Разработка технологии поточной вакуум-кристаллизации лактозы в сгущенных лактозосодержащих продуктах

• Автор: Кирсанов, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 05.18.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 125 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. Общая характеристика работы

1 Анализ состояния проблемы

1.1 Основы теории кристаллообразования

1.2 Физико-химические свойства лактозы

1.3 Способы кристаллизации лактозы при производстве лактозо-

содержащих продуктов и их аппаратурное оформление

1.3.1 Кристаллизация лактозы при производстве сгущённых мо-

лочных консервов с сахаром

1.3.2 Кристаллизация лактозы при производстве сухой

молочной сыворотки
1.3.3 Кристаллизация лактозы при производстве молочного сахара.
Методология исследований
2.1 Структура, организация, объекты и схема исследований
2.2 Методы исследований, приборное обеспечение
2.2.1 Стандартизованные экспериментальные методы
2.2.2 Общепринятые и оригинальные экспериментальные методы
2.3 Методы математического моделирования и статистической
обработки экспериментальных данных
Исследования гидродинамических и теплообменных процессов
распыливання лактозосодержащих продуктов
3.1 Теоретические исследования истечения лактозосодержащего
продукта в вакуум-камеру
3.1.3 Исследование гидродинамических параметров распыливання
перегретого лактозосодержащего продукта в вакуум-камере
3.1.2 Исследования процессов тепломассообмена при впрыскива-
нии лактозосодержащего продукта в вакуум-камеру
3.2 Экспериментальные исследования гидродинамических пара-
метров распыливання лактозосодержащего продукта в ваку-
ум-камере
3.2.1 Определение угла раскрытия факела
3.2.2 Определение плотности орошения
Аналитическое обоснование возможности поточного процесса
кристаллизации лактозы при расныливаним в вакуум-камере
сгущённого молока с сахаром

4.1 Теплофизические характеристики анализируемых систем
4.2 Кристаллизация лактозы в сгущённом молоке с сахаром
5 Разработка технологии поточной кристаллизации лактозы при
распыливании сгущенного молока с сахаром в вакуум-камере
5.1 Экспериментальная установка для проведения исследований
процесса поточной вакуум-кристаллизации лактозы в лактозосодержащих продуктах
5.2 Исследование процесса кристаллизации лактозы при распыливании молока цельного сгущённого с сахаром в вакуум-
камере
5.2.1 Разработка опытно-промышленного образца поточного вакуум-кристаллизатора
5.2.2 Исследование качественных характеристик готовой продукции
5.2.3 Технология продуктов молокосодержащих сгущенных с саха-

Основные выводы
Список использованной литературы
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы.
Одной из приоритетных государственных целей в рамках комплексных мероприятий, направленных на обеспечение стратегической безопасности страны, является обеспечение населения страны высококачественными и безопасными продуктами питания. Соответственно актуализируются задачи создания новых высокоэффективных технологий производства и разработки системных подходов к формированию условий своевременной модернизации существующих производственных мощностей путем направленного развития нормативно-технической базы и обеспечения финансово-правовой поддержки соответствующих отраслей пищевой промышленности.
С учетом территориальных особенностей России особую важность приобретает задача рационализации технологии сгущенных и сухих молочных и молокосодержащих консервов, как высокопитательных продуктов с длительными сроками годности. Одним из приоритетных направлений исследований в рамках технологий консервированных продуктов на молочной основе по праву считается процесс кристаллизации лактозы. На сегодняшний день при производстве сгущенных молочных (молокосодержащих, молочных составных) продуктов с сахаром наиболее распространен периодический способ кристаллизации лактозы, предполагающий использование вакуум-кристаллизаторов периодического действия с применением затравочного материала в виде мелкокристаллической сухой лактозы или её суспензии. А при производстве сухих продуктов - либо отсутствует, либо представлен аналогичным оборудованием. Соответственно эффективность процесса напрямую зависит от соблюдения температурных режимов, концентрационных особенностей системы, качества затравочного материала, а его аппаратурное оформление предполагает наличие больших площадей, высокую энергоемкость, наличие сложных инженерных систем с обязательным наличием котельной при производстве. Продолжительность процесса в классических технологиях составляет от 40 минут до 1,5 часов и более.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ И ТЕПЛООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ РАСПЫЛИВАНИЯ ЛАКТОЗОСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ В ВАКУУМ-КАМЕРЕ
Процесс распада жидкой струи на капли рассмотрен в значшельноч количестве работ российских и зарубежных авторов [14,15,17,18,34,35,36,39. 53,102,117,130]. Установлены основные факторы, влияющие на процесс распиливания, изучены возможные способы сё интенсификации, одним из которых явилась идея использования перегрева жидкости для улучшения условий распыливания. Использование перегрева даёт возможность получения более высокой степени дисперсности при значительно меньших затратах мощности.
Интересны сведения о скорости полёта капель в зависимости от их размеров и расстояния от оси факела [20], это необходимо при расчете габариюв камер. Однако в этих работах не рассматривается распылнванис перегретой жидкости в вакууме, хотя плотность газовой среды в камере имеет существенное значение и может изменить характеристики процесса. При достаточно глубоком вакууме, когда плотность газовой среды незначительна, распылнванис должно происходить, в основном, за счёт взрывообразного испарения.
Механизм распыления заключается в том, что образующиеся в жидкости, вследствие воздействия вакуума, пузырьки пара растут с большой скоростью и разрывают струю. Учитывая, что с ростом температуры радиус первоначально образовавшегося пузырька пара уменьшается, вызывающая распад струи сила увеличивается. Влияние степени перегрева в данном случае еще более усиливается, поскольку распыливание происходит в сильно разреженной среде.
Таким образом, основными факторами, определяющими процесс распыливания перегретой жидкости в вакууме, являются диаметр первоначально образовавшихся паровых пузырьков, нх количество и скорость роста [29,42,116]. В связи с тем, что имеющиеся данные по кинетике возникновения и роста пузырьков пара в зоне вакуума недостаточные, целесообразно их использование в сочетании с экспериментальными исследованиями этого процесса, что позво-