Удосконалення скребкового теплообмінника попереднього підігрівання рослинної сировини перед концентруванням
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.202501Ключові слова:
підігрівання, скребковий теплообмінник, зрізаюча лопать, теплопідведення, гнучкий плівковий резистивний електронагрівач випромінювального типуАнотація
На підприємствах харчових виробництв під час підігрівання рідких та пастоподібних продуктів широким попитом користуються скребкові теплообмінники, які завдяки високої інтенсивності термообробки дозволяють зберігати початкові властивості сировини, що переробляється. Більшість теплообмінників мають нестабільну стабілізуючою дією: тиск пари – температура, що призводить до псування сировини, в умовах значної енерго- та металоємності. Усунення цих недоліків можливо при використанні в якості нагрівача в вдосконаленому скребковому теплообміннику температуро-стабільного гнучкого плівкового резистивного електронагрівача випромінювального типу. В якості перемішуючого органу теплообмінника запропоновано використовувати шарнірну лопать зі зрізаючої крайкою (з відбивальною гріючою поверхнею) для отримання рівномірного розподілу товщини шару продукту на робочій поверхні й додаткового її підігрівання відбивальною поверхнею лопаті. Теплообмінник має можливість встановлення охолоджуючої оболонки з кільцевими каналами для проходження холодоагенту, яку розміщено на зовнішній поверхні безтермоізоляційного гнучкого електронагрівача. Таке рішення забезпечує можливість охолодження до –15 °С та одночасно виступає в якості додаткової повітряної теплоізоляції при відсутності носія в ній.
Визначено рівномірність розподілу теплового потоку на нагрівальній поверхні модельної конструкції вдосконаленого апарата (60,3...60,5 °С) та на відбивальній поверхні шарнірної лопаті зі зрізаючою крайкою (60,0...60,3 °С). Встановлено сумарну товщину шару рідини в залежності від частоти обертання валу запропонованої шарнірної лопаті зі зрізаючою крайкою, яка складає: при 50 хв–1 – 2,65 мм, при 350 хв–1 – 1,5 мм, в порівнянні зі стандартною шарнірною лопаттю (товщина шару від 5,0 мм до 1,5 мм) за витратою продукту W=50 л/год. Удосконалений скребковий теплообмінник характеризується зменшенням в 1,48 раз питомих витрат енергії (170,4 кДж/кг), затрачуваної на нагрівання одиниці об’єму продукту в порівнянні з підігрівачем з паровою оболонкою – 252,6 кДж/кг. В результаті досліджень підтверджено ефективність використання удосконаленого скребкового теплообмінника та запропоновано його конструкційна схема
Посилання
- Alabina, N. M., Drozdova, V. I., Volodz'ko, G. V. et. al. (2006). Plodoovoshchnye konservy profilakticheskogo naznacheniya. Pishchevaya promyshlennost', 11, 78–79.
- 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
- 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
- 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
- Oliinyk, S., Samokhvalova, O., Zaparenko, A., Shidakova-Kamenyuka, E., Chekanov, M. (2016). Research into the impact of enzyme preparations on the processes of grain dough fermentation and bread quality. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (11 (81)), 46–53. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.70984
- 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
- Skrebkovye teploobmenniki «Konterm». Available at: https://www.c-o-k.ru/library/instructions/alfa-laval/teploobmenniki/10319/28248.pdf
- 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
- 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
- Ahmed, J., Ramaswamy, H. S. (2006). Viscoelastic properties of sweet potato puree infant food. Journal of Food Engineering, 74 (3), 376–382. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2005.03.010
- Zahorulko, A., Zagorulko, A., Fedak, N., Sabadash, S., Kazakov, D., Kolodnenko, V. (2019). Improving a vacuum-evaporator with enlarged heat exchange surface for making fruit and vegetable semi-finished products. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (11 (102)), 6–13. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.178764
- Zahorulko, A. M., Zahorulko, O. Ye. (2016). Pat. No. 108041 UA. Hnuchkyi plivkovyi rezystyvnyi elektronahrivach vyprominiuiuchoho typu. No. u201600827; declareted: 02.02.2016; published: 24.06.2016, Bul. No. 12.
- 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
- 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
- Cherevko, A., Kiptelaya, L., Mikhaylov, V., Zagorulko, A., Zagorulko, A. (2015). Development of energy-efficient ir dryer for plant raw materials. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (8 (76)), 36–41. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.47777
- Cherevko, O., Mykhaylov, V., Zahorulko, A., Zahorulko, A., Borysova, A. (2018). Color characteristics of dried three-component fruit and berry pastes. Food Science and Technology, 12 (1). doi: https://doi.org/10.15673/fst.v12i1.840
- Qiu, J., Kloosterboer, K., Guo, Y., Boom, R. M., Schutyser, M. A. I. (2019). Conductive thin film drying kinetics relevant to drum drying. Journal of Food Engineering, 242, 68–75. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2018.08.021
- Halder, A., Dhall, A., Datta, A. K., Black, D. G., Davidson, P. M., Li, J., Zivanovic, S. (2011). A user-friendly general-purpose predictive software package for food safety. Journal of Food Engineering, 104 (2), 173–185. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2010.11.021
- Fayolle, F., Belhamri, R., Flick, D. (2013). Residence time distribution measurements and simulation of the flow pattern in a scraped surface heat exchanger during crystallisation of ice cream. Journal of Food Engineering, 116 (2), 390–397. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2012.12.009
- Błasiak, P., Pietrowicz, S. (2017). An experimental study on the heat transfer performance in a batch scraped surface heat exchanger under a turbulent flow regime. International Journal of Heat and Mass Transfer, 107, 379–390. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.11.049
- Crespí-Llorens, D., Vicente, P., Viedma, A. (2018). Experimental study of heat transfer to non-Newtonian fluids inside a scraped surface heat exchanger using a generalization method. International Journal of Heat and Mass Transfer, 118, 75–87. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.10.115
- Imran, A., Rana, M. A., Siddiqui, A. M. (2017). Study of a Eyring–Powell Fluid in a Scraped Surface Heat Exchanger. International Journal of Applied and Computational Mathematics, 4 (1). doi: https://doi.org/10.1007/s40819-017-0436-z
- Martínez, D. S., Solano, J. P., Vicente, P. G., Viedma, A. (2019). Flow pattern analysis in a rotating scraped surface plate heat exchanger. Applied Thermal Engineering, 160, 113795. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2019.113795
- Błasiak, P., Pietrowicz, S. (2019). A numerical study on heat transfer enhancement via mechanical aids. International Journal of Heat and Mass Transfer, 140, 203–215. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.05.116
- Acosta, C. A., Yanes, D., Bhalla, A., Guo, R., Finol, E. A., Frank, J. I. (2020). Numerical and experimental study of the glass-transition temperature of a non-Newtonian fluid in a dynamic scraped surface heat exchanger. International Journal of Heat and Mass Transfer, 152, 119525. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.119525
- Hernández-Parra, O. D., Plana-Fattori, A., Alvarez, G., Ndoye, F.-T., Benkhelifa, H., Flick, D. (2018). Modeling flow and heat transfer in a scraped surface heat exchanger during the production of sorbet. Journal of Food Engineering, 221, 54–69. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2017.09.027
- Vakuum-vyparnaya ustanovka M3-2S-241AM. Available at: http://dagprodmash.ru/vakuum-vyparnaia_ustanovka_m3-2s-241am.html
- 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
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Kateryna Kasabova, Sergei Sabadash, Valentyna Mohutova, Vadym Volokh, Anatolii Poliakov, Tetiana Lazarieva, Olga Blahyi, Oleg Radchuk, Vladyslav Lavruk
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.
