Обоснование параметров и режимов работы системы СВЧ обеззараживания молока на фермах

• Автор: Пономарев, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Чебоксары
• Количество страниц: 198 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ. ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ЖИДКОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

1.1. Ресурсы требования к качеству молока

1.2. Электрофизические параметры молока

1.3. Анализ существующих способов и технических средст в для обеззараживания жидких продуктов с использованием электрофизических факгоров

1.4. Выводы по главе, цель и задачи исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ УСТАНОВКИ ДЛЯ СВЕРХВЫСОКОЧАСТО ГНО О ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ МОЛОКА

2.1. Объемные резонаторы СВЧ установки для обеззараживания молока

2.2. Обоснование напряженности электрического поля в объемном резонаторе СВЧ генератора, позволяющего обеззараживать молоко
2.3. Расчет необходимого потока мощности ЭМПСВЧ для подавления жизнедеятельности микроорганизмов в молоке
2.4. Методика согласования параметров установки для сверхвысокочастотного обеззараживания молока
2.5. Выводы по главе
3. МЕТОДИКА И СРЕДСТВА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Частные методики исследований и измерительная аппаратура
3.2. Разработанные проточные СВЧ установки для обеззараживания молока
3.2.1. Схема технологического процесса производства пастеризованного молока
3.2.2. Описание разработанных установок для обеззараживания молока с использованием энергии электромагнитных излучений
3.2.3. Разработанная, изготовленная и испытанная СВЧ установка для обеззараживания молока
3.3 Выводы по главе
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СВЧ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ МОЛОКА
4.1. Расчет конструктивнотехнологических параметров СВЧ установки для обеззараживания молока
4.2. Результаты экспериментальных исследований динамики нагрева молока и снижения общего микробного числа при воздействии электромагнитных излучений
4.3. Оптимизация режимных параметров проточной СВЧ уста 4 новки для обеззараживания молока
4.4. Выводы по главе . .
5. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СВЧ УСТАНОВКИ 4 В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ ПРОИЗВОДСТВА ПАСТЕРИЗОВАННОГО МОЛОКА.
5Л Техникоэкономические показателиприменения установки .4 для сверхвысокочастотного обеззараживания молока в составе,пастеризационно охладительного аппарата
5.2. Рекомендации производству по обеззараживанию молоках ис 1 пользованием СВЧ установки
5.3. Требованияпо технике безопасности при работе с СВЧ уста 1 новкой для обеззараживания молока
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Коэффициент динамической вязкости при температуре молока 5С составляет 2, Пас, а при С 0,3 Па с. Кинематическая вязкость молока при температуре 5С составляет 2,6 м2с, а при С 0,6 м2с. Поверхностное натяжение сила, действующая на поверхность жидкости. Между вязкостью и поверхностным натяжением молока наблюдается обратная корреляционная зависимость . Осмотическое давление и точка замерзания молока как биологической жидкости почти не отличаются от таковых крови. Средняя температура замерзания коровьего молока около 0,5С, а осмотическое давление молока в среднем равно 6,7 атм. Тепловые свойства молока и молочных продуктов характеризуются теплопроводностью, температуропроводностью и теплоемкостью. ДжкгС. Коэффициент теплопроводности молока при С составляет 0, ВтмС, а при С 0, В гмС. Коэффициент температуропроводности молока при С равен мс, а при С 9, мс. Электропроводность молока колеблется , 4 . Ом. На электропроводность молока влияет физиологическое состояние коров, а также различные заболевания. При заболеваниях животных в молоке повышается содержание солей, поэтому величина электропроводности увеличивается, доходя иногда, например, при мастите и туберкулезе до 0 Ом. Графики изменения физических параметров плотности, удельной тепло
емкости, кинематической вязкости, коэффициента теплопроводности молока от температуры представлены на рис 1. Кинематическая вязкость молока квадр. Рисунок 1. Оптические свойства молока. Лучепреломляющая способность молока больше чем у воды. Бактерицидные свойства молока Молоко, находящееся в вымени, содержит небольшое количество микроорганизмов, так как оно обладает бактерицидными свойствами. Микробы, попадая в молоко через соски вымени, не только не размножаются, но постепенно погибают. Это объясняется наличием в молоке бактерицидных веществ, которые образуются в организме животного. Бактерицидные вещества находятся в свежевыдоенном молоке, а в кипяченом и пастеризованном их нет, гак как они разрушаются при нагревании до . Королев С. А. установил, что при С в стерилизованном молоке процесс размножения микроорганизмов в течение первых 6 часов протекает в раз быстрее, чем в сыром молоке. При температуре хранения . С в стерилизованном молоке количество микрофлоры увеличилось через 6 часов в 5 раз, в сыром же молоке, даже через сутки, всего лишь в 1,5. Бактерицидные свойства сохраняются тем дольше, чем ниже температура молока и чем меньше обсемененность его микрофлорой. Диэлектрические характеристики молока. Используя существующие значения диэлектрической проницаемости, тангенса угла диэлектрических потерь и фактора потер молока в зависимости от температуры, жирности проведено теоретическое обоснование режимов воздействия ЭМИ на молоко. Молоко только при температуре более С обладает низкой удельной теплоемкостью 3, кДжкгС, это значит нагрев его в электрическом поле СВЧ целесообразно начать при температуре выше С. Такая температура достигается мосле Iой секции регенерации в пастеризационно охладительной установке. При этом диэлектрические характеристики молока практически не зависят от температуры ,8. МГц . Анализ показывает, что при частоте МГц фактор потерь,достаточно высокий ,8, чем при других частотах. Поэтому оптимальной частотой ЭМИ следует считать МГц. Молоко представляет собой с электрофизической точки зрения несовершенный диэлектрик. Оно имеет достаточно высокую диэлектрическую проницаемость и низкую электропроводность при жирности выше 3, обусловленную, как правило, свободными ионами вещества. Это есть наведенная поляризация . Дипольная поляризация характерна для молока. В ЭМПСВЧ эффекты поляризации связаны с затратой энергии поля, поскольку непрерывное изменение направления поляризации сопровождается выделением тепловой энергии в молоке. Потери энергии, связанные с дипольной поляризацией, имеют широкий максимум, лежащий в диапазоне частот 9 Гц. С этой точки зрения диэлектрический нагрев молока наиболее эффективен именно в СВЧ диапазоне волн. Для ионной и наведенный поляризации свойствен резонансный характер зависимости потерь от частоты и наибольший эффект проявляется в ИК и УФ областях.