Системно досліджено складний фізичний процес теплопередачі інфрачервоного (ІЧ) випромінювання, проаналізовано технологічні та геометричні особливості підсистем та елементів теплотехнічної системи для теплової обробки харчових продуктів, побудовано узагальнену модель процесу та виявлено взаємозв'язки між моделями її елементів. Уперше у прикладній геометрії як теоретичну базу для проектування та дослідження властивостей поверхонь рефлекторів запропоновано опис керуючої розподілом відбитих променів функції (РВП-функція), що є базою методу визначення профілю рефлектора для формування пучка відбитих теплових променів з заданими властивостями, а також доведено твердження та залежності, що розвивають теорію дослідження властивостей відбиваючих поверхонь. Розроблено експрес-метод визначення інтенсивності теплового потоку з використанням фотографування та комп'ютерної обробки плівки, який не потребує створення спеціального устаткування та проведення витратних натурних експериментів. Уперше для галузі харчових виробництв запропоновано спосіб розрахунку терморадіаційних установок з геометричним керуванням процесом теплопередачі випромінюванням. Створено геометричну модель, яка дає змогу розрахувати щільність теплового потоку випромінювання в ІЧ-установках з поглинаючим газовим середовищем з застосуванням закону Бугера для слаборозбіжного світлового пучка. Розроблено комплекс програм для моделювання перебігу процесу променевої теплопередачі у ІЧ-апаратах, що використовуваються у харчових виробництвах.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано шляхи інтенсифікації процесів екстрагування компонентів з рослинної сировини з застосуванням низькочастотних механічних коливань і розроблено високоефективні малогабаритні екстрактори безперевної дії для малотоннажних екстракційних виробництв. На підставі вивчення результатів теоретичного й експериментального дослідження процесу екстрагування у системі тверде тіло - рідина визначено раціональні параметри вібраційного впливу, що забезпечують інтенсифікацію вилучення з рослинної сировини цільових компонентів. Розроблено конструктивні рішення й інженерні методи розрахунку ефективного технологічного обладнання для малотоннажних виробництв харчової, мікробіологічної та фармацевтичної промисловості.

  Скачати повний текст

Досліджено питання розрахунку нестаціонарних полів температури, вологовмісту та надмірного тиску в харчовій сировині під час сушіння на базі розв'язання системи рівнянь тепломасопереносу. Апробовано метод розв'язання системи рівнянь тепломасопереносу шляхом введення малого параметра та відповідного спрощення заданої системи. Встановлено, що запропонований підхід дає змогу розрахувати залежності основних параметрів процесу сушіння продуктів від часу. Наведено методику розрахунку темпу сушіння продуктів за конкретних умов підведення теплоти до продукту від сушильного агента. Основні результати дослідження знайшли промислове впровадження під час проектування удосконаленої установки для сушіння макаронних виробів.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Проаналізовано сучасний стан методів інтенсифікації тепло- та масообміну стосовно харчових і мікробіологічних технологій. Показано, що перспективним є напрямок використання перехідних режимів, за яких відбуваються зміни термодинамічних, гідродинамічних, кінематичних, силових параметрів або величин, що характеризують рушійні фактори процесів. Показано особливі перспективи перехідних процесів у дискретно-імпульсних технологіях і технологіях різкої зміни тисків у газонасичених системах, підгрунтям яких є швидкоплинне зниження енергетичного потенціалу середовищ масообміну. Виконано структурний аналіз перерозподілу енергетичних потоків у газорідинних системах, що знаходяться у стані безперервної аерації. Показано, що вертикальна циркуляція середовищ за рахунок зміни гідростатичних тисків у локальних динамічних зонах є причиною масообмінних процесів щодо азоту з флуктуацією за напрямками. Одержано розрахункові формули для визначення енергетичних потенціалів газорідинних систем, газоутримувальної здатності у режимах перехідних процесів, енергетичного забезпечення утворення міжфазної поверхні заданого рівня дисперсності. Запропоновано аналітичні моделі гідродинаміки, газорідинних систем за умов флуктуації зовнішніх тисків, підгрунтя процесу інтенсифікації масообміну завдяки використанню технологій різких змін тисків.

  Скачати повний текст

На підставі положень нерівноважної термодинаміки визначено умови, за яких процеси тепло- та масообміну під час сушіння можуть бути інтенсифікованими. Реалізувати дані умови запропоновано у масообмінному модулі, який є моделлю реальних пристроїв. У разі використання гарячого повітря, як теплоносія, цей пристрій названо функціональною місткістю (ФМ), а спосіб - сушіння змішаним теплопідводом (ЗТП). Доведено, що ФМ з сировиною треба розглядати як об'єкт сушіння, а кінетика та критичні особливості процесу залежать від зовнішніх та внутрішніх чинників здійснення процесу. Встановлено, що гідродинаміка обтікання масообмінного зазору ФМ є визначальним чинником процесу. На основі термодинамічної моделі процесу доведено, що ФМ має два стани, один з яких - хитливий з максимумом вільної енергії, а другий - стійкий з мінімумом вільної енергії. Наведена модель формулює принцип сушіння у ФМ: створення зовнішніх умов для переходу системи зі слабовідкритого до відкритого стану; створення внутрішніх умов для підтримки нерівноваги на відрізку часу, достатньому для повного здійснення процесу.

  Скачати повний текст