;. Юдаев В.Ф. Теоретические основы работы роторных аппаратов1 и их применение в горнодобывающей промышленности. Научные сообщения ИГД им. А.А. Скочинского. № 328. 2004. С. 93-103.

30. Балабудкин: М:А. Роторно-пульсационные аппараты в химико-фармацевтической промышленности. М.: Медицина, 1983, 160 с.

31. Промтов М.А. Интенсификация химико-технологических процессов в импульсных потоках гетерогенных жидкостей (на примере процессов эмульгирования, диспергирования, растворения и экстрагирования). Автореф. Д-ра техн. наук. — Тамбов: ТГТУ. 2001. 33 с.

32. Карепанов С.К., Карнаух В.П. Серова М.А. и др. Аппараты с переходными гидромеханическими процессами и их характеристики. Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2001. №12. С. 3-7.

33. Биглер В.И., Юдаев В-Ф1 Нестационарное течение реальной жидкости через отверстия гидродинамической сирены. Акуст. журн., Т. 35. Вып. 3.1989. С. 409-412.

34. Гладышев В.Н., Римский-Корсаков А.В. Мощная динамическая сирена звукового диапазона. Тр. VI Всесоюзной акустической конференции. М.: АКИН АН СССР. 1968.

35. А. С. №162022 СССР А1/ В.А. Лавров, В.И. Биглер, Е.Ю. Шереметьева и др. (всего 6 авторов). Гомогенизатор. Опубл. 15.01.91. БЮЛ. №2.

36. А. С. №1671362 СССР А1/ В.Ф. Юдаев, В.А. Лавров, В.И. Биглер и др (всего 6 авторов). Акустический излучатель. Опубл. 23.08.91. БЮЛ. №31.

37. Балабышко A.M., Чичева-Филатова Л.В., Алексеев В.А. Нестационарное течение вязкой сжимаемой жидкости через модулятор ротороного аппарата с учетом коэффициентов усреднения. Научные сообщения ИГД им. А.А. Скочинского. №329, 2005. С. 133-139.

38. Заявка на патент №2001114084/12 (015229) от 28.05.2001/ В.Ф. Юдаев, В.И. Биглер, В.А. Дзусов и др. Способ обработки жидкой проточной среды и роторный аппарат для его осуществления. Решение о выдаче патента от 09.01.2003.

39. А. С. 789147 СССР, М. КлЗ В 01 F 7/28 Роторный аппарат/ В.Ф. Юдаев, Л. С. Аксельрод, В.И. Биглер и др. Опубл. 26.12.1980. БЮЛ. №11.

40. Алексеев В.А. Совершенствование процесса растворения сахара в патоке в роторном аппарате. Автореф. канд. техн. наук. М.: МГУТУ. 2005. 25 с.

41. Червяков В.М., Воробьев Ю.В. Юдаев В.Ф. Обобщенная методика расчета роторного аппарата с учетом импульсной акустической кавитации. Вестник ТГТУ. Т. 11, №3. Тамбов: - 2005. - С. 683 - 689.

42. Алексеев В.А., Юдаев В.Ф. Границы режимов работы аппаратов с возбуждением кавитации./ Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. №10, 2004 г., с. 57.

43. Балабышко A.M., Чичева-Филатова Л.В., Алексеев В.А. Нестационарное течение вязкой сжимаемой жидкости через модулятор роторного аппарата с учетом коэффициентов усреднения // Научн. сообщ./ ННЦ им. А.А. Скочинского. Вып. 329. С. 139-143.

44. Кавецкий Г.Д., Касьяненко В.П. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Колос. 2008.

45. Балабышко A.M., Зимин А.И., Ружинский В.П. Гидромеханическое диспергирование. -М.: Наука, 1998. 331 с.

46. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М.: Наука, 1973. -848 с.

47. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1973. 848 с.

48. Физическая акустика. Под ред. У. Мэзона. Т. IV. Ч. Б. Применения физической акустики в квантовой физике и физике твердого тела. Пер, с англ. под. ред. Л.Г. Меркулова и В.А. Шутилова. М.: Мир, 1970. 440 с.

49. Шестаков С.Д. Основы технологии кавитационной дезинтеграции. Теория кавитационного реактора и ее приложения в производстве хлебопродуктов. М.: ЕВА пресс, 2001, 273 с.

50. Левковский Ю.Л. Структура кавитационных течений. Л.: Судостроение, 1978, 244 с.

51. Курочкин М.И., Смирнов Н.Н. Повышение эффективности, совершенствование процессов и аппаратов химических производств // Журн. прикл. химии. 1989. Т. 62, №6. С. 1415-1417.

52. Авербух Ю.И., Никифоров А.О., Костин Н.М. и др. Расчет дисперсности эмульсий, образующихся в роторно-статорном аппарате // Журн. прикл. химии. 1988. Т. 61, №2. С. 433-434.

53. Акуличев В.А. Кавитация в криогенных и кипящих жидкостях. М.: Наука, 1978, 278 с.

54. Балабудкин М.А., Борисов Г.Н. О путях повышения эффективности акустических и гидродинамических явлений в роторно-пульсационных аппаратах // Новые физические методы интенсификации технологических процессов. М., 1977. С. 98-102. (Науч. тр. МИСиС; №92).

55. Балабудкин М.А., Голодобородкин С.И., Шулаев Н.С. Об эффетив-ности роторно-пульсационных аппаратов при обработке эмульсионных систем // Теорет. основы хим. технологии. 1990. Т. 24, №4. С. 502-508.

56. Балабышко A.M. Прогрессивное оборудование для получения высонекачественных смазочно-охлаждающих жидкостей. М.: ВНИИТЭМР, 1989. 40 с.

57. Балабышко A.M. Использование ультразвука для повышения работы гидрофицированной горной техники. М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1991. 32 с.

58. Биглер В.И., Лавренчик В.Н., Юдаев В.Ф. Возбуждение кавитаций в аппаратах типа гидродинамической сирены // Акуст. журн. 1978. Т. 24. №1. С. 34-39.

59. Биглер В.И., Юдаев В.Ф., Романов Ю.П. и др. Влияние кавитации на процесс эмульгирования // Совершенствование конструкций машин и методов обработки деталей. Челябинск: ЧПИ, 1978. № 215. С. 116-119.

60. Бутко Г.Ю. Исследование процессов эмульгирования в роторно-пульсационом аппарате применительно к целлюлозно-бумажному производству: Автореф. дисс. канд. техн. наук. Л.: 1975. - 19 с.

61. Биглер В.И., Юдаев В.Ф. Импульсная акустическая кавитация в аппаратах типа гидродинамической сирены -Акуст. журн. 1989 — Т. 35, вып. 3'. -С. 409-412.

62. Юдаев В.Ф. Роторные аппараты с модуляцией потока и импульсным возбуждением кавитации для интенсификации процессов химической технологии: дисс. д-ра техн. наук: 05.17.08/. М.: Фолиант, 1997. - 308 с.

63. Зимин А.И. Прикладня механика прерывистых течений.-М.: Фолиант, 1997.-308 с.

64. Юдаев В.Ф. Истечение газожидкостной смеси через отверстия ротора и статора сирены. Изв. ВУЗов. Машиностроение. 1985.-№12 - С. 60-66.

65. Червяков В.М. Растворение твердого в жидкости и диспергирование жидкостей в роторном аппарате с модуляцией потока: Автореф. дисс. канд. техн. наук: 05.17.08. М.: 1982.

66. Биглер В.И., Лавренчик В.Н., Юдаев В.Ф. Влияние величины зазора на гидроакустические характеристики гидросирены. Акуст. журн., 1974, Т. 23. Вып, 3. С. 356-361.

67. Билле М.Л., Холл Ж.В. Масштабные эффекеты при различных типах ограниченной кавитации. Теорет. основы инженерных расчетов.-1981.-Т. 103. №3.-С. 96-106.

68. Юдаев В.Ф, Зимин А.И., Базадзе Л.Г. К методам расчета гидравлических и динамических характеристик модулятора роторного аппарата./ Известия ВУЗов. Машиностроение. №11. 1987. С. 63 65.

69. Юдаев В.Ф. и др. Методы расчета гидравлических и динамическиххарактеристик модулятора роторного аппарата./ Известия Вузов. Машиностроение. №1. 1985. с.

70. Юдаев В.Ф. Исследование гидродинамического аппарата сиренного типа и его использования для интенсификации технологических процессов в гетерогенных системах. Автореф. канд. техн. наук. М.: МИХМ. 1970. 24 с.

71. Лавров В.А., Аксельрод Л.С. и др. Роторный аппарат. А. СССР №716629 п. Кл2. В 06-В 1/18. Опубл. 25.02.80. БЮЛ. №7. 1980 г.

72. Кокорев Д.Т., Царев В.П., Юдаев В.Ф. А. С. СССР №238918, гидроакустическая сирена. Кл. 42 S, 1/20. МПК В 06 в. Опубл. 10. III 1969. БЮЛ. №10.

73. А. С. СССР №542570 Гидроакустическая сирена. М. Кл2. В06 В 1/20. Опубл. 15.01.1977. БЮЛ. №2.

74. А. С. СССР №952380. Акустический излучатель. М. КлЗ. В06 В 1/18. Опубл. 23.08.1982.БЮЛ. №31.

75. А. С. СССР №1240440. Роторный аппарат // Юдаев В.Ф., балабышко

76. A. М., Кобозев И. Л. В 01 F 7/28. Опубл. 30.06.1986. БЮЛ. № 24.

77. А. С. СССР № 1187335 В06 В 1/18 Акустический излучатель // Подкосов А.И., Белавин В.Е., Юдаев В.Ф.

78. А.С. СССР №476587 М. Кл. Ст 10К 7/06 Гидроакустическая сирена. // Юдаев В.Ф., Вольфсон В.Д. Курышев А.А. Опубл. 05.07.1975. БЮЛ. №25.

79. Патент РФ. №2142843 6 В 01 F 7/28. Способ обработки жидкотеку-чих сред и роторно-пульсационный аппарат для его осуществления Фомин

80. B.М., Агачев Р.С. и др. 20.12.1999. БЮЛ. №35.

81. Патент РФ №2225250 7 В 01 F 7/00, 3/08. Роторный аппарат. // Червяков В. М., Воробьев Ю.В. и др. Опубл. 10.03.2004. БЮЛ. №32.

82. Патент РФ № 2287360 B01F7/00 Устройство для физико-химической обработки жидкой среды. // Червяков В.М., Юдаев В.Ф. и др. Опубл. 20.11.2006. БЮЛ. №32.

83. Балабышко A.M., Кулецкий Л.В. Способы интенсификации массо-обменных процессов при приготовлении рабочих жидкостей гидравлических систем. //Горные машины и автоматика.-2004.-№7.-С.14-16.

84. Кулецкий Л.В., Балабышко A.M. О колебаниях ротора гидромеханического диспергатора с упругим элементом. // Горный информационно-аналитический бюллетень.-М.: МГГУ, 2005.-№9.-С. 295-300.

85. Балабышко A.M., Кулецкий Л.В. Амплитуда колебаний ротора динамического диспергатора с упругими элементами. // Научные сообщения ННЦ ГП-ИГД им. А.А. Скочинского, № ЗЗО.-М.: 2005, С. 300-303.

86. Балабышко A.M., Кулецкий Л.В. К вопросу об угловой амплитуде ротора гидромеханического диспергатора. // Научные сообщения ННЦ ГП-ИГД им. А.А. Скочинского, № 331.-М.:- 2005.-С. 121-126.

87. Кулецкий JI.B. Обоснование и выбор режимных параметров дис-пергатора для получения стойких высокодисперсных эмульсий. Автореф. канд. техн. наук. М.: МГГУ. 2005. - 22 с.

88. Тихонов В.П., Вишняков А.Б., Тырсин Ю.А. Разработка метода получения растительных масел из низкомасличного сырья и их применение. // Хранение и переработка сельхозсырья. 2007. № 3. С. 21.

89. Будрик В.Г., Будрик Г.В., Бродский Ю.А. Новое поколение диспергирующих устройств. // Пищевая промышленность. 2003. № 1. С. 28 30.

90. Будрик В.Г. Влияние геометрии роторного устройства на взбитость системы. // Хранение и переработка сельхозсырья. 2003. № 4. С. 53 — 55.

91. Будрик В.Г., Харитонов В.Д. Исследование энергетической характеристики РПА. Сб. научных трудов «Научное обеспечение молочной промышленности (ВНИМИ 75 лет)». М.: ГНУ ВНИМИ. 2004. С. 33 -43.

92. Патент РФ № 215996 БИ № 1, 2003. Установка для получения жид-котекучих многокомпонентных смесей. Авторы: Будрик В.Г., Новиков Г.С., Харитонов В.Д.

93. Харитонов В.Д., Будрик В.Г. Гидродинамическая установка роторного типа для пищевой промышленности. // Пищевое оболрудование в России. 2005. №2. С. 16-18.

94. Кочеткова В.К., Щербакова Н.А., Солдатова Е.А. Заварные пряники длительного хранения. //Кондитерское производство. 2003. № 2. С. 43.

95. Кочеткова В.К. Пути повышения пищевой и биологической ценности сахарных сортов печенья и пряников. — Материалы Международной конференции «Проблемы совершенствования технологий производства и переработки сельскохозяйственного сырья». Волгоград. 2004.

96. Патент РФ № 2236130 от 20.09.2004. Способ производства заварных пряников (с ферментацией). Авторы: Кочетков В.К., Аксёнова Л.М. и др.

97. Акулов Н.И., Юдаев В.Ф. Стабильность смеси бензина с водно-спиртовым раствором. // Производство спирта и ликёроводочных изделий. 2005. № 1.С. 34.

98. Николаева С.В., Линник А.Ю. Метод инжекции пара в жидкость. // Естественные и технические науки. 2008. № 2. С. 474 477.

99. ЦыбаловаМ.И. Движение зародышевых пузырей в чистых жидкостях. Сб. «Гидромеханика». Вып. 50. Киев: Наукова думка. 1984. С. 6 - 9.

100. Цыбалова М.И. Начальная стадия газопаровой кавитации жидкостей. Проблемы гидромеханики в освоении океана. Материалы III республиканской конференции по прикладной механике. Киев. 1984. С. 188.

101. Курочкин А.К., Смородов Е.А., Валитов Р.Б. Изучение импульсных характеристик сонолюминесценции. — В кн.: Тезисы докладов Всесоюзного научного симпозиума «Акустическая кавитация и применение ультразвука в химической технологии». — Славск. 1985. С. 36.

102. Курочкин А.К., Смородов Е.А., Валитов Р.Б., МаргулисМ.А. Исследование механизма сонолюминисценции. I. Исследование фазы возникновения ультразвукового свечения. / Ж. физ. Химии. 1986. № 3. С. 646.

103. Курочкин А.К., Смородов Е.А., Валитов Р.Б., МаргулисМ.А. Исследование механизма сонолюминисценции. II. Изучение формы светового импульса сонолюминисценции. / Ж. физ. Химии. 1986. № 5. С. 1234.

104. Курочкин А.К., Смородов Е.А., Валитов Р.Б., МаргулисМ.А. Исследование механизма сонолюминисценции. III. Оценка энергетического выхода сонолюминисценции в водном растворе глицерина. / Ж. физ. Химии. 1986. № 5. С. 1239.

105. Курочкин А.К., Смородов Е. А., Валитов Р.Б., МаргулисМ.А. Исследование механизма сонолюминисценции. II. О возникновении сонолюминисценции. / Ж. физ. Химии. 1986. № 4. С. 846.

106. ТуДж., ГонсалесР. Принципы распознавания образов. Перевод с англ. М.: Мир, 1978. - 411 с.

107. Краснова Н.А. Разработка моделей оценки качества продовольственных товаров (на примере водок и виноградных вин). Дисс. канд. техн. наук. М.: МГУТУ. 2006. 127 с.

108. Филатов O.K., Воробьева А.В., Краснова Н.А., Муратшин A.M., Шмаков B.C. Идентификация спиртосодержащей продукции. // Пищевая промышленность, 2005, № 8. с. 48 - 49.

109. Малиновский Л.Г. Анализ статистических связей: Модельно-конструктивный подход. М.: Наука, 2002. - 688 с.

110. Воробьева А.В., Краснова Н.А., Красников С.А. и др. (всего 6 авторов). Количественная оценка качества изделий ликероводочной и винодельческой продукции. // Производство спирта и ликероводочных изделий, 2006, № 1, с. 17-19.

111. Krasnov А.Е., Krasnikov S.A., Kompanets I.N. Correlation-statistical methods of distinguishing complicated and noisy spectra // J. of Optics A: Pure and Applied Optics, Briton (Great Britain), 2002, № 4.

112. Большаков O.B., Красуля O.H., Кузнецова Ю.Г., Краснова Н.А. Обоснование моделей идентификации и количественного оценивания качества ликероводочной и винодельческой продукции. // Хранение и переработка сельхозсырья. 2006. № 6. 38 -г- 41.

113. Краснов А.Е., Красников С.А., Николаева С.В. и др. (всего 6 авторов). Исследование свойств объектов пищевой биотехнологии на основе теории нечетких множеств. // Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья, 2005, № 3.

114. Dalla Valle J.M. In «Micromeritics», New York, 1948.

115. Шерман Ф. Основные свойства эмульсий и их строение. В книге «Эмульсии». Пер. с англ. под ред. д.т.н. А.А. Абрамзона. Л.: «Химия», 1972. С. 156-160.

116. Математическая энциклопедия. Гл. редактор И.М. Виноградов. ТЗ. -М.: Советская энциклопедия, 1982. С. 407.