Совершенствование процесса концентрирования квасного сусла с использованием роторного распылительного испарителя тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.12, кандидат наук Шеменева, Наталья Анатольевна

• Шеменева, Наталья Анатольевна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Шеменева, Наталья Анатольевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Выбор объекта исследования

1.2 Конструкции роторных испарителей

1.3 Теплообмен в роторных испарителях

1.4 Методы интенсификации теплообмена в роторном распылительном испарителе (РРИ)

1.5 Выводы и постановка задач исследования

ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО - ХИМИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КВАСНОГО СУСЛА

2.1 Методы определения физико - химических свойств жидких пищевых систем и их оценка

2.2 Анализ результатов исследования физико - химических

свойств квасного сусла

2.3 Методы определения теплофизических характеристик

жидких пищевых систем и их оценка

2.4 Анализ результатов исследования теплофизических характеристик квасного сусла

2.5 Выводы по главе

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ РРИ В УСЛОВИЯХ

ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛООТДАЧИ В ГРЕЮЩЕЙ РУБАШКЕ

3.1 Теплообмен на контактном элементе РРИ и анализ условий теплоотдачи в греющей рубашке

3.2 Схема экспериментальной установки и методика проведения эксперимента

3.3 Результаты исследований процесса теплообмена в условиях

интенсификации теплоотдачи в греющей рубашке

3.4 Технико - экономические характеристики работы РРИ и их анализ

3.5 Выводы по главе

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА УТОЧНЕННОЙ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА И

РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПРАКТИЧЕСКОМУ

ПРИМЕНЕНИЮ РРИ

4.1 Рекомендации по расчету и проектированию РРИ

4.2 Разработка рекомендаций по использованию РРИ для концентрирования квасного сусла

4.3 Разработка рекомендаций по практическому применению концентрированного квасного сусла

4.4 Оценка экономической эффективности производства концентрата квасного сусла

4.5 Выводы по главе

ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование процесса концентрирования квасного сусла с использованием роторного распылительного испарителя»

ВВЕДЕНИЕ

Российскую кухню невозможно себе представить без кваса. Первые упоминания об этом напитке относят еще к X веку. Несмотря на столь солидный возраст, квас по-прежнему любим в народе за свои непревзойденные вкусовые качества. Он обладает бактерицидными свойствами, высокой энергетической ценностью и содержит массу полезных микроэлементов и аминокислот. Помимо этого квас регулирует процессы пищеварения, улучшая обмен веществ в организме.

Раньше квас приготовляли настойным и рациональным способами, которые сейчас применяют редко. В настоящее время одним из наиболее распространенных способов производства кваса является приготовление его из концентрата квасного сусла (ККС). Это позволяет снизить потери сухих веществ (на 15 -18 %) за счёт более полного извлечения экстрактивных веществ из исходного сырья по сравнению с настойным способом и, самое главное, - перевести производство кваса на индустриальную основу [79].

Выработка концентратов квасного сусла на специализированных заводах упрощает механизацию и автоматизацию погрузочно - разгрузочных и транспортно - складских работ при разгрузке исходного сырья и отгрузке готовой продукции, что позволяет снизить трудовые и денежные затраты на производство продукции. Кроме того, при производстве напитков из концентратов вследствие уменьшения объёмов исходного сырья значительно снижаются расходы на строительство складских помещений для хранения сырья.

В связи с тем, что квасное сусло является термолабильным продуктом, процессы его переработки должны проводиться в оптимальном температурно-временном режиме при невысоких температурах и с небольшой продолжительностью контакта продукта с теплообменной поверхностью. Наиболее распространенным способом концентрирования таких пищевых продуктов является выпаривание под вакуумом. Для его проведения в пищевой

промышленности широкое применение получили пленочные и роторно-пленочные вакуумные выпарные аппараты [12, 38].

Роторные распылительные испарители (РРИ) обладают рядом преимуществ по сравнению с распространенными вакуумными выпарными аппаратами. Прежде всего, РРИ отличаются большей интенсивностью процессов теплообмена за счет дополнительной турбулизации пленочного течения жидкости в аппарате, возникающей при многократном диспергировании раствора в поле центробежных сил. РРИ обладают небольшим гидравлическим сопротивлением при высокой плотности орошения поверхности теплообмена, достаточно компактны и не требуют высоких затрат энергии на организацию своей работы [20, 53, 78, 84, 85]. Однако процесс теплопередачи в РРИ недостаточно изучен, что препятствует широкому использованию их в пищевой промышленности. Расширению применения РРИ будет способствовать улучшение его характеристик в результате применения различных методов интенсификации теплообмена, среди которых следует отметить введение воздуха в поток греющей воды в рубашке [27, 86].

В соответствии с изложенным, актуальным является проведение исследований, направленных на интенсификацию теплообмена и изучение возможности применения РРИ для получения качественного концентрата квасного сусла. В связи с этим были сформулированы цель и задачи исследования.

Цель работы - изучение процесса концентрирования пищевых продуктов в роторном распылительном испарителе в условиях интенсификации теплообмена в греющей рубашке и совершенствование на этой основе технологии производства концентрата квасного сусла.

Задачи исследований:

- изучение физико-химических свойств и теплофизических характеристик квасного сусла и его концентратов, получение экспериментально-статистических моделей для их определения;

- исследования процесса теплообмена в РРИ в условиях интенсификации теплоотдачи в греющей рубашке;

- установление оптимальных режимов работы РРИ;

- определение технико - экономических характеристик работы РРИ;

- разработка рекомендаций по промышленному использованию РРИ для получения концентрата квасного сусла.

Научная новизна:

- определены зависимости основных физико-химических свойств и теплофизических характеристик квасного сусла и его концентратов от температуры и содержания сухих растворимых веществ;

- установлены основные закономерности процесса концентрирования жидких пищевых продуктов в РРИ в условиях интенсификации теплообмена;

- выполнена оценка способов ввода воздуха в теплоноситель (горячую воду) на интенсивность теплообмена в РРИ;

- получены экспериментально-статистические модели, описывающие зависимость коэффициентов теплоотдачи от основных параметров на контактном элементе и в греющей рубашке РРИ в условиях интенсификации теплообмена.

Теоретическая и практическая значимость:

- получены экспериментально-статистические уравнения для расчета физико-химических свойств и теплофизических характеристик квасного сусла в широких диапазонах изменения температур и концентраций сухих веществ;

- установлены оптимальные режимы проведения процессов концентрирования жидких пищевых продуктов в РРИ, в том числе и квасного сусла, в условиях интенсификации теплообмена в греющей рубашке;

- получены экспериментально-статистические зависимости для расчета основных технико-экономических характеристик РРИ;

- предложена методика уточненного расчета РРИ, позволяющая определить как основные конструктивные характеристики аппарата, так и основные параметры процесса;

- материалы диссертации используются в учебном процессе на кафедре «Машины и аппараты пищевых производств» ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» при выполнении курсового и дипломного проектирования студентов, обучающихся по направлению 260600 «Пищевая инженерия».

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Выбор объекта исследования

Период ироничного отношения к традиционным продуктам питания и напиткам, в некоторой степени ознаменованный взрывом популярности «фаст фуда» и модой на западные потребительские товары в 90-х годах прошлого века, впрочем, никогда не доходил до угрозы риска окончательно повернуться спиной к традиционным и национальным продуктам питания и напиткам. Квас, как наиболее яркий представитель этой группы продуктов питания, миновал период более чем 10-кратного падения объема производства (5 млн. дал в 1997 г. против 70 млн. дал в 1991 г.) и в последние годы стремительно возвращает прежние позиции в восприятии потребителя и в его корзине потребления [24]. Россияне стали больше заботится о здоровье. В настоящее время в нашей стране формируется рынок продуктов совершенно нового типа [23].

Продукты питания, обладающие за счет добавок или особой рецептуры оздоровительными или профилактическими свойствами (функциональные), пользуются все большим спросом у населения. В развитых странах функциональные продукты и напитки - это наиболее естественная и удобная форма обогащения организма человека различными микроэлементами, микронутриентами (витаминами, минеральными веществами) и другими полезными компонентами [23].

Квас - наш национальный продукт и, как национальный бренд, нуждается в аутентичности и защите интеллектуальной собственности [23]. В возвращении кваса ключевую роль сыграли научно - исследовательские работы, проведенные ВНИИ пивоваренной безалкогольной и винодельческой промышленности в 19801998-х годах по адаптации современных технологий высокоскоростного розлива, фильтрации и пастеризации к производству кваса, что позволило преодолеть ряд технических проблем, и, в частности, добиться достаточных сроков хранения (до 6-9 мес.) без применения консервантов, а также не допуская компромиссов по отношению к качеству напитка. Как известно, традиционный аутентичный квас -

продукт «живой», ферментированный, что диктует короткие сроки хранения. При превышении сроков процесс брожения заходит слишком далеко, приводя к увеличению содержания спирта выше допустимого уровня и практически полному сбраживанию Сахаров, увеличению количества кислот, кетонов, альдегидов и т.д., что ухудшает органолептические свойства напитка. По этой причине сроки хранения непастеризованного кваса не превышали несколько дней. Данное обстоятельство стало практически непреодолимым для коммерциализации кваса, связанной с перевозкой, хранением и дистрибуцией, и успешной конкуренции его в сегменте других безалкогольных напитков, которые уже к началу 90-х годов имели многомесячные сроки хранения [24].

Приготовление кваса из концентрата квасного сусла является наиболее рациональным и экономически выгодным способом, поскольку позволяет перевести производство кваса на индустриальную основу.

Концентрат квасного сусла представляет собой продукт, который получают затиранием с водой ржаного и ячменного солодов и несоложеных материалов (ржаной или кукурузной муки), или свежепроросшего ржаного солода и ржаной муки, с применением ферментных препаратов, с последующим осахариванием, осветлением и концентрированием квасного сусла в вакуумном выпарном аппарате [91].

По внешнему виду концентрат квасного сусла - это густая вязкая жидкость темно - коричневого цвета, кисло - сладкая на вкус, имеющая аромат ржаного хлеба. В охлаждённом состоянии концентрат квасного сусла представляет собой малоподвижную густую массу, что без предварительного подогрева затрудняет слив его из транспортной тары [19].

Содержание сухих веществ в концентрате квасного сусла по ГОСТ в пределах 70 + 2 %, в концентрате кваса - не ниже 57, содержание механических примесей, солей тяжёлых металлов и мышьяка не допускается [19].

В нашей стране концентрат квасного сусла получают двумя способами. Для первого из них исходным сырьём служит рожь, для второго - сухой ржаной и ячменный солоды, ржаная или кукурузная мука.

Применение концентратов квасного сусла для производства кваса способствует значительной экономии материальных ресурсов за счёт отсутствия ряда технологических операций (выпечка и дробление квасных хлебцев и т. д.), снижению расхода топлива, электроэнергии при производстве кваса, сокращению стоимости технологического оборудования квасоваренных цехов.

1.2 Конструкции роторных испарителей

Для переработки увеличивающихся объемов пищевого сырья предусматривается осуществить техническое перевооружение предприятий на основе оснащения их эффективным и надежным оборудованием, обладающим высокой производительность, допускающим поточную организацию переработки сырья, позволяющим в значительной мере исключить порчу и потери продуктов за счет кратковременности и низкотемпературных условий их термообработки [12].

К конструкциям вакуумных выпарных аппаратов должны предъявляться следующие требования [38]:

- компактность, простота, технологичность изготовления, монтажа и ремонта;

- стандартизация узлов и деталей;

- соблюдение требуемого режима (температура, давление, время нахождения раствора в аппарате), получение полуфабриката или продукта необходимого качества, как можно более продолжительная работа аппарата между мойками при минимальных отложениях осадков на поверхности теплообмена, удобство обслуживания4 контроля за работой и регулирования;

- высокая интенсивность теплопередачи, малый вес и невысокая стоимость одного квадратного метра поверхности теплообмена.

Данным требованиям в достаточной мере отвечают вакуумные выпарные аппараты, применяемые для проведения многих тепловых и тепло-массообменных процессов: выпаривания, дистилляции, ректификации, и др.,

достаточно широко распространенных в пищевой промышленности [38]. Проведение процесса выпаривания под вакуумом позволяет значительно снизить температуру кипения упариваемых термолабильных жидкостей, что уменьшает опасность их пригорания и разложения, а также позволяет использовать недорогие теплоносители.

Для проведения различных тепло - и массообменных процессов под вакуумом применяют тарельчатые и насадочные колонны, трубчатые и пленочные тепло - и массообменные выпарные аппараты [38]. Тарельчатые и насадочные аппараты ввиду высокого гидравлического сопротивления в них редко используют для термообработки продуктов [41, 98, 99, 101, 102, 108, 110].

Трубчатые выпарные аппараты достаточно широко распространены в пищевой промышленности [31]. Установки с трубчатыми кипятильниками применяются с естественной и принудительной циркуляцией упариваемого раствора. В трубчатых выпарных аппаратах с естественной циркуляцией движение раствора осуществляется за счет разности плотностей жидкости в опускной части циркуляционного контура и парожидкостной смеси в его подъемной части. В аппаратах с принудительной циркуляцией движение жидкости осуществляется за счет циркуляционного насоса, установленного внизу на входе в кипятильник. Вакуумные выпарные аппараты с естественной циркуляцией упариваемой жидкости нашли наибольшее применение для проведения процессов выпаривания вследствие относительной сложности герметичных насосов, работающих под вакуумом [31].

Интенсивность процессов теплообмена значительно повышается за счет проведения их в тонких жидкостных слоях (пленках) пленочных аппаратов (ПА) [50, 59, 66, 81, 92, 95, 96, 105, 106, 107]. К главным достоинствам таких аппаратов относятся: развитая, постоянная по величине поверхность контакта фаз; высокие скорости перемещения тонкого слоя обрабатываемой смеси, что уменьшает время ее контакта с теплообменной поверхностью; сохранение равномерности потоков и постоянных температур кипения жидкости по высоте аппарата, так как давление по высоте остается неизменным и др.

Однако существует и ряд существенных недостатков ПА, способствующих усложнению их изготовления и использования: для создания устойчивого равномерного тонкого жидкостного слоя по поверхности теплообмена ПА требуются специальные распределительные устройства, которые усложняют их конструкцию; ПА отличаются невысоким коэффициентом теплопередачи, так как продукт по поверхности трубок движется в режиме близком к ламинарному [50].

Наиболее широкое распространение в овощеконсервной и пищеконцентратной промышленности получили вакуумные выпарные установки пленочного типа и с несколькими ступенями выпаривания, такие как: «Виганд» (Германия), «Ланг» (Венгрия), «Единство» (Болгария), «Унипектин» (Болгария), «Тото Манцини» (Италия), «Артлайф Техно» (Россия) и др.

Принципиальная особенность роторных пленочных аппаратов (РПА), характеризующая их высокую эффективность заключается в том, что образование пленочного течения обрабатываемого раствора и его интенсивная турбулизация осуществляется в аппаратах под действием укрепленных на валу вращающегося ротора лопастей [12, 94]. В результате чего гидродинамика движения обрабатываемой жидкости в РПА становится более активной, а теплофизические процессы протекают интенсивнее, чем в ПА. Следует отметить, что затраты энергии на вращение ротора РПА сравнительно малы и с лихвой компенсируются значительным увеличением интенсивности термообработки пищевых продуктов, а также достигаемым при этом повышением качественных их показателей в результате сокращения продолжительности процессов термообработки по сравнению с аппаратами других конструкций. Работа и характеристики роторных аппаратов, применяемых в химической промышленности, описаны в соответствующей литературе [38, 58, 72, 73, 54]. Некоторые из этих аппаратов могут быть с успехом использованы для переработки пищевых продуктов [7, 11, 12,57, 97].

РПА можно разделить на две основные группы. В первую группу входят аппараты, процесс в которых протекает в тонком слое жидкости, создаваемом с помощью вращающегося ротора на внутренней поверхности неподвижного

корпуса. Ко второй группе относят аппараты, процесс в которых протекает в тонком слое жидкости, движущейся по внутренней поверхности вращающихся конусов, цилиндров, спиралей или дисков («Сег^гкегш», Швеция) под действием центробежной силы [50].

Наибольшее распространение в пищевой промышленности получили РПА первой группы.

К настоящему времени серийное производство РПА осуществляется в ряде технически развитых стран. Такие аппараты получили распространение в маслоэкстракционном, пищеконцентратном, кондитерском и некоторых других производствах [12].

Из зарубежных изготовителей РПА одним из крупнейших является компания «Ьи\уа» (Швейцария) [12, 50]. Характерной особенностью этих аппаратов является унификация наиболее важных узлов, допускающая использование в одном корпусе любого из трех видов ротора: ЬЫ, ЬК или ЬВ. Роторы типа 1ЛЧ и ЬК- с жестко закрепленными лопастями «закрытой» и «открытой» конструкции соответственно, а ротор типа ЬВ - с шарнирно закрепленными лопастями, именуемый также «БатЬау» [103,104]. Поярусное изменение способа крепления лопастей вдоль вала ротора часто производится в сочетании с изменением геометрической формы корпуса аппарата (например, переход конической части корпуса в цилиндрическую и, наоборот; ступенчатое изменение диаметра корпуса цилиндрической формы и т.п.). В результате этого достигается эффект улучшения орошения рабочей поверхности по всей длине корпуса аппарата и предотвращается частичное ее оголение, которое возникает при высокой степени концентрирования продукта [12].

РПА вертикального типа с цилиндрическим корпусом имеют довольно ограниченные возможности регулирования времени пребывания в них обрабатываемого продукта. Этого недостатка лишены РПА с коническим корпусом «8ако» фирмы «Ьиша» вертикального и горизонтального исполнения [12, 74, 100]. Такой аппарат можно использовать в часто переналаживаемых производствах, когда в зависимости от изменяющихся свойств сырья и готовой

продукции необходимо изменять продолжительность ее обработки. Однако РПА с коническим корпусом характеризуется повышенной сложностью изготовления, прежде всего подшипниковых узлов, так как при осевом перемещении ротора требуется сохранить герметичность рабочей зоны аппарата. Недостатком горизонтальных РПА является то, что они занимают значительно большую производственную площадь, чем аппараты вертикального типа. В известной мере это также может ограничивать их практическое применение. Аппараты типа «Sako» выпускали в Германии (фирма SMS), в США (фирма «Contro Co.»), в Японии (фирма «Hitachi Со.»).

Аппараты «Rotafilm» фирмы «Pfaudler» (США) с жестко закрепленными лопастями и лопастями - старателями применяют при производстве карамельных сиропов, плавлении сахара-песка, термообработки овощных и фруктовых пюре [12], при производстве плодового и томатного соков, сахарного сиропа и меда [75]. Следует сказать, что такие аппараты менее совершенны, чем аппараты с подвижно закрепленными лопастями, так как жестко закрепленные лопасти и лопасти-стиратели недостаточно подвижны при работе аппарата [12, 75].

Кроме распространенных серийно выпускаемых РПА в ЛТИХПе, УкрНИИхиммаше, ВНИИЖе были разработаны РПА, которые предназначены для термообработки конкретных видов продуктов [12].

Структура жидкостного потока в РПА достаточно сложная: перед лопастями в погруженном режиме работы образуются так называемые носовые волны, а за лопастью располагается зона вихревого движения пленки (вихревой след), под влиянием сил вязкостного трения переходящая в зону свободного стекания пленки. При высокой плотности орошения поверхности теплообмена в носовых волнах объем продукта составляет 50-90 %, а средняя скорость осевого течения в пленке существенно ниже, чем в носовых волнах. Это является причиной «проскока» части упариваемой жидкости через рабочую зону контактного элемента (КЭ) аппарата без испарения. При повышении вязкости обрабатываемого продукта происходит сокращение длины вихревого следа, что приводит к уменьшению зоны интенсивного перемешивания пленки за лопастью

Данный недостаток устраняется за счет более интенсивного гидродинамического режима работы аппарата, сочетающего в себе турбулизацию пленки капельно-струйным потоком обрабатываемого продукта наряду с перемешиванием ее лопастями ротора роторного пленочно-струйного испарителя (РПСИ) (рисунок 1.1) [45].

I

Рисунок 1.1- Схема роторного пленочно-струйного испарителя (РПСИ)

Принцип работы аппарата следующий: исходный раствор поступает в верхнюю часть вертикального цилиндрического корпуса 1, снабженного греющей рубашкой 2, и распределяется по его внутренней поверхности лопастями 4 (лопасти и вал образуют ротор 3). Часть продукта при этом, образуя носовые волны, собирается перед лопастями. Далее, достигнув окна 6, упариваемый раствор из носовых волн перетекает на распределительную пластину 5. Растекаясь по поверхности пластины под действием центробежной силы, раствор достигает отверстий перфорации на ней и в виде капель и струй сбрасывается на свободную поверхность пленки за лопастью. Вследствие чего поток пленки

получает дополнительные импульсы от падающих струй и капель раствора, благодаря чему создается интенсивное и равномерное перемешивание обрабатываемой жидкости. В РПСИ также происходит значительное увеличение и более полное обновление поверхности межфазового контакта за счет эффективного перераспределения раствора между носовой волной и пленкой за лопастями. Данная особенность РПСИ повышает его удельный паросъем на 30 -35 % по сравнению с известными РПА [12].

Эффект удара капель жидкости по поверхности пленки, который позволяет существенно повысить интенсивность тепло - и массообменных процессов, применяется в конструкциях роторных распылительных испарителей (РРИ) [20, 53, 78, 84, 85]. Поверхность межфазового контакта в РРИ создается как диспергированием раствора в виде струй и капель вращающимся ротором, так и турбулизацией стекающей по поверхности обогреваемого корпуса и пластин пристенных каплеотбойников пленки обрабатываемой жидкости ударяющимися каплями, что позволяет повысить эффективность процесса теплопередачи в аппаратах.

Существенный вклад в исследования роторных распылительных аппаратов (РРА) внесли такие отечественные ученые, как М.М. Авруцкий, Я. М. Константинов, Ю.И.Макаров, В.А. Заднепряный, B.C. Николаев, М.А. Николаев, В.М. Олевский, В.Р. Ручинский, М.А. Харисов, Ю.А. Петров, A.A. Плановский, P.M. Сафин, O.A. Трошкин, Б.Г. Холин, В.А. Юрченко, А.Ф. Сорокопуд и другие. Среди зарубежных ученых следует отметить Kirschbaum F., Reichel L., Billet R, Neimann F. Их работы стали основами теории и практики РРА, ими были разработаны высокоэффективные конструкции контактных устройств, распылителей, созданы методики расчета РРА и процессов в них.

Конструктивное исполнение РРА достаточно разнообразно. Встречаются как горизонтальные, так и вертикальные конструкции. Среди РРИ наибольшее распространение получили аппараты с вертикальным валом, которые и выбраны предметом исследования в данной работе. Первые сведения о применении роторного распылительного аппарата с вертикальной осью вращения появились в

Германии в 30-40 годы. Аппараты этого типа изготавливались диаметром 8001400 мм и числом разбрызгивающих элементов 2-15. Их использовали для абсорбции хорошо растворимых газов, охлаждения и пылеочистки и т. п. Известна группа роторных аппаратов, у которых жидкая фаза, перемещаясь в радиальном направлении за счет центробежной силы, встречает ряд преград и при этом контактирует с текущим навстречу газом (паром). Аппараты этой группы являются высокоинтенсивными, имеют большой съем продукции с единицы рабочего объема, отличаются высокой разделяющей способностью и низким гидравлическим сопротивлением [34]. Отличие таких аппаратов - большое число контактных элементов на один метр высоты аппарата. Однако существенным недостатком аппаратов этого типа является малое живое сечение для прохода газа (пара), которое составляет 3-5 % по отношению к площади сечения аппарата. Например, у колпачковой тарелки живое сечение составляет 10-20 %. Следует отметить, что, несмотря на высокую эффективность и интенсивность аппараты этой группы отличаются высокой металлоемкостью, сложностью балансировки и сборки ротора [34].

Создание РРА с многократной циркуляцией жидкости явилось дальнейшим шагом в развитии этих аппаратов. Аппараты Киршбаума-Штора с диспергирующими устройствами (ДУ) в виде пакетов усеченных конусов и перфорированных цилиндров, которые изготавливались компанией "Мюллер-Шусс" (Германия) [34], относятся к одним из наиболее распространенных аппаратов этого типа.

Следующим этапом развития РРА стало использование перфорированных цилиндров в качестве ДУ. Конструкции и принцип действия таких аппаратов аналогичны устройству и работе скруббера Фельда, их устройство достаточно существенно отличается конструкцией заборных (питающих) устройств распылителя [1, 3, 4, 5, 42, 47 и др.]. РРА Киршбаума-Штора, Укр.НИИхиммаш и других работают в условиях перекрестного характера взаимодействия фаз на КЭ. Существенной интенсификации процессов, протекающих в РРА можно добиться,

обеспечивая взаимодействие распыленной жидкости с закрученным потоком газа (пара) [6].

Цилиндрическая форма ДУ является наиболее рациональной. Распылитель, выполненный в виде перфорированного цилиндра, способствует более эффективному распределению жидкости не только по окружности в одном сечении, но и по высоте секции. Данный принцип был положен в основу конструкции РРИ, разработанного сотрудниками ГИАПа (рисунок 1.2) [38].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шеменева, Наталья Анатольевна, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Авруцкий, М.М. Исследование стадий массоотдачи в газовой фазе в ротационном тарельчатом аппарате: дис. ...канд. техн. наук: 05.347. - М., 1972. -137 с.

2. Азиханов, С.С. Влияние гидродинамики на теплообмен при конденсации пара на трубе в зернистом слое: дис. ... канд. техн. наук: 05.18.12 / Азиханов Сергей Сейфудинович. - Кемерово, 2009. - 177 с.

3. A.C. №161691 СССР. Механический абсорбер / Ю.И. Макаров. - Опубл. Бюл. №18 // Открытия. Изобретения, 1964. - №18.

4. A.C. №230076 СССР. Роторный массообменный аппарат / Я.М. Константинов. - Опубл. Бюл. №34 // Открытия. Изобретения, 1968. - №34.

5. A.C. №1639704 СССР. Роторная массообменная колонна /А.Ф. Сороко-пуд, A.B. Ельцов. - Опубл. Бюл. №13 // Открытия. Изобретения, 1991. -№13.

6. A.C. №204974 СССР. Колонный многоступенчатый аппарат / И.С. Никитин, Н.К. Галаган, И.В. Вишняков, В.Д. Нерубацкая. - Опубл. Бюл. №23 // Открытия. Изобретения, 1967. -№23.

7. Аршинова, Т.Ф. Сгущение сыворотки в роторном пленочном аппарате/ Т.Ф. Аршинова, K.M. Федоров. - В кн.: Повышение эффективности процессов и оборудования холодильной и криогенной техники. - Л.: ЛТИХП, 1981-С. 177178.

8. Афанасьев, Ю.О. Влияние зернистого слоя на пленочную конденсацию / Ю.О. Афанасьев, И.В. Дворовенко, С.И. Лазарев, П.Т. Петрик, Г.С. Сердюков // Теплообмен в парогенераторах: матер. Всесоюзной конференции, июнь 1988 г., Новосибирск. - Новосибирск, 1988. - С. 366- 372.

9. Бажан, П.И. Справочник по теплообменным аппаратам / П.И. Бажан, Г.Е. Каневец, В.М. Селиверстов. - М.: Машиностроение, 1989. - 200 с.

10. Варгафтик, Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей / Н.Б. Варгафтик. - М.: Наука, 1972. - 708 с.

11. Василинец, И.М. Выпаривание растворов лимонной кислоты в роторном пленочном аппарате / И.М. Василинец, И.Б. Новицкая // Хлебопекарная и кондитерская промышленность. - 1985. - № 7. - С. 35- 38.

12. Василинец, И.М. Роторно - пленочные аппараты в пищевой промышленности / И.М. Василинец, А.Г. Сабуров. - М.: Агропромиздат, 1989. - 136 с.

13. Васильев, А.Н. Научные вычисления в Microsoft Excel / А.Н. Васильев. -М.: Издательский дом «Вильяме», 2005. - 512 с.

14. Великая, Е.И. Лабораторный практикум по курсу общей технологии бродильных производств (общие методы контроля) / Е.И. Великая, В.Ф. Суходол. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 312 с.

15. Вуколов, Э.А. Основы статистического анализа. Практикум по статистическим методам и исследованию операций с использованием пакетов STATISTICA и EXCEL: учебное пособие / Э.А. Вуколов.-М.: Форум, 2008.^164 с.

16. Гинзбург, A.C. Теплофизические характеристики пищевых продуктов: справочник / A.C. Гинзбург, М.А. Громов, Г.И. Красовская - М.: Агропромиздат, 1990,- 87 с.

17. Голубев, И.Ф. Вязкость газовых смесей / И.Ф. Голубев, Н.Е. Гнездилов -М.: Издательство стандартов, 1971. - 328 с.

18. ГОСТ 29030 - 91. Продукты переработки плодов и овощей. Пикномет-рический метод определения относительной плотности и содержания растворимых сухих веществ. - М.: Стандартинформ, 1991. - 6с.

19. ГОСТ 28538-90 Концентрат квасного сусла, концентраты и экстракты квасов. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2005. - 11 с.

20. Гриценко, В.В. Совершенствование производства концентрированных плодово-ягодных экстрактов с использованием роторного распылительного испарителя: дис. ... канд. техн. наук: 05.18.12 / Гриценко Вячеслав Владимирович. -Кемерово, 2009. - 150 с.

21. Гухман, A.A. Применение теории подобия к исследованию процессов тепло-массообмена / A.A. Гухман. - М.: Высшая школа, 1974. - 328 с.

22. Домарецкий, В.А Производство консервантов, экстрактов и безалкогольных напитков / В.А. Домарецкий. - Киев: Урожай, 1990. - 244 с.

23. Елисеев, М.Н. Состав квасов брожения и квасного напитка / М.Н. Елисеев, А.Е. Паталаха, C.B. Волкович // Пиво и напитки. - 2008. - № 5. - С. 46- 47.

24. Елисеев, М.Н. Квасные традиции возвращаются / М.Н. Елисеев, А.Е. Паталаха // Пиво и напитки. - 2008. - № 6. - С. 32- 33.

25. Енюков, И.С. Методы, алгоритмы, программы многомерного статистического анализа / И.С. Енюков. - М.: Финансы и статистика, 1986. - 250 с.

26. Ермолаева, Г. А.Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков / Г.А. Ермолаева, P.A. Колчева. - М.:Академия, 2000. - 416 с.

27. Задорский, В.М. Интенсификация газожидкостных процессов химической технологии / В.М. Задорский. - Киев: Техника, 1979. -198 с.

28. Зайцев, И.Д. Физико- химические свойства бинарных и многокомпонентных растворов неорганических веществ: справочник / И.Д. Зайцев, Г.Г. Асеев. - М.: Химия, 1988. - 416 с.

29. Иванов, П.П. Разработка технологии и аппаратурного оформления производства концентрированных плодово-ягодных экстрактов для молочной промышленности: дис. ...канд. техн. наук: 05.18.04, 05.18.12 / Иванов Павел Петрович- Кемерово, 2002. ^ 160 с.

30. Исаченко, В.П. Теплопередача / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, A.C. Су-хомел-М.: Энергоиздат, 1981.-416с.

31. Кавецкий, Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии / Г.Д. Кавец-кий, Б.В. Васильев - М.: Колос, 1999. - 551 с.

32. Калинин, Э. К. Интенсификация теплообмена в каналах / Э.К. Калинин, Г.А. Дрейцер, С.А. Ярхо. - М.: Машиностроение, 1990. - 208 с.

33. Кардашев, Г.А. Физические методы интенсификации химической технологии / Г.А. Кардашев. - М.: Химия, 1990. - 207 с.

34. Кафаров, В.В. Основы массопередачи / В.В. Кафаров. - 3-е изд. - М.: Высшая школа, 1972. - 412 с.

35. Квак, Г.И. Исследование работы распылителя с заборными лопатками / Г.И. Квак, Я.М. Константинов // Химическое и нефтяное машиностроение. -1977. -№12. - С.15-16.

36. Кибрик, Э.Д. Процессы теплообмена при сгущении сахарных растворов в пленочном выпарном аппарате / Э.Д. Кибрик, А.И. Рынков, К.И. Лебедев // Хлебопекарная и кондитерская промышленность. - 1964. -№7. -С. 6-11.

37. Коваленко, Л.М. Теплообменники с интенсификацией теплоотдачи / Л.М. Коваленко, А.Ф. Глушков. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 240 с.

38. Коган, В.Б. Оборудование для разделения смесей под вакуумом / В.Б. Коган, М.А. Харисов. - Л.: Машиностроение, 1976. - 376 с.

39. Коган, В.Б. Теоретические основы тепловых процессов химической технологии / В.Б. Коган. - Л.: Химия, 1977. - 320 с.

40. Кондратьев, Г.М. Регулярный режим / Г.М. Кондратьев. - М.: Гостехиз-дат, 1953.-254 с.

41. Конончук, A.A. Гидравлические сопротивления массообменных аппаратов с регулярными пластинчатыми насадками / A.A. Конончук, В.Н. Стабников // Известия вузов. Пищевая технология - 1968. -№1. -С. 143-147.

42. Константинов, Я.М. Роторный тепломассообменный аппарат / Я.М. Константинов, P.P. Касьянов, Г.И. Квак, А.Ф. Сорокопуд, Е.И. Тарасов // Химическое и нефтяное машиностроение. -1981. - №6. - СЛ.

43. Лазарев, С.И. Экспериментальное исследование интенсификации теплообмена при конденсации на трубах, помещенных в зернистый слой / С.И. Лазарев, П.Т. Петрик, Г.С. Лазарев // Теплофизика и гидрогазодинамика процессов кипения и конденсации, Т.2: тез. докл. 2-й Всесоюзн. конф., 26-28 дек. 1988 г., Рига.: Рижский политехи, ин-т, 1988. - С. 11-13.

44. Липатов, H.H. Процессы и аппараты пищевой технологии / H.H. Липатов- М.: Экономика, 1987. - 272 с.

45. Лисер, С.А. Гидродинамика и теплообмен в роторном пленочно-струйном испарителе: автореферат дис. ...канд. техн. наук: 05.18.12 / Лисер Сергей Абрамович. - Л., 1991. - 16 с.

46. Лыков A.B. Теория теплопроводности-М.: Высшая школа, 1967.-599 с.

47. Макаров, Ю.И. Изучение работы механического абсорбера для очистки водорода отH2S и С02 /Ю.И. Макаров //Газовая промышленность-1961. -№7. -С.28-31.

48. Мальцев, П.М. Технология безалкогольных и слабоалкогольных напитков / П.М. Мальцев, М.В. Зазирная. - М.: Пищевая промышленность, 1970. - 355 с.

49. Масликов, В. А. Критериальное уравнение теплообмена в пленочном аппарате с инерциальными скребками / В.А Масликов, O.K. Медведев. - Изв. вузов СССР. Пищевая технология. - 1970. - №5. - С. 106-108.

50. Марценюк, A.C. Пленочные тепло и массообменные аппараты в пищевой промышленности / A.C. Марценюк, В.Н. Стабников. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 160 с.

51. Методы определения теплопроводности и температуропроводности / А.Г. Шашков, Г.М. Волохов, Т.Н. Абраменко, В.П. Козлов. - М.: Энергия, 1973. -386 с.

52. Мигай, В.К. Повышение эффективности современных теплообменников / В.К. Мигай. - Л.: Энергия. Ленингр. отделение, 1980 - 144 с.

53. Миленький, A.B. Совершенствование процессов производства пива с использованием роторного распылительного испарителя: дис. ... канд. техн. наук: 05.18.12 / Миленький Алексей Владимирович. - Кемерово, 2009. - 140 с.

54. Миловидова, Л.Н. Роторные пленочные выпарные аппараты в химической промышленности за рубежом / Л.Н. Миловидова // Химическая промышленность за рубежом. -1980. - С. 68-84.

55. Мори, У. Оптимизация характеристик конденсаторов с внешними конденсационными поверхностями / У. Мори, К. Хидзиката, С. Хирасава // Теплопередача, 1981.-№1.-С. 116-124.

56. Мухин, В.А. Конденсация пара на наклонной пластине, помещенной в пористую среду / В.А. Мухин, В.Е. Накоряков, П.Т. Петрик, Г.С. Сердаков // ЖПМТФ. -1985. -№ 5. - С. 85- 90.

57. Никитин, Д.Е. О концентрировании молочных продуктов в роторных пленочных аппаратах / Д.Е. Никитин, В.Н. Лепилин, К.М. Федоров // Молочная промышленность. - 1985. - № 4. - С. 24- 25.

58. Олевский, В.М. Ректификация термически нестойких продуктов / В.М. Олевский, В .Р. Ручинский - М.: Химия, 1972. - 200 с.

59. Олевский, В.М. Роторно-пленочные тепло и - массообменные аппараты / В.М. Олевский, В.Р. Ручинский - М.: Химия, 1977. - 208 с.

60. Осипова, В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена / В.А. Осипова - М.: Энергия, 1979. - 320 с.

61. Павлов, К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков: учебное пособие для вузов // Под ред. чл. - корр. АН СССР П.Г. Романкова. -9-е изд., перераб. и доп.-Л.: Химия, 1981.-560 с.

62. Пат.2248237 Российская Федерация, МПК7 В 01 Б03 / 30 и В 05 ВЗ / 02 / Заборное устройство распылителя / А.Ф. Сорокопуд, Д.В. Тарабрин; заявитель и патентообладатель Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - №2003124742 / 15; заявл. 07.08.2003; опубл. 20.03.2005, Бюл. №8.

63. Пат.2456088 Российская Федерация, МПК В 05 ВЗ / 02 / Заборное устройство распылителя / А.Ф. Сорокопуд, М.Ю. Нагибин; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» (Яи). - №2011109753/15; заявл. 15.03.2011; опубл. 20.07.2012, Бюл. №20.

64. Петрик, П.Т. Теплообмен при конденсации Я227 на трубах, помещенных в зернистый слой / П.Т. Петрик, А.Р. Богомолов, И.В. Дворовенко, П.В. Да-донов // Вестник КузГТУ, 2001. - №1. - С. 11-13.

65. Петухов, Б.С. Обобщенные зависимости для теплоотдачи в трубах кольцевого сечения / Б.С. Петухов, Л. И. Ройзен // Теплофизика высоких температур. - 1974. - Т. 12. - №3. - С. 565-569.

66. Пленочная тепло- и массообменная аппаратура / Под ред. В.М. Олев-ского. - М.: Химия, 1988. - 240с.

67. Попов, Д.М. О возможности снижения брызгоуноса в роторном распылительном аппарате / Д.М. Попов, А.Ф. Сорокопуд // Технология и техника пищевых производств: сб. науч. работ / / Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Кемерово, 2003. - С. 172-174.

68. Практикум по физической и коллоидной химии: учебное пособие / Под ред. С.В. Горбачева. - М.: Высшая школа, 1979. - 256 с.

69. Преображенский, В.П. Теплотехнические приборы и измерения / В.П. Преображенский. -М.: Энергия, 1978. - 705с.

70. Рабинович, С.Г. Погрешности измерений / С.Г. Рабинович. -JT.: Энергия, 1978.-262 с.

71. Радионова, И.Е. Совершенствование процессов пиво - безалкогольных производств с использованием роторно-пленочных аппаратов: автореф. дис. .. .канд. техн. наук: 05.18.12/ Радионова Ирина Евгеньевна. - СПб., 1994. - 16с.

72. Роторные испарители (колонные роторные аппараты с шарнирными лопатками): Каталог / Сост. А.Н. Марченко, A.B. Витер, Т.Г. Яшина и др. - М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1985. - 16 с.

73. Роторные пленочные испарители. Каталог. - М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1976.- Юс.

74. Руководство по технологии получения и переработке растительных масел и жиров. Под ред. А.Г. Сергеева. Т. 2. Рафинация жиров и масел. - Д.: ВНИ-ИЖ, 1975.-350 с.

75. Сенеш, Э. Процессы выпаривания в пищевых производствах: перевод с венгерского / Э. Сенеш, П. Надабан. - М.: Пищевая промышленность, 1969. -312 с.

76. Соковишин, Ю.А. Введение в теорию свободно-конвективного теплообмена / Ю.А. Соковишин, О.Г. Мартыненко. - JL: Изд-во Ленингр. ун-та, 1982. -224 с.

77. Сорокопуд, А.Ф. Влияние турбулизации теплоносителя газом на теплообмен в роторном распылительном испарителе / А.Ф. Сорокопуд, H.A. Шемене-ва// Техника и технология пищевых производств. - 2012. - № 2. - С. 117- 120.

78. Сорокопуд, А.Ф. Разработка и совершенствование роторных распылительных аппаратов с целью интенсификации процессов в гетерогенных газожидкостных системах: дис. ...докт. техн. наук: 05.18.04; 05.18.12 / Сорокопуд Александр Филиппович. - Кемерово, 1998. - 529 с.

79. Сорокопуд, А.Ф. Физико - химические свойства концентрата квасного сусла / А.Ф. Сорокопуд, H.A. Шеменева, Н.Г. Третьякова // Техника и технология пищевых производств. - 2012. - № 2. - С. 120- 124.

80. Справочник по теплообменникам. В 2-х т. Т.1 / Пер. с англ. / Под ред. Б.С. Петухова, В.К. Шикова. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 560 с.

81. Страхов, В.В. Вакуум -выпарные установки молочной промышленности и их эксплуатация / В.В. Страхов. - М.: Пищевая промышленность, 1970.-142 с.

82. Тананайко, Ю.М. Тепло - и массоперенос / Ю.М. Тананайко. - Минск: Наука и техника, - т.4, 1968.-С.385-389; - т. 10, 1968. - С.179-181.

83.Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент: справочник/ Е.В. Аметистов, В.А. Григорьев, Б.Т. Емцев и др. - М.: Энергоиздат, 1982. - 512 с.

84. Третьякова, Н.Г. Совершенствование технологии производства пищевых продуктов с использованием роторного распылительного испарителя: дис. ... канд. техн. наук: 05.18.04; 05.18.12 / Третьякова Надежда Геннадьевна. - Кемерово, 2002.- 158 с.

85. Федоров, Е.А. Гидродинамика, тепло - и массообмен в роторных распылительных аппаратах: дис. ...канд. техн. наук: 05.18.04, 05.18.12 / Федоров Евгений Алексеевич. - Кемерово, 1997. - 181с.

86. Федоткин, И.М. Интенсификация теплообмена в аппаратах пищевых производств / И.М. Федоткин, B.C. Липсман. - М.: Пищевая промышленность, 1972.-240 с.

87. Филиппов, Л.П. Исследование теплопроводности жидкостей / Л.П. Филиппов. - М.: МГУ, 1970. - 240с.

88. Хантли, Г. Анализ размерностей / Г. Хантли. - М.: Мир, 1970. - 176 с.

89. Чубик, И.А. Справочник по теплофизическим характеристикам пищевых продуктов и полуфабрикатов / И.А. Чубик, A.M. Маслов. - М.: Пищевая промышленность, 1970. - 184 с.

90. Шуп, Т. Решение инженерных задач на ЭВМ. Практическое руководство. Пер. с англ. / Т. Шуп. - М.: Мир, 1982. - 240с.

91. Якубович, Ф.Ф. Производство хлебного кваса / Ф.Ф. Якубович. - М.: Пищевая промышленность, 1968. - 159 с.

92. Aiqian Ye, Harjinder Singh, Michael Tailor, Skelte Anema. Disruption of fat globules during concentration of whole milk in a pilot scale multiple-effect evaporator. - International Journal of Dairy Technology, 2005, Vol 58, № 3, p. 143-149.

93. Chida K.,Katto I. Stade on conjugate heat transfer by vectorial dimensional analysis. - Int. J. Heat Mass Transfer. - 1976, vol. 23, -№l.-p. 453-460.

94. Freese H.L., Glover W.B. Mechanically agitated thin-film evaporators. -Chem. Eng. Progr., 1979, v.75, №1, p.52-58.

95. Gillian Eggleston, Adrian Monge. Effect of time on sucrose losses and evaporator performance. - Journal of Food Processing and Preservation, 31, pp. 52-72.

96. Glauert M.B. The Wall Jet. - Journal of Fluid Mechanics, 1956, v. 1, part 6, p.625-643.

97. Kevin T. Higgins.Towers of power. - Food Engineering, January 2006, p. 117-123.

98. Leva M. Some performance data of the new plate Column. - Trans. Inst. Chem. Eng., 1962, v. 40, №2, p. 104-113.

99. Lockhart F.J., Legget C.W. New Fractionating-Tray Designs. - Advances in Petroleum Chemistry and Refining 1958, v.l, p.277-334.

100. Nakamura K., Watanabe T. Flow in agitated thin film horizontal evaporator. -Chem. Eng. Commun., 1982, 18, p. 173-190.

101. Onda K., Soda E., Takahashi K., Mukhtar S.A. Plate and columns efficiency of continuous rectifying columns for binary mixtures. - AIChE Journal 1971, v. 17, N5, p. 141.

102. Porter K.E., Lockett M.J., Lim C.T. The Effect of Liquid Channelling on Distillation Plate Efficiency. - Transactions of the Inst, of Chemical Engineering 1972, v. 50, N2, p.91-101;

103. Skoczylas A., Kaplon J. Wnikanie ciepla przy cienkowarstewkowym wrzeniu wodnych rostworow gliceryny w wyparce typu Samday. - Inz. Chem., 1976, 8, №l,p.221-236.

104. Skoczylas A., Kramkowski R. Wnikanie ciepla przy cienkowarstewkowym wrzeniu wodnych rostworow cukry w wyparce typu Samday. -Inz. Chem., 1971,1,№2, p.215-229.

105. Tailby S.R., Portalski S. The determination of the wave-length on a vertical film of liquid flowing down a hidrodinamically smooth plate. - Trans. Inst. Chem. Eng., 1962, v. 40, №2, p. 114-122.

106. Tailby S.R., Portalski S. The hidrodinamics of liquid films flowing on a vertical surface. - Trans. Inst. Chem. Eng., 1960, v. 38, №6, p.324-330.

107. Urbaniec K. The evolution of evaporator stations in the beet-sugar industry. J. Food Eng., 2004, 61, p. 505-508.

108. Fasesan S.O. Hydraulic Characteristics of Sieve and Valve Trays. - Industrial & Engineering Chemistry Research 1987, v.26, N10, p.2114-2121.

109. Frank J. T., Lutcha J. Sdileni tepla ve fo filmove rotorove odparce. - Chem. prum., 1981, 31, №3, p. 109-114.

110. Furzer I.A. The Effect of Vapor Distribution on Distillation Plate Efficiencies. - AIChE Journal., 1969, v. 15, N2, p.235.

Результаты экспериментальных исследований физико-химических свойств

квасного сусла и его концентратов

№ п/п т,к Сев» % масс. р„ кг/м3 цс, мПа*с ос103, Н/м

1 293 10 1047 15,75 96,40

2 303 10 1042 12,34 93,59

3 313 10 1036 9,62 89,99

4 323 10 1034 8,04 86,52

5 333 10 1027 6,97 81,20

6 293 20 1096 26,30 85,30

7 303_ 20 1090 22,58 81,23

8 313 20 1083 16,35 76,63

9 323 20 1076 14,07 73,12

10 333 20 1068 11,99 70,38

11 293 30 1126 43,31 74,76

12 303 30 1119 36,47 72,44

13 313 30 1115 27,79 70,95

14 323 30 1110 24,09 68,55

15 333 30 1104 19,90 67,20

16 293 40 1167 112,61 59,86

17 303 40 1159 82,19 57,69

18 313 40 1158 61,79 53,54

19 323 40 1151 47,53 50,11

20 333 40 1143 37,13 48,13

21 293 50 1327 211,32 41,37

22 303 50 1316 148,81 40,13

23 313 50 1320 107,83 38,04

24 323 50 1309 79,87 35,62

25 333 50 1300 60,05 32,98

26 293 60 1351 281,51 35,19

27 303 60 1344 196,86 33,11

28 313 60 1341 141,62 32,02

29 323 60 1331 104,13 31,65

30 333 60 1323 77,70 29,17

Результаты экспериментальных исследований теплофизйческих характеристик квасного сусла и его концентратов

№ п/п т,к Сев» % масс. \,Вт/(мК) с„ кДж/(кг-К) асЮ7,м2/с

1 293 10 0,581 3,987 96,40

2 303 10 0,596 4,024 93,59

3 313 10 0,617 4,051 89,99

4 323 10 0,626 4,058 86,52

5 333 10 0,645 4,096 81,20

6 293 20 0,554 3,751 85,30

7 303 20 0,578 3,782 81,23

8 313 20 0,592 3,802 76,63

9 323 20 0,614 3,819 73,12

10 333 20 0,628 3,851 70,38

11 293 30 0,540 3,379 74,76

12 303 30 0,563 3,409 72,44

13 313 30 0,581 3,423 70,95

14 323 30 0,596 3,481 68,55

15 333 30 0,617 3,503 67,20

16 293 40 0,522 3,216 59,86

17 303 40 0,541 3,241 57,69

18 313 40 0,560 3,258 53,54

19 323 40 0,584 3,287 50,11

20 333 40 0,599 3,290 48,13

21 293 50 0,501 3,001 41,37

22 303 50 0,524 3,018 40,13

23 313 50 0,548 3,049 38,04

24 323 50 0,562 3,063 35,62

25 333 50 0,588 3,078 32,98

26 293 60 0,483 2,689 35,19

27 303 60 0,511 2,716 33,11

28 313 60 0,529 2,733 32,02

29 323 60 0,551 2,777 31,65

30 333 60 0,573 2,802 29,17

Результаты исследования теплообмена при концентрировании жидких пищевых продуктов в роторном

распылительном испарителе

№ п/п Сев» % масс. Твт К Увоз/Г Ю5, м3/с ув- ю4, м3/с Г//-Ю5, м3/с е Ксъ Вт/(м2К) &1, Вт/(м2К) а2, Вт/(м2К) Пуд, кг пара/м Nуд, кВт/ кг пара

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Раствор хлористого натрия (трубка загнутая)

1 8 365 0,94 8,33 0,833 0,652 740,55 1879,56 1880,67 41,016 0,944

2 8 365 2,25 8,33 0,833 0,642 763,87 1931,30 1910,86 42,578 0,909

3 8 365 3,55 8,33 0,833 0,631 806,33 2009,77 1949,16 43,75 0,885

4 8 365 4,86 8,33 0,833 0,615 822,34 2061,57 1984,92 46,484 0,833

5 8 365 5,39 8,33 0,833 0,608 832,65 2095,45 2008,08 46,875 0,826

6 8 365 5,91 8,33 0,833 0,601 846,21 2109,14 2008,97 47,461 0,816

7 8 365 6,41 8,33 0,833 0,595 858,32 2179,56 2064,29 48,438 0,799

8 8 365 6,94 8,33 0,833 0,592 850,30 2151,08 2044,84 47,656 0,812

9 8 365 7,47 8,33 0,833 0,592 846,94 2091,61 1991,79 46,484 0,833

10 8 369 0,94 8,33 0,833 0,641 ПО,11 1914,57 1887,29 42,188 1,003

11 8 369 2,25 8,33 0,833 0,631 785,33 1969,64 1928,95 43,75 0,967

12 8 369 3,55 8,33 0,833 0,617 836,22 2044,64 1956,46 45,703 0,926

13 8 369 4,86 8,33 0,833 0,598 851,98 2101,01 1996,31 47,656 0,888

14 8 369 5,39 8,33 0,833 0,591 872,99 2133,26 2008,66 49,219 0,86

15 8 369 5,91 8,33 0,833 0,582 881,35 2148,68 2015,97 50,391 0,84

16 8 369 6,41 8,33 0,833 0,575 890,10 2215,44 2069,60 50,781 0,833

17 8 369 6,94 8,33 0,833 0,572 886,54 2187,71 2047,35 50 0,846

18 8 369 7,47 8,33 0,833 0,573 882,32 2129,45 1997,58 48,438 0,874

19 8 373 0,94 8,33 0,833 0,622 811,55 1957,23 1893,28 44,531 1,249

20 8 373 2,25 8,33 0,833 0,611 823,21 2012,75 1941,43 45,703 1,216

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

21 8 373 3,55 8,33 0,833 0,602 859,92 2083,75 1973,49 47,656 1,167

22 8 373 4,86 8,33 0,833 0,575 905,33 2144,12 1993,00 51,953 1,07

23 8 373 5,39 8,33 0,833 0,565 918,40 2173,93 2009,83 52,734 1,054

24 8 373 5,91 8,33 0,833 0,555 927,67 2189,91 2017,11 53,516 1,039

25 8 373 6,41 8,33 0,833 0,550 946,65 2260,42 2064,80 52,891 1,051

26 8 373 6,94 8,33 0,833 0,550 942,34 2227,14 2039,01 51,172 1,086

27 8 373 7,47 8,33 0,833 0,554 931,13 2171,11 1998,01 49,2.19 1,13

28 8 365 0,94 9,22 0,833 0,645 752,32 1918,54 1909,23 41,797 0,912

29 8 365 2,25 9,22 0,833 0,629 766,82 1977,10 1954,54 43,359 0,879

30 8 365 3,55 9,22 0,833 0,620 813,29 2086,22 2017,25 44,531 0,856

31 8 365 4,86 9,22 0,833 0,596 841,90 2130,19 2072,44 47,656 0,8

32 8 365 5,39 9,22 0,833 0,582 864,58 2214,36 2091,00 49,219 0,775

33 8 365 5,91 9,22 0,833 0,576 881,31 2227,81 2088,43 50 0,763

34 8 365 6,41 9,22 0,833 0,571 897,13 2242,92 2088,54 50,391 0,757

35 8 365 6,94 9,22 0,833 0,587 895,49 2197,84 2049,17 49,219 0,775

36 8 365 7,47 9,22 0,833 0,601 891,65 2138,91 1998,82 46,484 0,82

37 8 369 0,94 9,22 0,833 0,631 792,65 1959,88 1912,47 42,969 0,97

38 8 369 2,25 9,22 0,833 0,620 799,54 2016,51 1962,06 44,531 0,936

39 8 369 3,55 9,22 0,833 0,598 835,78 2129,07 2037,29 46,484 0,917

40 8 369 4,86 9,22 0,833 0,585 876,91 2170,42 2072,44 50,391 0,828

41 8 369 5,39 9,22 0,833 0,574 882,14 2253,15 2110,85 50,977 0,813

42 8 369 5,91 9,22 0,833 0,569 901,75 2270,66 2109,58 51,563 0,809

43 8 369 6,41 9,22 0,833 0,563 912,31 2282,42 2111,18 51,953 0,803

44 8 369 6,94 9,22 0,833 0,574 903,60 2239,83 2080,34 50,391 0,846

45 8 369 7,47 9,22 0,833 0,586 902,30 2178,40 2026,17 48,438 0,861

46 8 373 0,94 9,22 0,833 0,604 830,56 1991,44 1910,39 45,508 1,208

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12

47 8 373 2,25 9,22 0,833 0,598 845,21 2046,96 1951,08 45,898 1,198

48 8 373 3,55 9,22 0,833 0,576 869,46 2163,96 2039,99 49,023 1,122

49 8 373 4,86 9,22 0,833 0,555 917,45 2202,33 2072,44 53,516 1,027

50 8 373 5,39 9,22 0,833 0,548 935,37 2285,14 2094,93 54,688 1,005

51 8 373 5,91 9,22 0,833 0,541 945,47 2300,12 2100,14 55,469 0,991

52 8 373 6,41 9,22 0,833 0,532 960,54 2314,63 2101,23 55,859 0,984

53 8 373 6,94 9,22 0,833 0,546 954,92 2271,35 2068,16 53,906 1,02

54 8 373 7,47 9,22 0,833 0,560 951,38 2213,32 2020,51 50,391 1,091

55 12 373 0,94 9,22 0,833 0,622 824,15 1966,32 1891,55 44,141 1,246

56 12 373 2,25 9,22 0,833 0,615 835,39 2014,67 1928,59 44,192 1,224

57 12 373 3,55 9,22 0,833 0,600 867,24 2148,30 2027,39 46,875 1,173

58 12 373 4,86 9,22 0,833 0,595 912,73 2181,30 2072,44 47,656 1,154

59 12 373 5,39 9,22 0,833 0,589 924,53 2267,49 2087,98 49,041 1,144

60 12 373 5,91 9,22 0,833 0,581 935,27 2281,23 2091,59 49,513 1,135

61 12 373 6,41 9,22 0,833 0,576 937,67 2259,76 2070,97 49,762 1,126

62 12 373 6,94 9,22 0,833 0,590 931,24 2236,81 2055,75 48,565 1,173

63 12 373 7,47 9,22 0,833 0,597 924,67 2175,45 2006,53 48,317 1,183

64 8 373 6,41 9,22 0,833 0,513 968,13 2344,87 2121,40 56,054 0,999

65 8,5 373 6,41 9,22 0,833 0,541 956,33 2284,66 2078,60 53,51 1,046

66 12,7 373 6,41 9,22 0,833 0,577 930,3 2203,79 2027,40 48,44 1,156

67 19,3 373 6,41 9,22 0,833 0,602 867,67 1883,56 1781,22 45,31 1,235

Сахарный раствор (трубка загнутая)

68 5 365 0,94 9,22 0,833 0,736 684,33 1905,55 1845,02 31,25 1,22

69 5 365 2,25 9,22 0,833 0,723 702,47 1949,02 1904,42 32,031 1,19

70 5 365 3,55 9,22 0,833 0,716 721,34 2040,56 2010,49 33,203 1,141

71 5 365 4,86 9,22 0,833 0,701 743,14 2090,18 2082,84 33,594 1,119

72 5 365 5,39 9,22 0,833 0,694 756,98 2115,78 2123,76 35,156 1,043

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

73 5 365 5,91 9,22 0,833 0,685 769,45 2121,17 2143,63 35,938 1,011

74 5 365 6,41 9,22 0,833 0,674 787,76 2117,95 2161,42 36,71-9 1,028

75 5 365 6,94 9,22 0,833 0,681 780,22 2103,04 2138,05 35,938 1,042

76 5 365 7,47 9,22 0,833 0,687 774,13 1873,97 1904,45 35,156 1,067

77 5 369 0,94 9,22 0,833 0,675 723,48 1985,50 1906,23 33,203 1,256

78 5 369 2,25 9,22 0,833 0,665 757,25 2031,13 1944,68 34,375 1,213

79 5 369 3,55 9,22 0,833 0,658 771,13 2085,81 2051,70 35,938 1,16

80 5 369 4,86 9,22 0,833 0,637 785,47 2106,13 2124,05 36,719 1,136

81 5 369 5,39 9,22 0,833 0,630 802,76 2133,18 2163,15 38,281 1,089

82 5 369 5,91 9,22 0,833 0,626 821,54 2164,66 2184,84 39,063 1,068

83 5 369 6,41 9,22 0,833 0,620 835,38 2196,43 2202,35 39,844 1,047

84 5 369 6,94 9,22 0,833 0,629 829,76 2174,56 2178,23 39,063 1,068

85 5 369 7,47 9,22 0,833 0,641 827,93 2144,79 1944,68 38,281 1,089

86 5 373 0,94 9,22 0,833 0,635 786,56 1927,45 1885,75 43,413 1,28

87 5 373 2,25 9,22 0,833 0,630 806,64 1982,97 1922,66 44,765 1,257

88 5 373 3,55 9,22 0,833 0,624 832,76 2089,97 2002,74 45,214 1,235

89 5 373 4,86 9,22 0,833 0,620 844,47 2158,34 2057,02 46,727 1,213

90 5 373 5,39 9,22 0,833 0,616 861,13 2201,15 2081,87 47,056 1,193

91 5 373 5,91 9,22 0,833 0,613 866,23 2224,13 2098,54 48,129 1,173

92 5 373 6,41 9,22 0,833 0,603 886,28 2240,64 2095,79 46,544 1,163

93 5 373 6,94 9,22 0,833 0,612 880,50 2217,36 2079,57 44,367 1,203

94 5 373 7,47 9,22 0,833 0,623 874,32 2179,33 2050,00 44,09 1,224

95 10 373 0,94 9,22 0,833 0,728 722,21 1867,02 1825,60 32,422 1,396

96 10 373 2,25 9,22 0,833 0,720 748,78 1928,08 1868,97 33,594 1,382

97 10 373 3,55 9,22 0,833 0,696 771,45 2039,98 1954,98 34,766 1,318

98 10 373 4,86 9,22 0,833 0,684 790,56 2094,85 1996,99 35,547 1,305

99 10 373 5,39 9,22 0,833 0,678 806,36 2135,38 2020,62 36,328 1,288

100 10 373 5,91 9,22 0,833 0,671 828,90 2156,15 2035,54 37,5 1,264

101 10 373 6,41 9,22 0,833 0,661 839,76 2174,33 2035,37 37,891 1,258

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

102 10 373 6,94 9,22 0,833 0,668 836,46 2149,25 2017,19 36,914 1,283

103 10 373 7,47 9,22 0,833 0,671 829,27 2119,40 1994,79 36,328 1,298

104 5 373 6,41 9,22 0,833 0,607 881,14 2236,87 2096,86 46,875 1,194

105 8 373 6,41 9,22 0,833 0,624 864,37 2199,11 2041,98 45,312 1,235

106 13 373 6,41 9,22 0,833 0,671 820,15 2061,35 1946,11 39,843 1,405

107 20 373 6,41 9,22 0,833 0,71 743,14 1750,59 1698,98 35,156 1,592

108 31 373 6,41 9,22 0,833 0,754 703,280 1537,83 1553,80 25,781 2,171

Раствор хлористого натрия (трубка с углом среза а=10°)

109 8 373 0,94 9,22 0,833 0,569 917,77 2198,55 2032,20 48,193 1,128

110 8 373 2,25 9,22 0,833 0,563 938,18 2263,94 2074,23 48,422 1,118

111 8 373 3,55 9,22 0,833 0,555 956,41 2382,52 2162,64 51,670 1,054

112 8 373 4,86 9,22 0,833 0,543 1018,37 2440,18 2072,44 56,513 0,962

113 8 373 5,39 9,22 0,833 0,534 1038,26 2522,79 2217,42 57,477 0,929

114 8 373 5,91 9,22 0,833 0,528 1044,74 2530,13 2218,72 58,305 0,916

115 8 373 6,41 9,22 0,833 0,519 1069,08 2559,98 2232,19 58,875 0,914

116 8 373 6,94 9,22 0,833 0,529 1059,01 2505,30 2189,15 56,709 0,948

117 8 373 7,47 9,22 0,833 0,536 1053,18 2441,29 2141,91 53,213 1,018

Квасное сусло (трубка с углом среза о=10°)

118 10 355 0 9,22 1,66 0,59 783,56 1888,36 1799,43 43,54 1,356

119 15,5 373 6,41 9,22 0,833 0,57 864,18 1936,55 1832,95 57,73 1,002

120 25 373 6,41 9,22 0,833 0,6 748,12 1796,12 1787,07 41,16 1,384

121 43 373 6,41 9,22 0,833 0,67 587,78 1582,61 1521,50 31,56 1,646

Результаты исследования теплообмена при деалкоголизации водно-спиртового раствора в роторном

распылительном испарителе

№ п/п Сет % об. Твн К ^водд'Ю5, м3/с Ув-Ю4, м3/с Кя-Ю5, м3/с £ А*, Вт/(м2К) а1у Вт/(м2К) Вт/(м2К) Яуд, кг пара/м Муд, кВт/ кг пара

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 8 365 6,41 9,22 0,972 0,689 748,12 1874,29 1623,96 49,257 0,792

2 4,6 365 6,41 9,22 0,972 0,72 734,16 1856,72 1606,39 31,878 1,224

3 1,9 365 6,41 9,22 0,972 0,746 715,345 1832,55 1582,22 24,259 1,609

4 8 365 6,41 9,22 1,35 0,742 704,32 1791,48 1610,82 41,605 0,938

5 5,1 365 6,41 9,22 1,35 0,776 678,14 1754,44 1543,78 25,927 1,505

6 2,9 365 6,41 9,22 1,35 0,781 661,23 1709,96 1529,3 17,089 1,783

Программа для определения оптимального соотношения расходов воздуха и

греющей воды в рубашке РРИ

a$=peek$("argument") open 1,а$

dim txl(9) dim tx2(9) dim tx3(9) dim tyl(9) dim ty2(9) dim ty3(9) dim xy(2)

i=l

while(1)

line input #1 b$

if(left$(b$,1)="#" or left$(b$,1)="") continue line_to_xy(b$,xy()) txl(i)=xy(l) tyl(i)=xy(2) i=i+l

if(i=10) break

wend i=l

while(1)

line input #1 b$

if(left$(b$,1)="#" or left$(b$,1)="") continue line_to_xy(b$, xy()) tx2(i)=xy(1) ty2(i)=xy(2) i=i+l

if(i=10) break

wend i=l

while(1)

line input #1 b$

if(left$(b$,l)="#" or left$(b$,1)="") continue

line_to_xy(b$,ху()) tx3(i)=xy(1) ty3(i)=xy(2) i=i+l

if(i=10) break

wend k=3

dim rs(k+1)

poly (txl () , tyl () , 9, k, rs () ) for r=l to k+1

print "a",r-1,"=",rs(r) next r

print "R=",get_r(txl() ,tyl() , 9,rs() , k) xmin=get_min(txl(1),txl(k+1) , rs() , k) ymin=0

for i=l to k+1

ymin=ymin+rs(i)*xminA(i-1) next i

print "Xmin=",xmin print "Ymin=",ymin print print

poly (tx2 () ,ty2() , 9,k,rs () ) for r=l to k+1

print "a",r-1,"=",rs(r) next r

print "R=",get_r(tx2(),ty2() , 9, rs () , k) xmin=get_min(tx2(1),tx2(k+1),rs(),k) ymin=0

for i=l to k+1

ymin=ymin+rs(i)*xminA(i-1) next i

print "Xmin=",xmin print "Ymin=",ymin print print

poly(tx3(),ty3(),9,k, rs() )

for r=l to k+1

print "a",r-1,"=",rs(r) next r

print "R=",get_r (tx3 () , ty3 () , 9,rs () , k) xmin=get_min(tx3(1),tx3(k+1) , rs() , k) ymin=0

for i=l to k+1

ymin=ymin+rs(i)*xminA(i-1) next i

print "Xmin=", xmin print "Ymin=",ymin print

//-----------------------------------------------------------------

// Преобразует строку в x,y sub line_to_xy(iline$,op()) local pl,p2,b$,x,y pl=instr(iline$,") b$=left$(iline$,pl-1)+"." p2=instr(iline$,",",pl+l)

b$=b$+mid$(iline$,pl+l,p2-pl-l)+"."+right$(iline$,len(iline$)-

p2)

pl=instr(b$,"\t") op(1)=val(left$(b$,pl-l)) op(2)=val(mid$(b$, pi, len(b$))) end sub

//-----------------------------------------------------------------

// Перестановка строк матрицы sub xrows(im(),in,ik) local x,p,r,c,b x=abs (im(ik, ik) ) p=ik

for r=ik+l to in

b=abs(im(r,ik)) if(b>x) then x=b p=r

endif next r

if(p=ik) return for c=l to in+1 b=im(p, c) im(p, c) =im(ik, c) im (ik, c) =b next с end sub

//-----------------------------------------------------------------

// Получение треугольной матрицы sub makez(im(),in) local k,r,m,c for k=l to in-1

xrows(im(),in,k) for r=k+l to in

m=im(r, k) /im(k, k) for c=k to in+1

im(r,c)=im(r,c)-m*im(k,c) next с next r next к end sub

//-----------------------------------------------------------------

// Решение системы обратным ходом sub solution(im(),in,ors()) local i,j,s if(im(in,in)=0) then

if(im(in,in+1)=0) then

print "Система имеет бесконечное множество решений"

else

print "Система решения не имеет"

endif return

endif

ors(in)=im(in,in+1)/im(in,in)

for i=in-l to 1 step -1 s=0

for j=i+l to in

s=s+im(i,j)*ors(j) next j

ors(i)=(im(i,in+1)-s)/im(i,i) next i end sub

// Подбор коэффициентов полинома k-й степени sub poly(ix(),iy(),in,ik,ors()) // Сумма степеней x local x(ik*2+l) local o,r for o=l to ik*2+l x(o)=0

for r=l to in

x(o)=x(o)+ix(г)л(o-l) next r next о

// Матрица коэффициентов local a (ik+1,ik+2) local с

for r=l to ik+1

for c=l to ik+1

a (r, c) =x (r^l+c) next с next r

for o=l to ik+1 a(o, ik+2)=0 for r=l to in

a(o,ik+2)=a(o,ik+2)+iy(r)*ix(r)л(o-l) next r next о

// Решение системы makez(a(),ik+1) solution(a(),ik+1,ors()) end sub

//