РОЗРОБКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ЗРАЗКА ПУЛЬСАЦІЙНОГО ГОМОГЕНІЗАТОРА МОЛОКА
Ключові слова:
гомогенізація, диспергування молока, емульсія, дисперсність, експериментальний зразок, пульсаційний гомогенізатор.
Анотація
Анотація. Однією з актуальних задач харчової промисловості є розробка високоефективних гомогенізаторів-диспергаторів рідких емульсій зі зниженими енерговитратами. Одним з перспективних напрямів вирішення цієї задачі є дослідження, розробка та впровадження пульсаційного гомогенізатора. Принцип дії такої машини – диспергування жирової фази при інтенсивному коливальному русі поршня за рахунок створення високих прискорень емульсії, які виникають в отворах поршня. Важливим етапом цього завдання є розробка експериментального зразка дослідного гомогенізатора. Тому мета даної статті – створення експериментального зразка пульсаційного гомогенізатора, придатного для проведення експериментальних досліджень процесу пульсаційної гомогенізації молока. В статті наведені вимоги до розробленої установки, характеристики, необхідні розрахунки основних вузлів машини (технологічні, конструктивні та гідравлічні). Наведено фото розробленої установки та описаний принцип її дії. Розроблений експериментальний зразок необхідний дослідникам процесів гомогенізації та диспергування емульсій в харчовій, переробній, хімічній галузях промисловості а також сільському господарстві при проектуванні та будівництві машин відповідних галузей.
Посилання
1. Дейниченко Г. В., Самойчук К. О., Івженко А. О., Левченко Л. В. Аналіз конструкцій гомогенізаторів молочної промисловості. Праці ТДАТУ. 2016. Вип. 16, т. 1. С. 9–15.
2. Дейниченко Г. В., Самойчук К. О., Левченко Л. В. Аналітичні дослідження енерговитрат пульсаційного гомогенізатора молока. Прогресивні техніка та технології харчових виробництв ресторанного господарства і торгівлі. 2016. Вип. 1(23). С. 170–181.
3. Дейниченко Г. В., Самойчук К. О., Левченко Л. В. Ефективність гомогенізації молока у пульсаційному гомогенізаторі. Вібрації в техніці та технологіях. 2017. № 1(84). С. 116–121.
4. Кюрчев С. В., Самойчук К. О., Ломейко О. П. Методика розрахунку експериментального зразка струминного гомогенізатора молока. Науковий вісник ТДАТУ. 2023. Вип. 13, т. 1. https://doi.org/10.31388/2220-8674-2023-1-1.
5. Дейниченко Г. В., Самойчук К. О., Левченко Л. В. Теоретичні дослідження пульсаційної гомогенізації молока. Інноваційні аспекти розвитку обладнання харчової і готельної індустрії в умовах сучасності: матеріали другої міжнар. наук.– практ. конф., 5–7 вер. 2017 р. Харків: ХДУХТ, 2017. С. 42–43.
6. Кравців Р. І., Кравців В. І., Островський Я. Ю. Молоко і молочні продукти: Львів: ЛА Піраміда, 2001. 310 с.
7. Нужин Е. В., Гладушняк А. К. Гомогенизация и гомогенизаторы: монография. Одесса: Печатный дом, 2007. 264 с.
8. Паляничка Н. О., Антонова Г. В. Експериментальні дослідження впливу основних факторів на ступінь гомогенізації в імпульсному гомогенізаторі. Праці ТДАТУ. 2016. Вип. 16, т. 1. С. 21–28.
9. Основи розрахунку та конструювання обладнання переробних і харчових виробництв: підручник / К. О. Самойчук, В. С. Бойко, В. О. Олексієнко [та ін.]. Київ: ПрофКнига, 2020. 428с.
10. Самойчук К. О., Паляничка Н. П., Верхоланцева В. О., Левченко Л. В. Методика розрахунку потужності пульсаційного гомогенізатора молока. Modern methods, innovations and experience of practical application in the field of technical sciences: Conference proceedings: іnternational research and practice conference, 27–28 grudzień 2017 р. Lublin: Izdevnieciba «Baltija Publishing», 2017. С. 176–179.
11. Hakansson A., Fuchs L., Innings F., Revstedt J., Trägardh C., Bergenståhl B. Velocity measurements of turbulent two-phase flow in a high-pressure homogenizer model. Chem. Eng. Commun. 2013. Vol. 200. P. 93–114. https://doi.org/10.1080/00986445.2012.691921
12. Yong A., Islam M., Hasan N. The Effect of pH and High-Pressure Homogenization on Droplet Size. Sigma J. Eng. Nat. Sci. 2017. Vol. 35. P. 1–22. https://doi.org/10.26776/IJEMM.02.04.2017.05
13. Wang X., Wang Y., Li F., Li L., Ge X., Zhang S., Qiu T. Scale-up of microreactor: Effects of hydrodynamic diameter on liquid–liquid flow and mass transfer. Chem. Eng. Sci. 2020. Vol. 226. No 115838. https://doi.org/10.1016/j.ces.2020.115838
14. Valencia Flores D., Hernández Herrero M., Guamis B., Ferragut V. Comparing the Effects of Ultra‐High‐Pressure Homogenization and Conventional Thermal Treatments on the Microbiological, Phys, and Chem Quality of Almond Beverages. J. Food Sci. 2013. Vol. 78. P. 199–205. https://doi.org/10.1111/1750 3841.12029
15. Acharyaa S., Mishrab V., Patelc J. Enhancing the mixing process of two miscible fluids: A review. AIP Conference Proceedings. 2021. Vol. 2341. No 030025 https://doi.org/10.1063/5.0051818
16. Thomas S., Ameel T., Guilkey J. Mixing kinematics of moderate Reynolds number flows in a T-channel. Phys. Fluids. 2010. Vol. 22. No 031601. https://doi.org/10.1063/1.3283063
17. Haponiuk E., Zander L., Probola G. Effect of the homogenization process on the rheological properties of food emulsions. Pol. J. Nat. Sci. 2015. Vol. 30. P. 149–158.
18. Rayner M., Dejmek P. Engineering Aspects of Emulsification and Homogenization in the Food Industry; CRC Press, Taylor & Francis Group, London, UK, 2015. 322 p. https://doi.org/10.1201/b18436.
19. Morales J., Watts A., McConville J. Mechanical particle-size reduction techniques. AAPS Adv. Pharm. Sci. 2016. Vol. 22. P. 165–213. https://doi.org/10.1007/978-3-319-42609-9_4.
20. Монтаж експлуатація і ремонт машин та обладнання переробних підприємств. Навчальний посібник: Практикум / В. Ф. Ялпачик, О. П. Ломейко, В. Г. Циб [та ін.]. Мелітополь: Видавничий будинок ММД, 2014. 235с
21. Розрахунки обладнання харчових виробництв: навч. посібник / В. Ф. Ялпачик, С. Ф. Буденко, Ф. Ю. Ялпачик [та ін.]. Мелітополь: Видавничий будинок ММД, 2014. 264 с.
22. Технологічне обладнання для переробки продукції тваринництва: Лабораторний практикум / В. Ф. Ялпачик, Н. П. Загорко, Н. О. Паляничка [та ін.]. Мелітополь: Видавничий будинок ММД, 2017. 274 с.
23. Di Marzo L., Cree P., Barbano D. M. Prediction of fat globule particle size in homogenized milk using Fourier transform mid-infrared spectra. Journal of Dairy Science. 2016. Vol. 99(11). P. 8549–8560. https://doi.org/10.3168/jds.2016- 11284
24. Dhankhar P. Homogenization fundamentals. IOSR Journal of Engineering. 2014. Vol. 4(5). P. 1–8. https://doi.org/10.9790/3021-04540108
25. Huppertz T. Homogenization of Milk Other Types of Homogenizer (High-Speed Mixing, Ultrasonics, Microfluidizers, Membrane Emulsification). Encyclopedia of Dairy Sciences. 2nd ed.; Academic Press: Cambridge, 2011. P. 761–764. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-374407-4.00226-0
26. Ciron C., Gee V., Kelly A., Auty M. Comparison of the effects of high-pressure microfluidization and conventional homogenization of milk on particle size, water retention and texture of non-fat and low-fat yoghurts. Int. Dairy J. 2010. Vol. 20. P. 314–320. https://doi.org/10.1016/j. idairyj.2009.11.018
2. Дейниченко Г. В., Самойчук К. О., Левченко Л. В. Аналітичні дослідження енерговитрат пульсаційного гомогенізатора молока. Прогресивні техніка та технології харчових виробництв ресторанного господарства і торгівлі. 2016. Вип. 1(23). С. 170–181.
3. Дейниченко Г. В., Самойчук К. О., Левченко Л. В. Ефективність гомогенізації молока у пульсаційному гомогенізаторі. Вібрації в техніці та технологіях. 2017. № 1(84). С. 116–121.
4. Кюрчев С. В., Самойчук К. О., Ломейко О. П. Методика розрахунку експериментального зразка струминного гомогенізатора молока. Науковий вісник ТДАТУ. 2023. Вип. 13, т. 1. https://doi.org/10.31388/2220-8674-2023-1-1.
5. Дейниченко Г. В., Самойчук К. О., Левченко Л. В. Теоретичні дослідження пульсаційної гомогенізації молока. Інноваційні аспекти розвитку обладнання харчової і готельної індустрії в умовах сучасності: матеріали другої міжнар. наук.– практ. конф., 5–7 вер. 2017 р. Харків: ХДУХТ, 2017. С. 42–43.
6. Кравців Р. І., Кравців В. І., Островський Я. Ю. Молоко і молочні продукти: Львів: ЛА Піраміда, 2001. 310 с.
7. Нужин Е. В., Гладушняк А. К. Гомогенизация и гомогенизаторы: монография. Одесса: Печатный дом, 2007. 264 с.
8. Паляничка Н. О., Антонова Г. В. Експериментальні дослідження впливу основних факторів на ступінь гомогенізації в імпульсному гомогенізаторі. Праці ТДАТУ. 2016. Вип. 16, т. 1. С. 21–28.
9. Основи розрахунку та конструювання обладнання переробних і харчових виробництв: підручник / К. О. Самойчук, В. С. Бойко, В. О. Олексієнко [та ін.]. Київ: ПрофКнига, 2020. 428с.
10. Самойчук К. О., Паляничка Н. П., Верхоланцева В. О., Левченко Л. В. Методика розрахунку потужності пульсаційного гомогенізатора молока. Modern methods, innovations and experience of practical application in the field of technical sciences: Conference proceedings: іnternational research and practice conference, 27–28 grudzień 2017 р. Lublin: Izdevnieciba «Baltija Publishing», 2017. С. 176–179.
11. Hakansson A., Fuchs L., Innings F., Revstedt J., Trägardh C., Bergenståhl B. Velocity measurements of turbulent two-phase flow in a high-pressure homogenizer model. Chem. Eng. Commun. 2013. Vol. 200. P. 93–114. https://doi.org/10.1080/00986445.2012.691921
12. Yong A., Islam M., Hasan N. The Effect of pH and High-Pressure Homogenization on Droplet Size. Sigma J. Eng. Nat. Sci. 2017. Vol. 35. P. 1–22. https://doi.org/10.26776/IJEMM.02.04.2017.05
13. Wang X., Wang Y., Li F., Li L., Ge X., Zhang S., Qiu T. Scale-up of microreactor: Effects of hydrodynamic diameter on liquid–liquid flow and mass transfer. Chem. Eng. Sci. 2020. Vol. 226. No 115838. https://doi.org/10.1016/j.ces.2020.115838
14. Valencia Flores D., Hernández Herrero M., Guamis B., Ferragut V. Comparing the Effects of Ultra‐High‐Pressure Homogenization and Conventional Thermal Treatments on the Microbiological, Phys, and Chem Quality of Almond Beverages. J. Food Sci. 2013. Vol. 78. P. 199–205. https://doi.org/10.1111/1750 3841.12029
15. Acharyaa S., Mishrab V., Patelc J. Enhancing the mixing process of two miscible fluids: A review. AIP Conference Proceedings. 2021. Vol. 2341. No 030025 https://doi.org/10.1063/5.0051818
16. Thomas S., Ameel T., Guilkey J. Mixing kinematics of moderate Reynolds number flows in a T-channel. Phys. Fluids. 2010. Vol. 22. No 031601. https://doi.org/10.1063/1.3283063
17. Haponiuk E., Zander L., Probola G. Effect of the homogenization process on the rheological properties of food emulsions. Pol. J. Nat. Sci. 2015. Vol. 30. P. 149–158.
18. Rayner M., Dejmek P. Engineering Aspects of Emulsification and Homogenization in the Food Industry; CRC Press, Taylor & Francis Group, London, UK, 2015. 322 p. https://doi.org/10.1201/b18436.
19. Morales J., Watts A., McConville J. Mechanical particle-size reduction techniques. AAPS Adv. Pharm. Sci. 2016. Vol. 22. P. 165–213. https://doi.org/10.1007/978-3-319-42609-9_4.
20. Монтаж експлуатація і ремонт машин та обладнання переробних підприємств. Навчальний посібник: Практикум / В. Ф. Ялпачик, О. П. Ломейко, В. Г. Циб [та ін.]. Мелітополь: Видавничий будинок ММД, 2014. 235с
21. Розрахунки обладнання харчових виробництв: навч. посібник / В. Ф. Ялпачик, С. Ф. Буденко, Ф. Ю. Ялпачик [та ін.]. Мелітополь: Видавничий будинок ММД, 2014. 264 с.
22. Технологічне обладнання для переробки продукції тваринництва: Лабораторний практикум / В. Ф. Ялпачик, Н. П. Загорко, Н. О. Паляничка [та ін.]. Мелітополь: Видавничий будинок ММД, 2017. 274 с.
23. Di Marzo L., Cree P., Barbano D. M. Prediction of fat globule particle size in homogenized milk using Fourier transform mid-infrared spectra. Journal of Dairy Science. 2016. Vol. 99(11). P. 8549–8560. https://doi.org/10.3168/jds.2016- 11284
24. Dhankhar P. Homogenization fundamentals. IOSR Journal of Engineering. 2014. Vol. 4(5). P. 1–8. https://doi.org/10.9790/3021-04540108
25. Huppertz T. Homogenization of Milk Other Types of Homogenizer (High-Speed Mixing, Ultrasonics, Microfluidizers, Membrane Emulsification). Encyclopedia of Dairy Sciences. 2nd ed.; Academic Press: Cambridge, 2011. P. 761–764. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-374407-4.00226-0
26. Ciron C., Gee V., Kelly A., Auty M. Comparison of the effects of high-pressure microfluidization and conventional homogenization of milk on particle size, water retention and texture of non-fat and low-fat yoghurts. Int. Dairy J. 2010. Vol. 20. P. 314–320. https://doi.org/10.1016/j. idairyj.2009.11.018
Опубліковано
2023-11-10
Як цитувати
Кюрчев, С., Самойчук, К., & Ялпачик, В. (2023). РОЗРОБКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ЗРАЗКА ПУЛЬСАЦІЙНОГО ГОМОГЕНІЗАТОРА МОЛОКА. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету імені Дмитра Моторного, 23(1), 27-40. Retrieved із https://oj.tsatu.edu.ua/index.php/pratsi/article/view/618
Розділ
Галузеве машинобудування
