автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование процесса регенерации рассола путем обоснования параметров и разработки кавитационного теплогенератора

005011521

Носова Ирина Анатольевна

На правах рукописи

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА РЕГЕНЕРАЦИИ РАССОЛА ПУТЕМ ОБОСНОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ И РАЗРАБОТКИ КАВИТАЦИОННОГО ТЕПЛОГЕНЕРАТОРА

Специальность 05.20.01 - технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 С 0ЕЗ 'Ш

Чебоксары - 2012

005011521

Работа выполнена на кафедре механизации переработки продукции животноводства в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Денисюк Елена Алексеевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Савиных Петр Алексеевич

доктор технических наук, доцент Шулятьев Валерий Николаевич

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»

Защита состоится 2 марта 2012 г. в 14 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 220.070.01 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 428003, г. Чебоксары, ул. К. Маркса, 29, ауд. 222.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия».

Автореферат разослан «%£» января 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук

С.С. Алатырев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из путей повышения рентабельности производства сельхозпроизводителей, в том числе, предприятий малых форм хозяйствования является организация не только первичной обработки молока, но и. его переработки. Организация цехов переработки позволяет производителям молока увеличивать прибыль, не зависеть от колебаний цен на сырое молоко и обеспечить потребителей экологически чистой продукцией - сметаной, творогом, сливками, сырами.

Производство сыров непосредственно у сельскохозяйственных товаропроизводителей отличается сложностью и особенностью проведения технологического процесса. Оборудование, серийно выпускаемое промышленностью для производства сыров, имеет большую производительность, габариты и энергоемкость, что затрудняет переработку сырья именно у сельскохозяйственных товаропроизводителей, для которых важным является эксплуатация конструкций машин и оборудования с малой энергоемкостью, реализующих ресурсосберегающие технологии.

Определенную долю сточных вод сельскохозяйственных предприятий, _ занимающихся переработкой молока, образуют стоки, основу которых составляют отработанные рассолы после посолки сыра. Наличие поваренной соли делает стоки,- содержащие рассолы, агрессивными по отношению к технологическому оборудованию, арматуре и окружающей среде. Поэтому целесообразно многократное ирпользование отработанных рассолов с целью снижения их объема и экономии поваренной соли и питьевой воды. •

Однако при регенерации отработанных рассолов требуется инактивация, микрофлоры методом пастеризации. Но применение существующих пастеризационных установок сопровождается большими энергетическими затратами, что значительно затрудняет в условиях сельскохозяйственных предприятий регенерацию отработанных рассолов после посолки сыров. . , j

Изложенное выше показывает актуальность совершенствования процесса регенерации отработанного сырного рассола. Представляется перспективным ^использовать кавитационный теплогенератор для решения поставленной задачи регенерации отработанного рассола методом пастеризации.

Цель работы. Обоснование конструкции и параметров кавитационного теплогенератора, обеспечивающего снижение энергетических затрат при совершенствовании процесса регенерации отработанных рассолов.

Объект исследования. Технологический процесс регенерации рассола после посолки сыров и кавитационный теплогенератор.

Методика исследования. В теоретических и экспериментальных исследованиях использованы методы моделирования процессов и математической статистики, теория планирования экспериментов. Обработка результатов теоретических и экспериментальных исследований выполнялась на ПЭВМ с использованием прикладных программ SolidWorks 2010, Statistica 7.011, Microsoft Office Excel 2003 и MathCAD-14 for Windows.

Научная новизна работы. Разработана конструктивно-технологическая схема кавитационного теплогенератора, новизна которого подтверждена патентами РФ на полезные модели № 73165 и № 107022; получены модели регрессии рабочего процесса кавитационного теплогенератора, позволяющие определить его оптимальные конструктивно-технологические параметры.

Практическая ценность. Разработана установка регенерации отработанных рассолов для посолки сыров, включающая кавитационный теплогенератор с целью пастеризации рассолов, позволяющая снизить энергоемкость тепловой обработки, расход соли и воды при посолке сыров и объем соленых сточных вод за счет регенерации отработанных рассолов при многократном их использовании.

Реализация результатов исследования. Результаты исследований используются предприятием ОАО племенной завод «Большемурашкинский» при производстве сыра в цехе переработки молока и ОАО «Княгининское сухое молоко» (ОАО «Лыс-ковский маслосырзавод») Нижегородской области.

< Апробация работы. Основные положения диссертационный работы доложены на: международной научно-практической конференции «Разработка и внедрение технологий и технических средств для АПК Северо-Восточного региона Российской Федерации» (Киров, 2007 г.); V научно-практической конференции «Перспективы развития масложировой, маслодельной и сыродельной промышленности» (Москва, 2007 г.); международной научно-практической конференции Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии, посвященной 75-летию заслуженного деятеля науки и техники Российской Федерации, доктора технических наук, профессора Лисунова Ь.А. и 40-легию кафедры «Надежность и ремонт машин» «Ресурсосберегающие технологии и технические средства в агропромышленном комплексе» (Н.Новгород, 2010 г.), международной научно-практической конференции «От Великой Победы - к современности: инновационный путь развития АПК» (г. Княгинино, 2010 г.).

Защищаемые положения:

- процесс регенерации отработанных сырных рассолов путем пастеризации с использованием кавитационного теплогенератора;

- конструктивно-технологическая схема кавитационного теплогенератора для регенерации отработанного рассола при его пастеризации;

- модели регрессии рабочего процесса кавитационного теплогенератора для определения его оптимальных конструктивно-технологических параметров;

- результаты экспериментальных исследований кавитационного теплогенератора

и отработанного рассола после пастеризации;

- экономический эффект применения процесса регенерации отработанного рассола путем пастеризации с использованием кавитационного теплогенератора.

Публикации. Основные материалы диссертации отражены в 15 печатных работах, в том числе три - в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Федерального агентства по образованию РФ, получено два патента на полезную модель.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 148 страницах компьютерного текста и состоит из введения, пяти глав и основных выводов. Работа содержит 13 таблиц, 43 рисунка и 12 приложений. Список литературы включает 167 источников, в том числе 12 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследований по теме диссертационной работы, сформулирована цель исследований, определены объект и предмет исследования, обозначены научная новизна и практическая значимость результатов работы и их достоверность, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследований» приведен анализ

способов посолки сыра и обоснована необходимость регенерации отработанных сырных рассолов с применением пастеризации в условиях производителей сельскохозяйственного сырья (молока), представлен анализ оборудования для пастеризации жидких молочных продуктов, обоснована целесообразность выбора кавитационного теплогенератора с целью пастеризации.

Большой вклад в развитие сыроделия внесли ученые З.Х. Диланян, А.И. Чеботарев, И.И. Климовский, H.H. Липатов, A.B. Гудков, Г.Г. Шилер и многие другие. Следует отметить вклад в совершенствование существующих и в разработку новых технологий сыров ученых JI.A. Остроумова, М.С. Уманского, Ю.Я. Свириденко, А.Г. Храмцова, A.A. Майорова и многих других. Проблемой регенерации рассолов занимались Е.А. Денисюк, C.B. Карпычев и другие ученые. Проблемой снижения энергоемкости теплообменных процессов при поиске способов получения тепла без сгорания топлива в вихревых и кавитационных теплогенераторах занимались ученые Ю.С. Потапов, J1.H. Бритвин, В.И. Космынин, С.С. Кочкин, А.Б. Жирнов, A.A. Халатов, Н.Е. Курносов, A.B. Тарнопольский, Е.Г. Иванов и другие. Необходимо также отметить исследования в области гидродинамики и кавитации А.Г. Терентьева.

На основании проведенного обзора научных работ, патентного поиска, анализа схем посолки сыров и спосрбов регенерации отработанных рассолов, можно сделать выводы, что:

- производство сыров в условиях сельскохозяйственных производителей сопровождается сложностью и энергоемкостью проведения технологического процесса;

- при посолке сыров в рассоле важное значение имеет качество рассола, -т.к. он оказывает прямое действие на качество сыров;

- регенерация отработанного сырного рассола позволит сократить расход поваренной соли и питьевой воды, уменьшить износ канализационных сетей предприятий за счет снижения объема соленых сточных вод, что также благоприятно скажется на защите окружающей среды;

- при регенерации рассола с применением пастеризации в целях инактивации микрофлоры возможно применение существующих теплообменников, которые обладают хорошими теплопередающими характеристиками, однако теплопередача в этих аппаратах осуществляется косвенно, что приводит к увеличению энергоемкости теплообменных процессов;

- с целью снижения энергоемкости теплообменных процессов возникает необходимость применения аппаратов прямого воздействия на продукт, которые просты в обслуживании и обладают небольшими габаритами. К таким аппаратам относятся кавита-ционные теплогенераторы, в которых превращение механической энергии в тепловую происходит в основном за счет вихревого течения жидкости в режиме кавитации/

В связи с этим возникает необходимость повышения эффективности' использования отработанных рассолов после посолки сыров путем совершенствования процесса регенерации рассола с применением кавитационного теплогенератора для пастеризации и оптимизации его конструктивно-технологических параметров.

В соответствии с поставленной целью в задачи исследований входило:

- изучить качество отработанных рассолов после посолки сыров;

- теоретически обосновать зависимость качества тепловой обработки и микробиологических показателей рассола от конструктивно-технологических параметров кавитационного теплогенератора;

- разработать конструктивно-технологическую схему кавитационного теплогенератора для пастеризации рассола после посолки сыров при его регенерации;

- исследовать влияние конструктивно-технологических параметров кавитационного теплогенератора на качество тепловой обработки рассола и определить их оптимальные значения; „,„„„„,,

- оценить экономический эффект применения установки на основе кавитационного теплогенератора для регенерации рассола.

Во второй главе «Теоретические предпосылки процесса теплообмена в кавитационном теплогенераторе» приведены теоретические исследования по обоснованию конструктивных параметров кавитационного теплогенератора. Рассмотрено формирование потоков в вихревых трубах, работа которых «снована на эффекте Ранка-Хилша. Предложены математические модели описания эффекта температурного разделения в постановке для несжимаемой жидкости в вихревои трубе Доказано влияние геометрических параметров на рабочий процесс кавитационного теплогенератора. Описан тепловой баланс в кавитационном теплогенераторе с целью определения коэффициента использования подведенной электрической энергии.

Вихревой эффект, или эффект Ранка-Хилша, проявляется в закрученном потоке среды и реализуется в вихревой трубе, схема конструкции которой изобр^епа на рис.^.

ма вихревой трубы прямоточного типа: 1 - гладкая цилиндрическая груба; 2 - заверитель тангенциального или улиточного типа

для подачи среды; 3 - дроссельный кран (дроссель, вентиль); 4 - выход горячего потока через кольцевую щель; 5 - диафрагма для выхода холодного потока

При втекании среды через сопло образуется интенсивный круговой поток, при-осевые слои которого заметно охлаждаются и отводятся через отверстие диафрагмы в виде холодного потока, а периферийные слои подогреваются и вытекают через дроссель в виде горячего потока. За счет различия скоростей происходит разделение элементов: элементы с большей скоростью и энергией перемещаются к периферии, а с меньшей скоростью и энергией - к оси. Процесс нагрева жидкости в вихревом движении обеспечивается выделением тепла в результате разрыва и восстановления межмолекулярных водородных связей воды, которое происходит при создании условий для кавитации в вихревой камере. Возникающая турбулентность играет немаловажную

роль в энергетическом разделении.

Схему движения среды в вихревой трубе можно описать уравнениями движения в цилиндрических координатах в безразмерном виде, которые позволяют моделировать турбулентное движение вязкой несжимаемой жвдкости. При решении задачи для турбулентного течения будут решаться уравнения Навье-Стокса и уравнения переноса турбулентных функций при осевой симметрии:

ЗУ -

— + У(Ч-У)--51

^ + К; р 11с

у.к

0;

+ (Ч-У)Т-ВТ

ді

(У-К)р

ЯеРг

-Д7 ЧяВД^

дхк дхі

где V ■ вектор скорости; р - давление среды; р - плотность среди; Т - температура среды.

Система уравнений (1) содержит четыре безразмерных параметра: число Рейнольдса Яе, число Прандтля Рг и параметры, учитывающие влияние вязкой диссипации И и сжимаемости В:

V

РГ:

рс„у

В =

РК

о-.

уУп

(2)

X ср рсрята

где

V - динамическая вязкость среды; Ср - теплоемкость среды; р - коэффициент

объемного расширения.

Уравнение энергии в традиционно используемой форме . .

^^И-УУ^хАУ ' ' О)

не позволяет описать эффект температурного разделения в предположении р~соп&1: Система уравнений, которая описывает процессы в вихревой трубе, имеет вид:

дУ + (У-Ч)У =-Чр + уАУ;

81

с!ЫУ = 0; дТ

(4)

рсе

81

+ (У-У)Т

-рг

др

81

дх,.

Система уравнений (4) является замкнутой и при дополнении ее соответствующими граничными условиями позволяет производить расчеты эффекта температурного разделения для слабо сжимаемой среды.

Уравнение неразрывности потока в вихревой трубе имеет вид:

(5)

Я/гИ,) ( (Х/»1'г)

8г 8г

где у - радиальная компонента скорости; К. - осевая скорость; г - радиус вихря.

Для решения системы уравнений (4) ее приводят к безразмерному виду. В качестве единиц обезразмеривамия выбраны следующие величины: для скорости -скорость среды, подаваемой в вихревую трубу У0; расстояния - радиус вихревой трубы Л; температуры - температура на входе в трубу Г; времени - Л/У0; давления-рУа2.

При решении задачи для несжимаемой жидкости был использован двухполевой метод. Использование данного метода позволяет избавиться от давления в уравнениях движения и автоматически удовлетворить уравнение неразрывности. Компоненты скорости выражают через вихрь скорости со и функцию тока у/ по следующим формулам:

' г dz ' г дг

СО

дУ; ' дг

ÉÜ dz

і ау

' г дг1

1 эу J_5v/

г дг2 г2 дг

(6) (7)

Система уравнений в переменных вихрь - функция тока выглядит следующим образом:

lÉE^i_ _ + = _Líд<у _

г dz дг г дг dz гг dz г dr Reí,

_______ (8)

r Эг 1 ду/

ау эу

аг2 + ar2'

- + rty = 0; 1

і дц/ dvT i a^ аи,

r dz dr r dr dz r'

1 ^KA^lK-btÍ-9^---^-—

-k =

dz 9 Re

AV.

1

-АГ,

г дг дг г дг дг \г дг дг г дг дг) КеРг где у - азимутальная компонента скорости.

Граничные условия для вихря скорости и функции тока на входе и выходах вихревой трубы получаются преобразованием следующих условий при а (угол наклона входного потока) и /г (доля холодного потока): на входе (сопло):

V = -вша» V. = сов а > У, = 0> '/' = К

на выходе (диафрагма):

V.=0, £í¿ = 0' К

-//С

dz

дТ_ дп

= 0'

на выходе (дроссель):

дК

к,=о. rif.=o- к;

дп

0' С=:

(9)

(10)

(П)

_ .2

дг ' ' ' дп ' 7?,г

где - геометрические параметры трубы.

Граничные условия для вихря скорости и функции тока на входе и выходах вихревой трубы получаются преобразованием условий (9) - (И) по формулам (6) и (7), а для температуры и давления выбирают таким образом, чтобы удовлетворить условия на заданных участках границы 5 (п - нормаль к границе области):

Г—£/5 = 0,

]дп 'дп

(12)

После вычисления компонент скорости из решения уравнения Пуассона определяют давление р.

Также на характеристики вихревой трубы наиболее существенно влияют следующие геометрические параметры: диаметр отверстия диафрагмы, длина вихревой трубы, площадь проходного сечения сопла. На характеристики вихревых труб различ-

ных диаметров влияют не абсолютные значения диаметров отверстия диафрагмы

а их отношение к диаметру вихревой трубы

¿тр

Уравнение оптимальных значений ^ может быть выражено линейно в зави-

"допт

симости от доли холодного потока ц в вихревой трубе:

йЬат = 0,350+0,313(1-/7)- <14>

Длину вихревой зоны трубы I для получения максимальной теплопроизводи-тельности считают следующим соотношением:

1 <9. (15)

Атр

Экспериментами установлено, что для получения оптимальных характеристик имеется определенное соотношение между диаметром вихревой трубы и площадью /г проходного сечения соплового входа. С увеличением Рс растет общий расход

жидкости через вихревую трубу, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления отверстия диафрагмы и к повышению уровня давлений в вихревой зоне. Последнее снижает эффект охлаждения и увеличивает эффект нагрева. Оптимальное значение величины проходного сечения сопла равно:

, _ \ • Л16)

сити ,2 тр

Согласно экспериментальным данным оптимальное значение относительной площади проходного сечения сопла лежит в пределах 0,085</г <0,1. При повышении давления среды на входе оптимальные значения с приближаются к нижнему пределу. Для

с опт

получения максимального эффекта нагрева при малых и значение р увеличивается.

г ' сонм

Сопловой ввод конструктивно должен быть выполнен так, чтобы при сохранении тангенциальное™ он обеспечивал плавный вход в вихревую зону. Такой вход обеспечивает конструкция, имеющая прямоугольное сечение сопла, в котором соотношение ширины сопла Ь к длине И равно Ь = 2И-

В кавитационном теплогенераторе поток жидкости подвергается интенсивной турбулизации, температура его за счет диссипации кинетической энергии в тепловую постепенно увеличивается.

Эффективность нагрева жидкости в кавитационном теплогенераторе определяется разностью между затратами потребляемой энергии на работу насоса ()т1Л<11 подающего жидкость в теплогенератор, и тепловыделением нагретой жидкости

Для процесса нагрева жидкости в кавитационном теплогенераторе на основе вихревой трубы Ранке баланс энергии с учетом потерь на преобразование электрической энергии в тепловую £(2„ога ' К0Т0Рь1е в основном складываются из теплопотерь в

окружающую среду через стенку трубы, имеет вид, кВт:

о -о ■ (17)

Ни оде ~ іглгшік т

На нагрев продукта О , кг/ч, в теплогенераторе от начальной температуры („ ДО температуры пастеризации (п расходуется следующее количество тепла:

й™,=с-с-('„-0> (18)

где с - удельная теплоемкость продукта, кДж/кгтрад.

Секундную массовую подачу продукта в теплогенератор О можно связать с

объемной V, учитывая плотность продукта р: Объемная подача продукта или его расход:

ер

где V - средняя скорость потока в данном сечении, м/с; 5 - площадь живого сечения

ч>

потока, м2.

.а. м . /ОП1* о

Согласно уравнению неразрывности струи можно записать выражение (Л>) в различных сечениях кавитационного теплогенератора:

(21)

где V „....V - средние скорости потока в соответствующих сечениях теплогенератора, м/с; 5 ,...,5 - площадь соответствующего сечения, м2.

На рис! 2 приведена схема кавитационного теплогенератора с обозначенными сечениями потока.

5

5/

диафрагма вихревая цилиндрическая труба

входное сопло Рисунок 2 - Схема кавитационного теплогенератора

С учетом выражения (15) и соотношения Ъ = 21, запишем (21) в следующем виде:

(22)

Тогда количество тепла, полученного жидкостью в теплогенераторе, кДж/ч:

где К - коэффициент, учитывающий количество тепла, полученного жидкостью за

час, лг = 3,6 • 103 ■ с

Температуры нагрева внутренней и внешней /, сторон вихревой трубы теплогенератора отличаются не более чем на 1%, тогда можно принять І2Чі-ІспІ. Количество тепла переданного через стенку трубы поверхностью /г наружному воздуху

температурой за время пастеризации г равно:

е. =*■«.('--Ог' ( }

где а, - коэффициент теплоотдачи от стенки вихревой грубы теплогенератора в окружающий воздух, кВт/м2-град.

Количество тепла ()2, переданного от нагреваемой среды к стенке вихревой трубы теплогенератора, равно:

где а2 - коэффициент теплоотдачи от пограничного слоя среды к стенке корпуса, кВт/м2-град.

Приравнивая уравнения (24) и (25), получим выражение для определения температуры нагрева стенки вихревой грубы теплогенератора:

, _ <*,'. ■ (26) и, I

Потери в окружающую среду свободной конвекцией и излучением составляют;

от, + аг

При этом необходимо учесть, что площадь поверхности теплопередачи кавитационного теплогенератора равна:

где / - высота входного сопла, м; ^ - диаметр улитки, м.

Для оценки эффективности работы кавитационного теплогенератора вводим коэффициент использования подводимой электрической энергии £:

-/>„, -б2 +3/,)1^-(«.-О /ЛПЧ

г „ ___(Ху+ос^_____, (29)

а,,.

где р - переводной коэффициент, р= 2,8-10'4 кВт-ч.

Из уравнения (23) видно, что тепловыделение жидкости д ( зависит от геометрических размеров кааитациоппого теплогенератора: ширины входного сопла Ь, диаметра диафрагмы с10, длины цилиндрической вихревой трубы А и се диаметра с/

Энергия, затрачиваемая насосом на подачу жидкости в вихревую трубу <2 на

каждом интервале времени определяется по электросчетчику. Характер влияния гидравлического сопротивления на выходе из насоса выражен слабо, особенно при больших температурах теплоносителя, поэтому в расчетах им можно пренебречь.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» изложена программа и методика экспериментальных исследований, приведено описание лабораторного стенда и экспериментальной установки, приборы и измерительная аппаратура, применяемые в ходе исследований.

Программа экспериментальных исследований состояла из однофакторпых и многофакторных экспериментов и разработки имитационной модели процесса нагрева в кавитационном теплогенераторе.

Программа многофакторного эксперимента предусматривала уточнение конструктивных параметров кавитационного теплогенератора, обеспечивающих выполнение процесса пастеризации с минимальными энергозатратами.

При разработке имитационной модели теплогенератора на первом этапе была выполнена конструктивная часть имитационной модели с использованием пакета SolidWorks 2010 for Windows для ПЭВМ на основании оптимальных геометрических параметров, определенных при многофакторном планировании эксперимента. На втором этапе было выполнено решение полученной математической модели на основе уравнений Навье-Стокса, неразрывности потока методом граничных условий и ее визуализация в прикладном пакете CosmosFloWorks. Имитационная модель подтвердила адекватность расчетных данных математической модели, в том числе зависимость нагрева рассола от давления на входе в установку.

¿Л*""3""iTjftfyWitii 1|Т~31,'ТЧЯПИИ1Р1 Была разработана лабораторная

* ^ЗЙЙЙ? установка, в состав которой входит

v •''ЩЙжёЗЙ!^ навигационный теплогенератор с

W^^i-iW^Sc ^ ^ необходимыми средствами измерения

ai? * _ f . ^ , ' и регистрации результатов

js V л ч ,1 экспериментов для исследования

4 1.' ./аРиМШШдШ влияния основных конструктивно-

I / 'JjS%JESt технологических факторов при

¡йЯЫ?^ " *' ЛШН пастеризации отработанного рассола

та «JKMF'^ХцТгтБ^,. после посолки сыров (рис. 3).

% 4 , v 'ТШш^жЩ Установка включает в себя на-

' ь сое, термодатчики, щит управления с

'fiEL тщЯшгЯлШг^^ приборами замера расхода электроН Afte^ энергии, рабочего напряжения, тока, 1 Ш № ДЯ температуры нагрева рассола, по-■ J^' V Л требляемой мощности электродвига-иВНИвЖ дИЯ теля насоса, измеритель температу-Рисунок 3 - Общий вид лабораторной уста- pj.i^ расходомер, манометры и венти-новки регенерации отработанного рассола ли (рис. 4).

Рисунок 4 - Схема лабораторной установки регенерации отработанного рассола: 1 -емкость; 2 - термометр; 3 - расходомер; 4 - трехходовой кран; 5 - центробежный насос, 6 - манометр; 7 - навигационный теплогенератор; 8 - резервуар; 9 - комплект измерительный К-50

Конструкция лабораторной установки позволяла в процессе эксперимента изменять геометрические параметры навигационного теплогенератора сменой входной

улитки, вихревой трубы. Кавитационный теплогенератор изображен на рис. 5, а основные его сборочные единицы - на рис. 6

холодный рассол

рассол

Рисунок 5 Кавитациоп-"огретый иый теплогенератор: 1 -

крышка; 2 - входной патрубок; 3 - диафрагма; 4 -цилиндрическая вихревая труба; 5 - выходной патрубок

Рисунок 6 - Сборочные единицы теплогенератора

Экспериментальные исследования проведены в соответствии с действующими ГОСТами, общепринятыми и частными методиками испытаний.

В четвёртой главе «Результаты экспериментальных исследований кавитацион-ного теплогенератора» содержатся результаты исследований по изучению влияния конструктивных параметров кавитациойного теплогенератора на интенсивность нагрева рассола с целыо его пастеризации при регенерации и результаты лабораторных исследований рассола после пастеризации по микробиологическим показателям.

Для подтверждения теоретических исследований по определению параметров и режимов работы навигационного теплогенератора были проведены экспериментальные исследования для выявления зависимости изменения температуры па входе и выходе теплогенератора At, °С и его тепловыделения Q.m„)K, МДж/ч от геометрических параметров теплогенератора: ширины сопла Ь, диаметра диафрагмы d(„ длины цилиндрической вихревой грубы L

Необходимо отметить, что результаты однофакторного эксперимента позволили выбрать оптимальный диапазон геометрических параметров кавитационпого теплогенератора: ширина сопла b находится в пределах от 0,045 м до 0,075 м, диаметр диафрагмы d¿ - от 0,025 м до 0,045 м, длина цилиндрической вихревой трубы L - от 0,5 м до 1,0 м. Полученные результаты однофакторного эксперимента позволили провести исследования взаимного влияния основных факторов, обеспечивающих рабочий процесс кавитационпого теплогенератора, при проведении многофакторного эксперимента.

Исходя из поставленных задач исследований, был проведен ряд параметрических испытаний кавитационпого теплогенератора для исследования взаимного влияния ширины входного сопла b (фактор х,\ диаметра диафрагмы dr, (фактор х2), длины цилиндрической вихревой трубы /, (фактор х3) и диаметра цилиндрической вихревой трубы dm¡, (фактор x_¡) теплогенератора. По результатам лабораторных испытаний зпа-

чения факторов были приняты следующие: ширина входного сопла от 0,045 м до 0,075 м с шагом 0,015 м, диаметр диафрагмы от 0,025 м до 0,045 м с шагом 0,01 м, длина цилиндрической вихревой труб.,, от 0,5 м до 1,0 м с шагом 0,25 м, диаметр трубы от 0 07 м до 0 11 м с шагом 0,02 м. В качестве критериев оптимизации были выбраны разност ь температур на входе и выходе теплогенератора Ли °С (у,) и тепловыделение,

Ожш>к< МДж/ч (у2).

При построении математической модели применяли ортогональную матрицу планирования 24. В полученной модели регрессии значимыми оказались коэффициенты при факторах x¡,x2, х3 и коэффициенты их взаимосвязей. Фактор х, имел незначимый коэффициент регрессии, поэтому далее в исследованиях не применялся.

Решено было продолжить исследования и провссги полный факторный эксперимент 2і с применением матрицы ротатабелыюго центрального композиционного плана с добавленными опытами в центре. При этом уровни факторов и шаги варьирования изменили в диапазоне: для ширины сопла от 0,055 м до 0,075 м с шагом 0,01 м, для диаметра диафрагмы от 0,025 м до 0,045 м с шагом 0,01 м, а для длины цилиндрической вихревой трубы от 0,5 до 0,9 м с шагом 0,2 м.

В результате получили следующие модели регрессии:

уг2,()54Ю,279х1+0,307х2'>0,182х3+0,050х1х2-0,200х1х3-

-0,150x¡x¡ і О,436хгг0,244х22-0, 157/3, (30)

у,- 40,628 * 0.997х, і1,31 Іх2Ч,364х3Щ679 х,хг0.908 х,хг

-0,615 х2х3 н 2,079 х2г1,024 х2-1,286 х 3. (31)

Однородность дисперсии отклика и воспроизводимость опытов проверяли с помощью критерия Кохрена. Адекватность уравнений регрессии (30) и (31) проверялась

с помощью F-критерия Фишера.

Графический анализ математических моделей по двумерным сечениям позволил получить область оптимальных значений геометрических размеров теплогенератора (рис 7 8). При этом необходимо отметить, что по сравнению с первоначальными сериями опытов область оптимальных параметров значительно уменьшилась, так ширина сопла стала в пределах от 0,06 м до 0,07 м, диаметр диафрагмы от 0,035 м до 0,04 м, длина цилиндрической вихревой трубы от 0,7 м до 0,85 м (рис. 7).

Значительное влияние па изменение температуры рассола оказывает изменение ширины сопла: при увеличении ширины сопла до 0,07 м температура рассола увеличивается на 3 °С. При изменении диаметра диафрагмы в заданном диапазоне температура рассола возрастает до 3 °С. Увеличивая длину цилиндрической вихревой трубы до 0 85 м можно добиться повышения температуры рассола на 2 °С.

Па величину тепловыделения в навигационном теплогенераторе существенное влияние также оказывает ширина сопла (рис. 8). При увеличении ширины сопла до 0,075 м тепловыделение возрастает до 50 МДж/ч, при изменении длины цилиндрической вихревой трубы от 0,6 м до 0,8 м тепловыделение имеет значение 40 МДж/ч. При этом необходимо отмстить, что максимальное влияние окатывает длина цилиндрической вихревой трубы. Оптимальное изменение диаметра диафрагмы находится в пределах от 0,03 м до 0,04 м.

Для локализации области оптимума выполнили наложение двумерных сечений поверхности отклика (рис. 9). При увеличении диаметра диафрагмы (x2=-l...l; л/—0,2) (рис. 9а) от -1 до -0,25 происходит рост изменения температ уры до 2,1 °С

<4 м

Рисунок 7 - Влияние на изменение температуры рассола Л1 в кавитационном теплогенераторе при фиксированном значении одного фактора: а - ширины сопла (х,); б - диаметра диафрагмы (х2); в - длины цилиндрической вихревой трубы (х3)

и тепловыделения до 41 МДж/ч. Разность температуры увеличивается до хг=0,42, при *2>0,42 изменение температуры и тепловыделение уменьшаются. Увеличение ширины сопла до максимального значения (х/=-1...1; х3=-1... 1; л2=-0,42) (рис. 96) может привести к из-

с4 м

г 0.015 0.03 0.035 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 0.055 В

менению температуры до 3,5 °С и к увеличению тепловыделения до 48 МДж/ч.

По результатам опытов можно рекомендовать следующие значения факторов: ширина сопла 6=0,063 м (х,=-0,2), диаметр диафрагмы ¿¿=0,04 м (^=0,42), длина цилиндрической вихревой трубы ¿=0,8 м (х,=0,5), которые оптимизируют рабочий процесс теплогенератора.

При исследовании имитационной модели было выявлено влияние давления на входе в теплогенератор на скорость тока рассола, и при расчете параметров установки давление на входе принимаем 0,6 МГ1а, так как при дальнейшем увеличении давления рост скорости потока жидкости замедляется. При этих значениях коэффициент использования подведенной электрической энергии ^=0,77.

Производственную проверку режимов процесса регенерации отработанного рассола проводили в ОАО племенной завод «Большемурашкинский» в цехе переработки молока и в ОАО «Княгининское сухое молоко» (ОАО «Лысковский маслосырзавод»),

В процессе обработки отработанного рассола на данной установке в производственных условиях, были взяты пробы рассола при различных температурах с целью проведения микробиологических исследований.

Рисунок 8 - Влияние на тепловыделение джиЛк в кавитационном теплогенераторе при фиксированном значении одного фактора: а - ширины сопла (*/); б - диаметра диафрагмы (х2); в - длины цилиндрической вихревой трубы (х3)

В результате исследований установлено, что количество плесневых грибов уменьшилось от 20 КОЕ/см3 до 10 КОЕ/см3, количество мезофильных аэробно-факультативных и анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) уменьшилось от 9,1-10 КОЕ/см3 до 8 КОЕ/см3, что не превышает м установленной нормы. Методы микробио-1 «.¿и ш 0.025 о.оз о.оз5 0.04 0.0*5 0.05 0.055 логических исследований соответствовали в

действующей нормативной документации.

Таким образом, наши исследования показали, что тепловая обработка с использованием кавитационного теплогенератора в целях пастеризации отработанного рассола приводит к инактивации посторонней микрофлоры и является эффективной.

В пятой главе «Экономическое обоснование внедрения установки регенерации рассола с кавитационным теплогенератором» рассчитан годовой экономический эффект от использования установки регенерации отработанного рассола пастеризацией на основе кавитационного теплогенератора.

Оценка эффекта использования усовершенствованной установки для регенерации отработанного рассола на основе кавитационного теплогенератора выполнена по показателям эксплуатационных затрат, затрат труда и электроэнергии, а также капитальных затрат с учетом монтажа предлагаемой установки в промышленном молочном цехе ОАО племенной завод «Большемурашкинский» Нижегородской области.

Эффект от внедрения установки регенерации отработанного рассола на основе кавитационного теплогенератора состоит в экономии соли 13948 кг или 73,2 тыс. руб.

х3

Рисунок 9 - Двумерные сечения поверхности отклика, характеризующие влияние факторов на изменение температуры рассола Л/ (— у1 ) и тепловыделение Qж,lйк (— УгУ а - изменения диаметра диафрагмы (х2) и длины трубы при ширине сопла

(х/=0,259; 0,2); б - изменения ширины сопла (х,) и длины трубы (х^) при диаметре диафрагмы (хг=0,399; 0,42); в - изменения ширины сопла (х,) и диаметра диафрагмы (х2) при длине трубы (х^=0,508; 0,4996)

в год, воды 78 м3 или 1,8 тыс. руб. в год; снижении объема сточных вод за год на 86 в м3 и затрат электроэнергии на работу кави-

тационного теплогенератора для пастеризации отработанного рассола при его регенерации на 6272 кВт или 27 тыс. руб. в год по сравнению с пастеризатором ИПКС-200.

Размер эффекта составит 166,1 тыс. руб. Срок окупаемости капитальных вложений на изготовление теплогенератора, а также монтаж предлагаемой установки в размере 352,1 тыс. руб. составит 2,1 года.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Выявлена микробиологическая обсемененность отработанных сырных рассолов: микрококки и стафилококки - 106... 107 КОЕ/см3, солеустойчивые микроорганизмы - 510" КОЕ/см3, плесени - 104...105 КОЕ/см3, которые могут стать причиной вторичного обсеменения сыров.

2. Разработана конструктивно-технологическая схема кавитационного теплогенератора, обеспечивающего пастеризацию отработанных сырных рассолов и снижение энергоемкости процесса. Новизна технического решения подтверждена патентами РФ на полезные модели № 73165 и № 107022.

3. Получены модели регрессии (30) и (31) с целью определения оптимальных конструктивно-технологических параметров кавитационного теплогенератора для обеспечения процесса пастеризации отработанного сырного рассола при его регенера-

ции: ширина входного сопла 6=0,063 м, диаметр диафрагмы <4=0,04 м, длина цилиндрической вихревой трубы ¿=0,8 м, обеспечивающие оптимальный перепад температур на входе и выходе теплогенератора át=2,3 "С за один проход жидкости, а при многократной ее циркуляции по замкнутому контуру необходимую температуру пастеризации 85±5 °С, и теплопроизводйггельность Qx„dK~42,1 МДж/ч. _

4. По результатам производственных испытаний установки в условиях ОАО племенной завод «Болыпемурашкинский» при производстве сыра в цехе переработки молока и ОАО «Княгининское сухое молоко» (ОАО «Лысковский маслосырзавод») Нижегородской области установлено соответствие показателей микробиологической обсемененности рассола после пастеризации ниже предельно допустимой нормы, подтвердившие эффективность тепловой обработки.

5. Годовой экономический эффект от внедрения установки приготовления и регенерации отработанного рассола для посолки сыра по предлагаемой конструктивно-технологической схеме с кавитационным теплогенератором при экономии сырьевых и энергетических ресурсов составит 166,1 тыс. руб. при производстве сыра 16823 кг/год. Срок окупаемости капитальных вложений составит 2,1 года.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Носова, И.А. Технологические аспекты совершенствования оборудования для приготовления и регенерации рассола для посолки сыра / Денисюк Е.А., Носова И.А. II Вестник Мичуринского ГАУ. - 2011. - №1, часть 1 - С. 203-206.

2. Носова, И.А. Инактивация микрофлоры «отработанного» рассола после посолки сыра с применением кавитационного теплогенератора / Носова И.А., Денисюк Е.А. // Аграрная Россия. -2011. - Ks4 - С. 18-20.

' " з: Носова, И.А; Определение оптимальных конструктивно-технологических параметров кавитационного теплогенератора при регенерации рассола после посолки • сыра</ Денисюк Е.А., Носова И.А. II Аграрная наука Евро-Северо-востока. - 2011..-№6(25) - С.63-67.

Публикации в учебных и научных изданиях

4. Носова, И.А. Практикум по холодильному и вентиляционному оборудованию / Оболенский Н.В., Журавлев А.П., Денисюк Е.А., Баранова Т.А., Гордеев A.B., Носова

И.А. // М.: «КолосС», 2007. - 287 с.

5. Носова, И.А. Практикум по процессам и аппаратам в переработке сельскохозяйственной продукции / Оболенский Н.В., Терехов М.Б., Денисюк Е.А., Зубова Е.В.,

Носова И.А.7/ ННовгород: НГСХА, 2006. -168 с.

6 Носова, И.А. Практикум по технохимическому контролю молока и молочных продуктов / Мансуров А.П., Баранова Т.А., Стукачева О.Н., Денисюк Е.А., Носова И.А., Шишкина И.А. // Н.Новгород: НГСХА, 2008. - 200 с.

Публикации в описаниях на изобретения, центральных изданиях и материалах конференций

7. Носова, И.А. Систематика вихревых теплогенераторов / Иванов Е.Г., Денисюк Е А Носова И.А., Салоид И.В. // Совершенствование технико-эксплуатационных процессов энергетических-средств в сельском хозяйстве и на транспорте: Сборник научных трудов. Н.Новгород: Нижегородская ГСХА. 2007. - С. 176-187.

^ Л ^ Г'Рименение вихревого теплогенератора при первичной

обработке молока / Денисюк Е.А., Носова И.А., Салоид И.В. // Разработка и внедрение технологии и технических средств для АПК Северо-Восточного региона Российской ^радии: Материалы международной научно-практической конференции. Киров: НИИСХ Северо-Востока. 2007. - С. 306-309.

9. Носова, И.А. Перспективность применения вихревого теплогенератора при фильтрации и пастеризации рассола / Денисюк Е.А., Носова И.А., Салоид ИВ // Перспективы развития масложировой, маслодельной и сыродельной промышленности: Сборник материалов V научно-практической конференции. Москва: Издательский комплекс МГУПП. 2007. - С. 35-39.

10. Носова, И. А. К вопросу применения процесса кавитации при обработке молока в условиях малых сельскохозяйственных предпршггий / Иванов Е.Г., Денисюк Е.А, Носова

" РесУР«>^фегающие технолопш и технические средства в агропромышленном комплексе: Материалы международной научно-практической конференции Нижегородской ГСХА. Н.Новгород: Нижегородская ГСХА. 2010.-С. 300-306

11. Носова, И.А. О возможности снижения энергозатрат при обработке пищевых сред в условиях малых предприятий / Иванов Е.Г., Денисюк Е.А., Носова И А // Материалы международной научно-пракшческой конференции, посвященной 65-

летию победы в Великой Отечественной войне. Княгинино: НГИЭИ 2010 - С 64-67

^ «-Носова, И.А. Ресурсосберегающий способ'обработай рассола при посолке

^ в5"з) -¿йгИА-"Вестник шта- -2011-Сери*

13. Носова, ИЛ. Расчет экономического эффекта от внедрения установки приго-Т0™ " Р^нераши отработанного рассола для посолки сыра / Денисюк Е.А., Носова И. А.// Вестник НГИЭИ. - 2011. Серия технические науки. Выпуск 5(6). -С 116-124

14. Установка пастеризационно-охладигельная для тепловой обработки жидких пищевых продуктов: патент на полезную модель № 73165 Рос. Федерация: МПК А23С 3/02 / Денисюк Е.А., Иванов Е.Г., Носова И.А., Салоид И.В.; патентообладатель ФГОУ

2007И^ПРОДСК^ , Л^арСТВеННаЯ сельскохозяйственная академия» № 2007136699/22, заявл. 03.10.2007; опубл. 20.05.2008 Бюл. №14.

15. Устройство приготовления и регенерации рассола для посолки сыра: патент на полезную модель № 107022 Рос. Федерация: МПК А0П 25/00 / Носова И А Денисюк Е.А., Кистанов Е.И.; патентообладатель ФГОУ ВПО «Нижегородская'

ЯЙСТ~ ^мия» № 2011112889/10, заявл. 04.04.2011-опуол. 10.08.2011 Бюл. №22.

Формат 60x84 1/16. Печать офсетная Объём 1п.л. Тираж 100 экз. Заказ № /У Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия 603107, г. Нижний Новгород, проспект Гагарина, 97

Типография НГСХА

Введение.

Г л а в а 1 Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1 Анализ способов производства сыров в условиях сельхозтоваропроизводителей.

1.2 Методы посолки сыров, регенерации рассола и используемое оборудование.

1.3 Теоретические аспекты процесса пастеризации.

1.4 Аппаратурное оформление процесса пастеризации.

1.5 Альтернативные способы получения тепла.

1.6 Цель и задачи исследований.

Г л а в а 2 Теоретические предпосылки процесса теплообмена в кавитационном теплогенераторе.

2.1 Рабочий процесс в вихревой трубе.

2.2 Экспериментальные исследования вихревого эффекта.

2.3 Особенности течения жидкости в вихревой трубе.

2.4 Теплофизические основы вихревого эффекта.

2.5 Влияние геометрических параметров на рабочий процесс вихревой трубы.

2.6 Баланс тепла в кавитационном теплогенераторе.

2.7 Выводы.

Глава 3 Программа и методика экспериментальных исследований.

3.1 Программа экспериментальных исследований.

3.2 Методика лабораторных исследований конструктивно-технологических параметров кавитационного теплогенератора.

3.3 Методика определения производительности и мощности установки регенерации отработанного рассола после посолки сыра пастеризацией с использованием кавитационного теплогенератора.

3.4 Методика обоснования конструктивно-технологических параметров кавитационного теплогенератора.

3.5 Имитационное моделирование процессов в кавитационном теплогенераторе.

3.6 Методика экспериментальных исследований в производственных условиях.

3.7 Обработка опытных данных.

Глава 4 Результаты экспериментальных исследований установки с кавитационным теплогенератором.

4.1 Результаты исследований влияния конструктивно-технологических параметров кавитационного теплогенератора на нагрев рассола с целью пастеризации.

4.2 Влияние конструктивно-технологических параметров кавитационного теплогенератора на интенсивность нагрева рассола для посолки сыра с целью пастеризации.

4.3 Имитационная модель кавитационного теплогенератора.

4.4 Результаты производственных испытаний.

4.5 Выводы.

Г л а в а 5 Экономическое обоснование внедрения установки регенерации рассола с кавитационным теплогенератором.

5.1 Расчет экономического эффекта внедрения установки регенерации рассола после посолки сыра пастеризацией с использованием кавитационного теплогенератора.

5.2 Выводы.

Россия была и остается одним из крупных производителей молока в мире. И сегодня по этому показателю она занимает пятое место в мире. Вопросами производства молока как ценнейшего белкового продукта придается большое значение. Начиная с 2009 г. реализуется отраслевая программа по развитию молочного скотоводства, которая направлена на увеличение производства молока и рост численности поголовья коров. В рамках национального приоритетного проекта АПК и Государственной программы развития сельского хозяйства введено, модернизировано и реконструировано с использованием современных технологических решений около 1600 молочных комплексов и ферм. За этот период привлечено 250 млрд руб. кредитных ресурсов.

В современных условиях развития молочного скотоводства на функционировании рынка молока и молочной продукции отрицательно сказывается ряд острых проблем: сокращение поголовья коров, снижение общей емкости рынка, рост себестоимости продукции, неполное использование производственных мощностей и кормовых ресурсов. В результате, поставляя большую часть продукции на рынок и принимая на себя основную долю затрат на производство, отечественный сельхозпроизводитель оказывается в кризисной ситуации.

В целом по Российской Федерации в 2010 г. в расчете на 1 л молока большая часть прибыли (45,2 %) осталась у переработчика, 42 % - в розничной торговле и лишь 12,8 % пришлось на долю производства. В результате переработка и торговля обладают преимуществами в виде информационной оснащенности: зная закупочную и реализационную цены, они способны целенаправленно влиять на внутренние факторы производства и тем самым формировать наиболее благоприятные условия для получения прибыли. В то время как сельхозпроизводителю остается либо принимать диктуемые условия и терпеть убытки, либо отказываться от них, сокращая поголовье, не имея возможности влиять на реализационную цену.

Одним из путей повышения рентабельности производства сельхозпроизводителей, в том числе, предприятий малых форм хозяйствования является организация не только первичной обработки молока, но и его переработки. Цены на молоко-сырье не стабильны, особенно в весенне-летний период. Организация цехов переработки позволяет производителям молока увеличивать прибыль, не зависеть от колебаний цен на сырое молоко и обеспечить потребителей экологически чистой продукцией - сметаной, творогом, сливками, сырами.

Существующие технологии переработки молока, в том числе и производство сыров, рассчитаны на крупные перерабатывающие предприятия. Поэтому приоритетными задачами переработки молока в условиях сельхозтоваропроизводителей являются: совершенствование материально-технической базы, внедрение ресурсо- и энергосберегающих технологий и технологических линий. Технологические линии должны быть оснащены оборудованием несложным в эксплуатации, которое позволит при постоянном росте цен на энергоносители снизить затраты производства.

В условиях сельхозтоваропроизводителей и предприятий малых форм хозяйствования очень выгодно вырабатывать сычужные рассольные сыры (брынза, сулугуни), мягкие (адыгейский) с сокращенными сроками созревания или без созревания. В этом случае не требуется больших производственных площадей под камеры созревания, и хранения.

Вкус и консистенция сыра во многом зависят от посолки, осуществляемой в рассоле. Поэтому определенную долю сточных вод сельскохозяйственных предприятий, занимающихся переработкой молока, образуют стоки, основу которых составляют отработанные рассолы после посолки сыра. Наличие поваренной соли делает стоки, содержащие рассолы, агрессивными по отношению к технологическому оборудованию, арматуре и окружающей среде.

Из изложенного следует целесообразность многократного использования отработанного рассола с целью снижения его объема и экономии поваренной соли и питьевой воды.

В условиях сельхозпроизводителей и предприятий малых форм хозяйствования наиболее приемлемым является способ подготовки и регенерации рассола с раскислением, отстаиванием и пастеризацией.

Пастеризацию, как тепловую обработку, обычно осуществляют в аппаратах косвенного нагрева при помощи различных теплоносителей: пара, горячей воды, нагретого воздуха, электрического тока. Наиболее широко применяют пар. Однако использование паровых пастеризаторов сопряжено со значительными затратами на оборудование для получения пара, перекачивания жидкостей, установку вытяжных систем и автоматики, кроме того, большинство конструкций пастеризаторов косвенного нагрева имеют пониженный КПД и высокую энергоемкость. Приоритетными направлениями работ по совершенствованию и созданию новых пастеризационно-охладительных установок являются снижение энергоемкости теплообменных процессов, минимизация их габаритов, снижение стоимости.

Указанные обстоятельства предопределили необходимость проведения исследований по изучению возможности регенерации отработанных сырных рассолов с помощью установки подготовки и регенерации рассола для посолки сыра, в состав которой входит кавитационный теплогенератор.

Цель работы. Обоснование параметров и разработка конструкции кавитационного теплогенератора, обеспечивающего снижение энергетических затрат при совершенствовании процесса регенерации отработанных рассолов.

Объект исследования. Технологический процесс регенерации рассола после посолки сыров и кавитационный теплогенератор.

Методика исследования. В теоретических и экспериментальных исследованиях использованы методы моделирования процессов и математической статистики, теория планирования экспериментов. Обработка результатов теоретических и экспериментальных исследований выполнялась на ПЭВМ с использованием прикладных программ SolidWorks 2010, Statistica 7.011, Microsoft Office Excel 2003 и MathCAD-14 for Windows.

Научная новизна работы. Разработана конструктивно-технологическая схема кавитационного теплогенератора, новизна которого подтверждена патентами РФ на полезные модели № 73165 и № 107022; получены модели регрессии рабочего процесса кавитационного теплогенератора, позволяющие определить его оптимальные конструктивно-технологические параметры.

Практическая ценность. Разработана установка регенерации отработанных рассолов для посолки сыров, включающая кавитационный теплогенератор с целью пастеризации рассолов, позволяющая снизить энергоемкость тепловой обработки, расход соли и воды при посолке сыров и объем соленых сточных вод за счет регенерации отработанных рассолов при многократном их использовании.

Реализация результатов исследования. Результаты исследований используются предприятием ОАО племенной завод «Болынемурашкинский» при производстве сыра в цехе переработки молока и ОАО «Княгининское сухое молоко» (ОАО «Лысковский маслосырзавод») Нижегородской области.

Апробация работы. Основные положения диссертационный работы доложены на: международной научно-практической конференции «Разработка и внедрение технологий и технических средств для АПК Северо-Восточного региона Российской Федерации» (Киров, 2007 г.); V научно-практической конференции «Перспективы развития масложировой, маслодельной и сыродельной промышленности» (Москва, 2007 г.); международной научно-практической конференции Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии, посвященной 75-летию заслуженного деятеля науки и техники Российской Федерации, доктора технических наук, профессора Лисунова Е.А. и 40-летию кафедры «Надежность и ремонт машин» «Ресурсосберегающие технологии и технические средства в агропромышленном комплексе» (Н.Новгород, 2010 г.); международной научно-практической конференции «От Великой Победы - к современности: инновационный путь развития АПК» (г. Княгинино, 2010 г.).

Защищаемые положения: процесс регенерации отработанных сырных рассолов путем пастеризации с использованием кавитационного теплогенератора;

- конструктивно-технологическая схема кавитационного теплогенератора для пастеризации отработанного рассола при его регенерации;

- модели регрессии рабочего процесса кавитационного теплогенератора для определения его оптимальных конструктивно-технологических параметров; результаты экспериментальных исследований кавитационного теплогенератора и отработанного рассола после пастеризации; экономический эффект применения процесса регенерации отработанного рассола путем пастеризации с использованием кавитационного теплогенератора.

Публикации. Основные материалы диссертации отражены в 15 печатных работах, в том числе три - в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Федерального агентства по образованию РФ, получено два патента на полезную модель.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 148 страницах компьютерного текста и состоит из введения, пяти глав и основных выводов. Работа содержит 13 таблиц, 43 рисунка и 12 приложений. Список литературы включает 167 источников, в том числе 12 на иностранных языках.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Выявлена микробиологическая обсемененность отработанных сырных рассолов: микрококки и стафилококки - 106.107 КОЕ/см3, солеустойчивые микроорганизмы - 5-104 КОЕ/см3, плесени - 104105

КОЕ/см , которые могут стать причиной вторичного обсеменения сыров.

2. Разработана конструктивно-технологическая схема кавитационного теплогенератора, обеспечивающего пастеризацию отработанных сырных рассолов и снижение энергоемкости процесса. Новизна технического решения подтверждена патентами РФ на полезные модели № 73165 и № 107022.

3. Получены модели регрессии (30) и (31) с целью определения оптимальных конструктивно-технологических параметров кавитационного теплогенератора для обеспечения процесса пастеризации отработанного сырных рассолов при его регенерации: ширина входного сопла Ь=0,063 м, диаметр диафрагмы ¿4=0,04 м, длина цилиндрической вихревой трубы ¿=0,8 м, обеспечивающие оптимальный перепад температур на входе и выходе теплогенератора ¿//=2,3 °С за один проход жидкости, а при многократной ее циркуляции по замкнутому контуру необходимую температуру пастеризации 85±5 °С, и теплопроизводительность QЖuдк—42,1 МДж/ч.

4. По результатам производственных испытаний установки в условиях ОАО племенной завод «Болыпемурашкинский» при производстве сыра в цехе переработки молока и ОАО «Княгининское сухое молоко» (ОАО «Лысковский маслосырзавод») Нижегородской области установлено соответствие показателей микробиологической обсемененности рассола после пастеризации ниже предельно допустимой нормы, подтвердившие эффективность тепловой обработки.

5. Годовой экономический эффект от внедрения установки регенерации отработанного рассола для посолки сыра по предлагаемой конструктивно-технологической схеме с кавитационным теплогенератором при экономии сырьевых и энергетических ресурсов составит 166,1 тыс. руб. при производстве сыра 16823 кг/год, срок окупаемости капитальных вложений - 2,1 года.

1. Аджиев, С.А. Процесс посолки сыров и пути его совершенствования: Обзорная информация. / С.А. Аджиев, И.У. Рамазанов, Х.А. Эльканов. М.: ЦНИИТЭИмясомолпром, 1979. - 20 с.

2. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Изд. второе перераб. и доп. / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. М.: Наука, 1976. - 279 с.

3. Адагезян, Р.Г. Моющие и дезинфицирующие средства в молочной промышленности. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.-271 с.

4. Алексеев, В.Н. Процесс созревания сыров и пути его ускорения: Обзорная информация. / В.Н. Алексеев. М.:ЦНИИТЭИпищепром, 1963.- 25 с.

5. Антипова, Г.Н. Исследование процесса созревания сыров в зависимости от различных режимов посолки: автореф. дис. . канд. техн. наук / Г.Н. Антипова. М., 1986. - 20 с.

6. Антроповский, Н.М. Молочное оборудование животноводческих ферм / Н.М. Антроповский и др. М.: Россельхозиздат, 1975. - 144 с.

7. Ассонов, Н.Р. Микробиология / Н.Р. Ассонов. М: Колос, 2002. - 352с.

8. Ашуралиев, Э.С. Обоснование параметров и повышение эффективности функционирования гидродинамического нагревателя жидкости сельскохозяйственного назначения: дис. . канд. техн. наук / Э.С. Ашуралиев. г. Ростов-на-Дону, 2002.- 164 с.

9. A.c. 621330 СССР, МКИ А 010 25/00. Устройство для посолки сыра / Г.Г. Шилер, М.И. Окинчиц (СССР). № 2418050/28-13, Заявл. 04.11.76; Опубл. 30.08.78; Бюл. № 32.

10. A.c. 904610 СССР, МКИ А 013 25/00. Установка для посолки сыров / А.И. Голубишен, В.В. Осипов, Г.Н. Крусь, В.Г. Тиняков (СССР). № 2928523/28-13, Заявл. 21.05.80; Опубл. 15.02.82; Бюл. №6.

11. A.c. 884634 СССР, МКИ А 010 25/00. Установка для производстваосыра / В.Д. Сурков, В.Г. Тиняков, В.И. Вагшуль, Г.А. Кончаковский, Н.И. Дунченко, Г.Н. Крусь (СССР). № 2898898/28-13, Заявл. 21.03.80; Опубл. 30.11.81; Бюл.№ 44.

12. A.c. 552063 СССР, МКИ А 23 С 19/14. Способ регенерации рассола для посолки сыра / Г.Г. Шилер, М.И. Окинчиц (СССР)- № 2102469/13, Заявл. 03.02.75; Опубл. 30.03.77; Бюл. № 12.

13. Башта, Т.М. Гидравлика, гидравлические машины и гидроприводы: Учеб. пособ. для машиностроительных вузов / Т.М. Башта, С.С. Руднев и др. М., Машиностроение, 1982. - 423 с.

14. Беляев, В.В. Санитарная техника предприятий мясной и молочной промышленности / В.В. Беляев. М.: Пищевая промышленность, 1979. - 207 с.

15. Болыпев, J1.H. Таблицы математической статистики / JT.H. Болыиев. -М.: Наука, 1983.-416с.

16. Браиловская, И.Ю. Явные разностные методы расчета отрывных речений вязкого сжимаемого газа / И.Ю. Браиловская // В кн. Некоторые применения метода сеток в газовой динамике. Вып. IV (Вязкие течения сжимаемого газа). М.: МГУ, 1971. - С. 6-85.

17. Браницкая, A.C. Полимерные фильтры в молочной промышленности / A.C. Браницкая. М.: Пищевая промышленность, 1978. -52 с.

18. Бредихин, С.А. Технология и техника переработки молока / С.А. Бредихин, Ю.В. Космодемьянский, В.Н. Юрин. М.: Колос, 2003. - 400 с.

19. Вашков, В.И. Средства и методы стерилизации, применяемые в медицине / В.И. Вашков. М.: Медицина, 1973.- 368 с.

20. Веденяпин, Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных / Г.В. Веденяпин. М., Колос, 1973.-199 с.

21. Витков, Г.А. Гидравлические сопротивления и тепломассообмен / Г.А. Витков, Л.П. Холпанов, С.Н. Шерстнев. М.: Наука, 1994. - 288 с.

22. Герцен, А.И. Качество молока при разных видах и режимах его пастеризации / А.И. Герцен, В.Г. Антраментова // Молочно-мясное скотоводство. Киев, 1973. - Вып. 3.

23. Гигиенические требования к качеству и безопасности производства сыра и пищевых продуктов. СанПиН 2.3.2.560 96. М: 1997.

24. Гизатулин, В.Г. Анализ эффективности использования пастеризаторов на ферме / В.Г. Гизатулин // Механизация е.- х.-ва. 1987. - № 5.-С. 35-36.

25. Гинзбург, A.C. Теплофизические характеристики пищевых продуктов / A.C. Гинзбург, М.А. Громов, Г.И. Красовская. М.: Пищевая промышленность, 1980. - 288 с.

26. Гольдштик, М.А. Вихревые потоки / М.А. Гольдштик. -Новосибирск: Наука, 1981. 169 с.

27. Гонк, С. Исследование изменений в сыре и рассоле в процессе посолки / С. Гонк, Ю. Гахун // Материалы XXI Международного молочного конгресса: сб. трудов. М., 1982 - С. 308.

28. Горбатова, К.К. Биохимия молока и молочных продуктов / К.К. Горбатова. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 344 с.

29. ГОСТ 9225 84. Молоко и молочные продукты. Методы микробиологического анализа. М: Изд-во стандартов, 1989.

30. Гудков, A.B. Влияние микробиологических процессов на качество сыра / A.B. Гудков // Материалы Всесоюзного совещания мастеров молочной промышленности: Обзорная информация. М.: ЦНИИТЭИмясомолпром, 1976.-С. 33-36.

31. Гуляев, А. И. Исследование вихревого эффекта / А. И. Гуляев // Журнал теорет. физики. 1965, Т 35. №10. - С. 1869-1881.

32. Гупта, А. Закрученные потоки: пер. с англ. / А. Гупта, Д. Лили, Н. Сайред. М.: Мир, 1987. - 55 с.

33. Гухман, A.A. Применение теории подобия к исследованию процессов тепломассообмена / A.A. Гухман. М.: Высшая школа, 1974. - 328 с.

34. Гуцол, А.Ф. Эффект Ранка / А.Ф. Гуцол // Успехи физических наук. 1997. - № 6, т. 167. - С. 665-687.

35. Давидов, Р.Б. Молоко и молочное дело /Р.Б. Давидов. М.: Колос, 1964. -328 с.

36. Денисюк, Е.А. Технологические аспекты совершенствования оборудования для приготовления и регенерации рассола для посолки сыра / Е.А. Денисюк, И.А. Носова // Вестник Мичуринского ГАУ. 2011. - №1, часть 1 - С. 203-206.

37. Денисюк, Е.А. Ресурсосберегающий способ обработки рассола при посолке сыров / Е.А. Денисюк, И.А. Носова // Вестник НГИЭИ. -2011. Серия технические науки. Выпуск 2(3). С. 85-92.

38. Денисюк, Е.А. Определение оптимальных конструктивно-технологических параметров кавитационного теплогенератора при регенерации рассола после посолки сыра / Денисюк Е.А., Носова И.А. // Аграрная наука Евро-Северо-востока. 2011. - №6 (25) - С.63-67.

39. Денисюк, Е.А. Расчет экономического эффекта от внедрения установки приготовления и регенерации отработанного рассола для посолки сыра / Денисюк Е.А., Носова И.А. // Вестник НГИЭИ. 2011. Серия технические науки. Выпуск 5(6). - С. 116-124.

40. Джавец, Э. Руководство по медицинской микробиологии / Э. Джавец, Дж.Л. Мельник, Э.А. Эйдельберг. М.: Медицина, 1982. - 198 с.

41. Диланян, З.Х. Молочное дело / З.Х. Диланян. М.: Колос, 1979.368 с.

42. Диланян, З.Х. Сыроделие / З.Х. Диланян. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 280 с.

43. Дыклоп, В.К. Бактериальные процессы при посоле мяса: Обзорная информация. / В.К. Дыклоп. М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1959.- 21 с.

44. Жидков, М.А. Взаимосвязь сепарационных и термодинамических характеристик трехпоточных вихревых труб / М.А. Жидков, Г.А. Комарова, А.П. Гусев, P.M. Исхаков // Нефтегазовое оборудование. 2001. - № 5. - С. 811.

45. Здановская, В.Г Машины и оборудование для переработки молока в фермерских хозяйствах / В.Г. Здановская, H.A. Королева, Н.П. Мишуров. -М.: Информагротех, 1995. 208 с.

46. Золотин, Ю.П. Оборудование предприятий молочной промышленности / Ю.П. Золотин и др. М.: Агропромиздат, 1985. - 270 с.

47. Ибрагимов, А.И. Исследование статистических и динамических характеристик малых пастеризационно-охладительных установок для молока и оптимизация их: дис. . канд. техн. наук / А.И. Ибрагимов. Ленинград, 1973. -217 с.

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

49. Кавецкий, Г.А. Процессы и аппараты пищевых производств / Г.А. Кавецкий, A.B. Королев. М.: Агропромиздат, 1991. - 432 с.

50. Казимир, А.П. Эксплуатация электротермических установок в сельскохозяйственном производстве / А.П. Казимир, И.Е. Керпелева. М.: Россельхозиздат, 1984. - 208 с.

51. Калинина, В.И. Математическая статистика / В.И. Калинина, В.Ф. Панкин. М.: Высшая школа, 1998. - 336 с.

52. Карпычев, C.B. Разработка процесса мембранной очистки и регенерации рассола при посолке сыра: автореф. дис. . канд. техн. наук / C.B. Карпычев. М., 1986. - 20 с.

53. Киселев, П.Г. Гидравлика. Основы механики жидкости / П.Г. Киселев. М.: Энергия, 1980. 360 с.

54. Климовский, И.И. Биохимические и микробиологические основы производства сыра / И.И. Климовский. М.: Пищевая промышленность, 1966.- 207 с.

55. Климовский, И.И. Физико-химические процессы при посолке сыра в рассоле / И.И. Климовский // Труды ВНИИСП. М.: Пищепромиздат, 1955, С. 3-13.

56. Ковалев, Ю.Н. Установки для пастеризации молока / Ю.Н. Ковалев.- М.: Россельхозиздат, 1981. 80 с.

57. Кугенев, П.В. Молочное дело / П.В. Кугенев. М.: Колос, 1974.320 с.

58. Кузнецов, В.В. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. Т. 3. Сыры / В.В.Кузнецов, Г.Г. Шилер (Под общей ред. Г.Г. Шилера). СПб: ГИОРД, 2003. - 512 с.

59. Кук, Г.А. Пастеризация молока / Г.А. Кук. М.: Пищепромиздат, 1951.-239 с.

60. Кук, Г.А. Процессы и аппараты молочной промышленности. Том 1 / Г.А. Кук. М.: Пищепромиздат, 1955. - 472 с.

61. Курносов, Н.Е. Вихревой термогенератор решение проблемы теплоснабжения / Н.Е. Курносов, AB. Тарнонольский, В.М. Пичугин // Сантехника, отопление, кондиционирование. СОК - 2003. - № 1. - С. 52-54.

62. Курносов, Н.Е. Автономные системы горячего водоснабжения на основе вихревых термогенераторов / Н.Е. Курносов, A.B. Тарнопольский, И.А. Климов // Екатеринбург. Энергетика региона. 2003. - № 10. - С. 39-41.

63. Курочкин, A.A. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов перерабатывающих производств / A.A. Курочкин, В.М. Зимняков.- М,: Колос, 2006. 320 с.

64. Курочкин, A.A. Технологическое оборудование для переработки продукции животноводства / A.A. Курочкин, В.В. Ляшенко. М.: Колос, 2001.-440 с.

65. Кутателадзе, С.С. Справочник по теплопередаче / С.С. Кутателадзе, В.М. Боришанский. М.: Госэнергоиздат, 1959. - 395 с.

66. Ландау Л.Д. Теоретическая физика / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. -Т.6. Гидродинамика. М.: Наука, 1986. - 736 с.

67. Лойцянский, Л.Г. Механика жидкости и газа / Л.Г. Лойцянский. -М.: Наука, 2003. 840 с.

68. Лыков, A.B. Теория теплопроводности / A.B. Лыков. М.: Госиздат, технико-теоритической литературы, 1952. - 392 с.

69. Мансуров, А.П. Практикум по технохимическому контролю молока и молочных продуктов / А.П. Мансуров, Т.А. Баранова, О.Н. Стукачева, Е.А. Денисюк, H.A. Носова, И.А. Шишкина // Н.Новгород: НГСХА, 2008. 200 с.

70. Мартыновский, B.C. Исследование эффекта вихревого температурного разделения газов и паров / B.C. Мартыновский, В.П. Алексеев // Журнал теорет. физики. 1956. - Т. 26. - Вып. 10. - С. 2303 - 2315.

71. Машины, оборудование, приборы и средства автоматизации для переработки отраслей АПК. Ч. 1. - М.: Информагротехника, 1995. - 96 с.

72. Мельников, C.B. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / C.B. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин Л.: Колос, 1980. - 168 с.

73. Меркулов, А.П. Вихревой эффект и его применение в технике / А.П. Меркулов. М.: Машиностроение, 1969. - 184 с.

74. Методика экономической оценки сельскохозяйственной техники / Под ред. Н.С. Власова. М.: Колос, 1979. - 399 с.

75. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов / под ред. В.В. Косова // Электрон, журн. 2010. -19 окт. - Режим доступа http://www.ocenchik.ru/method/investments/1240.

76. Молоко, молочные продукты и консервы молочные. Государственные стандарты СССР. Изд. официальное. М.: Стандартгиз, 1975.- 512 с.

77. Молочное оборудование животноводческих ферм и комплексов. Справочник. М.: Россельхозиздат, 1987. — 367 с.

78. Мордвинова, В.А. Интенсивные технологии сыроделия это актуально / В.А. Мордвинова // Переработка молока. - 2010. - №2. - С. 24-25.

79. Мурусидзе, Д.Н. Технология производства продукции животноводства / Д.Н. Мурусидзе, В.Н. Легеза, Р.Ф. Филонова. М.: Колос,2005. 432 с.

80. Мянд, А.Э. Пастеризация молока с помощью инфракрасного излучения/ А.Э. Мянд, Д.В. Овдиенко, В.И. Магда, Е.И. Герцен, Б.П. Симонов // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. №4. - 1974.-С. 23-25.

81. Николаев, A.M. Технология сыра / A.M. Николаев, В.Ф. Малушко. -М.: Пищевая промышленность, 1977. 336 с.

82. Носова, И.А. Инактивация микрофлоры «отработанного» рассола после посолки сыра с применением кавитационного теплогенератора / Носова И.А., Денисюк Е.А. // Аграрная Россия. 2011. - №4 - С. 18-20.

83. Нурсте, Х.О. Исследование аэродинамики потока в закручивающих устройствах / Х.О. Нурсте, Ю.В. Иванов. Х.О. Луби // Теплоэнергетика. -1978. -№ 1.-С. 37-39.

84. Оболенский, Н.В. Практикум по теплотехнике. / Н.В. Оболенский, В.Л. Осокин. Княгинино: Нижегородский государственный инженерно-экономический институт, 2010. - 236 с.

85. Оболенский, Н.В. Практикум по процессам и аппаратам в переработке сельскохозяйственной продукции / Н.В. Оболенский, М.Б. Терехов, Е.А. Денисюк, Е.В. Зубова, И.А. Носова // Н.Новгород: НГСХА,2006. 168 с.

86. Оболенский, Н.В. Практикум по холодильному и вентиляционному оборудованию / Н.В. Оболенский, А.П. Журавлев, Е.А. Денисюк, Т.А. Баранова, A.B. Гордеев, И.А. Носова // М.: «КолосС», 2007. 287 с.

87. Ожгихина, H.H. Новые разработки ВНИИМС в области сыроделия и маслоделия / H.H. Ожгихина // Переработка молока. 2008. - №12. - С. 1012.

88. Остроумов, JI.A. Влияние основных технологических факторов на формирование клеющей консистенции в сыре Советский / JI.A. Остроумов, P.A. Бабушкина // Труды ВНИИМС. 1979. - С. 61-63.

89. Панфилов, В.А. Технологические линии пищевых производств / В.А. Панфилов, O.A. Уланов, М.: Пищевая промышленность, 1996. - 248 с.

90. Пат. 2045715 РФ, МПК6 F 25 В 29/00. Термогенератор и устройство для нагрева жидкостей / Потапов Ю.С. № 93021742/06; заявл. 26.04 93; опубл. 10.10.95, Бюл. № 28. - 5 с.

91. Пат. 2045910 РФ, МПК6 А 23 С 3/02, А 23 L 3/16. Устройство для термообработки жидких пищевых продуктов / А.Ю. Кринский, А.Н. Буторин, В.И. Егоров, В.В. Левицкий. № 94022915/13; заявл. 30.06.94; опубл. 20.10.95, Бюл. №29.

92. Пат. 2161289 РФ, МПК7 F 24 Н 3/02, F 24 J 3/00. Теплогенератор / В.П. Котельников. № 2000115235/06; заявл. 15.06.2000; опубл. 27.12.2000, Бюл. № 36 - 3 с.

93. Пат. 2171434 РФ, МПК7 F 24 D 3/02, F 25 В 29/00. Способ нагрева жидкости / В.М. Еськов-Сосковец, М. В. Еськов-Сосковец, В.В. Шкирятов и др.. № 2000103640/06; заявл. 16.02.2000; опубл. 27.07.2001, Бюл. №21.-5 с.

94. Пат. 2177591 РФ, МПК6 F 25 В 29/00. Термогенератор / Н.Е. Курносов. № 2000130684/06; заявл. 08.12.2000; опубл. 27.12.2001, Бюл. № 36,-9 с.

95. Пат. 2190162 РФ, МПК7 F 24 D 3/02. Термогенерирующая установка / Н.Е. Курносов, В.М. Пичугин, В.И. Кузнецов, С.Н. Курносов. № 2001112203/06; заявл. 03.05.2001; опубл. 27.09.2002, Бюл. № 27. - 4 с.

96. Пат. 2201561 РФ, МПК7 F 24 J 3/00. Теплогенератор кавитационного типа / JI.H. Бритвин. № 99110396/06; заявл. 19.05.1999; опубл. 27.03.2003, Бюл. №9.-4 с.

97. Пат. 2204770 РФ, МПК7 F 25 В 9/02, 29/00. Теплогенератор Горлова / В.А. Горлов. № 2001105711/06; заявл. 28.02.2001; опубл. 20.05.2003, Бюл. № 17.-3 с.

98. Пат. 73165 РФ, МПК А23С 3/02. Установка пастеризационно-охладительная для тепловой обработки жидких пищевых продуктов / Е.А. Денисюк, Е.Г. Иванов, И.А. Носова, И.В. Салоид. № 2007136699/22; заявл. 03.10.2007; опубл. 20.05.2008, Бюл. №14.

99. Пат. № 107022 РФ, МПК A01J 25/00. Устройство приготовления и регенерации рассола для посолки сыра / И.А. Носова, Е.А. Денисюк, Е.И. Кистанов. -№ 2011112889/10; заявл. 04.04.2011; опубл. 10.08.2011 Бюл. №22.

100. Петров, В.И. Кавитация в высокооборотных лопастных насосах / В.И. Петров, В.Ф: Чебаевский. М.: Машиностроение, 1982. - 192 с.

101. Пиралишвили, Ш.А. Вихревой эффект. Эксперимент, теория, технические решения / Ш.А. Пиралишвили, В.М. Поляев, М.Н. Сергеев // Под ред. А.И. Леонтьева. М.: УНПЦ «Энергомаш», 2000. - 412 с.

102. Пирсол, И. Кавитация / И. Пирсол // Пер. с англ. Ю.Ф: Журавлева. М.: Мир, 1975.-96 с.

103. Полежаев, В.И. Математическое моделирование тепломассообмена на основе уравнений Навье-Стокса / В.И. Полежаев, A.B. Бунэ, H.A. Верезуб и др. М.: Наука, 1987. - 272 с.

104. Полищук, П.К. Микробиология молока / П.К. Полищук, З.С. Дербинова, H.H. Казанцева. М.: Пищевая промышленность, 1978. - 239 с.

105. Потапов, Ю. С. Вихревая энергетика и холодный ядерный синтез с позиций теории движения / Ю.С. Потапов, Л.П. Фоминский. Кишинев -Черкассы: Изд-во «ОКО-Плюс», 2000. - 333 с.

106. Протодьяконов, М.М. Методика рационального планирования эксперимента/ М.М. Протодьяконов, Р.И. Тедер. М.: Наука, 1970. - 76 с.

107. Пустыльник, Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений / Е.И. Пустыльник. М.: Наука, 1968. - 288 с.

108. Раманаускас, Р.И. Влияние кислотности на взаимодействие между сырной массой и рассолом / Р.И. Раманаускас // Межвузовская конференция по молочному делу. Тезисы докладов. Ереван: 1971. - С. 279-283.

109. Раманаускас, Р.И. Роль поваренной соли в формировании консистенции сыра / Р.И. Раманаускас // Труды Литовского филиала ВНИИМС. Вильнюс; 1969.-С. 131-142.

110. Рахмаггуллин, Х.А. Газовая динамика / Х.А. Рахмаггуллин и др. -М.: Высшая школа, 1965. 723с.

111. Резник, Н.Е. Гидродинамическая кавитация и использование ее разрушающего действия / Н.Е. Резник // Теоретические и экспериментальные исследования аппаратов для обработки молока на фермах. М., 1969. Вып. 59.-С. 144-162.

112. Резник, Н.Е. Процесс воздействия звуковых и ультразвуковых колебаний в жидкости на микробиологические объекты / Н.Е. Резник // Теоретические и экспериментальные исследования аппаратов для обработки молока на фермах. М., 1969. Вып. 59-С. 91-119.

113. Родионов, Г.В. Технология производства и переработки животноводческой продукции / Г.В. Родионов, Л.П. Табакова, Г.П. Табаков. -М.: Колос, 2005.-512 с.

114. Рыжов, C.B. Комплекты оборудования для животноводства / C.B. Рыжов // Справочник. М.: Агропромиздат, 1986. - 352 с.

115. Сванидзе, Т.О. Разработка и исследование электрифицированного пастеризатора для термической обработки молока на фермах с малым поголовьем: дис. . канд. техн. наук / Т.О. Сванидзе. Тбилиси, 1982. -164 с.

116. Свириденко, А.К. Технологическое оборудование для переработки молока и молочных продуктов / А.К. Свириденко, А.Н. Березин. Саратов: Саратовская с.-х. академия. 1996. - 338 с.

117. Свириденко, Г.М. Может ли быть рассол источником обсеменения продуктов опасными микроорганизмами? / Молочная промышленность. -2008. №9.-С. 23.

118. Сидняев, Н.И. Теория планирования эксперимента и анализ статистических данных: учебное пособие / Н.И. Сидняев. М.: Издательство Юрайт; ИД Юрайт, 2011. - 399 с.

119. Сковородко, П.А. Моделирование течения в вихревой трубке Ранка-Хилша / П.А. Сковородко // Научные итоги 98. - Новосибирск, 1999. -С. 11-12.

120. Соминич, Н.Г. Механизация животноводческих ферм / Н.Г. Соминич. M.-JI.: Госсельхозиздат, 1957. - 544 с.

121. Справочник по механизации животноводства. Л.: Колос, 1983.336 с.

122. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. -М.: Машиностроение, 1972. 720 с.

123. Сурков, В. Д. Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности / В.Д. Сурков, H.H. Липатов, Ю.П. Золотин. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 432 с.

124. Суслов, А.Д. Вихревые аппараты / А.Д. Суслов и др. М.: Машиностроение, 1985. - 256 с.

125. Тарнопольский, A.B. Исследование процессов тепло- и массопереноса в двухфазных жидкостно-газовых вихревых потоках / A.B. Тарнопольский // Вестник ИжГТУ: период, науч.-теор. журнал ИжГТУ. -2006.-№2.-С. 9-12.

126. Теоретические и экспериментальные исследования аппаратов для обработки молока на фермах. Сб. статей. М.: ВИСХОМ, 1969. - 164 с.

127. Теория турбулентных струй / Под. ред. Т.Н. Абрамовича. М.: Наука, 1984.-293 с.

128. Технология сыра: Справочник / Г.А. Белова, И.П. Вузов, К.Д. Буткус и др.: под общ. ред. Г.Г. Шилера. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 312 с.

129. Тешев, A.M. Исследование пластинчатых теплообменников с целью механизации тепловой обработки молока на фермах и комплексах колхозов и совхозов: дис. канд. техн. наук / A.M. Тешев. М.: 1976. - 173 с.

130. Тихий, В.А. Использование в сельскохозяйственном производстве аэродинамических теплогенераторов / В.А. Тихий, A.A. Буланцов // Механизация в животноводстве. № 4. - 1988. - С. 27.

131. Федоткин, И.М. Кавитация. Кавитационная техника и технология, их использование в промышленности. В 2ч.: ч. II / И.М. Федоткин, И.С. Гулый. Киев: Изд-во АО «ОКО», 2000. - 898 с.

132. Фешенко, В.И. Разработка и исследование полупроводниковых пленочных электронагревателей для поточной пастеризации молока: дис. . канд. техн. наук / В.И. Фешенко. Минск, 1981. - 149 с.

133. Фисенко, В.В. Критические двухфазные потоки / В.В. Фисенко. -М.: Атомиздат, 1978. 298 с.

134. Фисенко, B.B. Некоторые свойства термодинамики двухфазного потока и их использование в аппаратах «Фисоник» / В.В. Фисенко // Промышленная энергетика 2001. - № 12. - С. 36-41.

135. Фридман, В.М. Ультразвуковая химическая аппаратура / В.М. Фридман. М.: Машиностроение, 1967. - 210 с.

136. Халатов, А.А Теория и практика закрученных потоков / A.A. Халатов. Киев: Наук, думка, 1989. - 192 с.

137. Хасиев, Т.М. Исследование процесса пастеризации молока и его механизации в условиях животноводческих ферм колхозов и совхозов: дис. . канд. техн. наук / Т.М. Хасиев. -М.: 1963.- 173 с.

138. Цой, Ю.А. Молочные линии животноводческих ферм и комплексов / Ю.А. Цой. М.: Колос, 1982. - 221 с.

139. Чжен, П. Отрывные течения. T.I / П. Чжен. М. Мир, 1972. - 300 с.

140. Шалыгина, A.M. Общая технология молока и молочных продуктов / A.M. Шалыгина, JI.B. Калинина. М.: Колос, 2004. - 199 с.

141. Шахин, В.М. Проверка некоторых моделей неустановившегося турбулентного течения в трубе / В.М. Шахин // Динамика сплошных сред. -Новосибирск, 1976. Вып. 27. - С. 152-158.

142. Шенк, X. Теория инженерного эксперимента / X. Шенк. М.: Мир,1972.-381 с.

143. Шиголев, Б.М. Матеметическая обработка наблюдений / Б.М. Шиголев. М.: Физматгиз, 1960. - 344 с.

144. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя / Г. Шлихтинг. М.: Наука, 1974.-711 с.

145. Электронагревательные установки в сельскохозяйственном производстве / Под общ. ред. Расстигина В.Н. М.: Агропромиздат, 1985. -304 с.

146. Юдаев, Б.Н. Теплопередача / Б.Н. Юдаев. М.: Высшая школа,1973. 369 с.

147. Balmer R. Т. J, Fluids Eng. 110 161.1988.

148. Brunton, LH. The Deformation of Solids by Cavitation and Drop Impingement. Неустановившееся течение воды с большими скоростями. Тр. Международного симпозиума. М.: «Наука», Ленинград. -1973.

149. Fottinger, Н. Uber einige Forschungsarbeiten aus dem Gebiete der Stromungslehre und ihere Anwendungen. Jahrbuch der Schiffbautechnischen Gesellschaft, 1938, №39.

150. Hamson, M. Experimental study of single bubble cavitation noise, J. Acoust. Soc. Amer., 24, P776, 1952.

151. Hilsh, R. Die Expansion von Gasen in Zentrifugalfeldes als Kalte proves// Z. Natroforsch., 1946. #1. S.208-214.

152. Jim Frederick, Daniel Armstead, Steve Lien, Wolfgang Schmidl, Bijan Kazem. Economic Benefits of Utilizing Controlled Cavitation Technology for Black Liquor Oxidation and Heating. TAPPI Journal, January, 2002.

153. Kielwern, D. Milchqualitat international Zahlung die Reinvahl 1983, №8, s. R6-R7, 1133.

154. Kratochvil, L. Produkce prednostniho mlekawe svele prumysl potravin /L. Kratochvil, B.M. Merg. Mlekarska listy, 1980. - v. Q, № 4, s. 446, 78-447, 79.

155. On farm pastorisen for less that 8000 Tarnus Weekly, 1984, v. 101, № 12, p. 18. n 30054.

156. Robe, K. Umprave flourord of pasteriged products, food process. Packaging, 37, pp. 84-86, March, 1966.

157. Terentiev, A. The Hidrodynamics of Cavitating Flow, Backbone Publishing Company, P599, 2011.

158. Yang, H.X. Electric pasteurization of wine / H.X. Yang, J.H. Wiegand / Truit Pood J. Am. Food M. 26, 1947.

159. ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ1. ФГУ «Нижегородский ЦСМ»1. АТТЕСТАТ №5147/1600-10

160. Дата выдачи 17 декабря 2010 г.

161. Периодичность аттестации 1 раз в год.

162. Аттестат выдан отделом испытаний продукции ФГУ «Нижегородский ЦСМ»

163. Начальник отдела испытаний продукции ФГУ «Нижегородский ЦСМ»м- о». '"Ч? —г?1. Решетникк " -"г .v

164. ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ПЛЕМЕННОЙ ЗАВОД «БОЛЬШЕМУРАШКИНСКИЙ»

165. Б-Мурашкйнский район, Нижегородской области, пос. Советский

166. Применение данной установки позволяет сократить объем сточных вод за счет регенерациц, отработанного рассола, в результате чего годовая экономия средствсоставляет около 80 тысяч рублей.

167. Г|н. директор- , ; (/ А. Ф. Ломаченкопкбухгалтер , ¿> 1 Г. И. ЯблоковаС

168. РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

169. Утверждаю» Генеральный директор г0АО, «Княгининскоехое молоко»1. В.П. Волковвнедрения результатов исследования установки приготовления и регенерации рассола для поселки сыра

170. Применение кавитационного теплогенератора позволило снизить затраты на пастеризацию рассола при его приготовлении и регенерации на 37 %. В результате годовая экономия средств составила 70,4 тысяч рублей.1. Дирекюр по Главный б'

171. С.В. Замашкин М.Т. Волкова