Викладено будову, принцип дії, експлуатаційні та функціональні особливості вібраційного мембранного екстрактора періодичної дії. Висока інтенсивність екстрагування, зокрема подрібненої рослинної сировини (плодово-ягідної, кореневої, трав'яної та ін.), забезпечується оптимальним співвідношенням регульованих частоти і амплітуди коливань основних робочих елементів - гнучких мембран з транспортувальними каналами, а також можливістю попереднього гігротермічного оброблення сировини гострою парою.

Для реалізації транспортно-технологічних дій за умов вібраційного поля традиційно використовуються дебалансні та, рідше, кінематичні приводи. Дослідженнями доведено перспективність застосування комбінованого віброприводу, для якого є характерними врівноваженість стаціонарних мас, кінематичний спосіб віброзбудження та пружна система опорних вузлів. Такі особливості дозволяють зменшити динамічні навантаження на опорні вузли в 3 - 4 рази та енерговитрати на привід - в 1,5 - 1,8 рази у порівнянні з дебалансним віброзбуджувачем. Найбільш доцільно даний механізм можна застосувати в машинах з центральним розташуванням джерела вібрації.

Виконано аналіз літературних першоджерел з динаміки парової і парогазової бульбашки. Поставлено задачі зі створення математичної моделі процесу росту та захлопування бульбашок за різних режимних умов ведення процесу. Одержано рівняння руху міжфазної кулястої поверхні, а також доказано енергетичний зміст рівняння Релея.

Серед механічних методів впливу на об'єкт виробництва механічна дія є найбільш ефективним загальним способом керування динамічним станом продукції, що зумовлює ефективність такого заходу під час усунення сегрегації у процесах змішування. Конструктивним втіленням таких заходів стали розроблені вібраційні змішувачі з перетворювачами руху, з двома джерелами енергії, з пасивними та активними турбулізаторами суміші.

Розроблено нову математичну модель гідродинаміки двофазового середовища віброекстрактора. Встановлено узагальнений алгоритм математичного опису колонного віброекстрактора. Висвітлено алгоритм визначення типу моделі гідродинамічної структури двофазового потоку, що систематизує моделі гідродинаміки. Запропоновано новий алгоритм розрахунків для проектування й інтенсифікації діючих віброекстракторів безперервної дії.

Проаналізовано специфіку синтезу культурних форм в історичних трансформаціях міста. Античний поліс як перша культурна модель міста в історії західноєвропейської культури репрезентує якісну відмінність античної культури від інших світів і цивілізаційний статус демократичного синойкізму. Зазначено, що статус міста як культурної домінанти та носія високої культури зберігається і для сучасного західного урбаністичного середовища, що є концентратором нерівномірності культурного розвитку. Третій етап розвитку європейського міста становить трансформація міста у мегаполіс, що релятивізує настанови класичної культури. Доведено, що за умов постмодерністської ситуації мультикультуризму місто включає тотальну елімінацію меж повсякденності/високої культури, що спричиняє втрату елітарності доступу до інформації.

Наведено розроблену стратегію та алгоритм системного підходу до вибору типу моделі гідродинамічної структури потоку, математичний опис якої враховує вплив різних "аномальних" ефектів (байпасування, циркуляцію, застійні зони) під час безперервного твердофазного віброекстрагування в колонних апаратах.

Науково аргументовано необхідність виробництва високоякісних концентратів натуральних харчових барвників з темнозабарвленої рослинної сировини. Наведено принципову технологічну та апаратурно-технологічну схеми виробництва рідкого концентрованого натурального харчового барвника з виноградних вичавок. Схеми побудовано на основі авторського вібраційного екстрактора періодичної дії.

Проведено аналіз форм культурної інтеграції вищої освіти України в європейську систему університетів наук про життя. В контексті трансформації парадигм освіти досліджено закономірності формування такого культурного феномену як університет наук про життя. Висвітлено основні проблемні моменти культурної інтеграції європейської моделі вищої освіти, зокрема, здійснено аналіз формування та розгортання інституту освіти за умов глобалізації, становлення її як вектору культурної політики, а також соціокультурних факторів, які детермінують ці процеси, встановлено освітні параметри процесу глобалізації. Запропоновано пропозиції до розроблення системи менеджменту якості у ВНЗ.

Проаналізовано хімічний склад і технологічні характеристики сучасних сортів картоплі, вибрано сорти, хімічний склад і технологічні особливості яких можуть забезпечити найкращі якісні показники готового продукту під час сушіння. Удосконалено технологію сушіння картоплі, запропоновано способи її інтенсифікації. Одержано математичну залежність для розрахунку процесу сушіння картоплі.

Наведено результати математичного моделювання масоперенесення за періодичного віброекстрагування з рослинної сировини. Математично обгрунтовано явища масоперенесення на рівні молекулярної дифузії та конвективного перенесення цільової речовини в робочому об'ємі віброекстрактора періодичної дії. Одержаний математичний опис процесу можна використовувати для моделювання кінетики періодичного екстрагування з рослинної сировини, а також як базовий для моделювання більш складних явищ теплових і масообмінних процесів.

Наведено результати аналітичних та експериментальних досліджень кінетики процесу віброекстрагування з проміжним віджимом рослинної сировини й одночасним впливом на робоче середовище низько- і високочастотних механічних коливань. Для опису його кінетики запропоновано рівняння конвективної дифузії, що враховує особливості масоперенесення речовини на всіх його масштабних рівнях. З урахуванням характерних особливостей періодичного процесу надано результати обчислювальних експериментів, що відображають динаміку зміни поточної концентрації насичення цільовими компонентами екстрагенту в часі за різних гідромодулів. Перевірка на адекватність математичного опису процесу підтверджує достатньо високу його точність. Запропонована математичка модель може бути основою для моделювання віброекстрагування за умов комбінованої дії різних фізичних ефектів на взаємодіючі фази.

Розглянуто шляхи визначення оптимального співвідношення компонентів зеленого соусу для максимального забезпечення добової потреби вмісту вітаміну С у суміші за допомогою методу математико-статистичного аналізу. За підсумками проведених експериментів побудовано області факторного простору по регресійній лінійній, квадратичній, спеціальній і повній кубічній моделі, завдяки чому був підібраний оптимальний склад рецептури зеленого соусу, в якій вихід вітаміну С в готовому продукті є оптимальним, тому соус може вважатися функціональним продуктом.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л955.3

Рубрики:

Сир та сирні вироби

Шифр НБУВ: Ж69879 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Представлено аналітичні дослідження структури гідродинамічних робочих потоків в умовах твердофазового безперервного віброекстрагування з урахуванням щільності зовнішніх джерел накопичення цільового компонента наоснові коміркової моделі із зворотними потоками. Для спрощеного введення початкових параметрів та для наочного зображення результатів розрахунків було створено віртуальний тренажер. Аналітичні результати можуть бути використані на стадії проектування, конструювання віброекстракційної апаратури та при розв'язанні оптимізаційних задач. Створена за відповідним алгоритмом програма розрахунків реалізована за допомогою пакета MatLAB і надає змогу визначити розподіл концентрацій екстрактивної речовини за проточними і застійними зонами окремо по кожній фазі в часі, а також у кожній комірці робочої зони віброекстрактора безперервної дії.

Розглянуто математичне моделювання складних систем харчових технологій як результат розвитку фізичного моделювання, яке виконується з урахуванням теорії подібності та використанням початкових і граничних умов. Стратегія удосконалення конкретних процесів полягає, як правило, у проведенні спочатку глибоких досліджень процесу з метою виявлення обмежень, які заважають їх інтенсивному перебігу, а потім у підборі й розробленні комплексу заходів, що знімають ці обмеження. Розроблення таких заходів вимагає сучасних теоретичних і практичних знань, застосування досить точних вимірювальних приладів та обчислювальної техніки з алгоритмами і програмами, які надають змогу проаналізувати досліджувані процеси. Проте більшість сучасних алгоритмів містить значну кількість спрощуючих допущень і не має узагальнюючих рішень. Математичне моделювання сучасних систем надає змогу збільшити кількість факторів, що враховуються в рівняннях, і одержати більшу точність описання процесів з меншими економічними витратами. Особливістю будь-якого моделювання є його приблизність, яка випливає з неповного врахування факторів, що впливають на процес, і безперервних змін Всесвіту, що функціонує як Єдина Система. Математичне моделювання можливе лише для тих процесів, для яких нагромаджено достатній об'єм знань і які вже описані математичними рівняннями. Недоліком математичного моделювання є значна втрата можливості прослідкувати внутрішні зв'язки між фізико-хімічними величинами в ході процесу. Моделювання нових систем вимагає системного підходу і включає основні аспекти: створення в уяві на основі досвіду та наявних знань нової системи, яка відповідає поставленому завданню; вибір найбільш важливих факторів, що впливають на поведінку системи; моделювання на комп'ютері сценарію поведінки системи та інтерпретація одержаних результатів; виготовлення моделі системи й оснащення її необхідними контрольно-вимірювальними приладами та засобами керування; експериментальне дослідження виготовленої системи та визначення оптимальних режимів роботи. За побудованою матрицею планування експерименту розглянуто процес набухання рослинної сировини (лофанту) під час екстрагування та наведено рівняння регресії для залежності коефіцієнта набухання від температури екстрагента і тривалості процесу.

Світовий і вітчизняний досвід свідчить про те, що найбільш ефективним сучасним способом зберігання плодово-ягідної сировини є її консервування заморожуванням. Проте традиційні методи заморожування не враховують явищ кріоушкодження клітин матеріалів і тих холодових стресів, яких вони зазнають. У результаті, заморожені напівфабрикати при тривалому зберіганні, особливо після дефростації, мають низькі якісні й органолептичні показники і не користуються попитом у споживачів. Також негативним явищем є значні втрати аскорбінової кислоти, яка є пріоритетним показником якості всіх плодово-ягідних культур. Тому, за нинішніх умов, удосконалення технології заморожування має розвиватись шляхом оптимального поєднання штучного холоду та інших чинників, наприклад, попереднього оброблення плодів та ягід перед заморожуванням розчинами різних кріопротекторів - сполук, які запобігають кріоушкодженням тканин і клітин біооб'єктів. Десятки різних сполук органічної та мінеральної природи можуть виступати як кріопротектори, тому вибір серед них найбільш ефективних, що базується на використанні методів математичного моделювання, є актуальним і досі малодослідженим напрямом. На підставі здійсненого трифакторного експерименту визначено оптимальні значення концентрації компонентів комбінованого кріопротектора (суміші глюкози та лимонної кислоти) та тривалості оброблення ним об'єктів заморожування. На основі отриманих даних з'ясовано, що, наприклад, у ягодах чорної смородини максимальне збереження аскорбінової кислоти досягається за концентрації розчину лимонної кислоти 1 % і розчину глюкози 15 % у складі комбінованого кріопротектора та тривалості оброблення ягід протягом 35 хв. Отримане рівняння регресії є адекватним проведеному експериментові, що підтверджується порівнянням дисперсій.

Досліджено вплив режимних параметрів процесу безперервного віброекстрагування на кінетику окремих стадій вилучення цільових компонентів із сировини рослинного походження. Показано, що для безперервного процесу на зовнішній масообмін впливає не тільки інтенсивність коливань, але й глибина взаємодії окремих пульсуючих потоків, що генеруються одночасно транспортувальними та фільтрувальними елементами тарілок, які здійснюють протитечійне розділення фаз. Низькочастотні механічні коливання реалізують інтенсивний рух частинок в об'ємі апарата, а також сприяють різкому зростанню швидкості кожної відносно екстрагента, що, своєю чергою, призводить до збільшення питомої активної поверхні міжфазового контакту та підвищення швидкості конвективної дифузії, незалежно від ступеня подрібнення твердої фази. Наявність інформації про кінетичні коефіцієнти та їх зміну під час процесу залежно від гідродинамічних умов і технологічних параметрів надає можливість встановлювати оптимальний час вилучення, залишок цільового компонента в шроті, а також ефективність апаратурного оформлення процесу. Результати дослідів узагальнено у функціональних координатах коефіцієнта масовіддачі (КМВ) від критерія Рейнольдса, що відображають вплив на зовнішній масообмін турбулентних пульсуючих струменів, генерованих переточними елементами вібротранспортувальних пристроїв. Експериментально встановлено гідродинамічний режим роботи апарата, що забезпечує стрімке зростання КМВ, стабілізуючись на певному рівні, внаслідок зниження умов екранування часток сировини між собою. Математичний опис зовнішнього масообміну за умов нестаціонарного перенесення речовини при віброекстрагуванні отримано у вигляді рівнянь для розрахунку поточної концентрації цільового компонента та мінімального часу досягнення рівноважного стану процесу, які можливо використовувати при конструюванні й оптимізації твердофазових екстракторів.

Бурштинова кислота (БК) у розчинах кількісно визначається електрофорезом капілярної зони ферментативним і хроматографічними методами, однак ці методи мають тривалий час аналізу, високу складність і низьку доступність. Велика кількість БК природного походження знаходиться в сукциніті (бурштині східноєвропейського походження), саме з такої сировини можна отримувати екстракти з високим вмістом цієї кислоти. Наведено розроблену нову методику визначення вмісту БК в екстрактах бурштину на базі методу прямого титрування гідроксидом натрію (ГН) розчину за наявності фенолфталеїнового індикатора. Спочатку оцінювався вплив різної концентрації БК у підготовлених пробах на витрати ГН. З обгрунтуванням доцільності використання етилового спирту (ЕС) як ефективного малополярного розчинника описано вплив частки ЕС у водно-спиртових розчинах на витрату лугу під час визначення вмісту БК у розчині. За результатами досліджень побудовано калібрувальний графік, дані якого можна використовувати для визначення кількості БК. Отримано 2 рівняння для розрахунку концентрації БК у розчині з урахуванням витрат ГН на процес нейтралізації розчину та частки ЕС у досліджуваному зразку. Значення, отримані розрахунковим способом за рівнянням подвійної апроксимації, мають допустиму похибку в 1,5 %, а рівняння складеної функції - 3,5 %, але є простим у використанні. Розроблений метод та отримані рівняння надають можливість оперативно та доступно аналізувати водні та водно-спиртові розчину, що мають у своєму складі серед переліку кислот лише БК, зокрема в екстрактах бурштину. Запропонований метод доцільно використовувати під час технохімічного контролю виробничого процесу екстракційної переробки бурштину.

Швидкий ритм життя, постійні стреси, погана екологія вимагають насичення організму людини вітамінами та мікроелементами, тому варто вживати соки або безалкогольні напої (БАН), що забезпечують організм людини всіма фізіологічно активними речовинами. Введення плодових соків до складу напоїв сприяє формуванню оригінального смаку та підвищенню харчової цінності. Вміщені в соках вуглеводи (моносахариди, пектинові речовини) спільно з мікро- та макроелементами, дубильними речовинами, органічними кислотами позитивно впливають на організм людини, зміцнюючи захисні сили і збагачуючи його енергетичний запас. Використання соків з екстрактами і настоями рослинної сировини в складі напоїв підсилює їх харчову цінність за рахунок різноманіття фізіологічно значущих речовин. Розроблено рецептурну композицію напою на основі соку помело та екстракту м'яти з покращеним вітамінним складом і надано характеристику її показникам якості. Досліджено рецептуру БАН з соком помело й екстрактом м'яти з повним аналізом впливу складових на організм людини та відповідності допустимим нормам споживання. Для цього побудовано профілограму органолептичних показників дослідних зразків напою з соком помело й екстрактом м'яти. Розраховано комплексний показник якості напою з різними співвідношеннями води, кількості соку помело та кількості екстракту м'яти. Побудовано поверхні відгуку статистичної математичної моделі залежності комплексного показника якості безалкогольного напою від кількості соку помело та кількості екстракту м'яти. З метою знаходження оптимального співвідношення компонентного складу знайдено локальний оптимум за комплексним показником якості БАН. Розв'язання складеної системи рівнянь надало змогу встановити оптимальні параметри співвідношення компонентів напою, що забезпечило оптимальні значення комплексного показнику якості. Виготовлено пробний зразок продукту з подальшим визначенням органолептичних і фізико-хімічних показників відповідно до вимог чинної нормативної документації.