Наукові основи і апаратурне оформлення перехідних процесів харчових і мікробіологічних виробництв

Фактором впливу на останні за стабілізованої швидкості потоку є радіус кривини його траєкторії, у точках перегину якої додатково має місце миттєвий стрибок прискорення і м'який динамічний удар. Точка переходу з криволінійної на прямолінійну ділянку також супроводжується м'якими ударами. Таким чином, вибором форми траєкторії потоку можливо впливати не тільки на амплітуду тисків, але і на частоту їх виникнення.

У зв'язку з викладеним до числа задач п'ятого розділу віднесено розроблення теоретичної моделі ударної взаємодії газових і рідинних потоків з оцінкою дисипативних енергетичних втрат, одержання кількісних співвідношень між кінематичними, геометричними, фізичними і динамічними параметрами, пропозицій щодо інтенсифікації масообміну і гомогенізації середовищ, теорії гідравлічного удару газонасичених середовищ стосовно замкнених потоків, теоретичного підґрунтя щодо синтезу гідравлічних ударів в реакторах з газорідинними середовищами з метою інтенсифікації процесів масообміну, пропозицій по удосконаленню масообмінної апаратури.

При взаємодії газового m_г (кг/с) і рідинного (кг/с) потоків з фіксованими початковими швидкостями w_г і за ізобарного процесу на основі закону збереження кількості руху одержуємо швидкість газорідинної суміші

. (36)

Потужності кінетичних енергій потоків становлять

; ; , (37)

а втрата кінетичної енергії на удар потоків

. (38)

Наведена різниця потужностей вхідних і вихідного потоків у відповідності з законом збереження енергії визначає, у тому числі, рівень дисперсності газової фази у рідинній і рівень дисипативних втрат. На загальний результат, як бачимо, впливають масові потоки і різниця їх швидкостей.

Для потоків, що зустрічаються під деяким кутом б, визначено (рис. 12)

; (39)

Тоді для потоків, що зустрічаються під кутом 90° маємо

Размещено на http://www.allbest.ru/

,

а для зустрічних потоків -

.

Визначення силових і кінематичних співвідношень розглянуто стосовно горизонтальних і вертикально орієнтованих циркуляційних контурів і стосовно масообмінних ділянок з криволінійними трасами трубопроводів. Вибір траси трубопроводу у формі, наприклад, синусоїди приводить до змінних радіусів кривини. Відомо, що синусоїдальній залежності відповідає рівняння

y = Asin(щ₀x + ц₀),

де амплітуда А > 0 і кругова частота щ₀ > 0.

Це періодична функція з періодом Т = 2р (рис. 13), графік якої перетинає вісь ОХ в точках з координатами (nр; 0; де n - всяке ціле число). Вказаним координатам відповідають точки перегину кривої. Дотичні в цих точках утворюють з додатним напрямком осі ОХ кути р/4 або -р/4.

Відомо, що кривина кривої у = у(х) визначається залежністю

, (40)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

а радіус кривини -

. (41)

За можливості вільного перенесення центру системи координат ОХY приймемо ц₀ = 0.

Тоді

(42)

Комплекс у чисельнику останньої залежності завжди є додатним. Це означає залежність знака кривини тільки від знака синуса, а саме: у першому та другому квадрантах радіус від'ємний, а у третьому та четвертому - додатний. При цьому поняття додатного і від'ємного радіусів кривини стосуються опуклої і ввігнутої частин синусоїди. На рис. 14 наведено загальний вид функцій синусоїди і радіусів кривини.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таким чином, у випадку синусоїдальної траси трубопроводу сила інерції, що діє на одиничну масу m,

(43)

є змінною за величиною і напрямком.

Розглянуті методи динамічних впливів на рідинні або газорідинні потоки заслуговують на увагу і пропонуються до впровадження, однак екстремальним випадком слід розглядати ситуацію, що відповідає гідравлічному удару.

Появі гідравлічних ударів відповідають швидкі перекривання потоків і за обмеженого стискання рідин їх кінетична енергія витрачається на відповідну силову дію і дисипативні явища.

За наявності газорідинної системи генерація гідравлічних ударів має суттєві наслідки в процесах масообміну.

На основі визначеної в розділі 4 методики потік газорідинної суміші може моделюватися приведеними масами і жорсткостями. Схема фізичної моделі у таких випадках відповідає рисунку 15.

За адіабатного процесу приведена жорсткість

, (44)

де k - показник адіабати (для повітря k = 1,4).

Рівняння руху приведеної маси відображується рівнянням

, (45)

де Р_оп - сила тертя газорідинної суміші зі стінками трубопроводу.

За початкових умов одержуємо пружне навантаження газорідинної суміші

. (46)

З одержаної залежності видно, що до найбільш вагомих параметрів впливу відносяться швидкість руху газорідинної суміші, приведена маса і жорсткість системи.

Максимальний тиск в трубопроводі

, (47)

де t_ек - час досягнення екстремуму,

. (48)

Одержаний теоретичний матеріал дозволив здійснити перехід до конструктивного влаштування синтезаторів гідравлічних ударів в газорідинних системах реакторів на основі використання кінетичної енергії циркуляційних контурів.

6 розділ роботи стосувався дослідження змін і масообміну при екстракції в умовах технологій різких змін тисків (ТРЗТ) на основі використання діоксиду вуглецю в якості носія потенціальної енергії. Витримка вологих продуктів, соків, подрібненої сировини рослинного походження тощо в атмосфері СО₂ при підвищених тисках або при організації активного масообміну супроводжується абсорбцією газу.

Кількістю розчиненого діоксиду вуглецю і тиском у системі визначається рівень її потенціальної енергії. Різке зниження тиску переводить газонасичене середовище у стан порушення рівноваги і починається швидкоплинна десорбція СО₂, яка за певних умов супроводжується деструкцією матеріалу рослинного походження на міжклітинному і навіть клітинному рівнях. Такий перехід відповідає принципу Ле-Шатель'є, однак цього разу він виглядає не як самоплинний, а цілком організований процес. Максимуму наслідків такого енергетичного стрибка відповідає мінімальний час його перебігу. Подібні енергетичні стрибки мають місце в явищах гідравлічних ударів, кавітаційного колапсу парових бульбашок, різкої розгерметизації реакторів з рідинною фракцією, що має температуру вищу за температуру її кипіння за атмосферного тиску тощо. Таким чином, ТРЗТ на основі використання діоксиду вуглецю в якості носія енергетичного потенціалу є важливим доповненням існуючих класичних схем концентраторів кінетичної та потенціальної енергії. Різке зниження енергетичного потенціалу всякої системи має в собі зародки як негативних, так і позитивних впливів на середовища та їх структурні компоненти.

Важливо, щоб в загальній масі наслідків можливо було визначити придатність їх до використання в тих чи інших технологіях.

У зв'язку з відміченим до числа задач 6 розділу віднесено виконання структурного аналізу дискретно-імпульсних технологій та перехідних процесів за їх застосування, технологій різких змін тисків і їх енергетичного підґрунтя, розробка перспективних схем на основі ТРЗТ стосовно виробництв ягідних і фруктових соків та процесів екстракції цукру з бурякової стружки, виконання експериментальних досліджень по оцінці впливів ТРЗТ на структуру оброблюваної сировини і масообмін.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рівень енергетичного потенціалу, задіяного в дискретно-імпульсних, екструдерних технологіях і ТРЗТ, визначається глибиною введення середовищ у метастабільний стан. На рис. 16 наведено структурну схему дискретно-імпульсних технологій на прикладі рідинних систем. Саме через адіабатне кипіння та кавітаційні процеси досягаються механічні впливи з їх наслідками у вигляді прискореного масообміну, руйнування біологічних структур тощо. Глибина входження у метастабільний стан визначається різницею початкової і кінцевої температур, що відповідає температурі кипіння середовища за кінцевого тиску. У табл. 6 наведено результати розрахунків по визначенню енергетичного потенціалу, що відповідає перехідному процесу для середовища масою m = 1 кг і теплоємкістю с = 4,19 кДж/(кг·К).

Таблиця 6

Результати розрахунків по визначенню енергетичного

потенціалу рідинної системи

Різниця температур Дt, °С	2	4	6	8	10	12	14	20	30
Енергетичний потенціал ДЕ, кДж	8,38	16,76	25,14	33,52	41,9	50,28	58,66	83,8	125,7

Концентрація енергетичних впливів важлива не лише у просторі (об'ємі), а й у часі перебігу процесу. Саме швидкоплинність перехідного процесу визначає кінцевий результат.

Наприклад, стосовно екструдерних технологій, структурна схема яких показана на рис. 17, розширення утворюваної парової фази здійснюється у практично необмежений об'єм, кінцевий тиск відповідає атмосферному, відсутній вплив гідростатичного тиску. В результаті вихідний матеріальний потік з екструдера підлягає на виході руйнівній дії генерованої пари, що виділяється з його повного об'єму в часі, що наближається до миттєвої дії. Хоча генерування парової фази у першому наближенні оцінюється як миттєвий процес, однак феноменологічні міркування приводять до висновку, що швидкість пароутворення dG/dt залежить від рушійної сили, тобто від різниці температур плинної і кінцевої

.

Величина енергетичного перепаду, що відповідає перехідному процесу

.

Таким чином, порівняння дискретно-імпульсних технологій у їх класичному розумінні і екструдерних технологій приводить до висновку про наявність подібних і відмінних явищ у їх основі. Це вказує на можливість поєднання в одному комплексі їх елементів. Наприклад, підготовка бурякової стружки до процесу дифузії потребує якомога більшого рівня плазмолізу клітинних структур. В існуючих технологіях він досягається за температурних впливів на рівні 70 °С за обробки в ошпарювачах. Разом з тим така теплова обробка має негативні наслідки, пов'язані з денатурацією протоплазми бурякових тканин і наступною екстракцією.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зменшення недоліків і підвищення виходу цільового продукту доцільно розшукувати на шляху впровадження між ошпарювачем і дифузійним апаратом вакуумної камери, через яку безперервним потоком в режимі адіабатного кипіння транспортується бурякова стружка.

Структурна схема технологій різкого зниження тисків наведена на рис. 18.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Розрахунки показують, що в ТРЗТ досягаються рівні енергетичних впливів, співрозмірні ДІТ (табл. 6). Розрахункова формула по визначенню перепаду енергетичного потенціалу приводиться до форми

. (49)

де - масова розчинність СО₂ за початкових тиску Р_(п) і температури t_(п) абсорбції; - масова розчинність СО₂ по завершенню десорбції.

Як і у перших двох випадках вирішальним фактором впливу щодо переведення середовища у метастабільний стан залишається тиск, хоча температура є теж відповідальною за нього.

Швидкість десорбції діоксиду вуглецю dx/dt є визначальною і розраховується рівнянням

, (50)

де с_н і х - відповідно початкова і плинна концентрації СО₂; k - коефіцієнт пропорційності.

Розділивши змінні в останній умові і виконавши інтегрування одержуємо

; . (51)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Миттєву швидкість десорбції знайдемо диференціюванням останньої умови

.

Виключивши звідси

знайдемо

.

Середні швидкості десорбції в обох випадках

; ,

де w₀ і w₁ - швидкості десорбції на моменти часу t₀ та t₁.

Як бачимо, середнє значення швидкості пе-ребігу десорбції залежить від вибору аргументу. Пояснити це слід наступним: середнє значення швидкості w є граничним значенням середньоарифметичного із значень функції w, вибраних через однакові проміжки аргументу х.

Важливою перевагою ТРЗТ на основі діоксиду вуглецю є можливість деструкційної обробки не тільки рідинних середовищ, а й вологовмістких сировинних потоків різного походження за обмежених температур.

На рис. 19 і 20 наведено схеми реконструкції ділянки підготовки бурякової стружки до екстракції цукру, прийняті промисловістю.

Оцінку впливів ТРЗТ на структуру бурякової стружки здійснювали на основі визначення залишкової відносної деформації е_v

,

де V_c - початковий об'єм оброблюваної стружки.

Досліди виконувалися в умовах трифакторного експерименту, характеристики якого наведено у табл. 7.



Таблиця 7

Характеристики параметрів, що відповідають трифакторному експерименту

Величина	Фактори
	Тиск, МПа	Температура, °С	Час витримки, с
Кодове позначення фактора	z1	z2	z3
Основний рівень	0,4	20	360
Інтервал варіювання	0,2	5	120
Нижній рівень zі н	0,2	15	240
Верхній рівень zі в	0,6	25	480

Статистична обробка дозволила одержати рівняння регресії у кодованому вигляді та трансформоване до фізичних змінних

(52)

Аналогічні досліди виконано для яблучної стружки. В дослідах по масообміну визначалася швидкість екстракції цукру з бурякової стружки в межах фіксованого часу в непроточному екстракторі. Порівняльні результати наведено в табл. 8 та 9.

Наведені результати вказують на можливість суттєвого підвищення швидкості процесу екстракції за рахунок ТРЗТ.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблиця 8

Характеристики параметрів трифакторного експерименту щодо

швидкості екстракції цукру із бурякової стружки

Величина	Фактори
	Тиск, МПа	Температура екстрагента, °С	Час витримки, с
Кодове позначення фактора	z1	z2	z3
Основний рівень	0,4	30	300
Інтервал варіювання	0,2	15	60
Нижній рівень zі н	0,2	15	240
Верхній рівень zі в	0,6	45	360

Таблиця 9

Дані для постановки експерименту і результати по визначенню

швидкості екстракції цукру з бурякової стружки

№ досліду	Ф а к т о р и	Швидкість екстракції цукру з обробленого середовища, г/с	Швидкість екстракції цукру з необробленого середовища, г/с
	z0	z1	z2	z3
1	+	-	-	-	0,706	0,514
2	+	+	-	-	0,904	0,514
3	+	-	+	-	0,804	0,604
4	+	+	+	-	1,006	0,604
5	+	-	-	+	0,806	0,514
6	+	+	-	+	1,11	0,514
7	+	-	+	+	0,832	0,604
8	+	+	+	+	1,218	0,604

У розділі 7 наведено схеми і опис конструкцій обладнання і технологічних схем, запропонованих автором до реалізації в промисловості.



Висновки

Виконаний аналіз літературних джерел, досягнень сучасних технологій, загального стану промисловості та динаміки її розвитку, вивчення наукового підґрунтя, а також виконані теоретичні і експериментальні дослідження дозволяють відмітити наступні результати і висновки.

1. Показано, що з метою інтенсифікації масообмінних процесів продовжується використання традиційних методів в напрямку фізичних, механічних, теплофізичних впливів та їх різних комбінацій. Особливі перспективи мають перехідні режими теплофізичних процесів на рівні дискретно-імпульсних технологій та технологій різкої зміни тисків в газонасичених системах, підґрунтям яких є швидкоплинне зниження енергетичного потенціалу середовищ масообміну.

2. Визначено, що перехідні режими, як складові процесів аерації супроводжуються перерозподілом вхідних енергетичних потоків на частини, що стосуються енергії утворення поверхні поділу фаз, потенціальної енергії набухлого рідинного шару, кінетичної енергії циркуляційних контурів та інерційних складових, потенціальної енергії розчинених газів.

3. Показано, що масообмін в газорідинних системах культуральних середовищ супроводжується наявністю чотирьох спряжених матеріальних потоків (О₂, N₂; CO₂; H₂O) і теплового потоку з боку середовища до газової фази.

4. Показано, що кількісна оцінка рівня аерації на основі питомих енергетичних витрат або приведеної швидкості газової фази відповідає можливості масштабних переходів.

5. Визначено параметри рушійних факторів масообміну культуральних середовищ на основі розрахункових значень констант Генрі. Вертикальна циркуляція середовищ за рахунок зміни гідростатичних тисків в локальних динамічних зонах є причиною обмежених масообмінних процесів по азоту з флуктуацією по напрямках (з газової у рідинну фазу і навпаки).

6. Визначено кількісні показники і одержано розрахункові формули для енергетичного потенціалу газорідинної системи, газоутримувальної здатності, динаміки системи в режимах перехідних процесів, потенціальної енергії розчинених газів, енергії створення міжфазної поверхні.

7. Встановлено взаємозв'язок між рівнем дисперсності газової фази в рідинній і величиною питомих енергетичних витрат в зонах утворення міжфазної поверхні. Розроблена оцінка енергетичних впливів явищ коалісценсії, визначено умови їх існування.

8. Запропоновано гіпотезу щодо уявлення газорідинних систем у вигляді метастабільних пружних середовищ, пружні властивості яких визначаються величиною газоутримувальної здатності.

9. На основі способу Релея розроблено аналітичний апарат для визначення приведеної маси і приведеної жорсткості газорідинних середовищ, що дозволило перейти від реального фізичного об'єкта до еквівалентної одномасової коливальної моделі.

10. Виконано динамічний аналіз газорідинних середовищ в умовах флуктуацій зовнішніх тисків, які виконують роль факторів інтенсифікації масообміну. Функціями відгуку у впливах на газорідинні системи обрано деформації, швидкості деформації газової фази та тиски в середовищах. Показано, що найбільшим впливам зовнішніх тисків на функції відгуку відповідають їх змінні показники з частотами, наближеними до резонансних.

11. Показано кількісні співвідношення впливів дисипативних характеристик середовищ на функції відгуку системи.

12. Вперше розроблено наукове підґрунтя для інтенсифікації масообміну в системах замкнених рідинних, газорідинних або змішаних з твердою фазою потоків за рахунок масових сил.

Розроблено аналітичний апарат визначення рівня енергій розсіювання у процесах змішування взаємодіючих однонаправлених та різнонаправлених потоків.

13. Вперше доведена доцільність виконання масообмінних ділянок трубопроводів з траєкторіями зі змінними радіусами кривини і точками перегину кривої осі симетрії. Відмічена можливість одержання багаторазових інерційних впливів на потоки на рівні м'яких динамічних ударів і змінних за величинами і напрямками дій сил інерції.

14. Розроблено математичний апарат, що стосується динаміки взаємодії між рідинною і газовою фазами в режимах гідравлічних ударів в трубопроводах і газорідинних реакторах.

15. Показано можливість інтенсифікації процесів дифузійного вилучення соку з бурякової стружки за рахунок використання попередньої обробки в режимах ТРЗТ з використанням діоксиду вуглецю. Одержано порівняльні показники, що характеризують величини об'ємної залишкової деформації бурякової стружки і швидкість екстракції цукру з неї.

16. Розроблено технологічні схеми ТРЗТ для обробки бурякової стружки з максимальним наближенням до діючих виробничих систем. Пропозиції по впровадженню передано на діючі підприємства.

17. За результатами розробок одержано 23 деклараційні патенти України. Здійснено промислові впровадження на цукровому заводі ТОВ Агрокомплекс Узин, Цибулівському заводі, Смілянському цукрокомбінаті, ВАТ "Стиролбіотех" із загальним економічних ефектом 1094 тис. грн.



ПЕРЕЛІК РОБІТ, ЩО ОПУБЛІКОВАНІ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Справочник механика пищевой промышленности / А.И. Соколенко, А.И. Украинец, В.Л. Яровой, К.В. Васильковский, А.Е. Шевченко, С.И. Блаженко, В.А. Поддубный, В.И. Лензион, А.И. Варфоломеев, И.Ф. Максименко, Н.Г. Добровольская. - К.: АртЕк, 2004. - 304 с.

Особистий внесок здобувача - написання розділів 4.6.4, 4.6.5, 4.6.6, 4.8.

2. Піддубний В.А. Інтенсифікація масообміну в умовах перехідних процесів: Монографія. - К.: Люксар, 2005. - 248 с.

Особистий внесок здобувача - монографія написана одноосібно.

3. Моделювання процесів пакування: Підручник / А.І. Соколенко, В.Л. Яровий, В.А. Піддубний, К.В. Васильківський, О.Ю. Шевченко. - Вінниця: Нова книга, 2004. - 272 с.

Особистий внесок здобувача - написання розділу 3.

4. Вода, напитки, продукты питания: Монография / А.И. Соколенко, А.И. Украинец, В.Л. Яровой, В.А. Поддубный, А.Е. Шевченко, К.В. Васильковский, В.И. Лензион, Н.Г. Добровольская, И.Ф. Максименко. - К.: Люксар, 2006. - 368 с.

Особистий внесок здобувача - написання глави 2.

5. Тертя в машинах і системах транспортування вантажів: Монографія / А.І. Соколенко, О.П. Мацко, В.А. Піддубний, В.Й. Лензіон, С.І. Блаженко, К.В. Васильківський, О.Ю. Шевченко, І.Ф. Максименко, Н.Г. Добровольська. - К.: Люксар, 2007. - 246 с.

Особистий внесок здобувача - виконав розробки стосовно особливостей тертя в системах транспортування насипних вантажів.

6. Соколенко А.І., Шевченко О.Ю., Піддубний В.А. Інтенсифікація масообмінних процесів в харчових і мікробіологічних технологіях: Монографія. - К.: "Люксар", 2008. - 443 с.

Особистий внесок здобувача - написання глав 1-4.

7. Соколенко А.І., Шевченко О.Ю., Васильківський К.В., Піддубний В.А. Інтенсивні масообмінні технології в харчових і мікробіологічних виробництвах // Наукові, науково-технічні та інноваційні розробки. - К.: НУХТ, 2008. - С. 38-40.

Особистий внесок здобувача - виконав розробки, що стосуються технологій різкого зниження тисків.

8. Технології різкої зміни тиску в пакуванні / О.Ю. Шевченко, В.А. Піддубний // Упаковка. - 2004. - № 5. - С. 28-32.

Особистий внесок здобувача - виконав оцінку перебігу явищ, що супроводжують розгерметизацію газонасичених середовищ.

9. Динаміка змінення вмісту діоксиду вуглецю у пакуваннях газованих напоїв / А.І. Соколенко, О.Ю. Шевченко, В.А. Піддубний, А.Й. Варфоломєєв // Харчова промисловість. - 2004. - № 3. - С. 138-140.

Особистий внесок здобувача - виконав аналіз десорбції газової фази і встановив енергетичні впливи десорбції при розгерметизації газонасичених середовищ.

10. Визначення впливів осмотичного тиску і стабілізація харчових продуктів / О.Ю. Шевченко, В.А. Піддубний // Наукові праці НУХТ. - 2004. - № 15. - С. 65-67.

Особистий внесок здобувача - сформулював теоретичне підґрунтя впливів осмотичних тисків середовищ на мікрофлору, що їх супроводжує.

11. Використання солодових екстрактів у продуктах коекструзії / Л.В. Махинько, В.М. Ковбаса, О.В. Герасименко, Н.О. Ємельянова, Є.І. Ковалевська, В.А. Піддубний // Наукові праці НУХТ. - 2004. - № 15. - С. 68-70.

Особистий внесок здобувача - встановив вплив зміни фізичних параметрів на показники продуктів.

12. Розроблення екструдатів підвищеної біологічної цінності / В.М. Ковбаса, Л.В. Махинько, О.В. Герасименко, А.В. Шаран, В.А. Піддубний // Зернові продукти і комбікорми. - 2005. - № 1. - С. 29-31.

Особистий внесок здобувача - встановив вплив параметрів екструзії на підвищення біологічної цінності екструдатів.

13. Самоохлаждающаяся упаковка / А.І. Соколенко, В.А. Піддубний // Упаковка. - 2007. - № 2. - С. 34-35.

Особистий внесок здобувача - сформулював принцип побудови самоохолоджувальної упаковки.

14. Энергетическая оценка процессов производства газированных напитков / В.А. Поддубный, А.И. Соколенко, А.Е. Шевченко, Т.В. Лисова // Мир упаковки. - 2005. - № 41. - С. 13-15.

Особистий внесок здобувача - обґрунтував зниження енергетичних витрат на охолодження напоїв за рахунок підвищення тисків фасування.

15. Пастеризаційна та стерилізаційна обробка продукції / А.І. Українець, О.Ю. Шевченко, В.А. Піддубний // Харчова і переробна промисловість. - 2005 (серпень-вересень). - С. 16-18.

Особистий внесок здобувача - обґрунтував особливості технологій ВТКС.

16. Нові можливості апаратурного забезпечення солодових виробництв / О.Ю. Шевченко, А.І. Соколенко, В.М. Ковбаса, В.А. Піддубний // Хранение и переработка зерна. - 2005. - № 8 (74). - С. 32-34.

Особистий внесок здобувача - розробив схему десатурації газової фази з можливістю її рекуперативного повернення.

17. Методи обробки харчової продукції / О.Ю. Шевченко, В.А. Піддубний // Харчова і переробна промисловість. - 2005 (листопад). С. 18-19.

Особистий внесок здобувача - виконав аналітичний огляд методів і створив прогноз на перспективи розвитку методів.

18. Енерговитрати в транспортних системах насипних вантажів / В.М. Ковбаса, А.І. Соколенко, О.Ю. Шевченко, В.А. Піддубний // Зернові продукти і комбікорми. - 2005. - № 3. - С. 45-47.

Особистий внесок здобувача - встановив закономірності енерговитрат.

19. Моделювання масообмінних процесів у системі "середовище - клітина" / А.І. Українець, А.І. Соколенко, О.Ю. Шевченко, В.А. Піддубний // Наукові праці НУХТ. - 2004. -№ 16. - С. 162-163.

Особистий внесок здобувача - сформулював закономірності масообміну на основі осмотичних тисків.

20. Рекуперация тепловой энергии в пищевых технологиях / А.И. Соколенко, А.Е. Шевченко, В.С. Костюк, В.А. Поддубный // Молочное дело. - 2006. - № 1. - С. 36-38.

Особистий внесок здобувача - розробив ідеологію рекуперації теплової енергії на основі використання теплових насосів стосовно молочної промисловості.

21. Технології пакування харчової продукції (фізичне і термодинамічне підґрунтя) / О.Ю. Шевченко, В.А. Піддубний // Упаковка. - 2006. - № 1. - С. 57-59.

Особистий внесок здобувача - обґрунтував взаємозв'язок між глибиною входження середовищ у метастабільний стан і рівнем летальних ефектів.

22. Осмотичні явища в харчових технологіях / А.І. Соколенко, О.Ю. Шевченко, В.А. Піддубний, М.І. Юхно, Д.М. Полатайло // Хлебопекарское и кондитерское дело. - 2006. - № 1. - С. 36-38.

Особистий внесок здобувача - розробив аналітичне узагальнення впливів осмотичних тисків на перебіг технологічних процесів в харчових виробництвах.

23. Термодинамічні параметри в харчових технологіях / А.І. Соколенко, О.Ю. Шевченко, В.А. Піддубний, К.В. Васильківський, Д.М. Полатайло // Молочное дело. - 2006. - № 3. - С. 26-28.

Особистий внесок здобувача - обґрунтував можливості використання процесів адіабатного кипіння за гомогенізації молока.

24. Про ефективність використання холодильних установок / А.І. Соколенко, О.М. Семенов, В.А. Піддубний, А.Й. Варфоломєєв // Молочное дело. - 2006. - № 5. - С. 24-27.

Особистий внесок здобувача - обґрунтував перехід на економічні режими роботи холодильних установок.

25. Високоенергетичні технології обробки молока і молочних продуктів / В.А. Піддубний, А.І. Соколенко, О.М. Семенов // Молочное дело. - 2006. - № 9. - С. 62-63.

Особистий внесок здобувача - сформулював умови і показав можливості прискорення технологічних процесів за рахунок накопичення потенціальної енергії.

26. Фізичні і термодинамічні складові процесів вакуумного упаковування / А.І. Соколенко, В.А. Піддубний, О.Ю. Шевченко // Колега. - 2006. - № 6-8. - С. 59-62.

Особистий внесок здобувача - визначив межі і перспективи енергетичних впливів в умовах створення вакуумованих паковань.

27. Інтенсифікація масообміну в апаратах для вирощування мікроорганізмів / В.А. Піддубний // Харчова і переробна промисловість. - 2006. - № 11. - С. 17-19.

Особистий внесок здобувача - стаття написана одноосібно.

28. Енергетичні показники систем аерації культуральних середовищ / В.А. Піддубний // Харчова і переробна промисловість. - 2006. - № 12. - С. 19-21.

Особистий внесок здобувача - розробив аналітичну модель.

29. Інтенсифікація масообміну в системах сатурації напоїв / В.А. Піддубний, А.І. Соколенко, О.Ю. Шевченко, К.В. Васильківський // Харчова і переробна промисловість. - 2007. - № 2. - С. 18-20.

Особистий внесок здобувача - розробив аналітичну модель.

30. Використання потенціалу масових сил для інтенсифікації масообміну в рідинних і газорідинних потоках / А.І. Соколенко, В.А. Піддубний, А.І. Українець, С.А. Бут // Харчова і переробна промисловість. - 2007. - № 3. - С. 15-17.

Особистий внесок здобувача - розробив теоретичну частину.

31. Гідродинаміка газорідинних середовищ і інтенсифікація процесів бродіння / А.І. Соколенко, В.А. Піддубний, О.Ю. Шевченко, О.С. Макаров, В.Й. Лензіон, О.П. Мацко // Магарач. Виноградарство и виноделие. - 2007. - № 1. - С. 36-38.

Особистий внесок здобувача - розробив аналітичну частину.

32. Соколенко А.І., Піддубний В.А., Шевченко О.Ю, Макаров О.С., Лензіон В.Й., Мацко О.П. Моделювання гідродинаміки газорідинних середовищ в умовах бродіння: Сб. науч. тр. "Виноградарство и виноделие". - Ялта: Национальный институт винограда и вина "Магарач", 2007. - Т. ХХХVII. - С. 119-121.

Особистий внесок здобувача - розробив теоретичну частину.

33. Про енергозбереження і енергоресурси / А.І. Соколенко, В.А. Піддубний // Харчова промисловість. - 2007. - № 5. - С. 66-68.

Особистий внесок здобувача - розробив математичний апарат.

34. Масообмін в процесах змішування рідинних і газових потоків / А.І. Соколенко, М.Д. Хоменко, В.А. Піддубний, О.М. Семенов // Цукор України. - 2006. - № 6. - С. 19-21.

Особистий внесок здобувача - розробив теоретичну частину.

35. Термодинамічні параметри в процесах фасування газованих напоїв / В.А. Піддубний, А.І. Соколенко, К.В. Васильківський // Упаковка. - 2007. - № 1. - С. 33-35.

Особистий внесок здобувача - обґрунтував фізичну суть явищ.

36. Особливості вакуумного упаковування продукції харчових виробництв / А.І. Соколенко, В.А. Піддубний, О.Ю. Шевченко // Харчова промисловість. - 2007. - № 5. - С. 71-74.

Особистий внесок здобувача - показав ефективність вакуумних технологій для подовження термінів зберігання харчової продукції.

37. Перехідні режими та інтенсифікація технологічних процесів / В.А. Піддубний, А.І. Соколенко, А.І. Українець, О.Ю. Шевченко // Харчова і переробна промисловість. - 2007. - № 4. - С. 18-20.

Особистий внесок здобувача - розробив структуру перехідних процесів стосовно використання газонасичених середовищ.

38. Інтенсифікація технологічних процесів / А.І. Соколекно, В.А. Піддуний // Хлебопекарское и кондитерское дело. - 2007. - № 1. - С. 52-54.

Особистий внесок здобувача - запропонував теоретичне підґрунтя стосовно технологій в режимах перехідних процесів.

39. Масообмін у нелінійних трубопроводах / А. Соколенко, М. Хоменко, О. Шевченко, В. Піддубний, С. Бут // Харчова і переробна промисловість. - 2007. - № 5. - С. 20-21.

Особистий внесок здобувача - сформулював теорію масообміну щодо нелінійних трубопроводів.

40. Інтенсифікація масообміну в апаратах для вирощування мікроорганізмів / В.Піддубний // Харчова і переробна промисловість. - 2007. - № 8-9. - С. 18-20.

Особистий внесок здобувача - стаття написана одноосібно.

41. Інтенсифікація масообміну в трубопроводах за рахунок сил інерції / Соколенко А.І., Піддубний В.А., Хоменко М.Д., Васильківський К.В., Підлісний В.В. // Цукор України. - 2007. - № 3. - С. 13-15.

Особистий внесок здобувача - обґрунтував перспективи інерційних впливів на газорідинні потоки.

42. Підвищення ефективності аераційних систем апаратів / В.Піддубний // Харчова і переробна промисловість. - 2007. - № 10. - С. 18-21.

Особистий внесок здобувача - стаття написана одноосібно.

43. Удосконалення процесів кондиціювання й вилучення діоксиду вуглецю з рециркуляційної частини повітря при виробництві солоду / В.Підлісний, А.Соколенко, О.Шевченко, В.Піддубний, А.Варфоломєєв // Харчова і переробна промисловість. - 2007. - № 10. - С. 28-29.

Особистий внесок здобувача - обґрунтував можливість десорбційного вилучення СО₂ з рециркуляційної частини повітря.

44. Особливості підготовки повітря / В.Підлісний, А.Соколенко, О.Шевченко, В.Піддубний, А.Варфоломєєв // Харчова і переробна промисловість. - 2007. - № 11. - С. 13-14.

Особистий внесок здобувача - сформулював теплотехнічну доцільність рекупераційної підготовки повітря.

45. Вакуум-эффекты при упаковывании пищевой продукции / Соколенко А.И., Поддубный В.А., Шевченко А.Е., Васильковский К.В. // Мир упаковки. - 2007. - № 6. - С. 30-32.

Особистий внесок здобувача - визначив фактори впливу на продукцію при пакуванні.

46 Удосконалення процесів кондиціонування повітря в ситемах пророщування солоду / Ковбаса В.М., Шевченко О.Ю., Піддубний В.А., Підлісний В.В. // Хранение и переработка зерна. - 2007. - № 10. - С. 34-36.

Особистий внесок здобувача - сформулював доцільність умов рекуперативного повернення повітря в певних співвідношеннях до первинної кількості повітря.

47 Фізико-хімічні явища в масообміні при зволоженні зерна / В.Підлісний, О.Шевченко, В.Піддубний // Харчова і переробна промисловість. - 2008. - № 1. - С. 18-19.

Особистий внесок здобувача - сформулював гіпотезу стосовно використання ідеології осмомолекулярної дифузії в процесах замочування зерна.

48. Інтенсивні технології харчових виробництв / А.Соколенко, О.Шевченко, В.Піддубний // Харчова і переробна промисловість. - 2008. - № 4. - С. 25-28.

Особистий внесок здобувача - запропонував процеси масообміну в апаратах для вирощування мікроорганізмів перевести в режими перехідних процесів.

49. Деклараційний патент України № 56890А, МПК С12С1/00. Апарат для замочування зерна / А.І. Соколенко, А.І. Українець, В.А. Піддубний, О.Ю. Шевченко. - Опубл. 15.05.2003. Бюл. № 5.

Особистий внесок здобувача - запропонував систему аерації оснастити масообмінним ежектором.

50. Деклараційний патент України № 58827А, МПК С12С/00. Пристрій для пророщування зерна / А.І. Соколенко, А.І. Українець, В.Л. Яровий, О.Ю. Шевченко, В.А. Піддубний. - Опубл. 15.08.2003. Бюл. № 8. Особистий внесок здобувача - запропонував камеру кондиціювання доповнити зоною сорбції СО₂.

51. Деклараційний патент України № 60499А, МПК С12С1/033. Пристій для пророщування зерна ящикового типу, барабанний або у вигляді "пересувної грядки" / А.І. Соколенко, А.І. Українець, В.А. Піддубний, О.Ю. Шевченко. - Опубл. 15.10.2003. Бюл. № 10. Особистий внесок здобувача - запропонував отвори внутрішньої і зовнішньої труб виконати співвісними.

52. Деклараційний патент України № 13902 U МПК С12G 1/06. Пристрій для безперервного флотаційного освітлення виноградного сусла / А.І. Соколенко, О.Ю. Шевченко, К.В. Васильківський, В.А. Піддубний, В.Й. Лензіон. - Опубл. 17.04.2006. Бюл. № 4.

Особистий внесок здобувача - запропонував структуру гідравлічної системи.

53. Деклараційний патент України № 14523U, МПК F25B1/10. Пристрій для рекуперативного повернення теплової енергії в системах теплообміну між двома газовими потоками / А.І. Соколенко, О.Ю. Шевченко, В.Г. Рєзник, В.А. Піддубний. - Опубл. 15.07.2006. Бюл. № 5. Особистий внесок здобувача - запропонував включити до схеми цикл фазового переходу теплоносія.

54. Деклараційний патент України № 15647U, МПК F25B1/00; C12C7/00. Система рекуперації енергетичних потоків у виробництві солоду / А.І. Соколенко, О.Ю. Шевченко, С.А. Бут, В.А. Піддубний, В.Г Рєзнік. - Опубл. 17.07.2006. Бюл. № 7. Особистий внесок здобувача - запропонував технологічно поєднати процеси сушіння і пророщування солоду.

55. Деклараційний патент України № 17167U, МПК F25B1/100. Повітряний тепловий насос / А.І. Соколенко, О.Ю. Шевченко, К.В. Васильківський, В.А. Піддубний, Л.Ю. Шевченко, І.Ф. Максименко - Опубл. 15.09.2006. Бюл. № 9.

Особистий внесок здобувача - запропонував компресор і детандер виконати співвісним.

56. Патент України на корисну модель № 21064 МПК С12М 1/02. Апарат для вирощування мікроорганізмів / А.І. Соколенко, В.А. Піддубний О.Ю. Шевченко, І.Ф. Максименко. - Опубл. 15.02.2007. Бюл. № 2.

Особистий внесок здобувача - запропонував створити дві зони аерації.

57. Патент України на корисну модель № 21065, МПК С12М 1/02. Апарат для вирощування мікроорганізмів / А.І. Соколенко, В.А. Піддубний, Л.Ю. Шевченко, О.А. Бондар, О.Ю. Шевченко. - Опубл. 15.02.2007. Бюл. № 2.

Особистий внесок здобувача - запропонував здійснити гермовведення валу через гідравлічний затвор.

58. Патент України на корисну модель № 21066, МПК С12М 1/02. Апарат для вирощування мікроорганізмів / А.І. Соколенко, В.А. Піддубний, О.Ю. Шевченко, І.Ф. Максименко. - Опубл. 15.02.2007. Бюл. № 2.

Особистий внесок здобувача - запропонував циркуляційні труби устаткувати гідротараном.

59. Патент України на корисну модель № 21960, МПК В01D 3/18. Масообмінний апарат / В.А. Піддубний, А.І. Соколенко, О.Ю. Шевченко, С.І. Блаженко, О.М. Семенов. - Опубл. 10.04.2007. Бюл. № 4.

Особистий внесок здобувача - запропонував забезпечити дифузор привідним клапаном-генератором гідравлічних ударів.

60. Патент України на корисну модель № 21961, МПК С13D 1/00. Система для одержання дифузійного соку / А.І. Соколенко, В.А. Піддубний, О.Ю.Шевченко, Ю.А. Піддубний, М.М. Котенко, І.Ф. Максименко. - Опубл. 10.04.2007. Бюл. № 4. Особистий внесок здобувача - запропонував встановити на ділянці між бурякорізкою і обпарювачем сатуратор з двома шлюзовими затворами і вакуумну камеру.

61. Патент України на корисну модель № 21962 МПК С13D 1/00. Система підготовки бурякової стружки до дифузійного процесу / А.І. Соколенко, В.А. Піддубний, О.Ю. Шевченко, В.А. Піддубний, М.М. Котенко, І.Ф. Максименко. - Опубл. 10.04.2007. Бюл. № 4.

Особистий внесок здобувача - запропонував на ділянці між обпарювачем і дифузійним апаратом встановити транзитну вакуумну камеру з двома шлюзовими затворами.

62. Патент України на корисну модель № 21963, МПК С13D 3/00. Апарат для сатурації дефекованого соку / А.І. Соколенко, В.А. Піддубний, О.Ю. Шевченко, В.А. Піддубний, М.М. Котенко. - Опубл. 10.04.2007. Бюл. № 4.

Особистий внесок здобувача - запропонував забезпечити витяжну трубу шибером з приводом керування його положення.

63. Патент України на корисну модель № 25561, МПК С12М 1/02. Апарат для вирощування мікроорганізмів / А.І. Соколенко, В.А. Піддубний, С.І. Блаженко, О.М. Семенов. - Опубл. 10.08.2007. Бюл. № 12.

Особистий внесок здобувача - сформулював необхідність організації зустрічних газового і рідинного потоків.

64. Патент України на корисну модель № 25649, МПК В01D 3/18. Масообмінний апарат / А.І. Соколенко, В.А. Піддубний, В.В. Підлісний, О.Ю. Шевченко, А.Й. Варфоломєєв. - Опубл. 10.08.2007. Бюл. № 12.

Особистий внесок здобувача - запропонував аератори у пристрої розмістити на різній висоті.

65. Патент України на корисну модель № 25944, МПК А23N 1/00. Спосіб одержання соків при переробці плодів та ягід/ А.І. Соколенко, К.В. Васильківський, В.А.Піддубний, Ю.О.Мальська, О.М.Семенов. - Опубл. 27.08.2007. Бюл. № 13. Особистий внесок здобувача - запропонував перед вакуумною обробкою здійснювати нагрівання оброблюваного продукту.

66. Патент України на корисну модель № 25946, МПК С12С 1/00. Пристрій для сушіння пивної дробини/ А.І. Соколенко, О.Ю. Шевченко, В.А. Піддубний, В.В. Підлісний. - Опубл. 27.08.2007. Бюл. № 13.

Особистий внесок здобувача - запропонував для сушіння дробини використати теплову енергію пивного сусла, що одержується при охолодженні у відстійному чані.

67. Патент України на корисну модель № 26464, МПК В01F 3/12. Спосіб інтенсифікації масообміну в трубопроводах/ А.І. Соколенко, М.Д. Хоменко, К.В. Васильківський, В.А. Піддубний, Ю.О. Мальська, В.В. Підлісний. - Опубл. 25.09.2007. Бюл. № 15.

Особистий внесок здобувача - виконав теоретичне обгрунтування використання нелінійних трубопроводів для формування інерційних потенціальних полів.

68. Патент України на корисну модель № 29493, МПК С12С 1/00. Апарат для замочування зерна / А.І. Соколенко, О.Ю. Шевченко, В.А. Піддубний, В.В. Підлісний. - Опубл. 10.01.2008. Бюл. № 1.

Особистий внесок здобувача - запропоновув ділянку трубопроводу виконати з віссю симетрії у вигляді синусоїди.

69. Патент України на корисну модель № 29881, МПК С12С 1/00. Пристрій для пророщування зерна ящикового типу, барабанний або у вигляді "пересувної грядки" / А.І. Соколенко, О.О. Лисюк, В.А. Піддубний, В.В. Підлісний, О.Ю. Шевченко, А.Й. Варфоломєєв - Опубл. 25.01.2008. Бюл. № 2. Особистий внесок здобувача - запропонував здійснювати рециркуляцію газового потоку.

70. Патент України на корисну модель № 30351, МПК С12С 1/00. Апарат для замочування зерна / А.І. Соколенко, О.Ю. Шевченко, В.А. Піддубний, В.В. Підлісний. - Опубл. 25.02.2008. Бюл. № 4. Особистий внесок здобувача - запропонував ввести до складу пристрою контролер для керування режимами аерації окремих зон.

71. Патент України на корисну модель № 30540, МПК С12С 13/00. Варильний агрегат для пива / А.І. Соколенко, О.Ю. Шевченко, В.А. Піддубний, С.І. Блаженко, К.В. Васильківський. - Опубл. 25.02.2008. Бюл. № 4. Особистий внесок здобувача - запропонував запропонував здійснювати вакуумну обробку заторної маси.

72. Патент України на корисну модель № 31049, МПК В65D 85/00. Пристрій для інтенсифікації тепло- та масообміну в герметизованих упаковках / А.І.Соколенко, В.А.Піддубний, О.М. Семенов, О.Ю.Шевченко, І.М. Бендера, Д.М. Полатайло - Опубл. 25.02.2008. Бюл. № 6.

Особистий внесок здобувача - запропонував периферийні утримувачі упаковок виконати з можливістю примусового обертання навколо власної осі. зміна тиск газонасичений аерація

73. Соколенко А.І., Гавва О.М., Юхно М.І., Піддубний В.А. Моделювання в процесах пакування // Матеріали Всеукраїнської науково-методичної конференції "Нові технології навчання в вищій технічній освіті: досвід, проблеми, перспективи". Спеціальний випуск (18-20 жовтня 2004 р.). - Київ: НУХТ, 2004. - С. 78.

Особистий внесок здобувача - сформулював вимоги і особливості вакуумного пакування харчової продукції.

74. Соколенко А.І., Пфайфер М., Піддубний В.А., Шевченко О.Ю. Технології нестабільного стану газорідинних середовищ // Нові технології та технічні рішення в харчовій та переробній промисловості: сьогодення і перспективи: Матеріали ІХ міжнародної науково-технічної конференції (17-19 жовтня 2005 р.). - Київ: НУХТ, 2005. - С. 37-38.

Особистий внесок здобувача - сформулював умови входження середовищ у метастабільний стан.

75. Власенко С.В., Лензіон В.Й., Піддубний В.А., Шевченко О.Ю. Дослідження динаміки розформування пакет-піддонів склотари у виробництві шампанського // Наукові здобутки молоді - вирішенню проблем харчування людства у ХХІ столітті: Матеріали 72-ї наукової конференції молодих учених, аспірантів і студентів. Частина ІІ (17-18 квітня 2006 р.). - Київ: НУХТ, 2006. - С. 103.

Особистий внесок здобувача - розробив динаміку перехідних процесів переміщення робочого органу з об'єктами маніпулювання.

76. Ільчук Н.О., Піддубний В.А., Соколенко А.І., Костюк В.С. Перехідні режими в підготовці до фасування газованих напоїв // Матеріали 73-ї наукової конференції молодих учених, аспірантів і студентів. Частина ІІ (23-24 квітня 2007 р.). - Київ: НУХТ, 2007. - С. 110.

Особистий внесок здобувача - розробив аналітичну оцінку впливу вакуумування на забезпечення асептичного стану склотари.

77. Піддубний В.А., Мальська Ю.О., Васильківський К.В. Вакуумні ефекти при пакуванні харчової продукції // Новітні технології пакування: Матеріали доповідей науково-практичної конференції молодих вчених. Додаток до журналу "Упаковка" (20 лютого 2008 р.). - Київ: Експоплаза, 2008. - С. 11-13.

Особистий внесок здобувача - сформулював особливості і межі впливу термодинамічних параметрів на адіабатне кипіння.

78. Піддубний В.А., Шевченко О.Ю. Впливи вакууму на біологічні середовища // Матеріали 74-ї наукової конференції молодих учених, аспірантів і студентів (21-22 квітня 2008 р.). - Київ: НУХТ, 2008. - С. 338.

Особистий внесок здобувача - сформулював можливість досягнення метастабільних станів стосовно оброблюваних середовищ.

79. Піддубний В.А. Вакуумна обробка середовищ //Матеріали 74-ї наукової конференції молодих учених, аспірантів і студентів (21-22 квітня 2008 р.). - Київ: НУХТ, 2008. - С. 340.

Особистий внесок здобувача - тези написано одноосібно.



АНОТАЦІЯ

Піддубний В.А. Наукові основи і апаратурне оформлення перехідних процесів харчових і мікробіологічних виробництв: - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.18.12 - процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв. Національний університет харчових технологій Міністерства освіти і науки України, Київ, 2008.

В дисертації представлено аналіз сучасного стану методів інтенсифікації тепло- та масообміну стосовно харчових та мікробіологічних технологій.

Показано, що перспективним є напрямок використання перехідних режимів, за яких відбуваються зміни термодинамічних, гідродинамічних, кінематичних, силових параметрів або величин, що характеризують рушійні фактори процесів.

Показано особливі перспективи перехідних процесів в дискретно-імпульсних технологіях та технологіях різкої зміни тисків в газонасичених системах, підґрунтям яких є швидкоплинне зниження енергетичного потенціалу середовищ масообміну. Виконано структурний аналіз перерозподілу енергетичних потоків в газорідинних системах, що знаходяться в стані безперервної аерації.

Визначено, що масообмін в газорідинних системах культуральних середовищ супроводжується наявністю чотирьох спряжених матеріальних потоків (О₂, N₂, CO₂, H₂O) і теплового потоку з боку середовища до газової фази. Показано, що вертикальна циркуляція середовищ за рахунок зміни гідростатичних тисків в локальних динамічних зонах є причиною масообмінних процесів по азоту з флуктуацією на напрямках.

Одержано розрахункові формули по визначенню енергетичних потенціалів газорідинних систем, газоутримувальної здатності в режимах перехідних процесів, енергетичного забезпечення утворення міжфазної поверхні заданого рівня дисперсності. Запропоновано аналітичні моделі щодо гідродинаміки, газорідинних систем в умовах флуктуацій зовнішніх тисків, підґрунтя щодо інтенсифікації масообміну за рахунок використання масових сил та за рахунок використання технологій різких змін тисків.

Здійснено промислове використання розробок.

Ключові слова: перехідні режими, масообмін, інтенсифікація, гідродинаміка, силові впливи, рушійні фактори.



АННОТАЦИЯ

Поддубный В.А. Научные основы и аппаратурное оформление переходных процессов пищевых и микробиологических производств: - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.18.12 - процессы и оборудование пищевых, микробиологических и фармацевтических производств. Национальный университет пищевых технологий Министерства образования и науки Украины, Киев, 2007.

В диссертации представлен анализ современного состояния научного мировоззрения относительно методов интенсификации массообмена в двухфазных и многофазных системах в приложение к пищевым и микробиологическим производствам. Сделан вывод о перспективности направления, связанного с переходными режимами, при которых имеют место изменения термодинамических, гидродинамических, кинематических, силовых параметров или величин, характеризующих движущие факторы процессов.

Показано, что особенно эффективными могут быть переходные процессы на уровне дискретно-импульсных технологий и технологий резких изменений давлений в газонасыщенных средах, основанием которых является быстротекущее снижение энергетического потенциала массообменных сред.

Объектом исследований являются процессы тепло- и массообмена с возможностью их интенсификации.

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, отмечены основные направления и перспективы решения поставленных проблем.

Первый раздел посвящен анализу литературных источников и обобщению опыта применяемых технологий.

Второй раздел посвящен методикам теоретических и экспериментальных исследований, изложению гипотез и допущений, описанию лабораторных стендов и некоторых результатов проверки на соответствие разработанных теоретических моделей.

В третьем разделе излагаются результаты исследований и разработок, касающихся гидродинамики, массообмена в культуральных средах, энергетического обеспечения и распределения энергетических потоков. Составлены математические модели по взаимосвязям между уровнями дисперсности газовой фазы и величинами удельных энергетических затрат, взаимодействию сопряженных потоков массообмена в системе "газ - жидкость".

В четвертом разделе излагаются результаты моделирования гидродинамики газожидкостных систем на основе представления последних, как упругих сред с распределенной массой. Составлены математические модели по влиянию на гидродинамику флуктуаций внешних давлений. Изучено влияние различных давлений, закономерностей и частоты импульсов в том числе и в условиях приближения к резонансным режимам.

Пятый раздел посвящен интенсификации массообмена в замкнутых жидкостных и газожидкостных потоках за счет массовых сил в условиях использования трубопроводов с траекториями с переменными радиусами кривизны. Разработаны методики расчета по оценке динамических воздействий на такие потоки и методика оценки давлений в условиях гидравлических ударов газожидкостных потоков.

В шестом разделе излагаются результаты теоретических и лабораторных исследований по интенсификации экстракции целевых компонентов из сырья растительного происхождения за счет использования технологий резкого изменения давлений, приводятся технологические схемы обработки свекольной стружки, максимально приближенные к условиям действующих предприятий.

При этом рассматриваются два варианта технологий. В первом варианте традиционная схема свеклосахарного производства дополняется аппаратом-сатуратором свекольной стружки, в котором осуществляется насыщение ее жидкостной фракции углекислым газом, и аппаратом-десатуратором, работающим под разрежением. Внутренние объемы сатуратора и десатуратора разделены шлюзовым затвором, а газовая фаза из десатуратора в сатуратор подается с помощью компрессора.

Во втором варианте исследована технология разрушения межклеточных структур и клеточных оболочек за счет организации режимов вакуумного адиабатного кипения жидкостной фракции среды. Обработка среды осуществляется в потоке за счет нагревания сокостружечной смеси в предошпаривателе с последующей подачей ее в транзитную вакуумную камеру, а затем в диффузионный аппарат.

Седьмой раздел посвящен реализации теоретических и экспериментальных исследований и представлен описаниями конструкций и схем, защищенных декларационными патентами Украины. Осуществлено промышленное внедрение разработок.

Ключевые слова: переходные режимы, массообмен, интенсификация, гидродинамика, силовые воздействия, движущие факторы.



ANNOTATION

Piddybny V.A. Scientific bases and apparatus registration of transitional processes of food and microbiological productions: it is Manuscript.

Dissertation on the receipt of scientific degree of doctor of engineering sciences after speciality 05.18.12 - processes and equipment of food, microbiological and pharmaceutical productions. National university of food technologies of Department of education and science of Ukraine, Kiev, 2007.

In dissertation the analysis of the modern state of methods of intensification is represented warmly- and masstransfer in relation to food and microbiological technologies.

It is shown that direction of the use of transient behaviors is perspective, which the changes of thermodynamics, hydrodynamic, kinematics, power parameters or sizes which characterize the motive factors of processes are for.

The special prospects of transitional processes are shown in discretely-impulsive technologies and technologies of sharp change of pressures in the gassatiate systems, основа basis which the fleeting decline of power potential of environments of masstransfer is. The structural analysis of redistribution of power streams is executed in the gas-liquid systems which are in a state of continuous аіration.

...