Разработка и исследование роторно-пульсационного экстрактора для интенсификации процесса затирания при производстве пива

• Автор: Просин, Максим Валерьевич
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА ЭКСТРАГИРОВАНИЯ И ЕГО АППАРАТУРНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)
1.1 Анализ технологической схемы производства пива
1.2 Методы интенсификации экстрагирования
1.3 Современное состояние оборудования для экстрагирования
1.3.1 Конструкции заторных котлов
1.3.2 Экстракторы для системы твердое тело - жидкость
Выводы по главе
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЭКСТРАГИРОВАНИЯ В РОТОРНО-ПУЛЬСАЦИОННОМ ЭКСТРАКТОРЕ
2.1 Методы моделирования процесса экстрагирования
2.2 Регрессионный анализ
2.3 Физическое моделирование процесса экстрагирования
2.3.1 Определение кинетики влагопоглощения
2.3.2 Исследование процесса набухания и определение эквивалентного размера частиц солода
2.3.3 Определение коэффициента диффузии
2.3.4 Определение коэффициента массоотдачи
Выводы по главе
ГЛАВА 3. АППАРАТУРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Описание лабораторно-исследовательского стенда
3.1.1 Роторно-пульсационный аппарат
3.2 Характеристика материалов, использованных в
экспериментальных исследованиях
3.3 Методики анализа экспериментальных данных

3.3.1 Методика определения экстрактивных веществ
3.3.2 Методика определения кинетики влагопоглощения, процесса набухания и определения эквивалентного размера частиц
3.3.3 Методика определения коэффициента диффузии
3.3.4 Методика определения коэффициента массоотдачи
Выводы по главе
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Исследование работы роторно-пульсационного аппарата новой конструкции
4.2 Исследование процесса затирания в роторно-пульсационном аппарате
4.3 Исследование диспергирования частиц твердой фазы в роторно-пульсационном аппарате
4.4 Получение уравнений регрессии на основе полнофакторного эксперимента
4.5 Опытные данные кинетики влагопоглощения
4.6 Эквивалентный размер частиц солода
4.7 Исследование диффузионных свойств сырья
4.7.1 Определение коэффициента диффузии
4.7.2 Определение коэффициента массоотдачи
4.8 Исследование качественного состава сусла, полученного на
экспериментальной установке
Выводы по главе
ГЛАВА 5. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
5.1 Методика расчета РПА
5.2 Разработка аппаратурно-технологической схемы производства

5.3 Дегустационная оценка опытного образца пива
Выводы по главе

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А. Экспериментальные данные по определению
рационального количества лопастей
Приложение Б. Экспериментальные данные по деспергированию
солода в РПА
Приложение В. Расчетный лист регрессионного анализа в программе
«Excel»
Приложение Г. Поверхности отклика регрессионного анализа
Приложение Д. Экспериментальные данные кинетики
влагопоглощения
Приложение Е. Экспериментальные данные для расчета значений
коэффициента диффузии
Приложение Ж. Расчетные значения критерия Био и коэффициента
массоотдачи
Приложение 3. Акт испытаний роторно-пульсационного экстрактора... 144 Приложение И. Дегустационный акт

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЭКСТРАГИРОВАНИЯ В РОТОРНО-ПУЛЬСАЦИОННОМ ЭКСТРАКТОРЕ
В данной главе рассмотрены методы математического моделирования процесса экстрагирования сухих веществ из солода в роторно-пульсационном аппарате, с целью сокращения времени, сил и средств по предсказанию возможных будущих результатов, опираясь на экспериментальные данные.
2.1 МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЭКСТРАГИРОВАНИЯ
Для математического описания процесса руководствуются, прежде всего, его направленностью для поставленной цели и задачи исследований, учитывая при этом требуемую точность решения и достоверность полученных данных. Создание модели требует понимание сущности описываемого явления. Так же точное описание процесса и создание модели, принимающее во внимание все факторы происходящего явления, требует дальнейших развитий комплексного исследования. В результате этого в области теоретического исследования и аппаратурного оформления различных процессов значимое развитие невозможно, без созданий научных обоснований и математических методик.
Большое влияние на исследование вопросов моделирования технологических процессов оказали отечественные и зарубежные ученые: Кафаров В. В., Александровский А. А., Ахмадиев Ф. Г., Иванец В. Н., Макаров Ю. И., Liang-Shin Fan и другие [9, 11, 13, 17, 25, 29, 52-56, 58, 63, 65, 81, 117-120]. Анализируя монографии, диссертации и другие научные работы, проф. Ахмадиев Ф. Г. и Александровский А. А. выявили основные подходы, применяемые для моделирования технологических процессов в пищевой промышленности [9, 12]:
• эмпирические методы;
• методы механики сплошных сред;
• вероятностные (стохастические) методы;