автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОВОЗ ОБРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ С АНОМАЛЬНО-ВЯЗКИМИ СВОЙСТВАМ В АППАРАТАХ С ОЧИЩАЕМОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

fi-ЗГЇЗЗ

лпкптаеский орлша тршеого красного знамени техноіошчбснид 1шстш7т холодеиноз ероє4е2енносш

ННШШЗ Zos Константинович

7Щ 621.565,7«94 : £41; 53

эаюншешостн процессов тшкобоя обработки пгсзвих пр0дгкг03 с айошшо-шзши сзоясшде в аппаратах с офгшюя ошшвосш)

Для служебного пользования Экз. s 083. На правах рухопжсж

. Сйвцвальвость*. 05.18.12 - npcqaocu ж аппарата писвюд

производств

ИА-'Уг-—

автореферат

диссертации на сояокаыяв ученой степэнш доктора технических наук

Хешшград - 1985

Работа выполнена в Ленинградском ордена Трудового Красного Знамени тешодогпчэском института холодильной промышленности.

Официальные оппоненты:

заслуженный деятель науки н техники РОФСР, . доктор технических наук, профессор ГуЯго Э.И., доктор технических наук, профессор Бражников А.П., доктор технических наук, црофеосор Ыачихнн С.А,

Ведущее предприятие - Всесоюзный научно-исследовательский институт ххров

Займа диссертадвд состоится "/ -1985 года

в / У часов на заседании специализированного совета Д 063.^.02 при Ленинградской ордена Трудового Красного Знамени т" . чооком госттуте холодильной прошшденпости в ауд.2<.. (191002* Ленинград, Ломоносова, 9, ЛШШ).

'ТЧ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке *

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, завере чатью, прооьйа присылать по вышеуказанному адрооу на пого секретаря спедиализированного совета.

Автореферат разослан " 1985

года.

Ученый секретарь специализированного

совета __• // Стегалхчев Ю.

--*

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИК! РАБОТЫ

Актуальность щюгілемц. В программной документе "Основные направлен*™ экономического и социального развитая СССР на 1931-1935 годі и на период до 1990 года", утвержденном на ХШ съезде КПСС» бользое значение придается всемерной оконоиии всех пиков ресурсов, интенсификации производственных провессов V создании высокопроизводительного оборудования. В соответствии в роїмнпяка ХХУІ съезда ШСС, шйским (1902 г.) Пленумом ЦК КООС одобропа Продовольства иная программа СССР на период до 1990 года*

Болыпое шрсдективясю зш1єв2є для различных отраслиЯ пиковой прошаленности имеет интенсификация тосяоешс прошссов с соль» экономии энергия я повкаеввя качества продукции.

В перечне продуктов тетания весьма значительное место занимают вязкие продукти, обдадагеше аноиально-влзгаслі свойствами. Тепловая обработка таких продуктов, как правило, продолхитель-на, энергоемка, нередко сопровождается образованном эастывээго слоя и пришра на топяообменноИ поверхности. Последнее обстоятельство отрицательно сказывается на качестве продукции» водот к увеличению потерь, спгаонив пропзводліольпости оборудования.

Наиболее афективна обработка пвдевшс продуктов с ономаль-но-вяэкяма 'свойствами в пот опии аппаратах с очгсзаоыоЗ повецх-ііостью теплообшзка {ПАОПТ), Анализ работ, посвязжяих изучешго процессов тепловой обработки вязках продуктов в ПАШТ, покази-ваот, что отсутствуот обобзошшо исследования, в пиакшхсл публикацдяк сведения по рассьатриваомой проблема ноподш, нередко противоречили. В связи с отмочешшм, изучение закономерностей тепловых процессов при обработке низових продуктов с алсшльво-пязклмл свойствами в поточних аппаратах с очгсцаомоа поверхностью на базе содадексных исследований - по тешообшну, расходу®моЗ энергии, реологическим и топло^пэпческии характеристиками влзкхх .продуктов являоїся актуально! народнохозяйственной задачей. Реализация полученных результатов позволит суэдствогаю сократить длительность тепловых процессов, рвныить удельные расходы теплоты, холода и электроэнергии, предупредить пли свести до шии-муыа образованно пригара пли заетывзого слоя, повысить качество продукция, ушньгзггь маталлоомкость оборудования.

Все выей изложенное подтверждает целесообразность проведения настоящих исследований, выполненных в соответствии о программой

ЦНБ МСХА

•Продовольствие • Минвуза POÍCP, по планам ааучно-*сс«едователь-охкх ж оццтао-коиотрукторс гасс работ Ленинградского технологического института холодшшша прошшлеїтостя, Одесского СКТБ продовольства каого иазшносгроенил, ШЮ Ленмясоиолиаа н Объвяв-веная продовольственного машиностроения Леипродаїая.

Цель в аадата работы - рсгение научной пройдеш шггопсаїака-юп процессов тепловой обработка пицаид продуктов о алсыадьио-вязниын свойствами в поточних шшаратаї о очищаемой поверхности) теплообмена, в іш мой основа - существенное сократило дгитодшоотя процессов, уасіїшсіша уделышг расходов теплоіи, холода, одектротаоргад, сокрсдопде металлоемкости оборудования, что тюет важное народнохозяйственное авачеяие.

Qpta рсзеїщи а тих задач робота выполнялась в сдедуязи взаимосвязанных направлениях^

1. Вштлошіо основних закономерностей теплообиапа opa обработке е2д0шх ЩЮДуГГОВ С аНОМаШЮ-ВДЗКИМЯ СВОЗСТВОІШ В ПОТОЧНИХ

«апаратах с очх^зоиоі поверхности (ПАОПТ), опредодяшдс шя-няв кдпсиатэтоскгх, копструкташшх н гоадзтрлчоских пдрсиотров аппарата. роологгчосгах п топдо^язячоседх свойств обрабатившз-иого продукта, па теплоотдачу при различите режшах ого дсяо-нея в процессах нагрева и оїдакдоїшя.

2. Ксазодосанхе гвдродошшчосках процессов прз обработко продуктов с ашжолыю-пязгаза свойствами в ПАОПТ с цеди> о продола-пая дутеї снехшшя расхода шюрггш на сареиегиввняа при в зо те р-мачоимм в всвзотарьыческои точошш, для ламинарного, переход-пого и турбулоитиого режимов,

3. Шявлеине осиоишх оакоиоыориоотей вязкостных свойств хиро-содорллэд: продуктов, шиодягзася в раэлжчшгх агрегатша состояниях.

4. Соэдшио нових знерго- в штадлосберегавдях, високо аров зводв-тедишх аппаратов для таїкогюй обработки шеувиг продуктов о аноиалию-влэюшн свойствами оа основе использования получои-ных закономерностей.

Натиая коппзна. в соответствии о поставленной целью в работе вперше решены следупцие задачи.

I. Установлены обеде закономерности теплообмена при обработке шпцевше продуктов о аяомадьно-вязкинн свойствами без изменения в о «вменением агрегатного состояния в поточных аппаратах с очищаемой поверхности). На основании указанных зависимостей речена вопроси интенсификации теплообмена в различных технологи-

• ' -ч *

песках процессах евдэвой прошшевности. Шлохнепы ana-tamecrae рсвоїші задач по теахообиецу па осново взаимосвязи исхлі тешо-отдачвй, параметром» аппаратов в тенкоїазгчесіааа соЗствша обрабатываемых продуктов.

2. Разрайэтана математическая иодвль расхода aaeprzs па порви в-екпааие вязких продуктов в ПАОПТ. Дана количественная хдрахторд-стека плшшия своЗств обрабатываемых продуктов» кодструхтиЕнщ особенностей аппаратов, гооиетрочеешх и юшсматячаскях параметров очд^аще-дэремедтаиетх устройств на расход эвергхх в процессах сореыесивгшжя.

3. Выполнены решения задач, связанных в расчетом градиента скорости в поточных аппаратах с очиг,аешИ поверхности) теояоэбыеоа позволяла получить зависимости ДДя о продало 1ШЯ оЗДсктшлюї вязкости аномальво-вязклх продуктов, обрабатцваемнх в ПАОПТ.

4. Поии/чеиы температурно-кпвярзантше скоро епшэ icpajrropEo такж в тоасратурицо завгсюїосга о$фехтітііо8 вязкости п касаталшого напряютш для квхдсЯ вэ хссдадусмых група ішсшліио-вязох папо шд продуктов с однородная ^озкко-хишпоспза свойствами. Проддохеїш обобщенная температурная зависсуость влзхостя в тсм~ пврйтурпо-шшараантная характорзстнка, прлаешзшо для нескольких групп ждросодорхадах продуктов, находісиссл в разлзчшас огрегат-ішх состолппях. Прчдлохсцц зашсішостя дея расчета їсплоїязїгшс-kzx харахторастпк вязких шкцошл продуктов.

5. IIa основе содучешшх урасиогшИ, ошсисахсдх тепловые и тадро-дзшомпческло врспоссы в ПАОПТ получена зависимость дяя опродеде-юя оптвмалшоЛ частоти враження очс^ш^веремсяаваюсзх уст», росств, обссдочгвагссЯ шесешлшД топлосген в учотои гссиетри-чосых параметров аппаратов, тецзоїпззгчаскнх харахіора^тлк продуктов В ИХ рСХЮЙОВ ЛШШІШШ.

6. Ло результатам работы еоадаїш повно эзорго- и ыотагтасборе-гагево, шкокопроззводятольнне спаарати д=л тепловой обработка шаашсс проектов с оноюлыю-влзта своЗстссиа.

Прпхтдчвскяя тонкость и рогуптэпгт т^аулі.тптоп т-*Шотн в птд— мдлетіостк и ггрооктятювагост. Результати рабо ти вспзльзоваїш пря создании npowEseumoc ахшратоэ. Ноодзиа технических рсзсішй зо-сг-эдна II-d авторскими с видетельствами ж одпим полохитолілш ро-ceiffiou ГоскскизобретенкЙ СССР. В раз$пюзс отраслях схае&оЗ про-штсгаїости, а также на предцрллтшп Министерства плодоовопого хозяйства к па Добряках норогепого [¿шастерства торгопгж внедрено еде находятся в стодхи производственных испнтшга! слодумио оборудовании.

В МЯСНОЙ аром II плен]! ости- охладитель животных жиров карки ДБ-ІОП (п. с. № Ый-117), серсйио иэго-

б

тоаіявшв о 1963 г. шаиностро игольным заводом "ЛенпродиАа". Годовой ОКОНОМаЧОСКИЯ і>;£ект от вопользовошія облого охлддвтодя составляет 5500 руб. jí 1984 г. взготоплеио 35 аппаратов ДЗ-ІОТ. По пишу 1985 г. будот наготовлено 90 таких охладителей, в той 41 ело lio сколько аппаратов s экспортной всполнешш.

В консервной и плодоовощной промишдопностя - теолообшишхА аппарат юрки АЭ-ИЗД для стерилшшая тошпшх каст и других вязких шаовше продуктов {o.a. » 500953). СорхПяое еэготоплошю аппарата осу^оствлоцо на Ткраспатьскои завою лгтоШшх наш bu.C.U*Khpob.". Годовой seo-номачосхий »¡tforcr от еспользопшщл одного аппарата состаахпот 47390 руб. В 1982 т. вэготовлоно 10 аппаратов шрхд АЭ-НЗД.

В молочной промиалопнооти - oxsa-двтодь тпродавного дойетвая марка Я2-0ХГ дяя охаа.тдоная штаті в других влэкпх молочних продуктов» s процоссо тепловоз обработка Еоторих иеобходшэ ткскшдъио сохранять структуру продукта. Оишдотоль загадок а. о. Ä III2SGI о гріхом "Но подложит оауб-дкожипш в открытой почата". Гарактироваїиша отіоштскай оф-

от вдодреная 10 олладггелой I0S,S тао.руб. в год.

В маело-жвровоа проыиплоппости-скробковнЯ аппарат для охллждоцдя эмульсий кузшшрша жиров. Ап-озрат зшзрвн а.з. * 2935401 я вазешпашаш роооавоц Госком-Езобротонза СССР о видачо авторского свидотольства. Цзтордал a. s. * 2905401 по подл ожег оауйяшмваяад в откритой почата* Аппарат просол ПрОЕЗ ВОДСТВОГОШО БСПЦТШГШІ ш Да нызел охпркоиЗ тіато.

IIa ф а б р в к о порохового Лопіло-д о к омбанйта:

а) поточная лшшя дхя охлаждэнля сшсей порохового. Освошшм оборудованном лшша являться поточнкэ аппараты о отсаомод поверхности) топзообиэпа (а.с. X 575001). Дюшя нроага прояэподст-вишшо асштшшя. ГараптяровгшшЯ эконошчосклЯ »¿фок? 154 тшз. руб. в ros;

б) иодэрнгзаровашшй $рдэор парко OÍI1 дїя їризоровшші сшсей моренного, иодернвэироваяо И Здвверов. ГарантлрованшШ вко-вомячесяий »йокт 108,6 тис Pitt, в год.

На фабрике оо переработке плодов ж '.ягод (гДокшофад)- поточный аппарат скребкового тшш дія отпадания повидла и фруктовых начнвоя. Аппарат прошел производственные испытания. Гарантированный эко-вошческнй эффект 115 тыо.руб. в год.

/

СуиаарпнО годовой зконоіппгаскаЯ эффект от внадреіпиі роэудь-татов pad отії в пропзподстоо состапллет G70 тис.руб. в гад. В пос-лодутего года, в свгап о уволичотши числа одшіпд изготовляемого оборудования и сорайиого дроаэсодства ряда других аппаратов, о копо» тчоскпй »Хекг составит 1,3 - 1,6 илн.руб.

Результата работ по тош диссертации вралодтгея в справочника 'Структурі іо-+еіаішчоскяо характеристики ше»шіх продуктов", в ыопогра;илх A.B.Горбатова "Реология «ясных я модочішх продуктов"* А.и.І&ісяо.а "Аппарат дал ториообрагіоткл шеоюэвлэкях жпдкостоВ", в учобнои пособия А.Ы.Изслом, В. А.Березко " Структури о-иехатгк>-ские свойства мозочлих продуктов", а татао отражены в трех ыопог-ра{аях п учебном пособвн автора, Согласно запросам паучио-вссяе-дсплтольскяг институтов пкевой сроатоіогоіостн Вонграя, Югосда-вид, Епшта, Гасцпп, ДоиюшэтпскоИ роспублсЕЯ в ІІшщя шторвади pad от, опуйлвковашше в откритоД со татя, отпромош в указ аташе строки.

^ттчу^пт^ parfopt, Основіше результата работа доложопц n od— суждеіоі па оледурстд конгрессах, селаозпуиах, ко№і«рнштяг, коллоквиумах, научішг сокцдях в сошзіарах; XXI І'сждународпон jwnr-россо по молодому долу (II., 1982); ХШ я 2Ш" ЕвропеЕсяпг копг^ россах паутлих работников млспоЗ продаадшшоетл (U., 11777; Кудід»-бох - СРГ, 1078); II, X н Ш Всосстаїшх скшоэиумах по роолопш (Ярославль, 1076; Поркь, 1978; Волгоград» 1304); Всесоюзних нпуч-ішх о паучпо-техшіческих коіі1«роіазшх: "Вопроси тоораи о практаки стерилпзащш я састорсзашш консервов" (Одесса, 1375); "Элоктро-$пэичаскио иэтоди обработка шло них продуктов" (Вороиох, 1377); "Пошігоішо »Ксктеености процессов я оборудования холо-идльпой я щжотогшоа техники" (Л, ,1901); "Теоротпчесгаїо и пракмпоскао аспекти пргмэношш штодов шеопориоЯ ^ззако-гшдпоскоП МОХОЛИКЯ с ЦОЛЬП ССТСрЮВСТВОВаїІШІ П ЕІГГЄНСИЇЯКЩШ1 ТОХВОЛОГИЧОСКШС продао -сов шецовлх производств" (11., 1982); " ЕВДрЄКТІИШОСТЬ безотходной .тохпалопш в паї очно Я п^ислопностп" (Ставрополь, 1903); "Пути соворгспстЕоааяся технологически! процессов в оборудования для провзводстаа, храиотш я транедортпровкя продуктов питашш" (Ы., 1984); па росзублпканскоЗ ваучпоВ гои^рокшш "Повыпгспва эйок-тяпности процессов в оборудовался холодят ьпо її а шло во Я проиезлон. ноств" (Л,, 1974); па коллоквиум» "Процессы п аппарат» молотой проиЕіяоішоста" (Ii., 1977, IS78); па сокцпл научного Совета по проблема "Интенсификация блошатчосклх п iJramocKw: ггроцзссов производства, вовииоігея сгповоП поллепоішости продуктов патгшпя"

ГШ1 СССР по науга и техника {Ц., 1973, 1976); на свхцли "Лнтеы-св^пкошш и шяоматкэаЕйя тозшологачоских процессов обработки пя-вв виг продуктов" Научного Совета по проблема "Проязводство пезэ-вих продуктов п рационализация питания шсадопш СССР" ГКСЦ СССР по наука в тохпдко {[¿огягев, 1981); па обцосстшш ссюиаро "Тоо-рхл к практика пршмсякя злоктро^язическцх иотодов в пгзовдх отраслях проислошюстн" (Ц. ,1078) ; па сдогодщд научпо-тсхнйче о кцх конференциях Ш (1970 - 1083 гг.).

ПтгУщгчрц. Содортляо раЗоги освежено в 65 публикациях, в чнсхо которых одно учобпоо посошке, 3 монография II авторских свидетельств л I положительное резонно Госкоша обретений СССР. Напасало 8 научпшс отчетов.

^Зуц ц утдуге^тт стссдргаиия. Диссертация состоит вэ введения, & ггав, эаключекяя, Содораят 251 страницу основного наши о— паевого текста, I таблицу, СБ расуиков и приложения - отдолькпП той. Слисок использованной лптературы включает 351 шшюновашго робот оточветвешшх а эорубехшх авторов.

СОЯКЖЕ РАБ0Т11

Работа состоят из следуюсда: трех взашосшоашшх разделов.

1. Реологические я ,тепло;зЕЗичосквв характеристики япзд&их продуктов с аяоиал,во-вязгажа свойствами

2.' Теория а расчет гддродилампчеекде процессов пра обработке вязких пкцавщ продуктов в поточных аппаратах с очлдаеыой поьорх— посты» теплообмена.

3. Заксношрвости процессов тепловой обработка вязких пя-кевих продуктов в ПАООТ^'

I; РШОПГШСИШ И ТШЮЯЗИЧВСКИБ ХАРАКГЕШЛШК ШВДЕБЫХ шюдтав с АНаГШЬКО-ВЯЗКИЗД ООЛСШШ

Значительная часть адросодержадат ж ряда .Еругнх вязких продуктов, реологические исследования которых выполнены автором, относятся к продуктам мясной, молочной, ыасло-аировой я другяы от-раошш пнщевов промшмеквовтя* Среди основных реологических

свойств: пластичности, вязкости, прочности, упругости и других, наиболее существенное влияние ш тепловые и гидромеханические процессы при обработке шдовых продуктов оказывает вязкостью

В рМото приведены дшпшо вязкости и касательных напряжениях тех продуктов, сводоіі2л о которых частично или подлость» отсутствует. Исследовали реологические характеристики смесей мороженого, маргаринов, кудююрішх жиров, плавленных сыров, мясного студии, животного хцра, фруктовых подварок, повидла и других вязких продуктові

При проведения исследований впорвио метод Вохкамса Лопдоли и 5ерри п метса А.Ц.Ыаслова распространен на обобщение результатов опытов до эЗДективпоА вязкости продуктов, находящихся в различных разовых состояниях, в том число застывсшх. Это позволило подучеть обобг;ошшо тешоратурно-шшарпаплшо характеристики я о дише тоиаоратурішо завиепшети для групп продуктов в однородными ^езико-хкмичоскесі свойствами. Наряду о отмочошшм метод, использованный при обработке дашшх но эффективной вязкости, распространен на оборонно дашшх со касательным напряжения»; 1}>а*ичосглл обработка данных маргаринов *Слнаочного", "Молочного", "Особого", "Славянского" в "Эра" в виде ¿ависвдостоа бсэраздар-ной вязкости от градиента скорости (у ) показала, что экспериментальные данные о всчх маргаринах удовлотворстольпо разшгают-ся вдоль одной линии для всех всслодовошшх значеная тегаоратур; Аналогичное разшцепво зкензртнеалышх точок па графике вдоль одной линии емоот ьюсто при обработке туягтдгг о виде зависимости боэразморного касательного напряжения от ^г • Это позволяет сделать вывод, что для порочислешшх маргаринов кмоотиі об об донная томпоратурпо-шшаряаптная характеристика вязкости и обоб^огашл токаоратурпо-отариантная характеристика касательного напряжения. Обобденг7 результатов исследовшісЗ юргоршіов но элективной вязкости и касательному галряхолшэ в воде зависимости томзоратуршіх .коз^ишпгтев вязкости и касательного напряжения от температури показало, что осипше дшпшо по псо названным маргарином удовлетворит о-^ьно распределяются одаль олюЯ лотпл. Следовательно, для всох исследовошшх ькргарснов пюотся единая токг эратурная зависимость вязкости п касательного напрленья, Для обобщенных тсыпературпо-кнвариазтшх характеристик и единое температурных эпипсгслостой офїскхішіой вязкости в касательного напряжения прод-лодсіш ^ор-улк. Обработка экснсркишгалышх даіпінх осуществлялась на 5В!Л мотодом какшньзис квадратов. На основании предют.онклх

формул а случены следующие единые расчетные зависимости для определения офїектавноА вязкости ( Ц ) в касагсдіного напряжения ( Т > исследованных маргаринов в интервале температур

где Гу - температура приведения, определена штодои последовательных прпбдкжеаай и ровна 203 К; Щ-Иц, - масггайная вязкость ера Г<5» ; у- - градиент скорости; Тл п, - шо-птабноэ касательное напряженно при Та? . Г'Чіу

В роботе щшюдлтся значения 7/-"у & Тр-Му дал ассдодованша жпросодоржаидас' продуктов,

Вря оиэюгичной обработка опітшх. данных других група жв~ росодорхазих продуктов с одюродщыа свойствами — сшсей мороженого (восемь надшновакгй), кулинарных аиров (четыре валыено-гаоя), вкавлеїшх сиров (оостнадкать ваэдшовониЯ) установлено, что дм казсдоЯ группы продуктов аювтся свои обобщенные томаора-турно-штархаитные характеристики п едюшо тешературіша зависимости вязкости я касательного излряжешуі. Дія всех обобщенных тсгаературпо-штарЕантгод характеристик в адшшх температурных зависимостей вязкости предютоны фориули, на основании которых полутени расчетные завксгдастя для епределоїші эффективной вязкости и касательного напряжения Есследовашшх продуктов.' Нпо приводятся расчетные зависимости для некоторых груш жиросодор-

жавргг продуктов.

Смеси порохового: молочного» мол очно-ео колодного, слявочного,Іфеи-брсле, пломбиров - кофейного, креи-брше, земляничного и сливочного.1

<па'1"2{т~т'*) т

ІВЇЄ Пі.я»«./ -„„. ..

--1С-С-ИЮ-ЪМбЬ/), ( 3 )

4 т. Т

Т-1Ме т арЫ8*0.МЫг). (4)

Зависимости' (3) я (4) получены ври 7» - 343 К и -65 < 7"--Г^ < О К.

Плавление о и р и; "фруктовый" "Городской", "Но-ьий", "Еоколадннй", "Лптвиііскпй", "Костромской", "Кисломолочный", "РоссийскиИ", "СоїютскиН", "Гоі;{*>р", "Лото", "Дружба", "Сиро

луком", "Невский", "Янтарь™ и "Угличский"

Зависимости (5) и (С) справедлив! при Т*? " 308 К н -15<Т~Тш < <45 1С.

Характерной особенностью zapos в хлросодорхагзх продуктов является то, что s прогоссе их производства они находятся о различных cfaooBjír состояниях. Поэтому по обходимо иметь датшо об э^ктивной вязкости продуктов, а следовательно, и о теюеротур-nott оо зависимости вязкости jvw различных £аэових состояния.

При обработко получоппих результатов иссдедоваяяй, а такю дпшпяс других авторов в виде зависимости температурного коэффициента вязкости от T~TV установлено, что эксперЕмоятахыщо точки для маргаринов, кулинарных хяров, сшсой иорехопого, свиного хпра, мясного студня и роститодышх шссл в зависимости от фазового состояния продукта аппроксимируется na хроника о диной кривой. Это лют основою» полагать, что но только для стдэльгад групп, а'для пескокышх групп жпросодорьа^их продуктов, паходя-езися в разлпчлкх огрогатюд состояцаях, существует обобпошшя температурная зависимость вязкости.

Еолучоштую зависимость условпо мохно разделить на три участка: порвий, пенсий вид плавной випукгой кршюй, характеризует ВЯЗТОСТ1Ш0 свойства ждросодерха^ях продуктов в застываем состоянии; второй - киещиЛ вид крутой пакленной ir ивой, итрохаот вет-коепшо свойства продуктов в период кх плавления, при атом происходит лавишоо разрушение структуры; третий - irinlt вид веехш плавной попгутой кривой, характеризует вязкостно свойства продуктов в расплавленном состоянии.

Обобзешшя темаор^.-урная заввекшеть получена для сиро ко го интервала Еэиолеппя температурного козК'ицвогп'а (), а вжкпо Ю- ¿ а^ < 10° при ЭТО < T~TV < 130 п является бедое обзей по сравнено) с извоеттшя.

Наряду с обобщенней данных различит трупп жяросодержгстх продуктов в ввдо температурной зависимости пязкости шгаолпепа работа по об об цене» тскгоратурно-штариантних хорактсристик. Анализ тогаоратурпо-гашаркантннх характеристик, получогашх для каждой груша! хиросодораазих продуктов, позволил высказать предположение

о супествоваяям единой томпоратурво-шшараавтяой характеристики дня различных груш продуктов. Результаты обработка опитша данных подтвердила ото, ископал обобщенная характеристика установлена. Полученные результаты по изучению закономерностей реологических характерастик вязких пищевых продуктов базируются на исследовании бсоео 40 наименований продуктов. Анализу подвергнуто свыше 2100 реологических вэшрений. Проанализировано свыгя 300 кривих точения исследованных продуктов. Результаты работы но изучению реологических характеристик различных групп пкцевых продуктов могут быть использованы лри появлении НОВІЙ продуктов с подобным фЛЭИХО-ХКШПОСКЕМ составом.

Наряду с изучением реологических свойств, исследованы тепло-(азячоскяе характеристики (ТЯ> тох вязких продуктов, сведения о которых частично кап полностью отсутствуют. Олродолоние Т1Х осуществлялось методом .двух томпоратурновремешшх интервалов, предложенный В.С.ВолькенэтоШ1. Для измерения Т5Х разработала установка, один из основных узлов которой загзкон авторским свидетельством * 842531. Исследовали ГОХ "яодварки лимонной", "повидла яблочного", смеси мороженого "пломбир сливочный", ПИКОВОГО топленого евнюго авра, сливочного сыра сладкого.

Получены следугсае расчетные зависимости для определения теплопроводности (h ) ж тсшературояроводпоста С « ) отих продуктов.

Для "подварки лимонной" в интервале температур от 300 до 325 К

ъ~ш+штт, t 7)

а-(-№ШЬТЬ№~* . < 8 )

Для "повидла яблочного" в интервале температур от 296 до 325 К

h—B.W*W0086T . ( 9 )

Для cueca мороженого "пломбир сливочный" в интервале температур от 279 до 314 К

1-№27*-аотт. ( Ю )

Для гадового топленого свиного хира в интервале температур от 278 до 348 К

278 <Т< 300 К h-0,Q17S + Q,mS36T , ( И )

311 <1< 346 К X* 6,255-Q,0et99T . С 12 )

дан«» N в ШСИГ. Оря разработке модели принято, что на определенной части потока вблизи скребков при иалим тс числе дли по вовВ доте потока, когда число скребков значительно, ишет место ьеразвившеея (переходное) течение, при котором во всех радиальных сечекнях кольцевого зазора для протекания продукта эпюры распре деления скорости среды но радиусу неодинаковы. 1кююст&; расходуемая на переизшюание продукта в ПАШТ, определяется за-

ВВОЯМОСТЫ)

N-UnM ы (IS)

где я - частота вращения вала; M - Afj î

Ai, - моыэнт сопротивления предания вала вследствие трешш жидкости о воя и цзлиндр п возшшатего при отои перепада давления и^жду .скребками.

Значение

М, -Мс ,

где А1е- ьюшнт, обусловленный сореаадом давления на всех скребках вследствие потерь lia трение в кольцевом зазоре; A4/ - мстит трения жидкости о поверхность вала; Мг - uoiBHT, обусловленная перепадом давления ва всех скребках. вследствие относительного перетекания жидкости в эаэоро шжду скребкам» и солом; Л/j- мошнт трения вгех скребков о поверхность рабочего цилиндра;

- мо¡.внт прения жидкости о торец ваза*

В результате решения рассматриваемой задача получена формула для определения мощности расходуемой в ПАШТ при ламинарном режим» течения потока

< - >

ф!а\ - ■- ......- > ос —

(a4-2abtoH*'-t+2»U*) г<

ty - коэффициент, учатнвавксЯ нагнетание скребком жидкости в

зазоре между валом в скребком; к - зазор мехду торцом вага г днидам цилиндра; , , Гу - радиусы вала, нвляпдра я зазора во нижней кромке скребка;

} — коэффициент трепня скребка о цилиндр; г - число рядов скребков;, У« - вязкость продукта; го - угловая скорость;

£, - расстояние от работав кромки скребка до шатра держателя; 6А - расстояние от центра держателя до задней громки скребка. Сродное квадратичное расхождение между опытными и расчетными дан-1шми составляет 11,2

Для получения расчетных зависимостей но опродалетш мэзноо-та,расходуемой в ПАСОТ лрп обпаботко вязких я аномально-вязких продуттгов в переходном и турбулентном режимах, а такке для учета влияния ряда конструктивных параметров па величину проведены экспериментальные исследования. Гидродинамические процессы в ПАОПТ изучались на трох экспериментальных стендах, которые охля-' чалясь диаметром я длиной рабочего цвлпщра, а также числом рядов очи^агсе-перешгашахсзя устройств, \го поэводмо в СЗфОКОМ иптерволе варьировать конструктивные и гооттраческио вараштри аппаратов я их рабочих органов. В качество модальных срод я продуктов использовала водног.тшзериновые растворы 21 * 30 % концентрации, масло турбинное, раствори карбоксдлметилдоллиюэи, тсшт-нуп посту, растворы кукурузного крахмала и сыеся мороженого -"гиоибпр одиночный" я "мал очны а". В результате а ксперимз нтальгая Есслодований установлено, что сродя различных конструкций очистила -поремэетзагсдх устройств (007), выполненных в виде сплосэшх пластин различной гаркни, пли в виде пластин с окнами, вля с различи-л углом отгиба тыльной стороны пластины, наиболее рационально Я констругадаей являотся ОПТ с плоскими сплоеэшыя ножами.

В поточных аппаратах с очгезаемой поверхность» теплообмена сзряна ножа варьируется от 0,6 до 1,5, где <1, - эквивалентный диаметр, равный удвоенной толюте кольцевого зазора, образованного цилиндром н валом.

При проведении исследования ширину гожа {6 ) изменяли от 0,56 до 1,674,. Установлено, что с увеличением £ воэрастао-расходуомая энергия я увеличивается интенсивность теплообмена. Однако возрастание интенсивности теплообшиа о увеличением сирины ножа наблддазтся лкль до эначзиля В » 1,57 . Это обстоятельство учтоно при выборе ПрОДПЛЬН X ГНЗЧОНИЛ СЛфШШ СОТ. Мрз-ботка результатов гсслодогшгаД в уриаюниП подобия при изо-

термической в иеизотерцячоскоа точопжи ньютоновских с род в ПЛОИТ, о учетом влияния ширины и числа рщш ШУ ва величину N , в различных режимах гочевия позволила получить следуйте расчетные зависимости:

вря ламинарном течении ^ м для переходной области ^

вря турбулентном точена

где - крпгорий. мощности;

/Те, -рп ИУ^и - критерия Гойводьдса центробежный,

Л - диаметр цилиндра,

р - плотность,

• р. — динамический коэффициент вязкости;

2 - число р®чов СОТ;

X - -длила одного рака СПУ; ■ндексн: с — стенка; м - жидкость,

Диапазоны изменения критергов боли в пределах / ^ Нс^ < <450000 и 0,4 <КМ< 2200, что соответствует условиям обработки продуктов в различных отраслях шло во 0 врошзлепности. Анализ полученных форцул (17) -С 19) позволил установить, что при всех трех режимах течения значение N прлыспропорционадьноX в существенно зависят от размеров дяаштрв рабочего цилиндра и частота вращения вала, Влияние V и л на раоходуомуп энергию возрастает но шре порохода от ламинарного к переходному я затеи к турбулентному режиму. Показателя степени у О и л» ври ламинарном течении роыш 2, а при ту1>буле»тном соответственно 3,74 я 2,ОТ. Заметно изменяется влияние числа рядов и ширины ОЗУ ва росходуемуп ■ энергхо в зависимости от режюл течения.

Проведено экспериментальное изучение влияния числа рядов СПГ ва минимальное ( К^у ) я максимальное ( Не^ ) значения креторая Рейнольдса центробежного, соответствующее ламинарному я турбулентному течению потока в ПЛШГ. Установлено, что о увеличением числа рядов СНУ возрастает предельные значения Л^.

/Г'

Расчетные уравнения для определения и имеют вид

fcT'SdOz''" . (20)

Re?- (2500 z *** . С 21 >

При обработка нонызтоновскзк сред необходимо учитывать, что значение аффективной вязкости зависит кок от свойств, ток и условий точения обрабатываемого продукта. Поэтому в уравнение подобия для расчета расходуемой эиаргил на переиепяванве сред о некьвтсиовскшга свойствами необходимо вводить эф^ективну» вязкость ( 7 ). Дзя определения &К«эктпвноа вязкости продуктов о псовдопластичшши свойствами в поточных аппаратах с очишемой поверхности теплообмена получена зависимость вида

„ . [}QOa\(D/d) 1Г . 22 .

где к — постоянная Оствальда,

л* - показатель иокыэтоповского поведения, d - диаметр вада.

С учетом (221 выражение дел обобщенного критерия Райнольдса центробежного имеет вид: , i/*

г^ЛтХІР/d) Ц ° U і (D/df"~l\)

Рп

-ЧЛГ'" '-—- ' с 23)

Для получения обоб-ошпа £орчуг по определенно расходуемой энергия в ПА0ІГГ, при обработке d них аномально-вязких продуктов о псеадоахастпчныыи свойствами использовалась зависимость (23). Установлено, что опытные данные срод с псовдодлпстичшши свойствами при ламинарном д турбулентном режимах удовлетворительно размещаются на граїаке вдоль линий, шптроксимиррзвдх окспервмен-талыше данные для ньютоновских срод, обработанных в аналогичных зависимостях. Однако область лаішшрного течения сред с псевдо-пластичними свойствами распространяется несколько дольао, чем при обработке сред о ньютоновскими свойствами. Аналогичное явление было установлено рядом других исследователей ври перемешивании псовдоояастичных сред в резервуарах с мэилдкагд. Интервал изменения критериев и симплексов при цроводенпп опытов: 0,38 <403; 10 < ЛЦ,<106000; 1,1 * (f^/jj )< 3,1; 0,34 < т < 0,94. Получены обобщенные уравнения:

is

для ламинарного режима

N тон , ч

W Kip 9 ' < 24 >

t.m „гУНОиШ^" W 4 7 * 9 \~^UD/d>v--a)

для турбулентного рехвга ,, ,__

Цвтцнер и другие исследователи неньютововские жидкости с индексом течения /я*0,70 называют высоконепьятояовсккмя системами. Вштолиешше автором данной работ» исследования охватнваюг некью-тоновскхю жвдкостя, включая и высохопеньшоновские cbctowh.

Результат исследования, получещшо в первом и втором раз-долах рзбото, использованы при дзучонка тепловых процессов в поточных аппаратах о очп^аемоЗ поверхность» теплообмена.

3. заксногешосш процешв тпксзол обработал вязкк ш^эах птодггаш в пашт

При изучения закономерностей тоояовше процессов в паскгг выполнены сдодукспо теоретические и экспаргменталышо ясслодо-валяя.

Разработала матедат пчоскал модель теплообмена при обработка вяз ют; продуктов в ПАШТ, которая по сравнено) о известит-ч учитывает езмэпешю температуры в пристенном слое продукта за время нахождения ого па теплопэрет\аиедй поверхности.

где и at - соответственно теплопроводность и температуропроводность продукта; Т - продолжительность нахождения пристенного слоя

продукта на теплопередачей поверхности; г - козМишонт, опродатяяглй скорость кзшненкя температуры в пристенном слое.

19

¿t

Различно опытных значоний ос и теоретических составляет около 20 %, что значительно меньсо во сравнена с использованием для расчета се теоретической зовпсеаюсти, получегаюЛ другшш авторами.

Другая математическая модель разработана для описания процесса оклавдонші хнросодораацах продуктов при застывания пристенного сдоя продукта па охдаддаміоа поверхности ПАШТ. Решение задачи осложнено той» что в процессе оюшждшгая счадоюше слои вначале славятся в основном потоке, а затем нагреваются до его сродной температури. С процессе охлаждения жиров, когда температура стопки мсньге температуры застывания хира, слой продукта, прплегадацдЯ к стенко цплшшра, застывает, спадается ножами к перемохавается со nceö кассой, охлаждая ее. Затем застывает ела-дуидяй слой, считается, пероиэсаваотсл и т.д.

Цатематпческа процесс образования застыввдгс слоя шжду двумя ечкэдишеп рассмотрен как задача с подвижной граниїзой для цилиндра, в результате чего получена зависимость толзпны застиглого слоя жпра о? времена. По зтоЗ зависимости вігшслона толщина слоя жира, оастцвЕого эа отрезок времени (Г ) между двумя ечкцо наямп, зависшая от частоти вращения вала и количества новой, Если в аппарате имоотся один ноя, то вичасляотся терцина слоя жпра за время одного оборота вала, осли два вика - за время половини оборота, если три - за время одной третя оборота вала н т.дІ Процесе нояду двумя с-ш^ениями назовем циклом. Составлено уравнение теплового баланса вз условия, что застывший слой, толцича которого ухе вычислена по формуле (27), счидаотся, воремесиваотся со всой массой продукта, в результате чего средне объемная температура продукта понижается. 11з уравнения теплового балг.чса выведена формула для вычисления срсдвеобгошой температуры продукта после очередного какяа, с учетом, что известна его температура перед отим циклом.

IIa pese кия задачи получены следрхдаэ расчетные зависимости: для тожзаш застывшего слоя в зависимости от времени между двумя очищениями (Г)

V Аа,

для объема застывшей части продукта, отнесенной к единше дли-нн цилиндра

V, , С 29 )

дяя объема незастнввей часта продукта

, (29)

дяа средяеобъемяоД температуры продукта посла очередного цикла

где ііж - температура стенка;

, ¿і" ~ соответственно температура начальная, коночная а застывания жара; і - толщина слоя хира в кольцовом зазоре; гт - теплота фазового превражегшя; р - плотпость; Д - теплопроводность; а - температуропроводность; Ц — радиус цилиндра; С - теплоеикость; вндоксы - I - застивгая $аза, 2 - нозастивсая $оза.

Для определения продолжительности охлаждения жпра о? начальной температур до конечной, которая визе температуры застывания, пеобхедимо со формулам (27)-(29) вычаслсть 1 У, , У2 и Іяі , Пра расчете, относякеыся к первоцу циклу, за принимается начальная температура жира. Затон по формуло (20) вычисляется їм после второго іш-ла, после третьего в т.д. до тех пор, сока температура по станет ровной . При этом за каждый раз сранамается значение , полученное от про-днд^его цикла. Количество цаклов вычисляется на ІШ.

Длительность охлаждения. продукта ("Г ), одпювредаїшо находящегося в аппарате, равна продолжительности одного цикла ушожоїшой па колкчоство циклов. Зная Т' и кассу продукта в аппарате, ксхно определить производительность аппарата в час. Умоньсение расчетных данных по сравнения с опытшют на 20 + 25 % можно объяснить ккеесдал кесто на практико пополним счазениеы застывших слоеи и преядерреькнтшм поступлепкон на охловдаодую поверхность части счікотшх слоев, не успевает нагреться до теа-ссратури ядра потока.

Наряду с разработкой цатоштцчосгах молодей, про do до ни окс-персменталышо всслодоватщ процесса теплообына о цоль» получения обобс;ешшх зависимостей для расчета теплоотдачи при обработке в ПА ОПТ вязких продуктов с ньютоново ката п неньютоновскама свойствами. Предварительно бшш проведены опыты ло изучению влияния на теплоотдачу ( et ) конструкции очташчо-серотиавакдас устройств, осевой скорости потока (v ) и избыточного давления (Р ) в рабочем цдлшщро аппарата. Иссдодовалась теплоотдача в зависимости от применения плоского сплоэюго нсаа, и иткзэго отгиб тыльной сторс1ш. Угол отгиба тцльной сторош ) составлял 4°, 8° и 12°. Установлено, что увеличение значения /3 от 4° до 12° оказывает некоторое влияние на интенсивность теплоотдачи, однако при этом но обоспечииаотся бахоо высокий теплообмен по сравнению с плоскими сплоишма иохш. Влияние езршni ( 6 ) ножа па et изучено в гаггорвало 0,5Gdt*6 < 1,80 с//. Еоэрастшгао а с увеличением афшш ножа вью от мосто до 9 » I,G7rf» . Показатель степени сималокса геомотричоского подобия ffd, ровен 0,12. При исследовании теплоотдачи в зависимости от избыточного давления в рабочем цилиндре аппарата! значение Р варьировалось от 0,03 до 0,3 Ша. Установлено, что изменение Р в 10 раз не оказывает влияние на сь . Для установления влияния осевой скорости потока на СС разработана физическая модель, которая позволила проводить опыты при различных значениях v , при постоянстве расхода п температуры рабочей сроди, а тагае начальной температуре шдельной с роды. При изменении V в 2 роза не установлено из-шненио а ."

Анализ теоретических исследований п результатов предвари-толышх оксперяментов по теплоотдаче, выполненных автором, а также работ других исследователей, позволил рокомандовать для обобщения опытных данных вид уравнений подобия при обработке в ПАШТ сред с ньютоновс1зсга и нопштоповскими свойствами. В уравнениях подобия в качестве определяемого геометрического размера принято расстояние шхду рабочими кромками скребков ( 1е ), что наиболее полло отражает £пзичоспую сучяость процесса теплоотдачи в ПАОЯТ. Расчетное уравненио для определения коэффициента теплоотдачи при обработке срод с ньютоновскими свойствами икеот вид

/Vu-aeî*/Jfrrw < 31 )

где /V« -а!е/Л ' Ргшс/*/А,

При определенна значений мвахятедя в уравлогаш (31) в показателей сто пеня прж Не л опытные дашше обработали двумя яеаавпскшт способаиа - штодои теораа планирования эксперимента' в храфоошиистическви (посредством последовательного всклочо-нхя порсмэшшх). Значения критериев нэмэняллсь в интервалах: 300< Кв < 500000» 5 < Я* < 5200, 260 < < 3150. В качестве модельных сред использованы водноглкдериновые раствор! КОЛ-' центрают от 20 до 98

Изучению закономерностей тепловых процессов при обработка продуктов с поныяоповскаыи псоцдоплаотпчшош свойствами прод-сествоволи теоретические в экспериментальные исследования по спродеденюо градиента скорости (¿г) в ПАШТ. Теоротячоская зависимость для определения Г с учетом энергии дисск20шш ею от вид

/ - Рях* (В• (32)

гее Л - дваштр цилиндра;

п - -частота врадекпя вола;

X - кое^яцвепт пропорциональности, учлтшшкяй поровноьвр-пость распределения затрат энергии по обьоцу обрабатываемой сроди;

В - коэХицвепт, зависящий от конструкции в гоошгржчееккх разморов соромэпашапзого устройства в аппарата;

П<,-(1)*-а)/2 >

(I - диаметр вала;

Для ПАШТ при ламинарном режиме точения в двух рядах ООУ получено аначо1гсе В « 3500. Удоаяотворзггсльноо соответствий расчетных .шачэляа у с еттшш даитши вдастся пра х - 2,03. Сор-мула для определения градиента скорости в ПАШТ, получопнал иа основания оштш данных, пшот вид

. т* Г (ЯМ)/я \

Т т I • (33)

Результаты опытных данных по топлоотдачо пра обработке в 11А0ПТ продуктов с не ньютон овс кгагя, псе адопластичпыип свойствами обобщены в виде уравнения

1,< 34 )

В этой уравнении первый и второй комплексы провой части гфодстовллпт собой соответственно модифицированный критерий РоЕнодьдса центробежный (Ие^) в модв£яшфовашшЙ критерий Прондмя СЛ-, ). Выражения для А*ег<, и Рга получены автором применительно к ПАШТ.

Расчетное уравнение дил определения с£ идоет вид

Результаты исследований по определенна расходуемой енергии и теплоотдаче в ПАСНТ были использованы при определении оптимальных кинематических параметров очпкаоее-пороиеглюищх устройств, обеспечивающих максимальный топлосъом. Полученная расчетная зависимость для определения оптимальной частоты иратания ШУ ашет ВИЯ

где при лшлшариом рожяш А; * 2040; о» <■ -1,0; » 0,76; - при переходном режиме А\ * 37; 0| « -0,53; С{" 0,46; при турбулентном режиме /1; - 1,69; » -0,13; С; « 0,26.

1 Зависимость ОС) позволяет определить оптимальную частоту вращения очицапце-оерешсиваютх устройств, о учетом геометрических параметров аппарата, тошгофпзических характеристик обраба тывоемого продукта, числа рядов (Ж и режима движения.

С 35 )

I

ч

( ЗС )

ЗАКШШШ

В результате выполнения работы решена крупна» научная проблема построения закономерности тепловых процессов при обработке пищевых продуктов о аномально-вязкими свойствами, имещая важ-

нов народнохозяВствениоо зшганвв. Отмачопное базируется ва следуших основных положениях:

. I. Исследованы вопроси теории и расчетов топлсвых просос-сов при обработке вязких пецоеих продуктов в поточных аппаратах о очщаешЯ поверхность» теплообмена, Разработана иатоматичео-кая модель теплообмена в ДАОПТ. Бо новизна состоит в учото закона распределения теиаоратури в пристенном слое продукта. Полученное реем яге позволяет осуществзять анализ теплота процессов в. ПАСОТ с учетом теплої иэических характеристик обрабатываемого продукта, кинематических параметров и конструктивных особенностей оборудования. Разработана математическая модель охлаждения жиросодорлагдах продуктов при застывании пристойного слоя продукта ва охлаждайте а поверхности' ПАООТ. Процесс образования застившего слоя за отрезок времени шжду очередными счк^онелмп ого скребками рассмотрен как задача с подвижной траншей дтя шілшщ-ра - задача Crojana. Иродхахеиа дотодика расчета производительности ПАСПГ при охлаждении в них жкросодоркеях продуктов. Обоснованно достоверности разработанных штематичосквх ыодолой, осуществлялось посредством сопоставления дмошк штоиатачоского анализа о результатами экспериментальных исследований* Предяо-жена класса £икаізія ПАШТ.

2. Получены обоб^ошшо ураипопЕЯ подобия процессов при тепловой обработка в ПАСОТ с род с ныэтодовскшд а зтныэтоповскпми свойствами, которые позволяют всестороішо анализировать топлооб-моп в зависимости от £хэичоских свойств обрабатываемого продукта, кспструктешшх <їора, геометрических а кинематических параметров ШУ, направления теплового потока и режима движений. Предложены иодвїгцировашша критерии Иуссольта, РоЬнольдса и □рандтля, бссіоо полно отрахощиз <{ювческуп сущность процессов, происходил: о ПАСОТ. Выведены завссииости дяя расчета Элективной вязкости в обобщенного крЕторсл РеЕнальдса цоитробсаного ерз обработке в ПАШТ продуктов с аисиахыю-влзкиии своЕстгшш. Определены опткиалыше конструкции п гоометрхчеекко параметры ШУ и их число с учетом теичообиена и расходуемой энергии.

3'. Рассмотрена вопросы то оран и расчета гидродинамических процессов в поточных аппаратах с очищаемой поверхность» тесло-обгана. Разработанная кэтсдатическая медаль расходуемой энергии в ПАСПТ б о.-,о о полно по сравноігш с пзвостшма моделями учи-типает плвянво различных гтрм-ютров на N . При разработке мо-

дали принято, что на о проделанной част» потока вблизи скребков при иалом ех чнслэ или по псов донно потока, когда число скребков значительно, ииоет мэсто перазшшэееся (переходпоо) течо-нго, при которой во всох радиальных сечениях кольцевого зазора ддя протекания продукта, эссрц распределения скорости среди по радиусу ноодшшкош, Сроднее квадратичное отклонение расчетных. значешШ N , вичислошшх по тоої-еггпчоскоа £орцуле, от опытных данных состашшот II %* Экспериментально изучит закономерности расхода энергии па верешЕпванав продуктов с шлггсноискими, ноцыгтоновскима и высокононьютоновскакн свойствами в ПА СОТ, в тодо которых: сшроко изменяли геометрические И КШГОШТЕЧеСКПО параметры ШУ, конструктдшшо «¡орш ОПУ, реологические свойства обрабатываемого продукта: исследования проводили при различных режищх - из оториаче с ком л не из оториическом в в различных областях течонкя - дамкнарной, переходной в турбулентной. Полу-чеїш обобщенные зависимости для расчета расходуошЗ энергии при значениях КЯе < 4SOOOO а 0,4 < Кя <■ 2200, что соответствует условиям порешгдшаная шкевнх продуктов с аношдьно-вязізат свойствами при обработке их в ПАОГГГ а дает возможность вспользо-вать их в различал отраслях пидевоЯ прсшагопностя. Анализ полученных формул позволил установить степень влияния различных ■(акторов na N . Подучена зависимость предельных значений критерия Рейнольдса центробежного от числа рядов СНГ для различных реджчов точения при перош:аівинии сред с ньютоновскими а неныэтснсвскинл свойствам. Определена оптимальная коиструкцая очзкдасо-пе^оиэсява&гцях устройств в ПАСОГ. Получена зависимость дія о продоле пая оптимэдьноЯ частоты враження очглакце-поремесд-вавдих устройств, обеспечпвакцоЙ максимальный теплосъем в ПА ЯП с учетом гооштрических параметров аппарата и СО, тешк»І23Ичос-кях характеристик в решша движения обрабатываемого продукта, числа рядов ШУ на валу,

4. Предложена классификация (функционалы он зависимостей для вычисления градиента скорости в аппаратах о поромеиаващкии устройствами. Получены аналитическая в експеришнтальная зависимости для определения градиента скорости в поточных аппаратах с о'шзаемой поверхность!) теплообшна, учитывавшие влияние геометрических в кинематических параметров рабочих органов ПАСПТ на у . Экспериментальная завис: мость для ^ отражает тате влияние реологических свойств обрабатываемого продукта на градиент скорости.

5, Изучены закономерности изменения свойств влэкостн а касательных напряжений многих жгросодергодгх и других вязких силовых продуктов, перспективных дня обработки в поточных аппаратах о очищаемой поверхностью теплообмена. Среда отмоченных продуктов - маргарюш, кулинарные жп£а1,. сшсиыороженого, плавленые сыры, мясной студень, одиночный сыр, повидло яблочное, подарка лимонная а др. Всего сеызе 40 вотсяоваяий. Анализу подвергнуто более 2100 реологических измерений и ООО кривых течения исследованных продуктов в различном агрегатном состоянии пх, что позволяло: установить наличие единых температурных зависимостей вязкости а касательного напряжения и единых тошературио-гатаркантных скоростных характеристик- для отдельных групп продуктов с однородными физико-химическими свойствами; предсказать, а затем доказать экспериментально, что не только для отдельных групп, а для нескольких групп яиросадержадих продуктов существуют обобдопная температурная зависимость и единая тоыгоратурио-гатарлантная скоростная характеристика вязкости, отрожапзю свойства вязкости продуктов в различном фазовом состсяшш; установить, что обобдонная температурная зависимость, отратагезя свойства вязкости *п-росодерхадш продуктов , в различием агрегатном состоял ал, ш»от вид на только вогнутой' гривой, а более сложный, зависящий от разового состояния жиросодержадлх продуктов; показать, что псиученная обобщенная температурная зависимость имеет бодоо обдий характер по сравнения с известными тогаератургааа зависимостями а справедлива для весьма сирокого интервала изменония тогаоратурного коэ^— фаш-ента 10" <. а^ <■ Ю ; £ано матоматичо с коо описание темзера-турно-инворааитшсс скоростных характеристик и текпоратур!ШХ зависимостей эффективной вязкости и касательного напряжения, обоб-г-.лггрт- отдолыше группыжлросодортадпх продуктов, что позволило получать расчетные формулы для с продоле пая реологдчоскшс характеристик этих продуктов.' Штоды, яспользовашше для обобцонля опытных дашшх по вязкости, была распространены на обобаешю результатов Есслодований по касательным напряжениям.

6. Изучены закономерности изменения теш!о£сзичосксх характеристик ряда вязких шгоевюс продуктов. Получеш расчетные формулы для определения Т5Х иссдедуеюх продуктов* Построена номо-гракяа для расчета теплоЦязических характеристик томатопродуктов. Предложено л разработано устройство для измерения тоало£изнческях характеристик вязкях шкешх продуктов, новизна которого засинена апгорсюи свидетельством на изобретение Я 842531.

Результаты выполненных исследовали! положены в основу разработки поточных аппаратов с очичаомой поверхность" теплообмена, применяемых в различных-отраслях тковой происзленности. ОбсшВ еко-ноиачеоюа оЯект от внедрения результатов выполненной работы составляет 670 тыс.руб. в гса* Новизна разработок в новых технических раза пай э ацетона II авторскими свидетель стваш в одним водожителышм рссонаоц ГоскомизооретенпК СССР. Ряд аппаратов н установок изготавливается сорайло, в том число в экспортном исполнении для зарубежных стран. Цлтериали работы воелн в учоб1Шо пособия, nonorpajinoскуй н справочную литературу ряда авторов, а такм в учебное пособие и три монография автора данной работы.

7, Разработанные математические модели, полученные расчетные зоввсеиостй в продлешэшшо штодкки расчета использованы при проектировании и эксплуатации аппаратов п установок для различных видов то еловой обработки пизевых продуктов о аномально-вязкими свойствами.

СПИСОК ОЛУЕДКОВАШШ! РАБОТ ПО TEJE ДИССЕРТАЦИИ

I; Николаев Л.К, ОбдцД вид уравнения продосса теплообмена для трубчатых скребковых аппаратов непрерывного доАствая. — ib в. иров СССР, Пвдовая технология , I9G5, № 3, O.I27-I29.

2. Николаев Л.К. Цехшппоская турбулизацпл пограничного слоя при обработке вязких хидкостий. — Ц. ,ЩЗШ1пздопрои, Уясняя а птицеперорабатываюейШ пром-сть, I9&G, К 5, o.Q-4.

3. Николаев Л.К, Пути повышения интенсивности тешюобшца в-охладит олях жира. - И., ЦЙГШпвэеяроы, Цясная в птицеверераба-тывагвдя прсм-сть, 1Э66, Л Ö, с.4-5.

: 4. Чшсолаов Л.К. Иягонса^зклдпя аклалданзя животных хвров в трубчатых аппаратах. - М., ЦИНТИаииепрси» Ыяспал в птацедоре-рабативЕшдая прси-сть, 1966, £ 13, c.G-IO.

б, Николаев Л.К, Розлив хивопгых хиров в картошше яцики о применением охладителя ОЗУ. - М., ЦНВШшщепром, Цдская и птшзе-пореработываюя пром-сть, 1966, Ji I?, с.2-3.

6, Оборудование для высокотемпературной пастеризации, сто-ралаэадаи л охлаждения шщввых жидкостей (Еросько Г.А., КиДо A.A., Ыаслов A.U., Николаев Д.К. * Л., Машиностроение, 1967. - 232 с.

7, Николаев Л.К. Сравнение поточных трубчатых охладителей жира. - Изв.вузов СССР, Пищевая технология, i960, £ X, о.167.

8, Николаев Л .К. Оборудование для охлаждения животных хиров. - П., ЦИИИГОИмясомаляром, I9S9, - 35 с.

9. Николаев Л.К* Анализ роботы барабанных тонкоелоСных охладителей ліфа. - 11., ЦШСНЭНмясомолпром, Цясная пром-сть, 1971,

Я 9, о.10-12.

10. Николаев Л.К. «рязерн- iматодическоо пособие к лабораторным работам). - Л. ДШШ, 1972, - 34 с.

11. Николаев Л.К. іразери фирмы Кхмера Покидж. - U., ШШЭКмясоюлпрон, Цельномолочная пром-ctb, 1972. A3, с.1-4.

12; A.c. 3C3272 (СССР). Установка для соэровопвл сливок /Дажэш A.A., Грисоако А.Д.. Нпколаов Л.К. и др. - Опубл; в £.11., 1073. К 3.'

' 13. Николаев Д.К., Лкстовскай Р.Р. Тспхообмвтшо аппзрати бродильной промісисітостя. - 11., Пищевая цром-сть, 1973. - 108 е.

14*. Нпхолаов Д. К. Анализ путей вдгснсе^иктшд охяаждонвя вязких молочных продуктов в скребковых аппаратах. - В кп.: Сб. материалов Роспублаконской вдучло-тохничо ской конївронцса "Интенсификация и автотткзаші процессов производства в молочной пром-сти", Л., 1974. т.2, с.160-184.

15. A.c. 439269 (СССР); Устройство для изготовления студия / Николаев Л.К.. Кузнецов В.А. - Опубл. в Б.1!., 1974, 5 30.

1С. Нш'.аллев Л.К.' Обобгошшо роалогичаскко характеристики сизсей Mepatоного. - 1!зв.вузов СССР, Пищевая тохнологля, 1975, * 3, «.135-137.

Г?. Ге Ниц Р. Г.*, Николаев Л.К. О расчете продолжительности охлаждопня животных жиров в поточном аппарато. - В кп.: Сб.тр. Тохнолопгчоская обработка и хранение пецових продуктов", Д., ЛТИХП, 1975, с.ІЄЗ-191.

18. Николаев Л.К. Тепловая обработка молока в поточном аппарате с саыоо іп^аемой поверхность», — Б кп*; Тезиса докладов на Всесоюзной іюучно-тохначоской кон^орепшш по вопросом теории и практшя сторвлпзшшл и пасторязаиш пкцевых продуктов, Одесса, IS75, С.ІІЗ-ІІ4.

19. Иванов К.А., Николаев Л.К. Исследование реологических характеристик смесей мороженого. — Там же. с.25-26.

20. Вал алии B.C., Кукин О.Н., Ферапонтов A.C., Николаев Л.К. Сторилкэшзтя томатной пасты в аппарате о самоочитаемой поверхность», - Там жо, с. ИЗ.

21* Иякодаов Л.К. Вязкостномікоростпно харакгорастакя маргарина слїшочл ого * - Ы., ШВ2ГГЗІ!масложирпром, Масложировая пром-сть, 1975, Ä 5, с.11-12.

22. Николаев Л.К* Номограмма для определения тепло{лэячоскпх

констант тоиатопродуктов. - Консоршшя и овоцесуЕшаная прои-сть 1975, й 8, 0.28-29,'

23. Николаев Л,К. Исследование вязкостных свойств маргаринов 'Особый" и "Славянский"» — Цасдояировая прои-сть, 1975,

* 12, с;13-Х4,

24. Николаев Л.К. Влпяиио токзератури и градиента скорости на вязкость сиесой моролевого. - М., ЩВДСГЗПыясомолпрои, Цельномолочная прои-сть, 1975, АЭ, с.5-10.

25. Паколаоо Л.К,, Ластсв II.В. Тоцяообши в поточных аппаратах о очзкаомой поверхностью. - В кн.: Сб.ст."Инг оиси^икация троцессов в оборудования пшзви* производств", Л.,.ТПШ1, 1975, 0.77-81.

28; Ншилаов Л.К, Исслпдованке реологических характеристик смесей мороженого и шаодоных сиров. - Б ка.: Тезисы докладов по вопросу использования реологических исследования в «ясной я ппдовой промышленности в долях контроля дочества продуктов в внедрения результатов захончошаи научных исследований в прошга-ло|шость. Для служебного пользования, 11. , 1Э76, с.17-18.

27. Николаев Л.К. Роояогичесюю характеристика маргаринов. • Изв! вузов СССР, Псовая технология, 1978, А 4, 0.134-136.

28. Николаев Л.К, Цотодика расчета поточных аппаратов о са-г^оочидасшЯ поверхность» тонлообмона. - В ки.: Сб. науч. трудов "Эопроси автоматизации технологических процессов в торговле и обдоствонпом питании", Л., Л!СТ, Х97С, с. 100-106;

29. Николаев Л.К., Лаптоп II.В. Исследование топдообшнл при ошддо1пш зпзких пищевых продуктов в скребковых аппаратах. -Там же, с.33-96.

30. Николаев Л.К. Роологическио свойства свиного жира. -и., 12ПВП*37лйсошлпрои, Мясная прои-сть, 197С, О 1С, с.21-23.

31. Николаев Л.К. 1!ссдедова1Ш) влияния осевой скорости потока продукта на топлообиэн в поточных аппаратах о самоочвдйиой поверхностью нагрева. - В кн.: Цажвуз.сб.тр. "1!нтеиси;шш1Щ1 процессов я оборудования пгдевих производств", Д. ДТНШ, 197С, о.1Э5-136.

32; Николаев Л.К., Жариков А.П., Асеева Ы.Г., Дорохина Ю.Ц, Теплообшн при стердопзацгя тоштной пасты в поточной скребковой аппарате.-- Таи же, с.132-134.

33. А.с. 505417 (СССР). Устройство для охлаждения влаких жидкостей / Николаев Л.К., Набокпн Г.Н., Воронов В.Н. - Опубл.' в Б, 11,, 1376, * 9,

34. A.c. 535081 (СССР). Скребковый аппарат для термообработку вязках ¡вдовах продуктов / Николаев Л.К., Иванов К.А., Окунев В.А., Лествика-Л.Н. - Опубл. в £.11., 1977, » 37.

35. Николаев Д.К. Исследование реологических характеристик пищевого свиного хира в застываем состоянии и в области его разових изменений. ХШ Европейский конгресс научных работников мясной прсіасионности, М., 1977, сессия 0, 0.5-7.

36; Николаев Л.К. Расчетные зависимости реологических характеристик смесей мороженого. - Изв. вузов СССР, Пищевая технология, 1978, R 5, с,П4-1Т7.

37. А.о. 588953 (СССР), Рабочий шлпідр маслообразовате.ія } Николаев Л.К., Кукан О.Н., Серопонтов A.C., Вавилин B.C. - Опубл. ВБ.И., 1978, *3.

38. Николаев Л;К. Обобщенные реологические характеристики плавленых сыров. - Изв. вузов СССР, Пищевая технология, 1970, * 6, с.97-100.

39. Николаев Л.К. Топло^изкчвские характеристики крэиз "Детский". - Ііісло-жировая иром-сть, 1979, # 9, о.27-28.

40. Николаев Л.К,, Лаптев И.В. Теплоотдача при обработке вязких ньютоновская и яеньютоновскгос сред в поточных аппаратах

о очищаемой поверхностью теплообмена. - В кн.: Мсявуз. сб. науч. тр. "ІІНТОИСІІЇШКЩИЯ процессов и оборудования ПЕРОВЫХ ЕрОКЗІіОДСТВ" Л., ЛТИ, 1979, С.14-21.

41; Николаев Л. К. Реологические характеристик жиросодорха-сих пищевых продуктов. Учебноо пособие. - Л., ЛГИ, 1979, - 07 с.

42. Николаев Л.К., Лотов Н.В. Исследование тепловых процессов в поточні ос аппаратах о очщаемой поверхностью топлообшна. -В кн.: Мехюу.,. сб.научн.тр. "Интенсификация процессов и оборудо-ііанвя шгазвых производств", Л., ЛГИ, 1980, с.Ы-65.

43. Николаев Л.К., Горовенко 7.3. Расчет потребляемой мощности в поточных аппаратах с очищаемой поверхности) теплообмена. - Там же, с. 143-153;

44. A.c. 827012 (СССР). Скребковий аппарат для тепловой об-работ ют вязких пищевых продуктов / Николаев Л, К. - Опубл. в В,It. І9ЄІ, ff 17.

45. Николаев Л; К. Іїатештическая модель теплообмена в поточних цклшщрическах аппаратах с очищаемой поверхностью топлообшна. - В кн.: Теэкся докладов Всесоюзной научно-технической конторетхи "Пошсгопие о^-октивности процессов и оборудования холодійыюй а криогенной.техника", Л., 1931, с.70.

ЗІ

46. Николаев Л.К. Исследование потребляемой мощности при тепловой обработке вязких продуктов в поточное аппарате о очищаемой поверхность».'- tau хе, о.183.

47. Николаев Л.К., Орлов В,В., Удров A.B. Исследование теплопроводности сливочного сыра. - В кн.: Цэжвуз.сб.научи.тр. "Интенсификация процессов а оборудования пищевых производств", Л., ЛТП, 1981, с.£0-23.

48. Николаев Л.К. Иатештичаская модель теплообмена при обработке вязких продуктов в поточных аппаратах о очищаемой поверх посты). - Tau Jte, с.23-31.

49. А.о. 642531 (СССР). Устройство дія измерения теплофязн-ческшс характеристик материалов / Николаев Л.К., Орлов В.В., Де-пшшн В.Н. и др. - Опубл. в Б.И., 1981, Л 24. ■

50. A.c. 891050 (СССР). Скребковый теплообмэкный аппарат / Панин P.M., Николаев Л.К., Удров A.B. - Опубл. в Б.11,, 1931,

* 47.

51. Николаев Л.К. Реологические характеристика жиросодерка-цик веществ. - В кн.: Сб.статеа "Прикладная реология в точение дисперсных систем", Свердловск, УНЦ АН СССР, 1961, с.41-44.

52. A.c. 907?86 (СССР). Устройство для очистки внутренней поверхности теплообменник аппаратов для термической обработки веществ / Николаев Д.К., Орлов В.В. - Опубл. в Б.II., 1982, * 7.

53. А.З. 2935401 (СССР). Аппарат для охлаждения вязках пищевых продуктов / Николаев Л.К., Васильев И.О. - Положительное решение Госконизобретоний СССР от 27.04.1982.

54. A.c. 938905 (СССР). ТеплообмэнныИ аппарат для обработки вязких продуктов / Николаев Л.К., Брызгалова И.II., Поляков B.C., a др. - Опубл. в Б,И., 1962, ft 24.

- 55. Николаев Л.К. Исследование вязкостных свойств смесей мороженого. XXI Международный молочный конгресс, U., 1982, т.1, книга 2, с.104.

56. Николаев Л.К. Обобщенные вязкостные характеристики кулинарных жиров и маргаринов. - В кн.: Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Теоретические в практические аспекты применения методов инженерной физико-химической механики с цель» совершенствования и интенсификации технологических процессов пищевых производств", У,, 1982, с.50-51.

57. Николаев ЛІК.,-Брызгалова H.H., Нооосадова Л,11,- Кссли-дование вязкостных свойств сметаны. - В кн:. І.'.ежьуз.сб,научи.тр. "ИнтенсюГишцдая процессов и оборудования пкпоьшс производств", Л., -TOI, 1982, o, 137-140,

58. Мот кип В.П., 11аохов A.U., Николаев i.K. Анализ некоторых случаев движения неяызтоновских жидкостей о испальз овшгоем энергии дпссппааки. - Изв.вузов СССР» Пищевая технология, 1982, * I,.e.I2S;

59. А.о. 3403021 (СССР). Устройство для охлаждения вязких продуктов / Николаев Л.К., 1Совяр Р.И., Пирогова Л.А. - Положительное решение Госкониэ обретений СССР от 24.12.1982.

60. Николаев Д.К., Брызгалова И.И. Определение вязкости яблочного повидло и лимонной нодварка.Консервная д овкзэсу-пильная пром-сть, 1983, А 3, 0.39. **

61. Николаев Л.Б* Тепловая обработка молочных продуктов по безотходной технологии на поточных аппаратах о очищаемой поверхность». -Вт.; Сб. докл. ваучн.-техн. конференции "Эффективность безотходной технологии в молочной промышенвоста". Для служебного пользования. Ставрополь, 1983, т.2, с.40-41.

62. Николаев Л.К. I'jrreHci^iKaTOut тепловых процессов при охлаждении сшсей мороженого. - В кн.: Шжвуэ.сб.ваучн.тр. "Ли-тевсв^икаши процессов и оборудования пишет производств", ,Л., ЛТИ, 1983, с.46-52.

63. Николаев Л.К. Обобденныэ реологические характеристики жиросодаржащиг продуктов. - Там же, с.150-152.

64. Николаев Л.К. Исследование то пловах процессов при обработке вязких пшзевых продуктов о келью соверсенствования поточных аппаратов о о читаемой поверхность!) теплообшна. - В кн.: Сб. тезисов докладов Всесоюзной конференции "Пути совершенствования технологических процессов и оборудования для производства, хранения и транспортировки продуктов шггания", Ш, 1984, 0.246.

65. Nikclaeo L.K. Investigation of thermophysical characteristics of lard. XXIV turoptcui congress of meat rese -rch workers , KtUm£aJ* , 1978 . •

Лит.Ленинградского ордена трудового Красного Знамени технологического института холодилшоп-лрошщденности. 191002, Ленинград,

уж.Ломоносова, 9

Заж.9. Печать офсетная. Бесплатно

виз.