CC BY
26
ИННОВАЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ - ОСНОВА МОДЕРНИЗАЦИИ ОТРАСЛИ
ТЕМА НОМЕРА
УДК 664.011.0025
Ключевые слова: экспериментальный образец; оборудование; технологические процессы; стендовые установки; пищевая промышленность.
Экспериментальные образцы оборудования
для отработки технологических процессов в пищевой промышленности
В.Д. Харитонов, д-р техн. наук, профессор, В.Г. Будрик, канд. техн. наук, В.Н. Троицкий, В.И. Базиков, канд. техн. наук ВНИИ молочной промышленности
Решению проблем развития пищевой индустрии способствует реализация концепции непрерывности инновационного цикла разработок, включающего все звенья единой цепочки «Фундаментальные исследования - Поисковые НИР - Прикладные НИОКР- Производство». Два общеизвестных краеугольных направления в данной области - это модернизация существующих технологических процессов и создание новых. При этом существуют определенные проблемы в области масштабирования результатов лабораторных исследований на их воспроизведение в промышленных условиях. Совершенно очевидно, что приоритетами являются совершенствование и создание таких технологий, которые были бы направлены на комплексность переработки сырья, решение вопросов повышения использования вторичных сырьевых ресурсов, снижение энергоемкости производства, повышение качества, безопасности и конкурентоспособности продукции. Кроме того, в рассматриваемой области есть основополагающий постулат: невозможно обеспечить разработку новых технологий без разработки новой техники. Опи-
Key words: the experimental sample; the equipment; technological processes; bench installations; the food-processing industry.
раясь на импортную технику, мы в лучшем случае будем осваивать и воспроизводить то, что за рубежом уже широко используется. Ни о какой конкурентоспособности по крупному счету говорить не приходится. Тем более что и закупки по импорту, и поставки запчастей обходятся втридорога.
В то же время пищевая и перерабатывающая промышленность - третья после газовой и нефтяной по вкладу в бюджет РФ. Однако развитие машиностроения пищевой и перерабатывающей промышленности не находится в сфере приоритетов. Как следствие, в Минсельхозе, в Минпромторге, в грантах Миннауки и т.д. вопросы новой техники для перерабатывающих отраслей АПК занимают ничтожное место.
Дополнительно к этому в настоящее время по целому ряду направлений разрушилась цепочка создания опытных образцов оборудования, сократились конструкторские подразделения в НИИ и машиностроительных заводах, отсутствует поддержка машиностроительных предприятий и, вполне естественно, снизилось количество разработок и внедрения опытных образцов нового оборудования.
Указанные обстоятельства диктуют дополнительные требования к научному обеспечению отрасли, и прежде всего, к законченности и эффективности разработок предлагаемых перерабатывающей промышленности.
Современные технологии производства характеризуются стремлением повысить эффективность производства путем разработки средств и методов повышения качества и стойкости выпускаемой продукции, усиления комплексности и глубины переработки сырья, а также снижения затрат на его переработку.
Направления и пути достижения указанных целей весьма разнообразны и касаются как основных базовых технологий, так и сопутствующих процессов. Исходя их этого, инновации, подлежащие разработке и внедрению в промышленность, посвящены очень широкому спектру проблем, прямо или косвенно влияющих на эффективность функционирования предприятий.
Ввиду явного дефицита в соответствующем экспериментальном оборудовании специалисты межотраслевого конструкторского бюро (МКБ) ГНУ ВНИМИ Россельхозака-демии активизировали работу по созданию стендовых образцов установок, предназначенных для отработки технологических процессов получения ряда пищевых, микробиологических, фармацевтических, косметических и других продуктов.
Межотраслевой статус был присвоен конструкторскому отделу От-
Рис. 3. Мельница вибрационная МВ-0,005
Рис. 4. Смеситель винтовой вибрац
ный СВВ-50
Рис. 10. Шпаритель для пищевых продуктов
Рис. 6. Сушилка вибрационная конвективная типа СВК
THE INNOVATIVE EQUIPMENT - A BASIS OF MODERNIZATION OF BRANCH
делением хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии в 2008 г. Опыт ранее внедренных разработок (линии по безотходной переработке костей на муку и жир, комплексы по переработке и упаковке сахара, мак-рокапсулированию семян кукурузы, конвективные сушилки СВК, гидродинамические установки роторного типа ГУРТ, вибрационные сита и смесители и т.д.) позволил МКБ вести совместную работу с отраслевыми научно-исследовательскими учреждениями Россельхозакадемии по созданию экспериментальных стендовых установок для исследования новых технологических процессов. За истекший период было разработано, изготовлено и смонтировано более 20 образцов экспериментального оборудования.
Традиционно работая в области переработки сыпучих продуктов, для исследований технологий по измельчению, смешиванию или классификации, а также агломерации и капсулированию различных материалов, были созданы стенды: мельница вибрационная и ножевая (рис. 1); многодечное сито с набором приспособлений для просева различных фракций (рис.2); вибрационный смеситель с торообразной чашей в асептическом исполнении (рис. 3); смеситель винтовой (рис. 4), совмещающий механическое и вибрационное перемешивание для устранения мертвых зон; смеситель-грану-лятор (рис. 5), позволяющий проводить впрыск жидкой фазы при перемешивании сыпучих компонентов.
Для отработки режимов сушки в виброкипящем слое ранее был разработан экспериментальный участок на базе конвективной сушилки (рис. 6). Основываясь на этом же принципе получения вибропсевдоожижен-ного слоя сыпучих продуктов, созданы стендовые установки, позволяющие проводить обработку продукта электромагнитным излучением как в непрерывном, так и периодическом
.№13
Рис. 7. Сушилка с инфракрасным излучением СВИК
Рис. 11. Теплообменник скребковый
вертикальный ТСВ-0.36
Рис. 8. Обеззараживатель с ультрафиолетовым излучением
Рис. 9. Обеззараживатель зерна
вибрационный
режиме. Исследования на сушилке с инфракрасными излучателями (рис. 7) позволяют отрабатывать режимы сушки и прокалку различных продуктов, а обработка импульсными ультрафиолетовыми лучами (рис. 8) дает возможность проводить «холодную стерилизацию» пищевой продукции, склонной к порче. Также для снижения бактериологической обсемененности сыпучих пищевых продуктов, допускающих мойку, создан экспериментальный стенд (рис. 9) для обработки в водоозоновой среде.
С целью изучения процессов термической обработки (в том числе острым паром) овощей, фруктов, рыбы, творога и т. п., а также продуктов их переработки, имеющих пастообразную труднотекучую консистенцию, созданы экспериментальные участки на базе шпарителя (рис. 10) и скребкового теплообменника (рис. 11).
МКБ разработало ряд стендовых установок, позволяющих отрабатывать процессы получения гомогенных продуктов эмульсионного типа со сложным сырьевым составом. Практически весь технологический цикл получения этих продуктов (включая вакуумирование и газонаполнение) можно отрабатывать на лабораторном измельчителе-смесителе (рис. 12) или гидродинамичес-
ИННОВАЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ - ОСНОВА МОДЕРНИЗАЦИИ ОТРАСЛИ
ТЕМА НОМЕРА]
ком измельчителе-диспергаторе (рис. 13). Для исследования процессов получения водожировых эмульсий, спредов и т.п. используется дис-пергатор гидродинамический роторный (рис. 14).
По заказу ВНИИ мясной промышленности разработан экспериментальный комплекс для получения сухого коагулянта при переработке крови сельскохозяйственных животных. На экспериментальных стендах, входящих в его состав, отрабатываются процессы коагуляции жидких белоксодержащих продуктов при его контакте с острым паром (рис. 15), последующего обезвоживания в непрерывном режиме (рис. 16) и конвективной сушки получаемых сгустков.
В ходе выполнения федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2007-2012 гг. в рамках Государственного контракта «Разработка технологий универсального быстро-переориентируемого производства заквасок прямого внесения для биотехнологической промышленности» 2008-2010 гг. специалисты МКБ учавствовали в разработке экспериментальных стендов для создания отечественных импортозамещающих технологий производства заквасок прямого внесения. На созданных стендах были отработаны режимы непрерывной стерилизации питательных сред для микроорганизмов, получения и стерилизации криопротекторов. Впервые апробирован способ по криозамо-раживанию в жидком азоте с гранулированием микробной биомассы на созданном гравитационном грануляторе (рис. 17).
Кроме аппаратурного оформления технологических процессов МКБ разрабатывает приборы для осуществления методов контроля качества продукции в соответствии с принятыми методиками. Примером может служить установка для контроля термоустойчивости (рис. 18) и измерения объемной плотности (рис. 19).
С технической характеристикой перечисленных и многих других экспериментальных образцов оборудования можно ознакомится на сайте www.mkb.vnimi.org. Большинство из этих стендов установлено во ВНИ-МИ, мы открыты для совместных исследований и создания новых стендов. Результаты полученных исследований служат основой для создания промышленных образцов необходимой производительности и всестороннего внедрения.
