Вы здесь

Наукові основи і апаратурне оформлення процесів довгострокового зберігання харчових продуктів

Автор: 
Шевченко Олександр Юхимович
Тип работы: 
Дис. докт. наук
Год: 
2006
Артикул:
0506U000392
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РОЗДІЛ 2
МЕТОДИКИ ТЕОРЕТИЧНИХ І ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ
ДОСЛІДЖЕНЬ
В дисертаційній роботі передбачається вивчення впливів на структуру продуктів,
стани рівноваги, життєдіяльність мікроорганізмів, їх стан, рівень летальних
ефектів таких показників, як осмотичний тиск, фазові переходи, термодинамічні
параметри, в тому числі і в умовах їх швидких змін.
Фазові переходи, як і всі термодинамічні процеси у природі протікають таким
чином, що зменшується термодинамічний потенціал системи. Така закономірність у
динаміці є окремим випадком загального принципа спрямованості ентропії
замкнених систем до екстремального значення. В термодинаміці використовуються
такі функції, які відображають вплив на напрямок протікання процеса. Відомо, що
тенденції до зменшення внутрішньої енергії системи підлягають принципу
Ле-Шател’є. Іншим визначником напрямку процеса є тенденції до досягнення
найбільш можливого стану системи.
Багатокомпонентні системи харчових виробництв відрізняються не тільки за
хімічним складом, але і за наявністю кількох фаз, між якими здійснюється
масообмін, теплообмін, перетворення енергії.
На основі фазових переходів знаходять розвиток дискретно-імпульсні технології,
вакуумні технології тощо і при цьому вирішуються такі різнопланові задачі, як
деструкція матеріалів і сировини, гомогенізація продукції, досягнення
асептичних станів тощо. Енергетичним джерелом в таких процесах, як правило,
виступає саме оброблюване середовище, а основні технологічні ефекти досягаються
в режимах перехідних процесів. Вказані особливості термодинаміки теплових,
хімічних, біологічних процесів враховані при створенні методики
експериментальних і теоретичних досліджень.
Окрім того з аналізу сучасних поглядів витікає необхідність поглиблення
комплексної оцінки впливів методів оброблювання середовищ. На думку автора в
дослідженнях по досягненню асептичної обробки води, напоїв та інших продуктів
безпідставно не надається ніякої уваги осмотичному тиску. Для ліквідації такого
недоліку передбачено поєднати вивчення комплексних впливів різних фізичних та
хімічних методів обробки як мінімум з контролем осмотичних тисків або з
врахуванням останніх на рівні активних параметрів.
У зв’язку з викладеним коло питань, яких стосувалися теоретичні і
експериментальні дослідження визначено, як
вакуумна обробка середовищ;
закономірності пастеризаційної та стерилізаційної обробки фасованої продукції;
технології різкої зміни тисків у прикладанні до інтересів як пакування, так і
загальних технологій;
впливи осмотичних тисків і стабілізація продуктів харчування.
2.1. Особливості дослідження вакуумних систем і процесів вакуу­мування
Вакуумна обробка середовищ знайшла своє застосування завдяки фізичним
наслідкам, що проявляються як зниження температури кипіння води (як цілого
компонента або як частини продуктів, напоїв тощо), зниження розчинності газів
(рис. 2.1). Наслідком цих двох проявів є адіабатне кипіння, зниження
температури середовища, зниження розчинності сухих речовин у зв’язку з
останньою і підвищення розчинності газів і одночасне зниження розчинності газів
за падіння тиску тощо. Названі впливи зниження тиску за рахунок вакуумування
визначають багатогранність застосування цих технологій. Останнє і надзвичайно
поширене використання стосується вакуумного пакування продукції. Пошуки
співвідношень між тисками вакуумування і наслідками їх впливів на середовища,
харчову продукцію і напої, визначення відповідних термодинамічних параметрів з
оцінкою можли­
востей і сфер застосування в тому числі і на рівні дискретно-імпульсних
технологій визначили формат теоретичних досліджень, в основі яких лежать
сучасні уявлення термодинаміки, окремі аспекти газодинаміки, гідродинаміки
двофазних середовищ.
До теоретичної частини дослідження гідродинаміки двофазних систем відноситься
постановка обчислювального експеримента, пов’язаного з необхідністю розв’язання
трансцендентного рівняння, яким визначається співвідношення геометричних
параметрів газо-парових бульбашок за вакуумування. Одержане рівняння регресії
встановлює вплив фізичних параметрів за зміни тиску, однак не дає розгортки
перебігу процесу у часі.
Моделювання процесів гідродинаміки газорідинних середовищ в умовах
дискретно-імпульсних технологій здійснювалося за вибору відправних
співвідношень ізотермічних та адіабатних процесів. Одержані нелінійні
диференціальні рівняння розширення більбашок за вакуумування розв’язувалися на
ПК з використанням стандартних програм. Аналітичні моделі і результати їх
розв’язування вказують на існування спектру частот власних коливань системи
“рідинна фаза – бульбашки”.
Ефективність вакуумної обробки, в тому числі і на рівні дискретно-імпульсних
технологій, визначається часом перебігу перехідних процесів. На основі
феноменологічних підходів і положень сучасної термодинаміки розроблена методика
розрахунків, яка дозволяє здійснити оцінку зміни параметрів в часі. Практично
це означає можливість виконання розрахунків вакуумних систем, камер
вакуумування, ліній зв’язку тощо.
Розроблена методика розрахунку вакуумних систем пройшла експериментальну
перевірку.
В цій частині дослідів співставлялися результати розрахунків по визначенню часу
досягнення заданого рівня вакуумування по вихідним даним вакуумної пакувальної
установки Easy PACK німецької фірми Webomatic. При цьому конструкцією установки
передбачена можливість зміни об’єму камери вакуумування за рахунок розташування
в останній витиснювальних елементів, які мали в перерізі форму близьку до форми
перерізу камери. В комплект установки входило 3 витиснювальних елементи