CC BY
33
ричности относительно центра циркуляции область определения 5(Хс) и К(Хо) была симметрично расширена на интервал (-1 < Хс < 1).
В случае известной картины конвективных потоков в среде при Яе ® 0 и Ре ® ¥ задача конвективного теп-лопереноса может быть сведена к задаче теплопроводности между установившимися конвективными слоями. В этом случае дифференциальное уравнение теп-лопереноса может быть представлено [3] в виде одномерного в криволинейных координатах, совпадающих с циркуляционными токами среды следующего вида:
vxxjmxc t )/8т ] =
5/§Хс{ a(7)[S(X;)/R2] [ 5Т(Х с, t )ВД,
(5)
Т(1, t) = Tc,
т. е. на поверхности цилиндра температура в течение всего процесса теплообмена поддерживается постоянной;
Т(Хс, 0) = 1,
(7)
т. е. в начальный момент времени температура среды в цилиндре везде одинакова;
§Т(Хс, tysx, = 0,
(8)
где а(Т) - коэффициент температуропроводности, зависящий от тем -пературы среды; £(Хс) - площадь циркуляционных токов; К'(Хс) — производная объемов циркуляционных токов; Хс - координата тока жидкости; Я - характерный размер тела (для цилиндра - радиус); Т-температура слоя циркуляционного тока жидкости; т - время тепло -обмена.
Граничные условия первого рода для нелинейного дифференциального уравнения (5) имеют вид
т. е. отток тепла в центр циркуляции среды отсутствует (условие симметрии).
ЛИТЕРАТУРА
1. Дэвинс Е. Энергия. - М.: Энергоатомиздат, 1985. -235 с.
2. Kronig R., Brink J.C. On the theory of extraction from falling droplets // Appl. Sci. Res. - 1950. - V. A2. - P. 142-154.
3. Константинов Е.Н., Кошевая С.Е., Косачев В.С. Математическое моделирование процесса теплообмена в автоклаве при стерилизации консервов // Науч.-техн. прогресс в пищевой пром-сти: Тез. Междунар. науч.-техн. конф. / МТИ. - Могилев, 1995.
(6) Поступила 10.11.09 г.
HEAT EXCHANGE IN TIN TAKING INTO ACCOUNT CONVECTION FLOWS
S.E. KOSHEVAYA 1, A.G. PEROV 2
1 Kuban State Technological University,
2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072; e-mail: koshevoi@kubstu.ru 2 Academy of Marketing andSocial-Information Technologies,
5, Zipovskaya st., Krasnodar, 350010; e-mail: imsit@imsit.ru
The results of circulation current contour in cylindrical space mathematical modeling are given and surfaces and volumes, as well as torus volume differential quotient required for the task of convection heat exchange in cylinder solution are calculated. Key words: heat exchange task, fluid motion equation, circulation torus, convection flows.
664.8.036.62
СТУПЕНЧАТАЯ РОТАЦИОННАЯ СТЕРИЛИЗАЦИЯ КОМПОТОВ В СТЕКЛЯННОЙ ТАРЕ СКО 1—82—1000
А.Ф. ДЕМИРОВА, Т. А. ИСМАИЛОВ, М.Э. АХМЕДОВ
Дагестанский государственный технический университет,
367015, г. Махачкала, просп. И. Шамиля, 70; тел.: (8722) 62-37-61, факс: (8722) 62-37-97, электронная почта: dstu@dstu.ru
Исследована прогреваемость компотов при стерилизации по режимам действующей технологической инструкции в автоклавах и ротационно-ступенчатом нагреве в горячей воде. Установлены режимы ступенчатой стерилизации компо -тов со ступенчатым водяным охлаждением и использованием ротации тары.
Ключевые слова: консервирование продуктов, стерилизация в автоклавах, ступенчатая стерилизация.
Стерилизация компотов в автоклавах имеет ряд су- банках СКО 1-82-1000 при стерилизации в автоклаве
щественных недостатков: по режиму действующей технологической инструкции
большие расходы тепловой энергии и воды; 25— 30 — 25 8
значительная продолжительность процесса тепло- 100 [
вой обработки продукта; т. „
Как видно, центральный слой компота прогревает -
неравномерность тепловой обработки продукта в банках ся медленнее, чем периферийный, причем температурНа рис. 1 показаны кривые прогреваемости (1, 2) и ная Разница между слоями с°ставляет 8-12 °С С°°т-
фактической летальности (3, 4) центрального и пери- ветственно и фактические летальности этих слоев име-
ферийного слоев консервов «Компот из черешни» в ют разные значения: центральный слой - 164 усл мин,
16
14 ь* 12 *
10 | -в-8 8
6 о
4 І
0)
т„
т . т 2
ох1 ох2
тох
где т н1, Тн 2 — Тн.« - продолжительности периода ступенчатого нагрева консервов при соответствующих температурах горячей воды Тн1, Тн2 — Тн.„; Тох1, Тох2 — тохл - продолжительности периодов ступен ча-того охлаждения консервов при соответствующих температурах охлаждающей воды Тох1, Тох2 — ТохП; л - частота вращения тары, с-1.
Сущность разработанного способа стерилизации в следующем. Банки с компотом после герметизации устанавливают в носитель, обеспечивающий механическую герметичность (предотвращение срыва крышек в процессе тепловой обработки) и попеременно помещают в ванны с горячей водой температурой 60-70, 80-95 и 100 °С на определенные промежутки времени. После банки охлаждаются в последовательно установленных ваннах с температурой воды соответственно 80, 60 и 40°С. При этом для интенсификации внутреннего теплообмена и обеспечения равномерности нагрева продукта в процессе тепловой обработки банки вращают с донышка на крышку с оптимальной частотой вращения для компотов 0,2-0,23 с-1.
40
Время, мин
Рис. 1
а периферийный - 320 усл мин. Коэффициент крайней неравномерности тепловой обработки [2] для данного режима Кк.н = 320/164 = 1,9.
Этот показатель является константой, характеризующей термическое сопротивление продукта в конкретных условиях стерилизации, т. е. характеризует степень неравномерности тепловой обработки консервов при любом режиме стерилизации. Высокие значения Кк.н указывают на то, что значительная часть консервов - 40-50% - подвергается перегреву.
Аналогичные результаты показывают исследования прогреваемости консервов «Компот из абрикос» и «Компот из яблок» в стеклянной таре 1-82-1000 при стерилизации в автоклаве: Кк.н в этих случаях составляет соответственно 1,9 и 1,6.
Нами исследована возможность интенсификации процесса, тепловой стерилизации консервов с применением ротационного ступенчатого нагрева в горячей воде с последующим ступенчатым водяным охлаждением консервов.
Режим ступенчатой стерилизации консервов с ротацией тары в общем случае можно выразить в следующем виде:
10 20 30
Время, мин
Рис. 2
Нами исследована прогреваемость консервов «Компот из черешни» в банке СКО 1-82-1000 со ступенчатым нагревом в горячей воде с последующим водяным охлаждением и ротацией (п = 16 об/мин) тары по режиму
5
5
15
60о С 80о С 100о С,
5
5
5
80о С 60о С 40о С
! 0,23.
Как видно из рис. 2 (нумерация кривых здесь и в дальнейшем аналогична рис. 1), режим обеспечивает промышленную стерильность консервов, так как величины фактической летальности в наименее и наиболее прогреваемых точках удовлетворяют значениям, установленным [3], и для данного режима соответственно равны 220 и 207 усл. мин. Коэффициент неравномерности тепловой обработки для предлагаемого режима 1,1, следовательно, периферийные и центральные слои продукта получают более равномерное тепловое воздействие, чем по режиму действующей технологической инструкции.
На рис. 3 представлены аналогичные данные ротационно-ступенчатой стерилизации консервов «Компот из абрикос» в банке СКО 1-82-1000 со ступенчатым водяным охлаждением и ротацией (п = 12 об/мин) тары по режиму
$ 5 5 12
|----------------------------
#70о С 85о С 100о С,
5
6
$ 5
|--------------------------
#80о С 60о С 40о С,
0,2.
Рис. 3
X
Хох1 Х ох 2
X
н.п
ох. п
п
Режим обеспечивает промышленную стерильность консервов, так как величины фактической летальности в наименее и наиболее прогреваемых точках удовлетворяют необходимым значениям: они соответственно равны 238 и 208 усл мин. Коэффициент неравномерности тепловой обработки для предлагаемого режима 1,14. Это свидетельствует о том, что по предлагаемому режиму периферийные и центральные слои продукта получают более равномерное тепловое воздействие, чем по режимам действующей технологической инструкции.
На рис. 4 аналогичные данные представлены для консервов «Компот из яблок» (п = 16 об/мин), стерилизованных по режиму
4
12
$ 4
|------------------------
#70°С 85°С 100°С
5
5
$ 5
|--------------------------------
# 80o С 60o С 40o С,
0,2.
Полученное значение Кк.н = 220/207 = 1,06 свидетельствует о преимуществе предлагаемого способа ротационно-ступенчатой стерилизации компота со ступенчатым водяным охлаждением.
Разработанные режимы ступенчатой стерилизации компотов с водяным охлаждением и вращением банок с донышка на крышку обеспечивают:
выработку консервированных продуктов, отвечающих требованиям промышленной стерильности;
равномерную прогреваемость консервов при небольшом тепловом воздействии, что в конечном счете влияет на пищевую ценность продукта;
Время, мин
Рис. 4
сокращение продолжительности процесса тепловой стерилизации консервов и значительную экономию тепловой энергии и воды.
Разработанные режимы можно рекомендовать для внедрения в производство.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сборник технологических инструкций. Т. 2. - М.: Пищевая пром-сть, 1977.
2. Демирова А.Ф. Изыскание параметров непрерывной ро -тационной стерилизации консервов в стеклянной таре: Дис. ... канд. техн. наук. - Махачкала, 2000.
3. Флауменбаум Б.Л. Основы консервирования пищевых продуктов. - М.: Агропромиздат, 1982.
Поступила 21.12.09 г.
STEP ROTATIONAL STERILISA TION OF COMPOTES IN GLASS CONTAINER SKO 1-82-1000
A.F. DEMIROVA, T.A. ISMAILOV, ME. AKHMEDOV
Daghestan State Technical University,
70, Imam Shamilprosp., Mahachkala, 367015; ph. : (8722) 62-37-61, fax: (8722) 62-37-97, e-mail: dstu@dstu.ru
It is investigated warming up of compotes at sterilisation on modes of the operating technological instruction autoclaves and step-rotational heating in hot water. Modes of step sterilisation of compotes are established by step water cooling and use of rotation of container.
Key words: conservation of products, sterilisation in autoclaves, step sterilisation.
663.551.4
ВЛИЯНИЕ РАСХОДА ВОДЫ, ПОДАВАЕМОЙ В ЭКСТРАКТОР СИВУШНОГО МАСЛА, НА ВЫХОД РЕКТИФИКОВАННОГО СПИРТА И СИВУШНОГО МАСЛА
Х.Р. СИЮХОВ 1, А.М. АРТАМОНОВ 1, О.В. МАРИНЕНКО 1, Е.Н. КОНСТАНТИНОВ 2
1 Майкопский государственный технологический университет,
352700, г. Майкоп, ул. Первомайская, 191; электронная почта: popova@mavkop.ги Кубанский государственный технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; электронная почта: intrel@kubstu.ru
Метод Ы^ГЪ с параметрами бинарного взаимодействия, найденными на основе исследования равновесия в системе жидкость-жидкость, использован для сравнения результатов расчета с экспериментальными данными по водной экс -тракции этанола из сивушного масла. Методами математического моделирования технологической схемы брагоректи -фикационной установки исследовано влияние расхода воды, подаваемой в экстрактор сивушного масла, на выход ректификованного спирта и сивушного масла при отборе фракции сивушного масла (ФСМ) с 6-8-й тарелок спиртовой ко -
