CC BY
12
№ 11(80)
AuiSli
ж те;
universum:
технические науки
ноябрь, 2020 г,
ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ
К ВОПРОСУ РАЗДЕЛЕНИЯ КОЖИЦЫ ТОПИНАМБУРА ОТ МЯКОТИ
Абдурахимова Азиза Уразалиевна
PhD, старший преподаватель Ташкентского химико-технологического института Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: abazur87@mail.ru
Бабатулаев Ботир Бахрамович
соискатель
Ташкентского химико-технологического института Республика Узбекистан, г. Ташкент
TO THE PROBLEM OF SEPARATING THE JERUSALEM ARTICHOKE SKIN
FROM THE PULP
Aziza Abdurakhimova
Senior teacher of Tashkent Institute of chemical technology Republic of Uzbekistan, Tashkent
Botir Babatulaev
Researcher of the Tashkent Institute of Chemical Technology
Republic of Uzbekistan, Tashkent
DOI: 10.32743/UniTech.2020.80.11-2.5-8.
АННОТАЦИЯ
В современных пищевых производствах все большее применение находит топинамбур. В статье рассматривается кожица как бесконечно тонкая пластина, образовавшаяся в результате очистки топинамбура методом мгновенного сброса давления.
ABSTRACT
Jerusalem artichoke is increasingly used in modern food production. The article considers the peel as an infinitely thin plate formed as a result of cleaning Jerusalem artichoke using the instant pressure relief method.
Ключевые слова: топинамбур; кожица; метод мгновенного сброса давления; разделение. Keywords: Jerusalem artichoke; skin; method of instant pressure relief; separation.
В настоящее время во всех развитых странах мира вопросы здорового питания возведены в ранг государственной политики. Доказано, что правильное питание обеспечивает рост и развитие детей, способствует профилактике заболеваний, повышению работоспособности взрослого населения, продлению жизни, создает условия для адекватной адаптации человека к окружающей среде [9].
Как биологически активная добавка топинамбур распространен в регионе в виде порошков, таблеток, сиропов, некоторых видов мучных изделий для диабетического питания [2].
Ощутимая доля потерь плодов и овощей приходится на переработку, прежде всего это объясняется
использованием технологий, где количество отходов может составлять более половины от исходного сырья. В результате теряется множество ценных компонентов и наносится ощутимый вред окружающей среде, доля перерабатываемого вторичного сырья составляет только 20% [6].
Экспериментальными исследованиями обнаружено, что после очистки корне- и клубнеплодов методом мгновенного сброса давления [2], в момент быстрого открытия крышки аппарата происходит мгновенная очистка от кожицы и автоматическая выгрузка как очищенной мякоти, так и кожицы. При оседании в сборнике, част ь кусочков кожицы в виде
Библиографическое описание: Абдурахимова А.У., Бабатулаев Б.Б. К вопросу разделения кожицы топинамбура от мякоти // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2020. 11(80). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/10973 (дата обращения: 25.11.2020).
№ 11(80)
a uní
Ж те;
universum:
технические науки
ноябрь, 2020 г,
тонкой пленки обратно налипает на очищенную мякоть. Если учесть, что поверхность мякоти влажная и содержит несколько микроэлементов и различные вещества, связь при налипании в системе «мякоть — кожица» получается по всей поверхности, без воздушных пузырьков и требует определенных усилий [3].
В работе Абдуллаева А.Ш. и др. предложена компактная технология включающая процесс очистки методом мгновенного сброса давления, отделение налипшей кожицы и мойка в трехфазном
псевдоожиженном слое, резка, получение пюре методом мгновенного сброса давления, сушка, скоростное измельчение, охлаждение и классификация [1, с. 21-25].
Следует подчеркнуть характерную особенность очистки корнеплодов, в частности топинамбура, методом мгновенного сброса давления, заключающуюся в том, что в процессе очистки происходит сдирание кожицы материала в виде тонкой пленки. Данный фактор является положительным, т.к. потери сырья резко снижаются в 3-5 раза (рис. 1).
Рисунок 1. Клубни неочищенного топинамбура и картофеля с обратно налипшими кожицами после очистки методом мгновенного сброса давления
При движении твердых тел, отличающихся по форме от шара, значения коэффициента сопротивления больше и зависят не только от критерия Рей-нольдса Re , но и от фактора формы Ф [6, с.100], т.е.:
Здесь
С = f (Re, Ф)
Ф = ^
S
(1)
(2)
где Sш - поверхность шара, имеющего тот же объем, что и рассматриваемое тело поверхностью S.
На рис.2 представлены результаты экспериментальных исследований по фактору формы Ф для тел неправильной формы. Следует отметить, что тело неправильной формы представляют собой пластину, причем ее толщина на порядок и более меньше, чем другие линейные размеры, т.е. длина и ширина (рис.3).
Анализ графика показывает, что функциональная зависимость Ф=:ВД имеет ниспадающий характер. Подобная закономерность сохраняется абсолютно для всех численных значений толщины 8 пластинчатых тел. Исследования установлено, что с ростом эквивалентного диаметра d численные значения фактора формы Ф уменьшаются.
Эквивалентный диаметр пластинчатых тел с бесконечно малой толщиной можно определить по формуле [7, с. 1051:
d = 31 • b •S или d = 1,24VF
(3)
Поверхность тонкостенной пластины по общеизвестной методике определяется как сумма верхней и нижней 2/Ь, а также торцевых 2(/+Ъ)-8 поверхностей F = 2/Ь+2(/+Ь)-8.
Параметр Ф можно вычислить по формуле [7; с. 1041:
Ф = 4,87 •
(4)
При толщине пластины 8=0,25 мм рост эквивалентного диаметра частиц от dэ=1,0 до d=8,0 мм величина фактора формы Ф уменьшается от 0,47 до 0,072. Аналогичные результаты получены и для других значений толщин пластин неправильной формы. Например, если толщина пластины 8=0,15мм при d=1,0 мм имеем фактор формы Ф=0,33, при d=2,0 значение Ф=0,17, при dэ =4,0 мм значение Ф=0,088 и при d=6,0 мм - Ф=0,006.
n fj-
№ 11(80)
A, UNI
те;
universum:
технические науки
ноябрь, 2020 г,
О- □ = 0,1 мм; 0 - □ = 0,15мм; О- □ = 0,2мм; А - = 0,25мм.
Рисунок 2. Зависимость фактора формы Ф от эквивалентного диаметра dэ пластины
неправильной формы
Рисунок 3. Бесконечно тонкая пластина
Как видно, увеличение эквивалентного диаметра пластин неправильной формы приводит к возрастанию численных значений фактора формы. Так, если эквивалентный диаметр тела неправильной формы d=1,0 мм, при 8=0,1 мм величина Ф=0,22, при 8=0,15мм значение Ф=0,32, при dэ =0,2 мм фактор формы Ф=0,405 и, наконец, при 8=0,25мм - Ф=0,47. Сравнительный анализ показывает, что с ростом эквивалентного диаметра пластины с 8=0,1 мм до 0,25 мм параметр фактор формы увеличился в 2,14 раза.
Для оптимального ведения процесса разделения твердых неоднородных систем, в частности, смеси кожицы и мякоти, в трехфазном псевдоожиженном слое, важно знать скорости начала псевдоожижения и уноса материалов. Это особенно важно для тел неправильной формы при очень незначительных толщинах ожижаемых материалов, тем более, что подобные материалы в зависимости от скорости
потока меняют форму. Это, как известно, влияет на парусность тел, существенно влияет на гидродинамику трехфазного псевдоожиженного слоя и соответственно, критические скорости подобных материалов [4, с.34-35].
В процессе очистки корне- и клубнеплодов методом мгновенного сброса давления, после сброса давления при автоматической выгрузке смеси с сборник, содранная тонкая пленка кожицы обратно налипает на очищенную мякоть. Это вызвано действием адгезионных сил [10, с. 22]. Причем, связь между мякотью и кожицей значительна и требует их экспериментального определения.
На рис.4 приведены результаты экспериментальных исследований по размеру налипших кусочков кожицы на силу отрыва F для различных корне -и клубнеплодов.
№ 11(80)
auisli
1ш. те;
universum:
технические науки
ноябрь, 2020 г,
▲ -морковь; ■ - красная свекла; • - картофель; Ф - топинамбур.
Рисунок 4. Зависимость силы отрыва F кожицы эквивалентного диаметра йэ кусочков кожицы в трехфазном псевдоожижении
Значительное влияние поверхности налипания на силу отрыва видно на примере смывании кожицы топинамбура.
Так, в трехфазном псевдоожиженном слое для отрыва кожицы размером 2,5x4,5 мм от мякоти требуется усилие в Б=0,32Н, для кусочка размером 20x25 мм необходимое усилие Б=1,52Н, а для кожицы размером 50x50 мм - соответственно Б=2,59Н.
Интенсивность налипания частиц к твердым поверхностям можно оценивать по силе прилипания. Анализ результатов исследований, изображенных в виде функции Р=:Т(ёэ), показывает, что восходящий характер зависимости силы отрыва от поверхности кусочков кожицы. Как видно из графика, наибольшее усилие для отрыва кожицы от мякоти требуется для кожицы топинамбура, а наименьшее - моркови.
Список литературы:
1. Абдуллаев А.Ш., Нурмухамедов Х.С., Абдурахимова А.У., Абдуллаева С.Ш. Эффективная технология получения пищевых порошков из корне- и клубнеплодов // Хранение и переработка сельхозсырья // 2016, № 10. - с. 21-25.
2. Абдурахимова А.У., Нурмухамедов Х.С., Нигмаджанов С.К., Темиров О.Ш. Ожижение тел неправильной формы в трехфазном псевдоожиженном слое // Химическая технология. Конт роль и управление, 2016. — № 4. — с. 18-23.
3. Абдурахимова А.У., Абдуллаев А.Ш., Абдуллаева С.Ш., Нурмухамедов Х.С. Интенсификация процесса очистки некоторых корнеплодов. — Тошкент, Фан ва технологиялар, 2013. — 127 с.
4. Абдурахимова А.У. Разделение смеси «твердое тело-твердое тело» в трехфазном псевдоожиженном слое и разработка эффективного аппарата / Дисс...канд.т ехн.наук, Ташкент, 2018. - 200 с.
5. Зеленков В.Н., Кочнев Н.К., Щелкова Т.В. Топинамбур (земляная груша) - перспективная культура многоцелевого назначения. - Новосибирск: НТФ «Арис», 1993.
6. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: 2006.-798 с.
7. Классен П.В., Гришаев И.Г. Основные процессы технологии минеральных удобрений. - М.: Химия, 1990.304 с.
8. Кормановский Л.П. Приоритетный национальный проект «Развитие АПК» и энергоресурсосбережение // Междунар. науч.-техн. конф. «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве»: труды. - Ч. 1. -Москва, 2006. - С. 11-17.
9. Т.Н. Сафронова, Л.Г. Ермош, И.П. Березовикова Новый вид переработки топинамбура. Вестник КРАСГау. 2010. №9. С. 168-174.
10. Юсупбеков Н.Р., Нурмухамедов Х.С., Зокиров С.Г. Кимёвий технология асосий жараён ва курилмалари. -Т.: Шарк, 2003. - 644 с.
