Підвищення ефективності тепломасообміну удосконаленого роторного плівкового випарника для концентрування плодоягідних пюре
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.218695Ключові слова:
випарювання, роторний плівковий випарник, тепломасообмін, коефіцієнт тепловіддачі, плодоягідна сировинаАнотація
Удосконалена модель роторного плівкового випарника зі зрізуючою лопаттю забезпеченою відбивальною поверхнею з автономною системою обігрівання за рахунок енергії живлення елементів Пельтье. Площа відбивальної поверхні вдосконаленої зрізуючої лопаті складає (0,06 м2), а її обігрів здійснюється гнучким плівковим резистивним електронагрівачем випромінювального типу з потужністю живлення ~ 15...20 Вт. Це забезпечує додаткове нагрівання, перемішування та сприяє уловлюванню шару пюре, що зрізається, зменшуючи корисну поверхню робочої камери на 7 %.
Більшість випарних апаратів мають невисокий коефіцієнт теплообміну, знижуючи енергоємність процесу та кінцеву якість отримуваної продукції. Підвищити ефективності теплообміну можливо шляхом вдосконалення конструкції плівкоутворюючого елементу роторного плівкового випарника.
Використання запропонованої зрізуючої лопаті з відбивальною поверхнею призводить до збільшення коефіцієнта тепловіддачі приблизно на 20 % в порівнянні з базовою конструкцією прямокутної лопаті. Порівнюючи отримані розрахункові дані можна зробити висновок, що основний показник ресурсоефективності, а саме питомі витрати енергії на нагрівання об’єму одиниці продукту в РПВ, – 408 кДж/кг, в порівнянні з базовим вакуум-випарним апаратом – 1019 кДж/кг, що характеризує зменшення витрат в 1,97 рази. При цьому тривалість термічної обробки в РПВ – 60 с, а в базовому ВВА 1 год, що показує суттєве зниження температурного впливу на сировину. Отримані дані свідчать про ефективність конструктивно-технічних рішень. Інженерно-технологічна складова будь-яких тепломасообмінних процесів, зокрема концентрування плодоягідної сировини, є основною під час виробництва харчових напівфабрикатів високого ступеня готовностіПосилання
- Alabina, N. M., Drozdova, V. I., Volodz'ko, G. V. et. al. (2006). Plodoovoshchnye konservy profilakticheskogo naznacheniya. Pishchevaya promyshlennost', 11, 78–79.
- Bakke, A. J., Carney, E. M., Higgins, M. J., Moding, K., Johnson, S. L., Hayes, J. E. (2020). Blending dark green vegetables with fruits in commercially available infant foods makes them taste like fruit. Appetite, 150, 104652. doi: https://doi.org/10.1016/j.appet.2020.104652
- Terpou, A., Papadaki, A., Bosnea, L., Kanellaki, M., Kopsahelis, N. (2019). Novel frozen yogurt production fortified with sea buckthorn berries and probiotics. LWT, 105, 242–249. doi: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.02.024
- Shkuratov, O. I., Drebot, O. I., Chudovska, V. A. et. al. (2014). Kontseptsiya rozvytku orhanichnoho zemlerobstva v Ukraini do 2020 roku. Kyiv: TOV «Ekoinvestkom», 16.
- Vyrobnytstvo orhanichnoi silhospproduktsiyi ta syrovyny (2014). Ahrobiznes sohodni. Available at: http://agro-business.com.ua/agro/u-pravovomu-poli/item/1858-vyrobnytstvo-orhanichnoi-silhospproduktsii-ta-syrovyny.html
- Zahorulko, A., Zagorulko, A., Kasabova, K., Shmatchenko, N. (2020). Improvement of zefir production by addition of the developed blended fruit and vegetable pasteinto its recipe. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (11 (104)), 39–45. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.185684
- Pashniuk, L. O. (2012). Food industry of Ukraine: state, tendencies and perspectives of development. Ekonomichnyi chasopys-XXI, 9-12, 60–63. Available at: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/48329/18-Pashniuk.pdf?sequence=1
- Sashnova, M., Zahorulko, A., Savchenko, T., Gakhovich, S., Parkhomenko, I., Pankov, D. (2020). Improving the quality of the technological process of packaging shape formation based on the information structure of an automated system. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (2 (105)), 28–36. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.205226
- Silveira, A. C. P. (2015). Thermodynamic and hydrodynamic characterization of the vacuum evaporation process during concentration of dairy products in a falling film evaporator. Food and Nutrition. Agrocampus Ouest. Available at: https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01342521
- Ahmetović, E., Ibrić, N., Kravanja, Z., Grossmann, I. E., Maréchal, F., Čuček, L., Kermani, M. (2018). Simultaneous optimisation and heat integration of evaporation systems including mechanical vapour recompression and background process. Energy, 158, 1160–1191. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.06.046
- Cokgezme, O. F., Sabanci, S., Cevik, M., Yildiz, H., Icier, F. (2017). Performance analyses for evaporation of pomegranate juice in ohmic heating assisted vacuum system. Journal of Food Engineering, 207, 1–9. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2017.03.015
- 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
- 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
- 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
- Liao, M., He, Z., Jiang, C., Fan, X., Li, Y., Qi, F. (2018). A three-dimensional model for thermoelectric generator and the influence of Peltier effect on the performance and heat transfer. Applied Thermal Engineering, 133, 493–500. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2018.01.080
- 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. Available at: http://uapatents.com/5-108041-gnuchkijj-plivkovijj-rezistivnijj-elektronagrivach-viprominyuyuchogo-tipu.html
- Vakuum-vyparnoy apparat MZS-320. Available at: https://www.mzko.com.ua/2015-08-03-00-59-07/vacuum-vyparnoy-apparat.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 Andrii Zahorulko, Aleksey Zagorulko, Maryna Yancheva, Nataliia Ponomarenko, Hennadii Tesliuk, Ekaterina Silchenko, Mariia Paska, Svetlana Dudnyk
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.
