Вирішено наукове завдання зниження витрат енергії на процес гомогенізації молока. Оптимізовано технологічні та конструктивні параметри та режими роботи малодослідженого протитечійно-струменевого гомогенізатора молока. За результатами теоретичних і експериментальних досліджень одержано залежності, які взаємопов'язують основні геометричні та режимні параметри роботи протитечійно-струменевого гомогенізатора. Одержано значення характеристичних чисел Вебера як базового критерію, що пов'язує тиск і температуру молока перед форсунками, тип форсунок, діаметр їх сопел, відстань і кут між ними. Знайдено залежності між продуктивністю гомогенізатора, питомими витратами енергії та ступенем гомогенізації молока. Удосконалено методи визначення якості гомогенізації молока. Розроблено методику розрахунку параметрів протитечійно-струменевого гомогенізатора молока.

Проаналізовано методи зниження піноутворення та міри боротьби з цим явищем у разі протитечійно-струменевої гомогенізації молока.

Обгрунтовано параметри роботи імпульсного гомогенізатора молока. Наведено результати експериментальних досліджень, а також оптимальні параметри та режими роботи даного гомогенізатора.

Проаналізовано існуючі конструкції апаратів для гомогенізації. Розроблено та обгрунтовано параметри конструкції лабораторного зразка струминного гомогенізатора з роздільною подачею вершків.

Розглянуто шлях інтенсифікації процесу гомогенізаціі молока на гомогенізаторі збурюючого типу та відмічено перспективу збільшення продуктивності машини без додаткових енерговитрат.

Розглянуто можливість використання роторно-динамічних гомогенізаторів для удосконалення технології переробки молока шляхом інтенсифікації процесу гомогенізації. Проведено інформаційний огляд конструктивних схем гомогенізаторів. Висвітлено їх переваги та недоліки. Обгрунтовано можливість використання математичної моделі для розрахунку енергетичних характеристик агрегату. Наведено результати експериментальних випробувань обладнання з різними конструктивними параметрами за умови змінного напрямку обертання.

Мета роботи - визначення градієнта швидкості потоку молока за допомогою програми Ansys Workbench.

Проаналізовано існуючі методи оцінювання якості гомогенізації та обгрунтовано оптимальний метод для оцінки якості роботи нових типів гомогенізаторів.

Надано результати експериментальних досліджень впливу конструктивних і технологічних параметрів імпульсного гомогенізатора молока на якість гомогенізації з використанням номограмного методу аналізу рівняння регресії.

Мета роботи - визначення ступеня гомогенізації молока за імпульсної гомогенізації.

Надано модель подрібнення жирової фази молока у процесі імпульсної гомогенізації.

Обгрунтовано можливість використання гомогенізатора з роздільною подачею вершків для нормалізації молока за жирністю та наведено залежності для розрахунку параметрів гомогенізатора для забезпечення необхідної жирності суміші.

У ході проведеного аналізу встановлено, що промисловий зразок імпульсного гомогенізатора молока має наступні параметри: продуктивність 1800 кг/год, максимальне значення тиску 1,5 МПа, довжина робочої камери 0,5 м, діаметр робочої камери 0,3 м, за потужності 2 кВт.

Визначено показники якості процесу диспергування, які свідчать про те, що робота гомогенізатора є ефективною з точки зору подрібнення та енергетичних витрат у достатньо вузькому діапазоні значень критерію подрібнення, числа Вебера. Енергетичні витрати процесу за результатами попередніх розрахунків дорівнюють 1 - 4 кВт/т. Стверджується, що витрати на проведення процесу струминної гомогенізації та нормалізації у струминному гомогенізаторі молока з роздільним подаванням вершків будуть у 4 - 5 разів нижчими за клапанні за збереження високої якості продукту.

Наведено огляд конструкцій основних типів гомогенізаторів, які використовуються у молочній промисловості, принцип їх дії, особливості конструкції та використання, характеристики ступеня диспергування та перспективи подальшого вдосконалення.

Мета роботи - визначення впливу основних факторів на ступінь гомогенізації в імпульсному гомогенізаторі. Внаслідок проведеного експериментального дослідження встановлено, що для одержання максимального ступеня гомогенізації Hm = 5 необхідно створити наступні умови: амплітуду коливань поршня-ударника h = 10 - 12 мм, частоту коливань f = 55 - 59 Гц і подачу молока в імпульсному гомогенізаторі Q = 1800 - 2000 кг/год.

Розглянуто можливі варіанти конструкцій струминного гомогенізатора молока з роздільним подаванням жирової фази та зіткненням струменів. Проаналізовано переваги та недоліки запропонованих конструкцій гомогенізаторів.

Обгрунтовано вплив основних кінематичних і конструктивних параметрів пульсаційного гомогенізатора з ротором, що вібрує, на середнє прискорення емульсії в отворах переривника. Встановлено залежність середніх розмірів жирових кульок молока від прискорення емульсії в переривнику апарата та частоти обертання й амплітуди вібрації ротора. Визначено дисперсні характеристики молока після гомогенізації.

Мета роботи - визначення основних факторів і залежностей, що впливають на ефективність гомогенізації молока в імпульсному гомогенізаторі. Внаслідок проведеного дослідження встановлено, що основними факторами які впливають на ступінь гомогенізації в імпульсному гомогенізаторі є амплітуда коливання поршня-ударника, частота коливання та подача молока в імпульсний гомогенізатор. Запропонований алгоритм розрахунку в універсальній програмній системі кінцево-елементного аналізу Ansys Workbench і рівняння залежностей ступеня гомогенізації від основних факторів можна використовувати під час інженерних розрахунків.

Мета роботи - аналітичні та експериментальні дослідження діаметра каналу подавання жирової фази в струминному гомогенізаторі молока з роздільним подаванням жирової фази. Досліджено вплив діаметра каналу подавання вершків на показники якості продукту. Розроблено та виготовлено лабораторне устаткування для дослідження процесу струминної гомогенізації молока з роздільною подачею вершків. Розроблено методику проведення досліджень і визначено сталі та змінні фактори процесу з діапазонами варіювання їх значень. Проведено теоретичні дослідження впливу зменшення розміру каналу подавання жирової фази на середній розмір кульок після гомогенізації, які надали можливість одержати залежність, що пов'язує середній розмір жирових кульок після гомогенізації та діаметр каналу подавання вершків. Виконано експериментальні дослідження впливу тиску знежиреного молока та діаметра каналу подавання вершків на середній розмір жирових кульок. Одержані дані свідчать про істотне зменшення середнього діаметра дисперсної фази, яке у разі зменшення розміру каналу з 0,8 до 0,6 мм складає понад 10 %. Значення цього показника на рівні 0,7 мм виявило меншу ефективність подрібнення, що обумовлено гіршим впливом потоку на струмінь вершків більшого діаметра.