Моделювання процесів комбінованої обробки молочної сироватки електромагнітним полем
Вантажиться...
Дата
2009
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
ОНАХТ
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук по спеціальності 05.18.12 – процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв
Дисертація присвячена дослідженню мікрохвильової обробки рідких харчових продуктів. Показано, що температури відмирання мікроорганізмів при мікрохвильовій обробці молочної сироватки менші, ніж при звичайному нагріванні. Одною з причин цього може бути вибіркове нагрівання. Розглянуто різні моделі вибіркового нагрівання і виведені формули для перегріву мікроорганізмів. Другою ймовірною причиною є комбінована дія нагрівання і електромагнітного поля. В роботі отримані формули для розподілу поля і температури в продукті, проаналізовано вплив на нього складу, форми і розмірів продукту. Знайдені умови, при яких розподіл поля і температур стає практично рівномірним. За допомогою модифікованої дистрибутивної моделі отримані значення діелектричних сталих для молочної сироватки. Експериментально досліджено залежність кількості загиблих мікроорганізмів від температури, концентрації сухих речовин, тривалості обробки, товщини шару (діаметру трубопроводу), швидкості руху. Доведено, що найбільший вплив на відмирання мікроорганізмів має температура. Наступними за ступенем впливу йдуть концентрація сухих речовин, тривалість обробки, товщина продукту і його швидкість. Розраховано мікрохвильовий пастеризатор для обробки молочної сироватки.
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.18.12 – процессы и оборудование пищевых, микробиологических и фармацевтических производств Диссертация посвящена исследованию микроволновой обработки жидких пищевых продуктов, и, в частности, молочной сыворотки, с целью уничтожения находящихся в них микроорганизмов. Показано, что температуры отмирания при микроволновом воздействии оказываются ниже, чем при традиционном нагреве. Одной из причин этого может являться избирательный нагрев, заключающийся в том, что благодаря различию в электромагнитных свойствах микроорганизмы могут нагреваться сильнее, чем окружающая их среда. В работе предложено несколько математических моделей избирательного нагрева: адиабатический нагрев, нагрев с теплообменом по уравнению Ньютона-Рихмана, теплообмен по уравнению Фурье, теплообмен при наличии термоизолирующей оболочки на поверхности микроорганизма. Рассмотрены случаи непрерывной и импульсной подачи энергии. В каждом случае получены формулы для величины перегрева. Выведено условие, при котором импульсный нагрев можно считать адиабатическим. На основании полученных теоретических и экспериментальных данных разработана лабораторная экспериментальная установка для комбинированной обработки молочной сыворотки, которая прошла апробацию в производственных условиях. Там же были проведены микробиологические исследования, свидетельствующие о том, что сыворотка, обработанная в микроволновой экспериментальной установке не отличается от сыворотки, обработанной в пастеризационно-охладительной установке ОКЛ.
The dissertation for obtaining of scientific degree of Candidate of the Technical Science on the specialty 05.18.12 – Processes and Inventory of Food, Microbiologic and Pharmaceutical Engineering It is proved for whey that temperatures causing 100 % - destruction in microwave heating are lower than those are in conventional heating. One of the likely reasons for this is selective heating. Different models of selective heating are considered. Equations for microorganisms overheating are deduced in every case. Another likely reason is the combined action of microwave electromagnetic field and high temperatures. Formulas for field and temperature distributions in the interior of dielectric product (whey) have been obtained. The influence of the composition, shape and size of the product on those distributions are analyzed. The conditions for uniformity of field and temperature are derived. Using modified distributive model, dielectric constants of whey are calculated. Experimentally, it has been examined the dependence of inactivation on temperature, the concentration of dry components, time, product thickness in descrete treatment and in addition on speed and tube diameter in continuous treatment. The maximum effect on microorganism destruction has temperature. Then follows the concentration of dry substance, time and thickness. 100 % - death temperature decreases when concentration, time and speed rise but thickness (diameter) grows smaller.
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.18.12 – процессы и оборудование пищевых, микробиологических и фармацевтических производств Диссертация посвящена исследованию микроволновой обработки жидких пищевых продуктов, и, в частности, молочной сыворотки, с целью уничтожения находящихся в них микроорганизмов. Показано, что температуры отмирания при микроволновом воздействии оказываются ниже, чем при традиционном нагреве. Одной из причин этого может являться избирательный нагрев, заключающийся в том, что благодаря различию в электромагнитных свойствах микроорганизмы могут нагреваться сильнее, чем окружающая их среда. В работе предложено несколько математических моделей избирательного нагрева: адиабатический нагрев, нагрев с теплообменом по уравнению Ньютона-Рихмана, теплообмен по уравнению Фурье, теплообмен при наличии термоизолирующей оболочки на поверхности микроорганизма. Рассмотрены случаи непрерывной и импульсной подачи энергии. В каждом случае получены формулы для величины перегрева. Выведено условие, при котором импульсный нагрев можно считать адиабатическим. На основании полученных теоретических и экспериментальных данных разработана лабораторная экспериментальная установка для комбинированной обработки молочной сыворотки, которая прошла апробацию в производственных условиях. Там же были проведены микробиологические исследования, свидетельствующие о том, что сыворотка, обработанная в микроволновой экспериментальной установке не отличается от сыворотки, обработанной в пастеризационно-охладительной установке ОКЛ.
The dissertation for obtaining of scientific degree of Candidate of the Technical Science on the specialty 05.18.12 – Processes and Inventory of Food, Microbiologic and Pharmaceutical Engineering It is proved for whey that temperatures causing 100 % - destruction in microwave heating are lower than those are in conventional heating. One of the likely reasons for this is selective heating. Different models of selective heating are considered. Equations for microorganisms overheating are deduced in every case. Another likely reason is the combined action of microwave electromagnetic field and high temperatures. Formulas for field and temperature distributions in the interior of dielectric product (whey) have been obtained. The influence of the composition, shape and size of the product on those distributions are analyzed. The conditions for uniformity of field and temperature are derived. Using modified distributive model, dielectric constants of whey are calculated. Experimentally, it has been examined the dependence of inactivation on temperature, the concentration of dry components, time, product thickness in descrete treatment and in addition on speed and tube diameter in continuous treatment. The maximum effect on microorganism destruction has temperature. Then follows the concentration of dry substance, time and thickness. 100 % - death temperature decreases when concentration, time and speed rise but thickness (diameter) grows smaller.
Опис
Рибіна, О. Б. Моделювання процесів комбінованої обробки молочної сироватки електромагнітним полем : автореф. дис. ... канд. техн. наук : спец. 05.18.12 "Процеси та обладнання харчових, мікробіологічних і фармацевтичних виробництв" / Рибіна Ольга Борисівна ; наук. кер. О. Г. Бурдо ; Одес. нац. акад. харч. технологій. - Одеса : ОНАХТ, 2009. - 20 с.
Ключові слова
моделювання, комбінована обробка, молочна сироватка, мікрохвильове поле, селективне нагрівання, моделирование, комбинированная обработка, молочная сыворотка, микроволновое поле, селективный нагрев, simulating, models, microorganism, whey, microwave, electromagnetic field, combined action, selective heating