Тваринництво та технології харчових продуктів

Обґрунтування силових параметрів процесу семіфлюїдизаційного підморожування плодово-ягідної продукції

Ігор Паламарчук, Сергій Кюрчев, Валентина Верхоланцева, Богдан Бородич, Тетяна Лебська
Завантажити статтю
Анотація

Існуючі семіфлюїдизаційні апарати характеризуються порівняно високими енерговитратами при експлуатації, металоємкістю конструкції, складністю приводного механізму. Тому пошук ефективних схем теплообміну у процесах низько-температурної обробки плодоовочевої продукції за умови мінімізації її пошкоджуваності та енерговитрат на процес становить актуальність проведених досліджень. Метою роботи є визначення та обґрунтування амплітудно-частотних та силових режимних параметрів віброхвильового рушійного органу семіфлюїдизаційної машини для підморожування плодово-ягідної продукції, закономірностей зміни основних характеристик низькочастотних коливань у досліджуваному процесі. Для виконання приведених завдань була розроблена дослідна модель семіфлюїдизаційної машини з віброхвильовим рушійним органом та виготовлений комплекс спеціальних приладів у вигляді мікроконтролерної системи, що забезпечують вимірювання та автоматичне регулювання основних параметрів досліджуваного процесу. Інтенсифікація теплообміну в процесі флюїдизаційного заморожування в умовах псевдозваженого стану продукції характеризується високим коефіцієнтом теплопередачі, який може перевищувати типові конвективні процеси на декілька порядків; спостерігається підвищення активної поверхні теплообміну до 100 %; пропорційно зростає контактна поверхня з енергоносієм, що призводить до зниження активної різниці температур; відбувається зменшення у 2–3 рази внутрішнього тертя в масі продукції та відповідно знижується технологічний опір у масі завантаження, що становить потенціал для підвищення техніко-економічних характеристик досліджуваного процесу низькотемпературної обробки. До практичної цінності проведеної роботи можна віднести застосування віброшугового підморожування запропонованої конструкції із віброхвильовим рушієм продукції та просторової пружної системи для нівелювання паразитних коливань, що дає можливість спростити конструкцію, зменшити силові навантаження та відповідно енерговитрати

Ключові слова

хвильовий конвеєр, віброхвильовий рушійний орган, біжуча хвиля, змушуюча сила, низькочастотні коливання, дебалансний віброзбуджувач

ЦИТУВАТИ
Palamarchuk, I., Kiurchev, S., Verkholantseva, V., Borodych, B., & Lebska, T. (2022). Justification of power parameters of the process of semi-fluidisation freezing of fruit and berry products. Animal Science and Food Technology, 13(1), 39-46. https://doi.org/10.31548/animal.13(1).2022.39-46
Використані джерела

[1] Palamarchuk, I., Mushtruk, M., Vasyliv, V., & Zheplinska, M. (2019). Substantiation of regime parameters of vibrating conveyor infrared dryers. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences, 13(1), 751-758. doi: 10.5219/1184.

[2] Li, D., Zhu, Z., & Sun, D.-W. (2018). Effects of freezing on the cell structure of fresh cellular food materials: A review. Trends in Food Science & Technology, 75, 46-55. doi: 10.1016/j.tifs.2018.02.019.

[3] Deng, F., Sun, D., Sun, J., Wen, M., Hu, H., Xu, Y., Xu, S., & Wei, Y. (2019). Experimental simulation of erosion behavior of monolayer metal screen in a sandstone reservoir. Engineering Failure Analysis, 105, 255-265. doi: 10.1016/j.engfailanal.2019.06.098.

[4] Zhu, Z., Li, Y., Sun, D.W., & Wang, H.W. (2019). Developments of mathematical models for simulating vacuum cooling processes for food products – A review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 59(5), 715-727. doi: 10.1080/10408398.2018.1490696.

[5] Ashtiani, S.H., Salarikia, A., & Golzarian, M.R. (2017). Analyzing drying characteristics and modeling of thin layers of peppermint leaves under hot-air and infrared treatments. Information Processing in Agriculture, 4(2), 128-139. doi: 10.1016/j.inpa.2017.03.001.

[6] Chernenkova, A., Leonova, S., Chernykh, V., & Chernenkov, E. (2019). Influence of biologically active raw materials on rheological properties of flour confectionery products. Acta Biologica Szegediensis, 63(2), 195-205. doi: 10.14232/abs.2019.2.195-205.

[7] Danyliuk, O., Atamanyuk, V., Gumnytsky, Y., & Bachyk, M. (2017). Investigation of the regularities of the process of periodic dissolution of polydisperse benzoic acid particles during pneumatic mixing. Integrated Technologies and Energy Saving, 4, 36-40.

[8] Nakov, G., & Ivanova, N. (2020). The effect of different methods for the production of crackers on their physical and sensory characteristics. Technological Acta, 13(1), 41-45. doi: 10.5281/zenodo.4059983.

[9] Osipenko, V., Denisovich, Y., Gavrilova, G., & Vodolagina, E. (2019). The use of components of plant raw materials from the far eastern region for flour confectionery production. AIMS Agriculture and Food, 4(1), 73-87. doi: 10.3934/agrfood.2019.1.73.

[10] Zheplinska, M., Mushtruk, M., & Salavor, O. (2021). Cavitational impact on electrical conductivity in the beet processing industry. In Lecture notes in mechanical engineering (pp. 755-762). Cham: Springer. doi: 10.1007/978-3- 030-68014-5_73.

[11] Sukhenko, Y., Sukhenko, V., Mushtruk, M., & Litvinenko, A. (2018). Mathematical model of corrosive-mechanic wear materials in technological medium of food industry. In Lecture notes in mechanical engineering (pp. 507-514). Cham: Springer. doi: 10.1007/978-3-319-93587-4_53.

[12] Pyvovarov, P., Cheremskaya, T., Kolesnikova, M., Iurchenko, S., & Andrieieva, S. (2021). Study of properties of wheat germins and meals and their use in the production of dietary hardtacks. ScienceRise, 4, 39-47. doi: 10.21303/2313- 8416.2021.002039.

[13] Zhang, Y., Zhao, Y., Dong, L., Duan, C., Zhou, E., Lu, J., Zhang B., & Yang X. (2018). Flow pattern transition characteristics in vibrated gas-solid fluidized Geldart B magnetite powder bed using pressure drop signals analysis. Powder Technology, 327, 358-367. doi: 10.1016/j.powtec.2017.12.089.

[14] Zhang, Y., Yang, X., Zhu, F., Li, Y., Duan, C., Yang, J., Dong, L., & Zhao, Y. (2019). Using Hilbert-Huang transform, the characteristics of non-linear dynamics and energy transfer in a vibration gas-solid fluidized bed. Powder Technology, 344, 970-980. doi: 10.1016/j.powtec.2018.12.087.

[15] Wei, L., Zhang, B., Lu, C., Lu, Y., & Wang, C.H. (2020). Experimental investigation of pressure fluctuation propagation in two orthogonal directions using a clapboard-type internally circulating fluidized bed. Advanced Powder Technology, 31(8), 3395-3407. doi: 10.1016/j.apt.2020.06.026.

[16] Cherntongchai, P., Chaiwattana, S., Leruk, R., Panyaruean, J., & Sriboonnak, S. (2019). Influence of standing wave characteristics on hydrodynamic behaviors in sound-assisted fluidization of Geldart group A powder. Powder Technology, 350, 123-133. doi: 10.1016/j.powtec.2019.01.031.

[17] Barrero, A.R., Taiebat, M., & Dafalias, Y.F. (2020). Modeling cyclic shearing of sands in the semifluidized state. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 44(3), 371-388. doi: 10.1002/nag.3007.

[18] Palamarchuk, I., Zozulyak, O., Mushtruk, M., Petrychenko, I., Slobodyanyuk, N., Domin, О., Udodov, S., Semenova, O., Karpovych, I., & Blishch, R. (2022). The intensification of dehydration process of pectin-containing raw materials. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences, 16, 15-26. doi: 10.5219/1711.

[19] Bazaluk, O., Struchaiev, N., Halko, S., Miroshnyk, O., Bondarenko, L., Karaiev, O., & Nitsenko, V. (2022). Ways to improve the efficiency of devices for freezing of small products. Materials, 15(7), article number 2412. doi: 10.3390/ma15072412.

[20] Biswas, S., Mohapatra, S.S., Kumari, U., Meikap, B C., & Sen, T.K. (2020). Batch and continuous closed circuit semi-fluidized bed operation: Removal of MB dye using sugarcane bagasse biochar and alginate composite adsorbents. Journal of Environmental Chemical Engineering, 8(1), article number 10363. doi: 10.1016/j.jece.2019.103637.