The Experimental-Industrial Trials of Frozen Fruit Processing Method Using an Oscillating Apparatus

The previous researches carried out using 0.15 m diameter oscillating apparatuses did not enable us to comprehensively investigate the issues of heat transfer, defrosting, grinding and apparatus power consumption. The factors defining the efficiency of frozen fruit processing were evaluated in the article as well as the constituents of thermoanalysis and power inputs were analyzed and the recommendations on the constructive design of oscillating apparatuses were developed. The vessel of 0.42 m diameter has jacketed walls. The space between them is filled with water heated by tubular electric heating elements. The vessel is equipped with an oscillating plate of 0.416 m diameter and 0.003 m thickness, perforated with the holes of 0.003 m diameter. Free section ratio is 16.5%. The rod and the plate are caused to move back-and-forth vertically with given amplitude and frequency values. The apparatus was loaded with frozen rowanberries and chokeberries and water providing solid phase (S) - to - liquid phase (L) ratio j = 0,2-0,4. The availability of the jacket allowed us to regulate the heat supply to the processed system at the given moment of time and in the required amount. The curves of dry water-soluble substances extraction from frozen rowanberries and chokeberries in 0.15 m and 0.42 m apparatuses are similar to each other, at the same time power inputs are identical and characterized by almost the same dependencies. It allows us to take power inputs in the transition to bigger size apparatuses as proportional to specific power inputs measured in 0.15 m diameter apparatuses. Considered all, the obtained results show the reasonability of using 0.42 m diameter oscillating apparatuses equipped with a heat-exchange jacket for frozen fruit processing.

rowanberries, chokeberries, low frequency mechanical oscillations, defrosting, hydromodulus, extraction

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