Обработка молока низкоинтенсивным инфракрасным излучением

• Автор: Астапов, Андрей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Мичуринск
• Количество страниц: 164 с. : ил.

РЕФЕРАТ
Диссертация содержит 164 машинописных страниц, 53 рисунков, 31 таблиц, 139 литературных источников и 11 приложений.
Ключевые слова: молоко, качество, бактерицидная фаза, кислотность, низкоинтенсивное инфракрасное излучение, охлаждение, энергозатраты.
Цель работы: Обоснование метода и технических средств воздействия на молоко низкоинтенсивным инфракрасным излучением, обеспечивающее снижение энергетических затрат при хранении.
Объект исследований: Процесс обработки свежевыдоенного молока коров низкоинтенсивным инфракрасным излучением в технологии его первичной обработке.
На основе анализа потребления энергоресурсов в технологии производства молока выявлены энергоемкие процессы в первичной обработке молока. Определены основные требование к молоку-сырью. Произведен анализ способов обработки молока электромагнитными полями. Рассмотрены модели взаимодействия низкоинтенсивного инфракрасного излучения с молоком, а также энергетические затраты на охлаждение молока. Экспериментально определены оптимальные параметры низкоинтенсивного инфракрасного излучения для обработки молока, обеспечивающие увеличение сроков хранения без потери качества молока в состоянии первого сорта. Проведена производственная проверка разработанного низкоинтенсивного инфракрасного излучателя и сравнительный технико-экономический анализ его применения.
Внедрение предложенного низкоинтенсивного инфракрасного излучателя позволит повысить эффективность процесса первичной обработки молока и обеспечить снижение потребления электроэнергии при охлаждении.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
1.1 Анализ потребления энергоресурсов технологии производства молока.
1.2 Требования к качеству молока
1.3 Электрофизические свойства молока
1.4 Анализ способов обработки молока электромагнитными полями
1.5 Параметры низкоинтенсивного инфракрасного излучения
2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА КАЧЕСТВО МОЛОКА
2.1 Модели взаимодействия низкоинтенсивного инфракрасного излучения с молоком
2.3 Процесс теплообмена в молокоохладительной установке
2.4 Энергетические затраты на охлаждение молока
3 МЕТОДИКА И ОБОРУДОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЛИЯНИЯ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА МОЛОКО
3.1 Программа исследований и общая методика
3.2 Приборы и оборудование для проведения экспериментов
3.2.1 Оборудование для лабораторных исследований влияния низкоинтенсивного инфракрасного излучения на молоко
3.2.2 Оборудование для хозяйственных исследований влияния низкоинтенсивного инфракрасного излучения на молоко

3.3 Методика определения физико-химических свойств молока
3.4 Методика контроля измерения электросопротивления воды
3.5 Методика исследования воздействия низкоинтенсивного инфракрасного излучения на изменение температуры молока
3.6 Методика проведения испытаний прибора ООМ-1 в емкостях с молоком
3.7 Методика хозяйственных испытаний прибора ООМ-
3.8 Методика статической обработки экспериментальных данных
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА КАЧЕСТВО МОЛОКА
4.1 Оптимизация параметров излучателя для обработки молока
4.2 Результаты исследований воздействия низкоинтенсивного инфракрасного излучения на электрическое сопротивление воды
4.3 Результаты исследований воздействия низкоинтенсивного инфракрасного излучения на температуру молока
4.4 Результаты обработки молока низкоинтенсивным инфракрасным излучением в емкости объемом 3 литра
4.5 Результаты воздействия низкоинтенсивного инфракрасного излучения на физико-химические свойства молока
4.5.1 Изменение сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО)
4.5.2 Изменение плотности молока
4.5.3 Изменение содержания жира в молоке
4.6 Исследование изменений органолептических свойств молока
5 ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ облучения молока
5.1 Результаты испытаний низкоинтенсивной инфракрасной обработки молока

рассматривается воздействие электромагнитного поля на молоко. При этом наблюдается снижение титруемой кислотности на 2 °Т.
1.5 Параметры низкоинтенсивного инфракрасного излучения
На сегодняшний день существует большое количество экспериментальных данных, подтверждающих влияние низкоинтенсивного излучения (плотность потока мощности не более 100 мВт/см2) на биологические объекты в биологии, медицине, ветеринарии, сельском хозяйстве и др.
Взаимодействие электромагнитного излучения с биологическим объектом подразделяется на три группы: первая - процесс, не оказывающий действие на объект в пределах ошибки; вторая - тепловые процессы (незначительное локальное повышение температуры); третья - процесс фото разрушения.
При обработке биологических объектов низкоинтенсивным излучением важными являются параметры: время обработки, режим обработки (импульсный или непрерывный), периодичность.
Низкоинтенсивное излучение обладает рядом свойств: монохроматичность, когерентность, поляризованность, направленность.
Монохроматичность это свойство излучения, при котором частота и амплитуда в течение некоторого времени строго определены:
Асо!со = 0, Асо =
где со - частота излучения, а А со - ширина спектра излучения (Асо/со < <1).. Реальная ширина спектра излучения Д*а определяется эффективной шириной рабочего перехода в активной среде излучателя, свойствами резонатора, длительностью импульса излучения.
Когерентность определяется способностью излучения образовывать четкую интерференционную картину во временной задержке.
Длительность действия излучения определяется конструкцией излучателя. Можно разделить следующие типичные режимы распределения излучения во времени: непрерывный режим; импульсный режим так называемой свободной генерации; режим модуляции добротности резонатора (длительность импульса