Удосконалення вакуум-випарного апарата зі збільшеною поверхнею теплообміну для виробництва плодоовочевих пастоподібних напівфабрикатів

Автор(и)

  • Andrii Zahorulko Харківський державний університет харчування та торгівлі вул. Клочківська, 333, м. Харків, Україна, 61051, Україна https://orcid.org/0000-0001-7768-6571
  • Aleksey Zagorulko Харківський державний університет харчування та торгівлі вул. Клочківська, 333, м. Харків, Україна, 61051, Україна https://orcid.org/0000-0003-1186-3832
  • Natalia Fedak Харківський державний університет харчування та торгівлі вул. Клочківська, 333, м. Харків, Україна, 61051, Україна https://orcid.org/0000-0002-7460-3213
  • Sergei Sabadash Сумський національний аграрний університет вул. Г. Кондратьєва, 160, м. Суми, Україна, 40021, Україна https://orcid.org/0000-0002-0371-8208
  • Dmytro Kazakov Сумський національний аграрний університет вул. Г. Кондратьєва, 160, м. Суми, Україна, 40021, Україна https://orcid.org/0000-0002-1750-8578
  • Vitaliy Kolodnenko Сумський національний аграрний університет вул. Г. Кондратьєва, 160, м. Суми, Україна, 40021, Україна https://orcid.org/0000-0002-8450-6759

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.178764

Ключові слова:

концентрування, органічна продукція, вакуум-випарний апарат, пастоподібний напівфабрикат, гнучкий плівковий резистивний електронагрівач

Анотація

Більшість конструкцій вакуум-випарних апаратів для концентрування мають проблему стабілізації теплопідведення по всій поверхні теплообміну. Це пояснюється наявністю парової оболонки, що ускладнює рівномірне теплопідведення. Також серед недоліків є відсутність можливості раціонального збільшення поверхні теплообміну, що в свою чергу впливає на тривалість термічної обробки та якість продукції. Із метою усунення основних недоліків вакуум-випарних апаратів запропоновано спосіб теплопідведення зі збільшеною поверхнею обігрівання. Для розв’язання поставлених завдань з удосконалення запропоновано використовувати сучасні гнучки плівкові резистивні електронагрівачі випромінювального типу (ГПРЕнВТ). Вони характеризуються низькою інерційністю, металоємністю, простотою автоматизації та обслуговування. Такий електронагрівач здатен забезпечувати рівномірність теплового потоку та приймати будь-яку геометричну форму теплопередавальної поверхні.

Відповідно до конструктивно-технологічного рішення замість парової оболонки обігрівання пропонується здійснювати теплоізольованим ГПРЕнВТ, який також розташовується у порожнистому просторі вала мішалки та лопатей. Таким чином забезпечується збільшення поверхні теплообміну від 3,7 м3 до 4,15 м3, тобто на 12 %.

Виявлено зменшення граничної напруги зсуву зі збільшенням температури: якщо t=10 °C, то q0=79 Па; відповідно t=70 °C, q0=12 Па. Ефективна в’язкість для t=10 °C становить ηеф=392 Па∙с, для t=70 °C ηеф=2 Па∙с. У ході апробації модельного зразка ВВаПТ під час концентрування (50...65 °C) визначено швидкість зсуву: 0,5...2,5 с-1. Ефективна в’язкість перебуває в межах 2,0...4,5 Па∙с. Удосконалений ВВаПТ характеризується скороченням тривалості виходу на стаціонарний режим порівняно з прототипом (МЗС-320) на 29 %. Ефективність конструктивно-технічного рішення підтверджується й зменшенням ваги апарата на 35 %, питомої металоємності на 42 %, тривалості обробки на 12 % 

Біографії авторів

Andrii Zahorulko, Харківський державний університет харчування та торгівлі вул. Клочківська, 333, м. Харків, Україна, 61051

Кандидат технічних наук, старший викладач

Кафедра процесів, апаратів та автоматизації харчових виробництв

Aleksey Zagorulko, Харківський державний університет харчування та торгівлі вул. Клочківська, 333, м. Харків, Україна, 61051

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра процесів, апаратів та автоматизації харчових виробництв

Natalia Fedak, Харківський державний університет харчування та торгівлі вул. Клочківська, 333, м. Харків, Україна, 61051

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технології харчування

Sergei Sabadash, Сумський національний аграрний університет вул. Г. Кондратьєва, 160, м. Суми, Україна, 40021

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра інженерних технологій харчових виробництв

Dmytro Kazakov, Сумський національний аграрний університет вул. Г. Кондратьєва, 160, м. Суми, Україна, 40021

Старший викладач

Кафедра інженерних технологій харчових виробництв

Vitaliy Kolodnenko, Сумський національний аграрний університет вул. Г. Кондратьєва, 160, м. Суми, Україна, 40021

Старший викладач

Кафедра тракторів, сільськогосподарських машин та транспортних технологій

Посилання

  1. Alabina, N. M., Drozdova, V. I., Volodz'ko, G. V. et. al. (2006). Plodoovoshchnye konservy profilakticheskogo naznacheniya. Pishchevaya promyshlennost', 11, 78–79.
  2. Vyrobnytstvo orhanichnoi silhospproduktsiyi ta syrovyny. Ahrobiznes sohodni. Available at: http://agro-business.com.ua/agro/u-pravovomu-poli/item/1858-vyrobnytstvo-orhanichnoi-silhospproduktsii-ta-syrovyny.html
  3. Misra, N. N., Koubaa, M., Roohinejad, S., Juliano, P., Alpas, H., Inácio, R. S. et. al. (2017). Landmarks in the historical development of twenty first century food processing technologies. Food Research International, 97, 318–339. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodres.2017.05.001
  4. Pylypenko, O. (2017). Development of Ukrainian food industry. Scientific Works of NUFT, 23 (3), 15–25.
  5. Huang, L., Bai, L., Zhang, X., Gong, S. (2019). Re-understanding the antecedents of functional foods purchase: Mediating effect of purchase attitude and moderating effect of food neophobia. Food Quality and Preference, 73, 266–275. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodqual.2018.11.001
  6. O’Shea, N., Ktenioudaki, A., Smyth, T. P., McLoughlin, P., Doran, L., Auty, M. A. E. et. al. (2015). Physicochemical assessment of two fruit by-products as functional ingredients: Apple and orange pomace. Journal of Food Engineering, 153, 89–95. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2014.12.014
  7. Marco, S.-C., Adrien, S., Isabelle, M., Manuel, V.-O., Dominique, P. (2019). Flash Vacuum-Expansion Process: Effect on the Sensory, Color and Texture Attributes of Avocado (Persea americana) Puree. Plant Foods for Human Nutrition, 74 (3), 370–375. doi: https://doi.org/10.1007/s11130-019-00749-3
  8. Zagorulko, A., Zahorulko, A., Kasabova, K., Chervonyi, V., Omelchenko, O., Sabadash, S. et. al. (2018). Universal multifunctional device for heat and mass exchange processes during organic raw material processing. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (1 (96)), 47–54. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.148443
  9. Habanova, M., Saraiva, J. A., Holovicova, M., Moreira, S. A., Fidalgo, L. G., Haban, M. et. al. (2019). Effect of berries/apple mixed juice consumption on the positive modulation of human lipid profile. Journal of Functional Foods, 60, 103417. doi: https://doi.org/10.1016/j.jff.2019.103417
  10. Cherevko, O., Mykhaylov, V., Zagorulko, A., Zahorulko, A. (2018). Improvement of a rotor film device for the production of high­quality multicomponent natural pastes. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (11 (92)), 11–17. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.126400
  11. Kiptelaya, L., Zagorulko, A., Zagorulko, A. (2015). Improvement of equipment for manufacture of vegetable convenience foods. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (10 (74)), 4–8. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.39455
  12. Boesveldt, S., Bobowski, N., McCrickerd, K., Maître, I., Sulmont-Rossé, C., Forde, C. G. (2018). The changing role of the senses in food choice and food intake across the lifespan. Food Quality and Preference, 68, 80–89. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodqual.2018.02.004
  13. Burdo, O. G., Burdo, A. K., Sirotyuk, I. V., Pour, D. R. (2017). Technologies of Selective Energy Supply at Evaporation of Food Solutes. Problemele energeticii regionale, 1, 100–109. Available at: http://journal.ie.asm.md/assets/files/12_01_33_2017.pdf
  14. Borchani, M., Masmoudi, M., Ben Amira, A., Abbès, F., Yaich, H., Besbes, S. et. al. (2019). Effect of enzymatic treatment and concentration method on chemical, rheological, microstructure and thermal properties of prickly pear syrup. LWT, 113, 108314. doi: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.108314
  15. Taskila, S., Ahokas, M., Järvinen, J., Toivanen, J., Tanskanen, J. P. (2017). Concentration and Separation of Active Proteins from Potato Industry Waste Based on Low-Temperature Evaporation and Ethanol Precipitation. Scientifica, 2017, 1–6. doi: https://doi.org/10.1155/2017/5120947
  16. Dolores Alvarez, M., Canet, W. (2013). Time-independent and time-dependent rheological characterization of vegetable-based infant purees. Journal of Food Engineering, 114 (4), 449–464. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2012.08.034
  17. Guerrero, S. N., Alzamora, S. M. (1998). Effects of pH, temperature and glucose addition on flow behaviour of fruit purees: II. Peach, papaya and mango purées. Journal of Food Engineering, 37 (1), 77–101. doi: https://doi.org/10.1016/s0260-8774(98)00065-x
  18. Ding, Z., Qin, F. G. F., Yuan, J., Huang, S., Jiang, R., Shao, Y. (2019). Concentration of apple juice with an intelligent freeze concentrator. Journal of Food Engineering, 256, 61–72. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2019.03.018
  19. Hobold, G. M., da Silva, A. K. (2019). Visualization-based nucleate boiling heat flux quantification using machine learning. International Journal of Heat and Mass Transfer, 134, 511–520. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.12.170
  20. Shydakova-Kameniuka, E., Novik, A., Zhukov, Y., Matsuk, Y., Zaparenko, A., Babich, P., Oliinyk, S. (2019). Estimation of technological properties of nut meals and their effect on the quality of emulsion for butter biscuits with liquid oils. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (11 (98)), 56–64. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.159983
  21. Samokhvalova, O., Chernikova, Y., Oliinyk, S., Kasabova, K. (2015). The effect of microbial polysaccharides on the properties of wheat flour. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (10 (78)), 11–15. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.56177
  22. Chen, X., Gao, Z., McFadden, B. R. (2020). Reveal Preference Reversal in Consumer Preference for Sustainable Food Products. Food Quality and Preference, 79, 103754. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodqual.2019.103754
  23. Zahorulko, A. M., Zahorulko, O. Ye. (2016). Pat. No. 108041 UA. Hnuchkyi plivkovyi rezystyvnyi elektronahrivach vyprominiuiuchoho typu. MPK G05D 23/19, B01D 1/22, H05B 3/36. No. u201600827; declareted: 02.20.2016; published: 24.06.2016, Bul. No. 12.
  24. Pishchevoe promyshlennoe oborudovanie. Available at: https://besteq.ru/
  25. Cherevko, A., Mayak, O., Kostenko, S., Sardarov, A. (2019). Experimental and simulation modeling of the heat exchanche process while boiling vegetable juice. Prohresyvni tekhnika ta tekhnolohiyi kharchovykh vyrobnytstv restorannoho hospodarstva i torhivli, 1 (29), 75–85.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-11-13

Як цитувати

Zahorulko, A., Zagorulko, A., Fedak, N., Sabadash, S., Kazakov, D., & Kolodnenko, V. (2019). Удосконалення вакуум-випарного апарата зі збільшеною поверхнею теплообміну для виробництва плодоовочевих пастоподібних напівфабрикатів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(11 (102), 6–13. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.178764

Номер

Том 6 № 11 (102) (2019): Технології та обладнання харчових виробництв

Розділ

Технології та обладнання харчових виробництв

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Andrii Zahorulko, Aleksey Zagorulko, Natalia Fedak, Sergei Sabadash, Dmytro Kazakov, Vitaliy Kolodnenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.