Совершенствование процесса структурообразования в технологическом потоке производства гранулированных киселей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.12, кандидат наук Плотникова Ирина Олеговна

• Плотникова Ирина Олеговна
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Плотникова Ирина Олеговна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Способы производства гранулированных инстант напитков

1.2 Способы гранулирования сыпучих сред и его аппаратурное оформление

1.3 Методы системного исследования технологического потока и оценка

уровня целостности

1.4 Выбор рецептурных компонентов. Характеристика и свойства

используемого сырья

1.5 Твердофазная механическая активация исходного сырья

1.6 Выводы и постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. ДИАГНОСТИКА СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА ИНСТАНТ ПРОДУКТА

2.1 Построение операторной модели

2.2 Экспериментальное исследование и результаты диагностики линии

производства инстант продукта

2.3 Выводы по главе

ГЛАВА 3. ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Схема экспериментальной установки

3.2 Методика исследования дисперсного состава

3.3 Методика исследования агломерирования

3.4 Методика исследования физико-химических свойств связующего раствора

3.5 Методика исследования прочности гранул

3.6 Методика исследования энергозатрат

3.7 Методика исследования реологических характеристик готового продукта

3.8 Выводы по главе

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГРАНУЛООБРАЗОВАНИЯ И УДЕЛЬНЫХ ЭНЕРГОЗАТРАТ В БАРАБАННОМ ВИБРОГРАНУЛЯТОРЕ

4.1 Анализ процесса агломерирования гранул

4.2 Анализ результатов исследования прочности получаемых гранул

4.3 Анализ результатов исследований удельных энергозатрат

4.4 Анализ результатов исследований реологических свойств готового продукта

4.5 Выводы по главе

ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

5.1 Рецептура инстант продукта из ягод жимолости

5.2 Машинно-аппаратурное оформление технологического потока производства инстант продукта из ягод жимолости

5.3 Операторная модель разработанной технологии производства быстрорастворимого киселя из ягод жимолости

5.4 Оценка уровня целостности технологии производства гранулированного быстрорастворимого киселя из ягод жимолости

5.5 ТЭО применения процесса гранулирования в БВГ

5.6 Выводы по главе

ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А Условные обозначения

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Пищевая ценность и химический состав ягод

ПРИЛОЖЕНИЕ В Содержание витаминов и макроэлементов в ягодах

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Содержание микроэлементов в ягодах

ПРИЛОЖЕНИЕ Д Технологические свойства нативного крахмала до и после

механоактивации

ПРИЛОЖЕНИЕ Е Результаты диагностики существующей технологической

системы производства гранулированного быстрорастворимого киселя

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Характеристика модифицированных крахмалов

ПРИЛОЖЕНИЕ И Патент на изобретение

ПРИЛОЖЕНИЕ К Акт внедрения

ПРИЛОЖЕНИЕ Л Использование материалов диссертации в учебном процессе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование процесса структурообразования в технологическом потоке производства гранулированных киселей»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Одной из актуальных задач является обеспечение населения здоровыми и сбалансированными источниками питания. При этом не стоит забывать, что выбор продуктов также основывается на социально-экономических аспектах, которые затрагивают и национальные устои общества [11, 33, 40, 45, 46, 47, 50]. Это связано в первую очередь с растительным и животным сырьем, которое получают в данном конкретном регионе на протяжении длительного времени [40. 47, 50].

В современном мире сложно соблюдать правильное и сбалансирование питание. Потребности организма в полезных веществах являются постоянными, поскольку он не способен к длительному накоплению всех необходимых для себя веществ. К таким веществам могут относиться как витамины, так и минералы [40].

По своему содержанию продукты растительного происхождения могут практически полностью удовлетворять потребности организма в необходимых веществах [40, 50]. Для Сибирского Федерального региона могут быть актуальны продукты на основе ягод различных культур, произрастающих в данном регионе. Ягодные культуры очень урожайны, начинают более раннее плодоношение по сравнению с плодовыми культурами, прекрасно сохраняются в суровых климатических условиях даже в зимний период под снеговой шапкой, а также они более скороспелые.

На Юге западной Сибири находится большое количество ягодных культур, которые обладают огромным разнообразием различных витаминов и минеральных веществ, не зря их еще называют «копилкой» [41]. Ягодные культуры употребляют зачастую в виде готовых блюд или в качестве вкусовых добавок. Одним из направлений таких продуктов являются различные ягодные напитки (морсы, соки, кисели, компоты и т.д.). На рынке сейчас представлено большое разнообразие инстантированных гранулированных напитков различных произ-

водителей, однако, очень малым ассортиментом представлены продукты на основе ягод жимолости (loniceraedulis). Это конечно же считается большой недоработкой, поскольку данный вид ягодного сырья содержит большое количество макро и микроэлементов, а также витаминов и минералов, что позволяет существенно расширить ассортимент представленных на рынке гранулированных ин-стантированных продуктов питания. Из наиболее превалирующих элементов, содержащихся в ягодах жимолости можно отметить: витамины В1, В2 и Р, а также провитамин А; 1% кислот и 4,5% сахаров (с полным перечнем содержащихся в ягодах жимолости веществ можно ознакомиться в приложении Б).

В медицинских научных работах, представленных в периодических изданиях [41] отмечаются положительные эффекты ежедневного потребления в своем рационе ягод жимолости. На ряду, с витаминно-минеральным комплексом, который содержится в ягодах жимолости, она так же положительно влияет на стенки сосудов укрепляя их. У людей, употребляющих в ежедневный рацион данный продукт наблюдалось снижение кровяного давления [40]. В работе [56] приводятся результаты исследований, которые доказывают, что ягоды жимолости могут снизить ядовитое влияние на организм солей тяжелых металлов, это существенно может расширить область ее применения.

Технологиями производства инстантированных напитков занимаются уже очень давно. Крупные международные компании, такие как «Nestlé S.A.» занимались НИОКР связанной с разработкой новых видов инстантированных продуктов. Поэтому для совершенствования существующей или разработки новой технологической линии производства инстантированного, гранулированного напитка необходим не только высокий уровень механизации и автоматизации, но и качественно новые способы и процессы, позволяющие получить продукт с более высокими показателями качества, что даст преимущество для реализации готовой продукции перед конкурентами [74, 75]. Одним из методов совершенствования конструкций аппаратурного оформления процессов является агрегатирование, т.е. совмещение функций нескольких машин и аппаратов в одном агрегате. Подбор рациональных параметров процессов на основе разработанной

математической модели также существенно повышает эффективность работы [71, 72, 73].

К наиболее часто применяемы машинам для производства ИГПП можно отнести системы с внешним подводом энергии для непосредственного получения гранул из дисперсной среды и связующего раствора. Наибольшее влияние на процесс структурообразования гранулированных продуктов оказывает физико-химический состав исходного сырья, поскольку он на прямую влияет на межфазное взаимодействие компонентов смеси [76, 77, 78].

При литературном обзоре аппаратурного оформления процесса гранулирования было выявлено большое разнообразие единиц оборудования, при этом подбор машин должен основываться в первую очередь на физико-механические свойства исходного сырья и органолептические показатели готовой продукции. Одним из видов структурообразования является грануляция в псевдоожиженном состоянии. Данный тип грануляции чаще всего используется в фармацевтической промышленности. К явному преимуществу данных грануляторов можно конечно же отнести совокупность тех процессов, которые возможно проводить в одной единице оборудования, а именно: смешивание исходных сыпучих компонентов, структурообразование гранулята, удаление влаги и классификацию готовой продукции, это является большим преимуществом по сравнению с аналогичными единицами оборудования, однако, большое гидравлическое сопротивление слоя сыпучего материала существенно повышаю себестоимость готовой продукции поскольку резко возрастают удельные энергозатраты на производство единицы готового товара [31, 34]. Еще одним распространенным методом получения гранулята является метод экструзии в шнековых или валковых грану-ляторах. Данный метод наиболее часто применяется в агропромышленном комплексе для получения комбикормов, пеллет и пищевых продуктов. Данный метод достаточно прост в реализации, имеют достаточно высокую удельную производительность, но тот факт, что при перемещении обрабатываемого материала вдоль оси шнека и продавливании его через матрицу происходит существенный

рост температуры в локальных участках, при этом исходное сырье может содержать различные термолабильные элементы, которые будут потеряны при производстве гранул таким методом [37, 38, 39]. Следующим способом производства является метод окатывания дисперсного материала при добавлении жидкой фракции. Данный метод широко применяется в агропромышленном комплексе, химической, металлургической и пищевой промышленности, он позволяет получать гранулы правильной сферической формы, а их производительность существенно превышает производительность пресс-грануляторов. К главному недостатку данного способа можно отнести наличие большого количества несформи-рованных гранул и мелкодисперсной фракции, которая во время сушки может быль увлечена потоками сушильного агента в отходящие газоходы, что приводит к необходимости установки дополнительного оборудования по газоочистке отработавшего теплоносителя, и соответственно, повышается себестоимость готовой продукции [37, 38]. В последнее время все чаще стали использоваться гра-нуляторы с виброкипящем слоем, они позволяют проводить процесс смешивания и грануляции в оном аппарате, а их габаритные размеры существенно меньше чем у оборудования работающем на методе окатывания.

Как описывалось выше все способы структурообразования имеют свои преимущества и недостатки и выбор конкретного должен основываться как на структурно-механических свойствах исходного сырья, так и на технико-экономических показателях проекта. При обзоре документов, охраняемых интеллектуальную собственность, было определено малое количество оборудования, которое совмещало бы в себе сразу несколько методов проведения процесса агломерирования.

В источниках периодических изданий [18, 26] изложены результаты исследования механоактивации картофельного и кукурузного крахмала, однако влияние механоактивации на процесс структурообразования и органолептические показания готовой продукции не проводились.

Подытожив все вышеупомянутое можно заключить, что, хотя на данный момент существует большое разнообразие аппаратурного оформления процессов структурообразования, однако вновь разрабатываемые единицы оборудования все чаще используют несколько способов грануляции, что в конечном итоге является экономически выгодным, в этой связи разработка нового способа агломерирования полидисперсных продуктов с применением активации исходного сырья является актуальной задачей.

Степень разработанности темы исследования. Существенный вклад в развитие научных основ процессов гранулирования и твердофазной механической активации внесли следующие ученые: Г.В. Виноградов, М.П. Воларович, Б.В. Дерягин, А.В. Думанский, А.Д. Зимон, В.Н. Измайлова, И.В. Крагельский, Н.Н. Круглицкий, Ю.С. Липатов, А.В. Лыков, А.Ф. Полак, П.А. Ребиндер, а применительно к пищевым средам Н.Н. Липатов, И.А. Рогов, М.А. Талейсник, А.М. Попов, С.Н. Кравченко, в теорию твердофазной механической активации Е.Т. Жилякова, М.Ю. Новикова, Н.Н. Попов. Наиболее перспективными являются барабанные грануляторы, поскольку они обладают высокой производительностью, и широким диапазоном регулирования процесса гранулирования в зависимости от структурно-механических свойств исходного сырья. Однако, как показывает анализ структурообразования в дисперсных системах аналогичных систем, существуют перспективы его активации воздействием динамических вибрационных нагрузок.

Цель работы - совершенствование процесса структурообразования, гранулированного инстантированного киселя с использованием ягодного сырья.

В соответствии с поставленной целью научно-квалификационной работы решались следующие задачи:

1. Используя системный подход выполнить диагностику существующего производства инстантированных киселей на основе ягодного сырья, картофельного крахмала и сахара. Определить уровень стабильности организации технологической линии получения инстант напитков;

2. На основе системного анализа процессов и конструкций гранулято-ров разработать гранулятор, в основе которого лежит новый принцип построения процесса структурообразования обеспечивающий энергосбережение;

3. Определить влияние режимных параметров процесса структурообра-зования в барабанном виброгрануляторе на прочность и дисперсный состав получаемого гранулята в условиях твердофазной механической активации натив-ного картофельного крахмала и установить удельные энергозатраты на его получение. Установить рациональные параметры процесса гранулирования в барабанном виброгрануляторе новой конструкции;

4. Опираясь на результаты исследования основных характеристик разработанного гранулятора произвести сравнительный анализ с существующими машинами для гранулирования;

5. На основе системного подхода создать новую систему производства быстрорастворимого киселя и определить ее уровень целостности, а также провести сравнительный анализ с существующей линией изготовления инстантиро-ванных напитков.

Научная новизна:

1. Установлены закономерности организации системы процессов в технологии инстантированных быстрорастворимых киселей с использованием ягодного сырья, определен её уровень целостности и стабильность каждой из подсистем;

2. Получена зависимость процесса агломерирования и прочности получаемых гранул в барабанном виброгрануляторе от основных конструктивных и режимных параметров. Установлены зависимости в виде регрессионных моделей для определения прочности получаемых гранул и среднемедианного размера;

3. Установлена влияние удельных энергозатрат на проведение процесса гранулирования от основных режимных и конструктивных параметров, а также определены рациональные параметры процесса гранулирования;

4. Определен уровень целостности разработанного технологического потока производства быстрорастворимого киселя с использованием ягод жимолости и картофельного крахмала, подвергнутого твердофазной механической активации.

Практическая значимость:

1. Предложено аппаратурное оформление подсистемы грануляции в ООО НПО «Здоровое питание», получен акт внедрения;

2. По результатам проведенных исследований запатентовано техническое решение - барабанный виброгранулятор (Патент № 2 693 772, заявл. 21.12.2017; опубл. 04.07.2019, Бюл. № 19);

3. Полученные результаты работы были внедрены в учебный процесс студентов дневной и заочной формы обучения по направлению 15.04.02 «Технологические машины и оборудование» в ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет» при выполнении выпускных квалификационных работ.

Методы исследования. При выполнении эмпирической части работы использовались следующие основные методы исследований: ситовой и микроскопический; капиллярной вискозиметрии; пикнометрический; Ребиндера (наибольшего давления образования газовых пузырьков); определения статической прочности.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты диагностики системы процессов для производства быстрорастворимого киселя и конструкция гранулятора, в основе которого лежит новый принцип построения процесса структурообразования обеспечивающий энергосбережение;

2. Результаты исследования структурообразования, энергозатрат и прочности получаемых гранул в новом барабанном виброгрануляторе;

3. Усовершенствованная технологическая схема производства быстрорастворимых киселей и ее аппаратурное оформление.

Достоверность полученных результатов подтверждается верификацией полученных математических моделей, применением апробированных эмпирических методов и воспроизводимостью результатов экспериментов.

Апробация работы. Основные положения научно-квалификационной работы обсуждались на международных конференциях: Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности (г. Бийск, 2011); Европейская наука и технологии (г. Мюнхен, 2014); Вопросы образования и науки: теоретический и практический аспекты (г. Самара, 2015); Итоги научно-исследовательской деятельности 2015 г.: изобретения, методики, инновации; Научный диалог: Вопросы точных и технических наук (г. Санкт-Петербург, 2016); Тенденции развития науки и образования, (г. Самара, 2017); Пищевые инновации и биотехнологии, (г. Кемерово, 2019).

Публикации. Основные результаты научных изысканий были отражены в 15 печатных работах, а именно, в журналах, включенных в список рекомендованных ВАК по направлению 05.18.12 «Процессы и аппараты технологических систем» - 3 в том числе одна статья в журнале, индексируемом в базах данных Scopus, 1 патенте на изобретение барабанного виброгранулятора и 11 материалах конференций.

Структура и объем научно-квалификационной работы. Диссертационная работа включает в себя 5 основных глав и их подразделы, введение, заключение и общие выводы по работе. Диссертационная работа изложена на 137 страницах. В работе приведены графические материалы (34 рисунка) и таблицы (10 шт.). Список цитируемой литературы насчитывает 107 наименований.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Одним из приоритетных направлений реализации государственной политики правительства РФ является насыщение продовольственного рынка конкурентоспособной продукцией с применением локаворства [89, 104, 105, 107]. Взяв во внимание условия высокой занятости населения можно сделать вывод, что им не всегда выдается возможность соблюдать полноценный дневной рацион, что приводит к необходимости употребления дополнительных пищевых продуктов, содержащих необходимое количество всех потребностей организма в витаминах и минералах [105, 107]. В продуктах растительного происхождения содержатся практически все необходимые для организма вещества. В суровых климатических условиях Сибири наиболее перспективным продуктом растительного происхождения являются ягодные культуры, которые являются очень урожайными, сокращенного вегетативного периода по сравнению с другим растительным сырьем, а также ягодные культуры способны сохраняться в суровых условиях зимы под снеговым покровом. На данный момент существует огромное разнообразие рецептур по производству блюд из ягодного сырья, однако, стоит отметить тот факт, что как употребление, так и изготовление на их основе напитков является более простым. С целью минимизации транспортных расходов, увеличения срока годности готовой продукции и облегчения их использования можно изготавливать из ягодного сырья инстантированные продукты. Производство быстрорастворимых продуктов из сырья местного происхождения позволит существенно разнообразить существующий ассортимент инстантированных напитков высокого качества с применением локаворства [6, 40]. Для получения инстанти-рованных продуктов применяют грануляцию (от лат. granulum - зернышко) исходных диспергированных продуктов, которая представляет собой объединение как физических, так и физико-химических процессов, которые направленны на формирование агломератов заданной формы, размера и структурно-механические свойства. Этот процесс является одним из самых многообразных и применяется в различных отраслях промышленности [37, 38, 39]. Аппаратурное

оформление, как и способы проведения данного процесса очень разнообразны в этой связи необходимо остановиться более подробно на выборе способа гранулирования и провести его сравнительный анализ [37].

1.1 Способы производства гранулированных инстант напитков

По способам грануляция подразделяется на следующие типы [15, 36, 37, 44, 55, 56]:

- влажная грануляция;

- сухая грануляция;

- структурная грануляция.

Влажная грануляция применима для порошков, которые обладают плохой сыпучестью и низкой активностью к сцеплению между частицами. С целью увеличения сцепления между частицами в массу материала подвергающуюся гранулирования добавляют связующие раствора, в зависимости от свойств сухого исходного сырья необходимо подбирать соответствующие связующие растворы. Влажная грануляция имеет своей целью уплотнение порошка и получение стабильного дисперсного состава обладающего хорошей сыпучестью и не склонностью к слеживанию [15, 36]. Влажная грануляция включает следующие стадии и [15, 44, 55, 56]:

- измельчение исходного сырья (при необходимости может включать сушку полученных порошков);

- перемешивание порошков;

- грануляция с добавлением связующего раствора;

- сушка влажных гранул.

Измельчение исходного сырья проводят в мельницах различных конструкций (вибрационные, молотковые и т.д.). Полученный порошок после измельчения подвергается калибровке на ситах. После этого производят смешивание исходных сухих компонентов с последующим добавлением связующего раствора, при этом количество раствора, подаваемого в машину или аппарат, зависит от

большого числа факторов (физико-химических свойств исходного сырья, дисперсного состава, физико-химических свойств раствора, конструктивных и режимных параметров гранулятора) в этой связи очень сложно рассчитать рациональные параметры процесса в силу отсутствия математической модели всесторонне описывающей этот процесс, и как следствие, их приходится определять эмпирическим методом [15, 36, 56].

Наиболее распространенной на сегодняшний день остается влажная грануляция в пищевой промышленности в силу простоты машинно-аппаратурного оформления этого процесса [15, 37, 44, 55], при которой жидкая фаза, попадая на дисперсную среду, покрывает ее и образует жидкие «мостики» [37, 44, 55, 56]. Разрушению полученных агломератов препятствуют такие силы как: капиллярные, молекулярные и силы поверхностного натяжения и силы Ван-дер-Ваальса. Процесс образования связей между дисперсионной средой за счет жидкой фазы может осуществляться и с помощью химической реакции. По мере удаления влаги происходит высыхание связующего раствора и образование агломератов (гранул).

Сухая грануляция-при данном способе порошкообразный материал подвергается уплотнению с последующим получением гранул. Данный способ применим в случае, когда влажная грануляция влияет на стабильность физико-химических характеристик веществ [15]. Грануляция брикетированием применима в тех случаях, когда основное вещество обладает хорошей прессуемостью [15, 36]. При данном типе структурообразования продуктов в исходное сырье вводится связующий материал (в качестве связующих продуктов могут выступать полиэтиленоксид или микрокристаллическая целлюлоза и другие), в результате воздействия давления происходит сцепление исходных компонентов как гидрофобных, так и гидрофильных [15, 36, 37].

При сухой грануляции происходит сцепление частиц под действием сил различной природы. Изначально на первом этапе на частицы действуют силы молекулярного, магнитного и электростатического взаимодействия. В резуль-

тате силовых взаимодействий между твердыми частицами происходит образование связей, которые приводят к агломерированию продукта на втором этапе. Давление, создаваемое при данном типе грануляции, приводит к частичному плавлению дисперсной среды и последующей ее кристаллизации в результате которой образуются капиллярные и межмолекулярные связи. Как и в случае с влажной грануляции образование связей, так называемых «мостиков» может происходить и за счет химической реакции протекающей в процессе смешивания исходных компонентов [15].

Структурная грануляция заключается в динамическом или аэородина-мическом воздействии на влажный исходный дисперсный материал с целью получения однородной сыпучей смеси со стабильным гранулометрическим составом [36, 37].

Существуют следующие типы структурной грануляции:

- грануляция распылительным высушиванием;

- гранулирование в условиях псевдоожиженния;

- грануляция в условиях виброожижения.

Грануляцию в распылительных сушилках используют в случаях нежелательного длительного контакта продукта с воздухом (при сушке термолабильных материалов). Гранулы, полученные данным способом, имеют хорошую сыпучесть и прессуемость, поэтому они легко поддаются последующему таблети-рованию [15, 36].

Существует два способа гранулирования дисперсных систем в условиях псевдоожижения [15]:

1. При первом способе гранулирования дисперсная среда находится во взвешенном состоянии, а связующий раствор подается в распылитель;

2. При втором способе происходит гранулирование порошкообразных веществ с использованием псевдоожижения.

1.2 Способы гранулирования сыпучих сред и его аппаратурное

оформление

Гранулирование - (от лат. «granule» - зерно) это процесс преобразования сухой или влажной дисперсной системы в агломерированный продукт с частицами одинаковыми по размеру, форме и плотности [79, 80, 81].

В процессе гранулирования образуются новые физико-механические свойства перерабатываемого продукта. В процессе переработки исходного сырья меняется его гранулометрический состав, прочность, истираемость, угол естественного откоса, насыпная плотность, сыпучесть, слеживаемость. Именно параметры проведения процесса и способы структурообразования оказывают влияние на ор-ганолептические показатели готовой продукции [15].

Процессы структурообразования гранул можно разделить на следующие виды в зависимости от исходного агрегатного состояния сырья из которого будут получаться гранулы [15]:

из газообразной фазы - способ получения гранул основан на последовательном процессе конденсации и кристаллизации жидкой фракции;

из твердой фазы - данный тип гранулирования чаще всего применяется при таблетировании, когда происходит уплотнение методом прессования исходного материала;

из жидкой фазы - процесс гранулирования происходит при сушке жидкой фазы с последующей кристаллизацией;

из смеси жидкой и газообразной фаз - структурообразование агломератов происходит за счет химических реакций между компонентами смеси;

из смеси жидкой и твердой фаз - один из наиболее распространенных способов гранулирования в силу своей простоты аппаратурного оформления. При этом на смесь дисперсного материала подается жидкая фаза (связующий раствор), после чего накладывается внешняя сила для предания гранулам определенной формы и размера;

из смеси жидкой, твердой и газообразной фаз данный способ гранулирования свойственен при протекании химических реакций с последующим образованием гранул [36].

Эффективность процесса структурообразования зависит от правильного выбора процесса гранулирования и аппаратурного оформления в зависимости от структурно-механических свойств исходного дисперсного сырья при необходимости связующего раствора [5].

Прессовое гранулирование - это процесс изменения структуры исходного сырья посредством механических воздействий сжатия и сдвига с последующим формованием в гранулы [15]. Прессовое гранулирование позволяет получать гранулу обладающие высокой дисперсностью, иногда превосходящей дисперсность исходного сырья, прочной структурой это исключает слеживаемость готового продукта [26; 65]. Прессовое гранулирование часто применяется для материалов, к которым, в первую очередь, предъявляется требование высокой дисперсности составляющих частиц и хорошей делимости.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Плотникова Ирина Олеговна, 2022 год

Литература

40 1. Патент SU №1408597 МПК B01J 2/10 Гранулятор сыпучих материалов / А.И. Казаков: заявитель и патентообладатель Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения, заявка: 3680092/26, 27.12.1983; опубл.: 10.03.1995.

2. Классен, П.В. Гранулирование / П.В. Классен, И.Г. Гришаев, И.П. Шомин. - М.: 45 Химия, 1991. - 240 с: ил.

(57) Формула изобретения

1. Барабанный виброгранулятор, содержащий виброформователь и

виброокатыватель, представляющие из себя цилиндрические барабаны, расположенные под углом 3° к горизонтальной плоскости в сторону выгрузки продукта с установленными в них ленточными мешалками с лопатками и вибраторами дебалансовог о типа, совершающие колебательные движения в вертикальной плоскости, виброформователь и виброокатыватель совершают колебания разной частоты и амплитуды, а ленточные мешалки с лопатками вращаются с разной частотой, виброформователь снабжен загрузочной воронкой, патрубками подачи связующего вещества и отвода сформированных гранул в виброокатыватель с патрубками подачи и выгрузки гранул, патрубками подачи и отвода теплоносителя, расположенными тангенциально по отношению к корпусу виброокатывателя.

2. Барабанный виброгранулятор по п. 1, отличающийся тем, что ленточные мешалки с лопатками установлены с возможностью совершения вращательного движения в сторону, противоположную направлению движения частиц.

3. Барабанный виброгранулятор по п. 1, отличающийся тем, что для предотвращения прилипания материала ленточная мешалка скользит по внутренней поверхности корпуса, при этом для снижения трения ленточная мешалка изготавливается из фторопласта.

Акт внедрения

УТВЕРЖДАЮ Директор

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

юе питание»

. Попов

результатов диссертационной работы Плотниковой И.О. на тему «Совершенствование процесса структурообразования в технологическом потоке производства гранулированных киселей», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук

Результаты диссертационной работы Плотниковой И.О. на тему «Совершенствование процесса структурообразования в технологическом потоке производства гранулированных киселей» внедрены на ООО НПО «Здоровое питание» в следующем виде:

1. Произведена модернизация узла гранулирования;

2. Внедрен мехатронный модуль гранулирования. Использование результатов диссертации имеет большую практическую

значимость: позволяет уменьшить себестоимость продукции за счет внедрения новых способов гранулирования инстантированных продуктов питания.

Главный технолог

Е.Е. Петушкова

Использование материалов диссертации в учебном процессе

Настоящим сообщаю, что результаты кандидатской диссертации «Совершенствование процесса структурообразования в технологическом потоке производства гранулированных киселей» (автор - Плотникова И.О.), связанные с диагностикой технологической системы производства инстантированных киселей, действительно используются в качестве иллюстративного материала при изложении дисциплины «Теория технологического потока» студентам, обучающимся по направлению подготовки 15.04.02 - «Технологические машины и оборудование».

Руководитель магистерской программы: д.т.н., проф., проф. кафедры «Мехатроники и автоматизации технологических систем»,

В Диссертационный Совет Д 212.088.11 при ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет»

«Л.»

А.М. Попов