Scientific Works

ISSN-print: 2073-8730
ISSN-online:
ISO: 26324:2012
Архiви

Експериментальне моделювання процесу випарювання водних розчинів в умовах вакууму та мікрохвильового поля

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Oleg Burdo
Vsevolod Mordynskiy
Alexandr Gavrilov
Illya Sirotyuk
Alexandr Sereda

Анотація

Наведено порівняльний аналіз традиційних методів концентрування харчових розчинів та висвітлено їх основні переваги та недоліки. Виділена головна проблема класичних випарних установок, що пов'язана з неможливістю отримання високих концентрацій готового продукту через різке підвищення його в'язкості і температури за допомогою утворення пограничного шару. Сформульована науково-технічна гіпотеза, що представляє можливе рішення даної проблеми шляхом забезпечення об'ємного підведення енергії безпосередньо до вологи в продукті. Розглянуто теплофізичну схему процесів випарювання традиційним та інноваційним методами. Виділено їх принципові відмінності і обґрунтована актуальність розвитку інноваційного методу випарювання. Представлена схема інноваційного випарного апарату, який дозволяє отримати готовий продукт у твердій фазі з кінцевою концентрацією до 90 °brix та достатньо великим вмістом корисних елементів. На прикладі яблучного соку проведені експерименти по дослідженню впливу тиску на паропродуктивність мікрохвильового вакуум-випарного апарату. На основі отриманих даних були побудовані залежності, які свідчать про постійну швидкість випаровування протягом усього процесу, аж до досягнення концентрацій 80-85 °brix. Температура продукту не перевищувала 35-40 °С, що може свідчити про збереження його високої харчової цінності. Вищевказані дані підтверджують сформульовану гіпотезу про можливість переходу в процесі випарювання від граничних умов 3-го роду до граничних умов 2-го роду за допомогою використання мікрохвильової енергії. На основі отриманих результатів була виведена модель в критеріальній формі, що дозволяє з високою точністю розрахувати продуктивність мікрохвильового вакуум-випарного апарату в певних діапазонах числа енергетичної дії і отриманого безрозмірного комплексу.

Ключові слова:
випаровування, вакуум, мікрохвильове поле, граничні умови, моделювання

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Burdo, O., Mordynskiy, V., Gavrilov, A., Sirotyuk, I., & Sereda, A. (2019). Експериментальне моделювання процесу випарювання водних розчинів в умовах вакууму та мікрохвильового поля. Scientific Works, 83(1), 135-140. https://doi.org/10.15673/swonaft.v83i1.1431
Розділ
Статьи

Посилання

1. Gabor, D., Colombo, U., King, A. S. (2016). Beyond the age of waste: a report to the Club of Rome. – Elsevier. 258 p.
2. Clapp, J., Newel,l P., Brent, Z. W. (2018). The global political economy of climate change, agriculture and food systems. The Journal of Peasant Studies, 45(1), 80-88.
3. Gürlek, C., Yarkent, Ç., Köse, A. Oral, İ.,Öncel, S.Ş., Elibol, M. (2019). Evaluation of several microalgal extracts as bioactive metabolites as potential pharmaceutical compounds. IFMBE Proceedings, 73, 267-272.
4. Prosekov, A. Y., Ivanova, S. A. (2018). Food security: The challenge of the present. Geoforum, 91, 73-77.
5. Figiel, A., Michalska, A. (2017). Overall quality of fruits and vegetables products affected by the drying processes with the assistance of vacuum-microwaves. International Journal of Molecular Sciences, 18(1), paper №71.
6. Adnan, A., Mushtaq, M., & Islam, T. ul. (2017). Fruit Juice Concentrates. Fruit Juices: Extraction, Compo-sition, Quality and Analysis. 217-240. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-802230-6.00012-6.
7. Dincer, C., Tontul, I., Topuz, A. (2016). A comparative study of black mulberry juice concentrates by thermal evaporation and osmotic distillation as influenced by storage. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 38(1), 57-64.
8. Yang, X.-B., Zhao, L., Goh, K., Sui, X.-L., Meng, L.-H., Wang, Z.-B. (2019). A phosphotungstic acid coupled silica-Nafion composite membrane with significantly enhanced ion selectivity for vanadium redox flow battery. Journal of Energy Chemistry, 41, 177-184.
9. Simić, S., Orašanin, G., Golubović, D., Milić, D., Batinić, K. (2019). Consideration of Opportunities for the Optimization of Heat Energy Consumption in Industry and Energetics. Lecture Notes in Networks and Systems, 76, 494-503.
10. Khajehei, F., Niakousari, M., Eskandari, M. H., Sarshar, M. (2015). Production of pomegranate juice con-centrate by complete block cryoconcentration process. Journal of Food Process Engineering, 38(5), 488-498.
11. Trishin, F.A., Trach, A.R., Orlovskaya, Yu.V. (2018). Upravlenie potokami enerhii v nizkotemperaturnykh razdelitel`nykh ustanovkakh. Probleme energeticii regionale, 1(36), 72-86.
12. Kumar, C., Karim, M. A. (2019). Microwave-convective drying of food materials: A critical review. Critical reviews in food science and nutrition, 59(3), 379-394.
13. Monteiro, Ricardo L., et al. (2018). Microwave vacuum drying and multi-flash drying of pumpkin slices. Journal of food engineering, 232, 1-10.
14. Burdo, O., Bandura, V., Zykov, A., Zozulyak, I., Levtrinskaya, Y., Marenchenko, E. Development of wave technologies to intensify heat and mass transfer processes. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(11), 34-42.
15. Burdo, O.G., Syrotyuk, I.V., Alhury, U., Levtrinska, J.O. (2018). Microwave Energy, as an Intensification Factor in the Heat-Mass Transfer and the Polydisperse Extract Formation. Problemele energeticii regionale, 1(36), 58–71.
16. Burdo, O.G., Burdo, A.K., Davar, Rostami Pour, Sirotyuk I.V.(2017). Technologies of selective energy supply during food solutions evaporation. Problemele energeticii regionale, 1(33), 100–109.