Опытно-промышленные испытания способа переработки замороженного плодово-ягодного сырья в вибрационном аппарате

Выполненные ранее исследования способа экстрагирования замороженного плодово-ягодного сырья на моделях вибрационных аппаратов диаметром 0,15 м не позволили в полном объеме исследовать вопросы теплопередачи, размораживания, дробления, энергопотребления опытно-промышленной установки. В работе выполнена оценка факторов определяющих эффективность переработки замороженного плодово-ягодного сырья; анализ составляющих теплового баланса; разработка рекомендаций по конструктивному оформлению вибрационных аппаратов; анализ энергозатрат на работу вибрационных тарелок. Корпус установки диаметром 0,42 м оснащен теплообменной рубашкой, в которую заливается вода, нагреваемая трубчатыми электронагревателями. В корпусе установлена вибрационная тарелка диаметром 0,416 м, перфорированная цилиндрическими отверстиями диаметром 0,003 м, с долей свободного сечения 16,5 %. Шток и тарелка приводятся в возвратно поступательное движение в вертикальной плоскости с заданными значениями амплитуды и частоты. В аппарат загружались замороженные плоды красной или черноплодной рябины и вода, обеспечивая соотношение фаз твердого (Т) и жидкого (Ж) j = 0,2-0,4. Наличие теплообменной рубашки, оснащенной трубчатыми электронагревателями, позволяет регулировать подвод тепла к обрабатываемой системе в заданный момент времени и в необходимом количестве. Кривые извлечения сухих водорастворимых веществ полученные на аппаратах диаметром 0,15 м и 0,42 м близки между собой, при этом энергозатраты на проведение процесса сопоставимы и характеризуются близкими зависимостями. Это позволяет при переходе к аппаратам больших размеров необходимые энергозатраты принять пропорционально приведенным энергозатратам полученным на модельных аппаратах диаметром 0,15 м. В целом, полученные результаты показывают целесообразность использования вибрационных аппаратов диаметром до 0,42 м, оснащенных теплообменной рубашкой для переработки замороженного плодово-ягодного сырья.

рябина красная, рябина черноплодная, низкочастотные механические колебания, вибрационный экстрактор, размораживание, гидромодуль, экстрагирование

1. Аванесов В.М., Плаксин Ю.М., Стрелюхина А.Н., Ларин В.А. Применение растительных экстрактов при производстве напитков функционального назначения // Хранение и переработка сельхозсырья. 2016. № 7. С. 28-32.

2. Андреева Е.В. Исследование процесса экстрагирования замороженных ягод клюквы в поле низкочастотных механических колебаний [производство плодово-ягодных экстрактов] // Пищевая и перерабатывающая промышленность. Реферативный журнал. 2008. № 1. С. 20.

3. Астафьева А.Н. Исследование способов переработки замороженных плодов и ягод в вибрационном экстракторе: дис. … канд. техн. наук: 05.18.12. Кемерово, 2013. 153 с.

4. Бабенко Ю.И., Иванов Е.В. Экстрагирование. Теория и практические приложения. СПб.: НПО «Профессия», 2009. 336 с.

5. Варсанофьев В.Д., Кольман-Иванов Э.Э. Вибрационная техника в химической промышленности. М.: Химия, 1985. 240 с.

6. Завьялов В.Л., Бодров В.С., Мисюра Т.Г. Закономерности и перспективы применения виброэкстрагирования для переработки растительного сырья // Пленарные докл. IV Международной конференции “ЭОС 2010”. Воронеж: ВГТА, 2010. С. 2011.

7. Зайцева И.С. Комплексная переработка плодово-ягодного сырья Сибири. М.: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012. 176 с.

8. Иванов П.П., Плотников И.Б., Халтурин М.А. Влияние температуры экстрагента на процесс получения экстракта из замороженных плодов рябины красной в аппарате с вибрационной насадкой // Вестник международной академии холода. 2014. № 3. С. 64-68.

9. Иванов П.П., Семенов А.Г., Халтурин М.А. Процесс разрушения замороженных плодов рябины красной в аппарате с вибрационной тарелкой // Хранение и переработка сельхозсырья. 2015. № 8. С. 16-20.

10. Кирпичников В.П., Ботов М.И. Оборудование предприятий общественного питания: учебник для студ. высш. учеб. заведений в 3 ч. Ч. 2. Тепловое оборудование. М.: Издательский центр «Академия», 2010. 496 с.

11. Киселева Т.Ф., Зайцева И.С., Пеков Д.Б., Бабий Н.В. Выявление предпосылок комплексной переработки плодово-ягодного сырья Сибирского региона // Техника и технология пищевых производств. 2009. № 3. С. 7-11.

12. Кравченко С.Н., Миллер Е.С., Плотникова И.О., Попов А.М. Совершенствование процесса экстрагирования в производстве быстрорастворимых напитков // Хранение и переработка сельхозсырья. 2018. № 1. С. 5-10.

13. Малышев Р.М., Кутепов А.М., Золотников А.Н. Влияние наложения поля низкочастотных колебаний на эффективность экстрагирования и математическая модель процесса // Докл. РАН. 2001. № 6. С. 800-805.

14. Мищенко Е.В., Мищенко В.Я. Исследование кинетики процесса экстрагирования растворимых веществ из плодов рябины // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2014. № 11-2. С. 352-357.

15. Оботурова Н.П., Судакова Н.В., Кокоева В.С., Зайцев А.С. Применение экстрактов растительного сырья при производстве пищевых продуктов // Пищевая промышленность. 2013. № 6. С. 48-50.

16. Панфилов В.А. Теория технологического потока. М.: КолосС, 2007. 319 с.

17. Плотников И.Б. Совершенствование способа получения экстрактов из замороженного ягодного сырья в аппарате с вибрационной тарелкой: дис. … канд. техн. наук: 05.18.12. Кемерово, 2011. 150 с.

18. Поляков В.А., Бурачевский И.И., Тихомиров А.В., Зайнуллин Р.А. Плодово-ягодное и растительное сырье в производстве напитков. М.: ДеЛи плюс, 2011. 523 с.

19. Сорокопуд А.Ф., Иванов П.П. Плодово-ягодные экстракты Западной Сибири: теоретические и практические аспекты: монография. Кемерово: Издательство Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, 2014. 136 с.

20. Сорокопуд А.Ф., Игушов Н.В. Особенности переработки замороженных плодов жимолости в аппарате с вибрационной тарелкой // Вестник международной академии холода. 2017. № 3. С. 3 -9.

21. Сорокопуд А.Ф., Мустафина А.С., Бакин И.А., Игушов Н.В. Повышение эффективности извлечения биоактивных соединений плодов жимолости в вибрационном экстракторе // Хранение и переработка сельхозсырья. 2018. № 4. С. 154-162.

22. Способ получения экстрактов: пат. 2341979 Рос. Федерация. №2007116408/13 / Сорокопуд А.Ф., Суменков М.В.; заявл. 02.05.2007; опубл. 27.12.2008. Бюл. №36.

23. Халтурин М.А. Разработка экстрактора с вибрационной насадкой для переработки замороженных плодов рябины красной: дисс. … канд. техн. наук: 05.18.12. - Кемерово, 2016. 136 с.

24. Шишацкий Ю.И., Никель С.А., Буданов А.В., Власов Ю.Н. Влияние наложения низкочастотных механических колебаний на эффективность экстрагирования // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2018. Т. 80. № 1(75). С. 25-29.

25. Aravamundan K., Baird M.H.I. Effects of mass transfer on the hydrodynamic behavior of a Karr reciprocating plate column // Ind. Eng. Chem. Res. 1999. No. 38. P. 1596-1604.

26. Ni X., Mackley M.R., Harvey A.P., Stonestreet P., Baird M.H.I., Rao N.V.R. Mixing through oscillation and pulsations - a guide to achieving process enhancements in the chemicals and process industries // Transactions of the Institution of Chemical Engineers. 2003. No. 81. Part A. P. 373-383.

27. Rathilal S. Modelling of a Vibrating-plate Extraction Column: Ph.D. thesis. Durban, University of KwaZulu-Natal, 2010. 218 p.

28. Shlichting H., Gersten K. Boundary Layer Theory. Berlin, Heidelberg: Springer-Ferlag, 2017. 804 p.

29. Sincuba N.D. Effect of tray design on the performance of a vibrating plate extraction column. Durban: University of Technology, 2015. 155 p.

30. Stella A., Mensforth K.H., Bowser T., Stevens G.W., Pratt H.R.C. Mass transfer performance in Karr reciprocating plate extraction columns // Ind. Eng. Chem. Res. 2008. No. 47. P. 3996-4007