Наукові основи розробки прогресивних апаратів охолодження та заморожування рідких харчових продуктів - Автореферат

Створення прогресивних апаратів охолодження та заморожування напоїв і апаратів для виготовлення мякого морозива (фризерів) з поліпшеними техніко-економічними і екологічними характеристиками є дуже актуальною проблемою в звязку зі стрімким розширенням мережі малих підприємств торгівлі й харчування, які реалізують вказані продукти серед населення України у величезних масштабах. Робота проводилась у відповідності з тематичними планами НДР ХДАТОХ Міністерства освіти України, теми 16-95-97Б “Розробка обладнання для одержання харчових продуктів методом термообробки”, 4-98-2000Б “Розробка та дослідження апаратів для одержання м?якого морозива, копченої риби та термостатування готових страв” та ін.; вона повязана також із заходами з виконання Монреальської угоди щодо припинення виробництва та застосування озоноруйнівних хладонів, що здійснюються в Україні. здійснити раціональний вибір роду холодоносія для апарата заморожування напоїв і встановити теоретично обгрунтовані значення температури і обємної витрати холодоносія в системі охолодження апарата; провести повний тепловий і гідравлічний розрахунок удосконаленого апарата заморожування напоїв, в тому числі випарника холодильної машини, і оцінити досягнуте зниження питомих енерговитрат в апараті; Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному: запропоновано науково обгрунтований новий принцип дії апарата охолодження напоїв проміжним кремнійорганічним холодоносієм, який дає змогу підвищити продуктивність і зменшити питомі енерговитрати в апараті в 1,7 рази в порівнянні з кращими апаратами-аналогами;На цей час апарати охолоджування та заморожування напоїв, а також апарати для приготування м?якого морозива (фризери) застосовуються на численних підприємствах торгівлі й харчування України, переважно в сфері малого бізнесу, і їх продукція користується величезним попитом серед населення. Всі ці апарати мають дуже різноманітні конструкції та техніко-економічні показники, але, згідно з результатами проведеного аналізу літературних даних, характеризуються деякими суттєвими недоліками, до яких насамперед належать високі значення показника питомих енерговитрат на виробництво одиниці продукції та екологічна небезпечність. При ефективній роботі перемішувальних пристроїв в бачках з напоєм можна вважати його температуру приблизно однаковою для всього об?єму напою (це припущення було підтверджено подальшими експериментальними дослідженнями). Внаслідок значної в?язкості цієї рідини при температурах нижче 0ОС режим її течії в змійовику охолодження апарата є ламінарним, що враховується при виборі критеріального рівняння тепловіддачі від стінки змійовика до холодоносія. У пятому розділі “Розробка серії енергоекономічних і екологічно безпечних апаратів для приготування м?якого морозива (фризерів)” науково обґрунтовано і реалізовано конструкції нового типорозмірного ряду фризерів з продуктивністю від 5 до 20 кг/год, які відрізняються від існуючих аналогів зменшеною потужністю двигунів робочого вала, наявністю заходів з інтенсифікації теплообміну в охолоджувальній рубашці робочої камери та зменшенням термічного опору теплопередачі від продукту, а також застосуванням озонобезпечних холодоагентів у холодильних машинах.На підставі проведеного аналітичного огляду літературних даних встановлені основні недоліки існуючих апаратів охолодження і заморожування напоїв і апаратів для приготування м?якого морозива (фризерів) - високі значення показника питомих енерговитрат на виробництво одиниці продукції та використання екологічно шкідливих холодоагентів у холодильних машинах апаратів, а також нераціональний вибір проміжних холодоносіїв в апаратах заморожування напоїв. Розроблено методики експериментального дослідження холодопродуктивності холодильних агрегатів при їх переведенні на використання альтернативних холодоагентів, теплофізичних властивостей кремнійорганічних холодоносіїв при температурах нижче 00С, закономірностей течії та теплообміну в апаратах охолодження і заморожування напоїв кремнійорганічними холодоносіями; створено відповідні лабораторні стенди, оснащені сучасною вимірювальною технікою. Запропоновано нову наукову концепцію розробки апаратів охолодження напоїв з підвищеною продуктивністю і енергоекономічністю, яка базується на переході від безпосереднього охолодження напою випарником холодильної машини до охолодження напою проміжним низькотемпературним холодоносієм, що циркулює в змійовиковій системі охолодження. Визначено встановлену потужність нового апарата і розраховано показник питомих витрат; його значення виявилося в 1,67 рази меншим, ніж для існуючого апарата-аналога, що свідчить про успішну реалізацію наукової концепції, покладеної в основу цієї розробки. Концепція базується на удосконаленні геометрії блок-форм з метою інтенсифікації теплообміну між блок-формою і холодоносієм, що дає змогу суттєво зменшити швидкість руху холодоносія і відповідні втрати тиску в системі охолодження і внаслідок цього знизити встановлену потужність приводу циркуляційного насоса в си

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ