Импульсное диспергирование многокомпонентных пищевых систем и его аппаратурная реализация

• Автор: Орешина, Марина Николаевна
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 362 с. : ил.

1 Синтез структуры теории импульсного диспергирования многокомпонентных пищевых систем.
1.1 Задачи диссертационного исследования, структура теоретических и прикладных аспектов решения научной проблемы

2 Ультратонкое диспергирование многокомпонентных пищевых,

систем основы теории и аппаратурное оформление.

2.1 Связь явлений диспергирования и перемешивания

2.2 Анализ физических моделей диспергирования

2.3 Современные конструкции устройств для диспергирования

эмульсий и суспензий.

3 Модели и инженерный метод расчета процесса диспергирования частиц в составе эмульсий и суспензий возмущениями сре

3.1. Физические модели и аналитическое описание измельчения

частиц возмущениями давления среды.

3.2. Расчет дробления частиц в составе эмульсий и суспензий ультразвуковыми и ударными возмущениями давления.
3.3. Определение аналитических зависимостей энергии затрачиваемой на дробление частиц в составе эмульсий и суспензий
4 Экспериментальные исследования характеристик дисперсности
многокомпонентных пищевых систем.
4.1 Определение дисперсности пищевых эмульсий на примере коровьего молока.
4.2 Статистическая обработка результатов экспериментального исследования размеров частиц в молоке
5 Экспериментальные исследования дробления капель возмуще
ниями среды различного вида
5.1. Методика экспериментальных исследований.
5.2 Модель автоматизированной системы контроля, составлен
ная с использованием технологий виртуальных приборов
5.3. Постановка задачи контроля технического состояния
средств автоматизации
5.4. Оптимизация поверки измерительного комплекса АСК
5.5 Определение оптимального числа наблюдений для оценки технического состояния измерительных приборов
5.6 Диспергирование ударными возмущениями давления
5.7 Диспергирование ультразвуковыми возмущениями давления
5.8 Диспергирование возмущениями давления малой интенсивности
5.9 Анализ результатов экспериментальных исследований диспергирования капель в жидких средах
6 Разработка устройств для диспергирования.
6.1. Методика разработки устройств для диспергирования с использованием импульсных воздействий
6.2. Разработка вариантов конструкций импульсного диспергатора.
6.3. Экспериментальные исследования импульсного дисперга
тора с рабочим органом в виде поршня
6.4. Экспериментальные исследования импульсного дисперга
тора с рабочим органом в виде мембраны
6.5. Разработка промышленных вариантов импульсных диспергаторов.
6.6. Сравнительный анализ теоретических и экспериментальных исследований импульсного диспергатора
7 Замораживание и сублимационная сушка тонкодисперсных
жидких пищевых систем.
7.1. Аналитическое описание теплообмена при замораживании тонкодисперсных систем
7.2 Аналитическое описание сублимационной сушки замороженных тонкодисперсных сред
7.3 Экспериментальные исследования замораживания и сублимационной сушки тонко дисперсных пищевых систем
Общие выводы.
Список использованных источников


По существу в этом проявляется природная закономерность самопроизвольного увеличения энтропии любой системы как меры однородности распределения параметров вплоть до максимального значения. Поэтому как раздробленные, так и не раздробленные частицы эмульсии самостоятельно равномерно распределяются в пространстве. В результате введенный выше показатель гомогенности продукта принимает устойчивое значение, соответствующее предельно высокой степени
диспергирования или экстремально низкому значению зависящему только от масштаба оценки процесса и размеров частиц. Взависимости от масштаба оценок один, и тот же продукт может быть признан. От масштабов оценок в исследуемые. В общем случае результат оценки зависит и от изменения ориентации мерных объемов в пространстве. В связи с малыми размерами, частиц. Альтернативным способом оценки данного параметра является предложенный нами анализ микрофотографий исследуемой дисперсной системы, проводимый в следующей последовательности. Выбирается величина масштаба оценки. На микрофотографию исследуемого продукта наносится сетка с шагом, равным выбранному масштабу оценки гомогенности рис. В каждой ячейке этой сетки определяется площадь, занятая дисперсной фазой 7 и дисперсионной средой Рср. Концентрация дисперсной фазы в ой ячейки равна относительной пло
щади пробной площадки, занятой дисперсной фазой в степени . Эта
степень определяется тем, что объем пропорционален размеру частицы в третьей степени, а площадь во второй. Определяется показатель гомогенности по выражению 2. Изменяются несколько раз значения масштаба оценки диспергирования, в большую и меньшую стороны, и рассчитывается показатель, гомогенности по пунктам . Проводится анализ показателя гомогенности в зависимости от выбранных масштабов оценки. Рассмотрим данную методику на примере анализа микрофотографий эмульсии до и после обработки. В данной необработанной эмульсии средний размер частиц дисперсных фаз составляет 5 мкм, а в обработанной 2мкм, выбираются масштабы оценок в несколько раз больше этих параметров и меньше1 их. На фотографиях чертится прямоугольник с размером, например, 0x мм и рассчитывается масштабный коэффициент, далее несколько раз в зависимости от количества масштабов оценки строится . На графиках, изображенных на рис. Анализ графиков показал, что при малых масштабах оценки диспергирования при масштабах, меньших 5. При больших масштабах оценок показатель степени гомогенности уменьшается, то есть оценки диспергирования улучшаются. При масштабах оценок, больших некоторой величины, степень диспергирования как обработанной, так и необработанной эмульсии может быть признана одинаковой. Показатель гомогенности влияет и на скорость разделения дисперсных систем отстаиванием. Ранее было замечено, что значение показателя гомогенности зависит размеров частиц дисперсных фаз, то есть чем мельче частицы дисперсных фаз, тем дисперсная система является более гомогенной. Для доказательства данного предположения используем формулу Стокса. Под действием силы тяжести дисперсные системы с течением времени разделяются на более легкую и тяжелую фракции. Это не противоречит теории о равномерности распределения частиц в ходе диффузионных процессов, так как диффузионные процессы рассматриваются в системе, на которую не действуют внешние силы. Рис. Распределение частиц дисперсной фазы эмульсии до и после диспергирования при масштабе оценки процесса а, б, в соответственно в 1,5 4 8 раз больше среднего диаметра частиц до обработки с 5 мкм
Рис. V скорость частицы, мс время, с О диаметр частицы, м р плотность среды, кгм3 Ар разность плотностей частицы и окружающей среды,
кгм ускорение силы тяжести, мс площадь миделевого сечения частицы, м2 Яв сила сопротивления, вызванная вязкостью, Н тмасса частицы, кг. Первый член в правой части этого выражения разность сил тяжести и архимедовой силы, второй член сила лобового сопротивления, третий вязкостное сопротивление движению частицы. Сила вязкостного сопротивления Д является функцией скорости V, диаметра частицы А и вязкости среды у, т. ЯвУ, А у.