Теоретическая основа и методика экспериментального исследования свойств частиц пряностей как объекта измельчения. Основные характеристики деформационного поведения и прочностные свойства частиц пряностей; сравнение результатов без и с криообработкой.
Аннотация к работе
АВТОРЕФЕРЕТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наукРабота выполнена в ФГБОУ ВПО «Майкопский государственный технологический университет» Научный руководитель: доктор технических наук, доцент кафедры технологий, машин и оборудования пищевых производств ФГБОУ ВПО «Майкопский государственный технологический университет», Меретуков Заур Айдамирович Вороненко Борух Авсеевич доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (НИУ ИТМО)» профессор кафедры техники мясных и молочных производствАктуальной задачей на современном этапе развития страны, характеризуемом наличием в стране значительной части населения с отклонениями в здоровье и снижением продолжительности жизни, является обеспечение здоровья населения за счет питания пищевыми продуктами высокого качества. Предварительное охлаждение пряностей и постоянно поддерживаемая в измельчителе низкая температура снижает уровень потерь летучих масел и влаги, тем самым, сохраняя большую часть ароматических веществ, приходящихся на единицу массы продукта. Цель работы - разработать процесс криогенной подготовки пряностей к измельчению и на этой основе предложить конструкцию установки для измельчения пряностей. В соответствии с поставленной целью определены следующие основные задачи: - в связи с отсутствием оборудования для низкотемпературного (криогенного) измельчения с поддержанием низкой температуры в рабочей зоне, целесообразно разработать процесс и сконструировать устройство для осуществления данного процесса; Научная новизна диссертации заключается в следующем: дано математическое описание процесса замораживания частиц пряностей при криогенной обработке жидким азотом; разработана методика и проведена идентификация параметров теплофизических свойств пряностей при замораживании; представлено кинетическое уравнением передачи тепла с подвижной границей с использованием функции Хевисайда от координаты и времени; получен комплекс данных по коэффициенту пропорциональности, характеризующему скорость движения границы и коэффициентам температуропроводности плодов перца черного горького обеих зон при криобработке; установлены прочностные свойства плодов перца черного и отмечено существенное снижение характеристик прочности перца в результате криобработки.В главе проанализировано состояние и развитие основных способов измельчения твердых материалов, процесса измельчения твердых материалов и машин для измельчения. На основании обзора и анализа работ сделаны следующие выводы: - Применение в пищевых продуктах пряностей в измельченном виде широко распространено как в промышленном масштабе (например, в мясной и рыбной промышленности), так и в общественном питании, и непосредственно в домашних условиях. Математическое описание процесса криогенной обработки материалов представляет сложную ситуацию теплопередачи с одновременными фазовыми изменениями (проблема Стефана) и переменными тепловыми свойствами, и иногда, с необходимостью учитывать проблемы анизотропии изза состава материала. Измельчение является одной из основных операций переработки твердофазных материалов в пищевой технологии, создавая высококачественные пищевые продукты, обеспечивая высокие скорости процессов их обработки за счет увеличения удельной площади поверхности частиц или обеспечения доступа к содержащимся внутри частиц ценным веществам.Теоретической основой изучения прочностных свойств плодов перца явилась модель Герца для сжатия сферической частицы между плоскими поверхностями - пуансоном и основанием. На рисунке 2 представлены экспериментальные средние результаты диаграммы нагружения сводные для плодов перца черного не подвергшихся замораживанию и для криообработанных. Отмечается наличие двух участков на диаграммах - начальный участок - участок упругих деформаций и второй - участок упруго-пластичных деформаций вплоть до разрушения. При измельчении пряного растительного сырья уменьшается размер частиц и увеличивается их площадь поверхности, что обеспечивает доступность ценных компонентов таких как эфирное масло с ароматическими веществами, которые содержатся в клеточной структуре материала. Приводимые экспериментальные данные относятся к измельчению на лабораторной молотковой мельнице перца черного, которое проводилось при температуре окружающей среды с различной подачей материала в мельницу.В связи с разработкой процесса криогенной обработки растительных материалов необходимо обосновать методику определения скорости движения фронта замораживания и теплофизических свойств по экспериментальным данным процесса заморозки и разморозки на основе решения задачи теплопроводности с подвижной границей. Данная задача решается путем введения температурных полей для каждой отдельной фазы на основе независимого решения задачи для полуограниченных тел, представленного Лыковым А.В.