Анотація до роботи:

Безбах І. В. Інтенсифікація термообробки неньютонівських харчових рідин в апараті з ротаційним термосифоном.-Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.12-процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв. - Одеська національна академія харчових технологій, Одеса, 2002.

Дисертація присвячена питанням створення термомеханічних агрегатів на основі ротаційних термосифонів (РТС), розробці методів їх розрахунку та оптимізації.

Обгрунтована необхідність застосування термомеханічних агрегатів з РТС для обробки харчових неньютонівських рідин (ННР). Виконані дослідження доводять ефективність застосування апарата з РТС для рідин неньютонівської групи.

Отримана оригінальна розрахункова методика для апаратів з РТС. Проведено комп'ютерне моделювання процесів тепловіддачі в апаратах з РТС. Визначена група харчових ННР для якої застосування РТС максимально ефективне. Виконано розрахунок та аналіз ефективності застосування апарата з РТС в лінії по виробництву яблучного повидла.

У результаті роботи встановлено наступне:

1. Проведений комплекс аналітичних і експериментальних досліджень підтвердив можливість істотної інтенсифікації процесів тепловіддачі в апаратах з РТС до харчових ННР. Ступінь інтенсифікації збільшується в 220 раз (рис. 7-10).

2. Інтенсифікація процесу тепловіддачі в апараті з РТС зростає із збільшенням частоти, кута нахилу РТС, витрат, вязкості продукту (рис. 3-6). Так для води (ньютоновської рідини) ступінь інтенсифікації незначний (рис. 8), цукрового розчину різної концентрації (слабоненьютоновської рідини) ступінь інтенсифікації збільшується (рис. 9), мастила Т-46 (неньютоновської рідини) ступінь інтенсифікації максимальний (рис. 7). Таким чином визначальний вплив на процес має частота обертів РТС і вязкість продукту.

3. Критичне число Фруда являє собою функцію частоти обертів, діаметра, кута нахилу РТС (1). За даними комп'ютерного моделювання діапазон ефективної роботи апарата з РТС в залежності від частоти обертів та кута нахилу конденсатора лежить в межах n=2,79 c^-1, g/g_o=590^o (рис. 16). Найбільш ефективно апарат з РТС працює з вертикально зорієнтованим конденсатором.

4. Запропонована методика теплового розрахунку враховує вплив лінійного руху продукту (табл. 1) та перемішування (4) на інтенсивність процесів тепловіддачі. Задовільне узгодження експериментальних даних (похибка 12%) з моделлю (2) свідчить, що запропонований механізм коректний (рис. 12).

5. За допомогою розробленої інженерної методики можливо проводити розрахунок процесів тепловіддачі (рис. 17, 18), ступеня інтенсифікації (рис. 19, 20) в апараті з РТС для широкого діапазону харчових ННР з точністю (12%) (рис. 15).

6. За даними комп'ютерного моделювання ступінь інтенсифікації для групи харчових бінгамовських ННР, особливо для томатної пасти, яблучного пюре, складає 2,56 (рис. 19, 20). Він значно вищий в порівнянні з іншими харчовими ННР. Таким чином застосування апарата з РТС найбільш ефективне для вказаної групи харчових ННР.

7. За результатами розрахунків застосування апарата на КП Мурафський консервний завод, в лінії по виробництву яблучного повидла дає можливість скоротити час процесу обробки продукту в 1,4 рази, а також знизити витрати палива в одному технологічному циклі з 47,5 кг до 31,7 кг і зменшити питомі енерговитрати з 3,8 МДж/кг до 2,5 МДж/кг (табл. 4).

Публікації автора:

1. Безбах І.В., Гайда С. Апарат з ротаційним термосифоном для термообробки вязких продуктів // Наук. праці ОДАХТ.-Одеса.-1999.-вип. 20-с. 234-237.

Проведено аналітичні дослідження теплопередачі в ротаційному термосифоні.

2. Безбах И. В., Бурдо О. Г. Термомеханический агрегат для дисперсных продуктов // Наук. праці ОДАХТ.-Одеса.-2001.-вип. 21-с. 112-115.

Автором запропоновано ідею сушарки з тепловим насосом.

3. Безбах И. В. Інтенсифікація теплопереносу в апаратах з ротаційним термосифоном // Наук. праці ОДАХТ.-Одеса.-2001.-вип. 22-с. 147-152.

4. Безбах И. В., Терзиев С. Г., Бурдо О. Г., Войтенко А. К. Интенсификация термообработки неньютоновских пищевых жидкостей // Наук. праці ОДАХТ.-Одеса.-2002.-вип. 23-с. 244-247.

Приведено розрахункову методику, дані комп'ютерного моделювання.

5. Безбах І. В., Войтенко О. К. Термомеханічний агрегат для оброблення вязких харчових продуктів // Наук. праці УДУХТ.-Київ.-2001.-№ 10-с. 120-121.

Приведено нову конструкцію апарата, експериментальні дані.

6. Гайда С., Безбах И. В., Войтенко А. К., Кныш А. И. Исследование термомеханических агрегатов с вращающимися термосифонами // Промышленная теплотехника.-2001.-Т. 22.-№ 3.-с. 147-152.

Приведено аналітичні дані по кризі теплопередачі в РТС, розглянуто зовнішню задачу тепловіддачі в системі РТС-продукт.

7. Гайда С., Зыков А. В., Безбах И. В. Совершенствование сушильной техники в АПК // Региональные проблемы энергосбережения в децентрализованной теплоэнергетике: Сборник материалов международной научн.-практ. конф. (23-26 октября 2000 г., г. Киев).-К.: Знание, 2000.-с. 14-15.

Автором проведено аналіз внутрішньої задачі кризи теплопередачі в РТС, зовнішньої задачі тепловіддачі в системі РТС-продукт.

8. Гайда С., Зыков А. В., Безбах И. В. Технико-экономические аспекты энергосбережения в зерносушении // Process engineering in prevention of environment: Сборник материалов XVII международной научной конференции.-г. Ополе, Польша.-1999.-с. 55-59.

Автором запропоновано застосування ротаційного термосифона для екологічно безпечних схем термообробки.

9. Бурдо О. Г., Зиков О. В., Саламаха В. І., Безбах І. В. Дослідження апаратів для термообробки зерна // Вдосконалення процесів та апаратів хімічних та харчових виробництв ІССЕ-99: Збірник матеріалів Х міжнародної конференції.-ДУ Львівська політехніка, Львів.-1999.-с. 30-31.

Автором запропоновано застосування ротаційного термосифона для створення сушарок нових конструкцій.

10. Захаров Н. Д., Бурдо О. Г., Безбах И. В. Совершенствование энерготехнологий АПК // ІТЕ Інтегровані технології та енергосбереження: Щоквартальний науково-практичний журнал. -Харків.-2001.-№ 2.-с. 3-6.

Автором розглянуто недоліки існуючих конструкцій термомеханічних агрегатів, виділено відмінні ознаки апарата з ротаційним термосифоном.

11. Безбах І. В., Бурдо О. Г. Термомеханічний агрегат для дисперсних продуктів// Зернові продукти і комбікорми.-2001.-№ 3.-с. 52-55.

Автором визначено параметри сушарки з тепловим насосом.

12. Бурдо О. Г., Терзиев С. Г., Зыков А. В., Безбах И. В. Пути совершенствования сушки в АПК // Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов).-Т. 4. Секция 3. Сушка зерна. Секция 5. Энерго- и ресурсосбережение при сушке и термовлажностной обработке материалов. М.: МГАУ 2002. с. 153-156.

Автором приведені дані по тепловіддачі до вязких продуктів.

13. Зыков А. В., Саламаха В. И., Безбах И. В., Айда Амор Развитие техники послеуборочной термообработки зерна // Пути повышения эффективности хранения и переработки сельскохозяйственной продукции: Сборник научных статей.-ОЦНТИ, Одесса.-1999.-с. 51-55.

Автором запропоновано застосування ротаційного термосифона для створення сушарок нових конструкцій.