CC BY
21
31 Интеза 65 Нота-Банк 99 Расчетная Палата РТС
32 Московский Банк Реконструкции и Развития 66 Уральский Банк Реконструкции и Развития 100 ДельтаКредит
33 Сургутнефтегазбанк 67 Локо-Банк
34 Национальный Банк «Траст» 68 Балтийский Банк
Таким образом, применяя метод главных компонент и метод упругих карт, аппроксимируя облако данных кривой, можно получать независимый объективный рейтинг.
Заключение. Нелинейные расширения метода главных компонент, такие как главные многообразия, могут служить в качестве универсального инструмента, позволяющего приблизить сложные распределения точек данных, когда линейное приближение является недостаточным. Применение метода главных компонент, метода упругих карт, аппроксимация облака данных кривой дает возможность получить независимый объективный рейтинг исследуемых объектов системы.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № НК 13-07-00814\13 а
Литература
1. Gorban, A.N., Pokidysheva , L.I., Smirnova, E.V., Tyukina, T.A. Law of the Minimum Paradoxes/ A.N. Gorban, L.I. Pokidysheva, E.V. Smirnova, T.A. Tyukina // Bulletin of mathematical biology. - 2011. 73 (9). - P. 2013-2044.
2. Gorban, A. N., Zinovyev, A.Yu. Principal manifolds and graphs in practice: from molecular biology to dynamical systems / A. N. Gorban, A. Zinovyev // International Journal of Neural Systems. - 2010. Vol. 20, № 3. - P. 219-232.
3. Pokidysheva, L., Ignatova, I. Principal Component Analysis Used in Estimation of Human’s Immune System, Suffered from Allergic Rhinosinusopathy Complicated with Clamidiosis or without. In book: Advances in Intelligent Analysis of Medical Data and Decision Support Systems / L. Pokidysheva, I. Ignatova // Springer International Publishing. - 2013. Vol. 1, № 1. - P. 147-156.
4. Зиновьев А. Ю. Визуализация многомерных данных: // Красноярск: Изд. КГТУ, 2000. - 180 с.
5. Статистика. Банк России [Электронный ресурс]: официальный сайт Центрального банка РФ. - Режим доступа: http://www.cbr.ru/statistics
Кулагин В.А.1, Пьяных Т.А.2
'Доктор технических наук, профессор, 2аспирант, Сибирский федеральный университет РАСЧЕТ РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ СУПЕРКАВИТАЦИОННОГО ИСПАРИТЕЛЯ
Аннотация
В данной работе на основе математического моделирования проведена оценка режимных параметров СК-испарителя.
Ключевые слова: кавитация, СК-испаритель, математическая модель.
Kulagin V.A. *, Pyanykh Т.А.2
^Doctor of Technical Science, Professor, 2postgraduate student, Siberian Federal University CALCULATION OF OPERATIONAL PARAMETERS OF SUPERCAVITATION EVAPORATOR
Abstract
In this paper assessment of operational parameters of^С-evaporator performed on the basis of mathematical modeling.
Keywords: cavitation, SC-evaporator, the mathematical model.
В связи с высокими требованиями, предъявляемыми к качеству воды, используемой в энерготехнологическом комплексе, исходную воду подвергают физико-химической обработке, в результате которой образуется значительное количество высокоминерализованных сточных вод, объем которых напрямую зависит от применяемой технологии водоподготовки.
Заметные экологические преимущества, свойственные термическому методу водоподготовки, а также возможность переработки с его помощью промышленных минерализованных сточных вод значительно повысили интерес к этому методу водоподготовки. Однако этот метод обладает рядом существенных недостатков: высокой степенью накипеобразования, малой энергонапряженностью поверхности теплообмена, большими габаритами. Улучшение указанных характеристик наблюдается при применении суперкавитирующих (СК) испарителей [1]. Идея кавитационного метода интенсификации тепломассообмена заключается в том, что при обтекании недогретой жидкостью кавитаторов различной формы в рабочем модуле СК-испарительных камер образуются суперкаверны, из которых производится пароотбор, (Рис. 1).
Рис. 1 - Физико-механическая модель СК-испарения
В данной работе на основе математического моделирования проведена оценка режимных параметров СК-испарителя.
Математическая модель СК-испарителя
Для моделирования рабочих процессов СК-испарителя использовалась модель двухфазного гомогенного потока. Эта модель основывается на предположении локального кинематического и термодинамического равновесия между фазами и не предполагает поверхность раздела между паром и водой. Также мы пренебрегаем выделением тепла за счет вязкостного трения, принимается, что температурное поле определяется только испарением и конденсацией. Кавитационное течение жидкости в этом случае описывается уравнениями неразрывности, сохранения момента импульса, уравнением сохранения энергии и уравнением переноса жидкой фазы, представленными в стационарном виде ниже [2]:
56
^(PmV) = 0,
dx] '
8(P„,U,Uj ) dx]
8P 8
8xi 8xj
(Vm + Vt )
8ui + 8u, - 2 8uk ^
8Xj 8Xi 3 8xk IJ
8
[KUJ( h + fvL )] =
8(auj) _
8x,
Vm , _Vt_ Pr Pr
1 'm 1 'T
8h
8xj ’
(1)
(2)
(3)
(4)
где pm - плотность смеси; L - теплота парообразования; vm - коэффициент динамической вязкости смеси; P - давление; h -удельная энтальпия жидкости; Pr - число Прандтля.
Теплофизические параметры смеси фп и массовая доля пара f определяются, соответствующими выражениями
Ф„ = аф+(1 ~а,)ф,,
г = Pv (1 -Ц )
” Pm ’
где a, - объемная доля жидкости.
(5)
(6)
Источниковый п* и стоковый п члены в уравнении (4) определяют, соответственно, скорости испарения и конденсации воды. Основываясь на уравнении Рэлея-Плессета, учитывающего вязкость жидкости и поверхностное натяжение при пульсациях пузырька в жидкости, получены следующие выражения:
m = -Fv
3anucaiPv
Rb
2 (P, - P(T) A
—max I —-----,0
3 l P
(7)
m = Fc
3(!-Ц) P,
R
B
2
min\
P, - P(T) 0
Pi ’ .
(8)
Эмпирические постоянные Fv и Fc в этих уравнениях учитывают тот факт, что процессы конденсации и испарения имеют различные временные масштабы. Для расчетов принимались следующие значения: объемная доля неконденсированного газа в воде anuc равна 510-5, а радиус зародышей кавитации Rb = 10"6 м, F, = 50 и Fc = 0,01.
Для учета турбулентности использовалась k - е
k-
£
модель. Уравнения переноса кинетической энергии турбулентности
k
и ее диссипации £ имеют вид:
8(Pmujk) =_8_
8xj 8xj
v l +-
a
+ G - PmE
8(p„uje ) =_8_ 8xj 8xj
Vt I 8e
8xj
V L + ~ 1^1 + CT G - C2PmT-
к
к
(9)
(10)
где скорость генерации турбулентности G и тензор напряжений Рейнольдса определяются по соответствующим уравнениям:
п 8u
G = т„—L
iJ 8x,
(11)
-Pmuiu , = Vt
8u_ + 81l 1 2Pmk5i.
8x, 8x,
l J i
3
(12)
Турбулентная вязкость vt определяется по формуле:
№t
PmC»k 2 £
(13)
Эмпирические константы имеют следующие значения: ak =1,0; aE =1,3; Q =1,44; C2 =1,92, CM = 0,09 .
Объемная доля фазы может изменяться от нуля до единицы, в зависимости от занимаемого пространства в двухфазном потоке. Согласно тому, что фазы должны полностью заполнять весь объем, получим уравнение:
Za= 1. (14)
Апробация предложенной математической модели представлена в [3].
Геометрия и граничные условия
На (Рис. 2) представлена геометрия рабочего участка СК-испарителя с обозначением граничных условий. В рабочем участке длинной Н = 470 мм и диаметром D0 = 70 мм установлен кавитатор на расстоянии h = 50 мм от входа в рабочий участок. В качестве кавитатора использовался конус. Исследования проводились в условиях, когда влияние стеснения потока на форму и размеры каверны существенно. Степень стеснения потока d/D0 принималась равной 0,457. Через трубку, расположенную вдоль оси рабочего участка, осуществлялся отбор пара из каверны.
57
Рис. 2 - Геометрия рабочего участка суперкавитационного испарителя с обозначением граничных условий: 1 и 2 соответственно вход и выход из рабочего участка, 3 - стенки, 4 - отбор пара из каверны, 5 - условия симметрии
Задача решалась в стационарной осесимметричной постановке. Для замыкания системы уравнений принимались следующие граничные условия: на входе в рабочий участок задавалась скорость, линейный масштаб и интенсивность турбулентности, объемные доли пара и воды 0,0 и 1,0, соответственно, а на выходе - давление. На стенках скорость задавалась равной нулю. Расчеты проводились для воды, температура которой принималась равной 110 и 120 °С. В основании кавитатора осуществлялся отбор пара.
Результаты численного исследования
На (Рис. 3) представлены зависимости максимально возможного пароотбора от числа кавитации при различных числах Фруда и температурах.
1,15 1,2 1,25
Fr=8,92; T=383 К
■Fr=17,85; T=383 К
1,3 1,35 1,4
X
• Fr=12,492; T=383 К
Fr=8,92; T=393 К
Рис. 3 - Зависимости максимально возможного пароотбора от числа кавитации при различных числах Фруда и температурах
Под максимально возможным пароотбором понимается отбор пара из каверны предельной длины, равной диаметру кавитатора. При дальнейшем увеличении пароотбора наблюдается брызгоунос с отбираемым из каверны паром, что будет существенно влиять на качество получаемого дистиллята.
Как видно из графиков, с увеличением чисел Фруда, температуры и уменьшением чисел кавитации величина максимально возможного пароотбора увеличивается.
Представленные зависимости могут быть использованы при проектировании СК-испарителей.
Литература
1. Ивченко В.М., Кулагин В.А., Немчин А.Ф. Кавитационная технология: монография. Красноярск: Изд-во КГУ, 1990. 200 с.
2. Tseng C.-C., Shyy W. // International Journal of Heat and Mass Transfer, 53 (2010) 513-525.
58
3. Кулагин В.А., Пьяных Т.А. // Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies, Numerical Methods in Fluids, 1 (2012 5) 57-62.
Резниченко И.Ю.1, Галиева А.И.2
'Доктор технических наук, профессор, Кемеровский технологический институт пищевой промышленности, 2 аспирант РАЗРАБОТКА И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА НОВОГО САХАРИСТОГО КОНДИТЕРСКОГО ИЗДЕЛИЯ
Аннотация
Разработан новый вид обогащенного сахаристого кондитерского изделия. Исследованы органолептические, физикохимические, микробиологические показатели качества и безопасности обогащенного продукта. Установлены регламентируемые показатели качества, определены сроки и условия хранения.
Ключевые слова: разработка, оценка качества, драже, хранение.
Reznichenko IY.1, Galieva AI.2
' PhD in Technical, professor, Kemerovo Technological Institute of Food Industry, 2 postgraduate student
DEVELOPMENT AND ASSESSMENT OF QUALITY of NEW sugar confectionery
Abstract
A new type of enrich sugary confectionery. Examined the organoleptic, рhysico-chemical, microbiological quality and safety enrich sugary confectionery. The regulated quality parameters, the terms and conditions of storage have been determined.
Keywords: development, quality assessment, drops, storage.
Рынок продуктов функционального питания в России стремительно формируется: в настоящее время разработано свыше 4000 видов пищевой продукции, обогащенной биологически ценными компонентами. Доктрина продовольственной безопасности Российской Федерации, определяющая в качестве стратегической цели продовольственной безопасности формирование основ и индустрии здорового питания, в числе приоритетных задач обозначает увеличение производства новых функциональных пищевых продуктов [1]. Одно из направлений современной кондитерской промышленности - создание обогащенных изделий функционального назначения.
Кондитерские изделия относятся к одной из самых распространенных и разнообразных по ассортименту групп пищевых продуктов. Сахаристые кондитерские изделия пользуются большим спросом у различных категорий населения, особенно популярны среди детей карамель, драже, ирис [2].
Анализ отечественной кондитерской продукции свидетельствует о том, что данные изделия нуждаются в существенной коррекции химического состава и снижении энергетической ценности, так как более 35 % выпускаемых изделий характеризуются высокой энергетической ценностью (460-590 ккал/100 г); незначительной долей белка (2-8 г на 100 г); около 40 % продукции с высоким содержанием жира (20-40 г на 100 г); почти у 60 % кондитерских изделий на 100 г в среднем приходится 70 г углеводов. Чрезмерное употребление этих продуктов нарушает сбалансированность рациона, как по пищевым веществам, так и энергетической ценности.[3].
Одним из путей повышения пищевой ценности и функциональной направленности кондитерских изделий является их обогащение ингредиентами природного происхождения на основе лекарственно-технического сырья, плодов и ягод и продуктов их переработки, недостающими нутриентами.
Целью настоящей работы явилась разработка и оценка качества обогащенного витаминами сахаристого кондитерского изделия на примере драже.
Для достижения цели решались следующие задачи:
- обосновать выбор ингредиентов и разработать рецептуру драже;
- исследовать органолептические, физико-химические показатели качества и безопасности;
- определить регламентируемые показатели качества, сроки и условия хранения.
Для решения задач использовались общепринятые и специальные методы исследований, в т. ч. сравнения и анализа, органолептические, физико-химические, микробиологические, статистические.
Основным сырьем для производства драже является сахар-песок. Для повышения пищевой ценности драже в качестве обогащающих добавок выбраны экстракты ягод (шиповник, калина, малина, облепиха), лекарственно-техническое сырье (мелисса, прополис), витаминные премиксы.
Мелисса - природное полезное средство для повышения иммунитета, способствует улучшению памяти, повышает умственную трудоспособность. Обеспечивает драже флавоноидами и дубильными веществами. Липа оказывает мягкое седативное влияние на центральную нервную систему, обладает бактерицидным действием. Плоды шиповника обладают успокаивающим действием на центральную нервную систему, повышают сопротивляемость организма при инфекционных заболеваниях, применяется в качестве средства для ликвидации и профилактики гиповитаминоза. Ягоды калины содержат до 9% сахаров, преимущественно глюкозу и фруктозу, от 0,4 до 0,9% пектиновых веществ, от 1,0 до 3,3% органических кислот. Малина содержит органические кислоты, эфирные масла; флавоноиды, дубильные и азотистые вещества; пищевые волокна, макро- и микронутриенты. Малина богата антиоксидантами, которые способствует укреплению иммунитета. Плоды облепихи содержат витамины и макро- микронутриенты, жирные кислоты, пектиновы, дубильные и азотистые вещества, клетчатку. Из-за отсутствия в плодах облепихи фермента аскорбиноквидазы витамин С сохраняется после переработки плодов. [4].
Обоснование набора ингредиентов рецептуры драже, проводили с учетом: имеющихся литературных сведений о влиянии сырья на функциональное назначение готовых продуктов; доступности; органолептических свойств; рекомендаций по применению.
Рецептуры драже разрабатывали с учетом потерь витаминов в технологическом процессе, рекомендаций по внесению премикса в сахаристые кондитерские изделия, с учетом допустимой суточной дозы потребления лекарственного растительного сырья, рекомендаций органов здравоохранения по применению данного вида сырья.
Оценку качества проводили по органолептическим и физико-химическим показателям после окончания технологического процесса и на протяжении одного года хранения при следующих режимах: температура не выше 25 °С, относительная влажность воздуха не более 75 %. Полученные данные позволили установить регламентируемые показатели качества, сроки хранения. В таблице 1 представлены органолептические показатели качества разработанного изделия.
Таблица 1 - Органолептические показатели качества обогащенного витаминизированного драже
59
