Введение
1. Общие сведения об ёмкостном оборудовании 37
1.1. Назначение ёмкостного оборудования 37
1.2. О значимости гидродинамических, тепловых и реологических исследований при обработке жиросодержащих и других видов пищевых продуктов в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами 39
1.3. Теоретические предпосылки разработки высокоэффективного ёмкостного оборудования с перемешивающими устройствами очищающего и шиберного типов для обработки жиросодержащих и других вязких пищевых продуктов 44
1.4. Выводы по первой главе 47
2. Техника и методика обработки данных экспериментальных исследований 49
2.1. Установка для исследований реологических характеристик жиросодержащих и других аномально-вязких пищевых продуктов .49
2.2. Методика обработки реологических характеристик жиросодержащих пищевых продуктов при их различных фазовых состояниях. Обобщённые температурные зависимости вязкости и единые скоростные температурно-инвариантные характеристики исследуемых продуктов 50
2.3. Экспериментальная установка для исследований гидродинамических и тепловых процессов в модели ёмкостного оборудования с перемешивающими устройствами очищающего и шиберного типов для обработки жиросодержащих и других вязких пищевых продуктов 58
2.4. Методика исследований гидродинамических и тепловых процессов в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами очищающего и шиберного типов. Специфика проводимых исследований 62
2.5. Выводы по второй главе 64
Исследование реологических характеристик жиросодержащих и других вязких пищевых продуктов с псевдопластичными свойствами 66
3.1. Общие сведения о пищевых продуктах с аномально-вязкими свойствами 66
3.2. Цель исследований реологических характеристик жиросодержащих и других вязких пищевых продуктов 73
3.3. Теоретические предпосылки обобщения реологических характеристик отдельных групп жиросодержащих и других вязких пищевых продуктов с наиболее родственными характерными признаками 75
3.4. Кисломолочные напитки
3.4.1. Кисломолочные напитки "Бифидок", "Ряженка" с содержанием жира 2,5%, кефир "Фруктовый", кефир "Детский", "Ряженка" с содержанием жира 4% 76
3.4.2. Обобщённая температурная зависимость эффективной вязкости и единая скоростная температурно-инвариантная характеристика эффективной вязкости кисломолочных напитков. Математическое описание полученных зависимостей 77
3.5 Кисломолочные продукты 83
3.5.1. Сметана с содержанием жира 10%, 15%, 20% и 30% 84
3.5.2. Обобщённая температурная зависимость эффективной вязкости и единая скоростная температурно-инвариантная характеристика эффективной вязкости сметаны с различным содержанием жира. Математическое описание полученных зависимостей 86
3.6. Маргарины 90
3.6.1. Мягкие маргарины "Утро", "Росинка", "Домашний", "Лакомка", "Сливочный 92
3.6.2. Маргарины брусковые "Росинка", "Утро", "Сливочный новый", "Домашний", "Волшебница" 94
3.6.3. Обобщённая температурная зависимость эффективной вязкости и единая скоростная температурно-инвариантная характеристика вязкости мягких и брусковых маргаринов. Математическое описание полученных зависимостей 95
3.7. Майонезы 102
3.7.1. Майонезы "Утро", "Нежко", "Для салатов", "Новый", "Провансаль", "Колибри" и "Лёгкий" 102
3.7.2. Обобщённая температурная зависимость эффективной вязкости и единая скоростная температурно-инвариантная характеристика эффективной вязкости майонезов. Математическое описание полученных зависимостей 105
3.8. Комбинированные жировые продукты — спреды ПО
3.8.1. Спред"Домашний" 111
3.8.2. Спред "Веста" 111
3.9. Мясные студни 113
3.9.1. Мясные студни "Праздничный", "Куриный" и "Домашний" 113
3.9.2. Обобщённая температурная зависимость эффективной вязкости и единая скоростная температурно-инвариантная характеристика эффективной вязкости мясных студней. Математическое описание полученных зависимостей 115
3.10. Кулинарные жиры 120
3.10.1. Кулинарный жир "Сало растительное" 120
3.10.2. Кулинарный жир "Фритюрный" 120
3.11. Пищевые продукты, не содержащие жиров: кетчуп "Шашлычный острый", кетчуп "Сладкий", разжиженная ржаная закваска, раствор хлебной мочки, сок "Овощная смесь", томатный сок 122
3.12. Выводы по третьей главе 124
4. Теоретические основы расчёта расходуемой энергии в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами очищающего и шиберного типов при обработке вязких жиросодержащих пищевых продуктов с псевдопластичными свойствами 130
4.1. Состояние вопроса 130
4.2. Гидродинамические особенности обработки жиро содержащих и других вязких пищевых продуктов с аномально-вязкими свойствами в ёмкостном оборудовании. Проблемы перемешивания таких продуктов 132
4.3. Анализ литературных источников по расходуемой энергии в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами очищающего и шиберного типов 135
4.4. Математическое моделирование процессов по определению расходуемой энергии в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами при обработке жиро содержащих и других вязких пищевых продуктов с псевдопластичными свойствами 152
4.4.1. Разработка математической модели расходуемой энергии в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами очищающего типа при турбулентном режиме и угле установки лопастей менее 90 —первая модель 154
4.4.2. Разработка математической модели расходуемой энергии в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами очищающего типа с центральными отражательными лопастями при турбулентном режиме и угле установки лопастей менее 90 167
4.4.3. Разработка математической модели расходуемой энергии в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами шиберного типа при ламинарном режиме и угле установки лопастей не более 15 175
4.4.4. Разработка математической модели расходуемой энергии в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами шиберного типа при ламинарном режиме при угле установки лопастей менее 15 и центральными отражательными лопастями 189
4.4.5. Разработка математической модели для градиента скорости сдвига продукта в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами очищающего типа на основании полуэмпирической теории турбулентного переноса 194
4.4.6. Полу эмпирическая модель расчёта расходуемой энергии в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами очищающего типа при турбулентном режиме и угле установки лопастей менее 90 - вторая модель 198
4.4.7. Разработка математической модели расходуемой энергии в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами шиберного типа при турбулентном режиме и угле установки лопастей 90 205
4.4.8. Разработка математической модели расходуемой энергии при турбулентном режиме в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами очищающего типа с эластичной рабочей кромкой при угле установки лопастей 90208
4.4.9. Сопоставление разработанных математических моделей реальному процессу по расходу энергии и градиенту скорости в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами.210
4.5. Критериальные уравнения для определения расходуемой энергии в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами очищающего и шиберного типов при обработке сред с ньютоновскими свойствами и жиросодержащих пищевых продуктов с неньютоновскими псевдопластичными свойствами 217
4.6. Выводы по четвёртой главе 222
5. Моделирование расходуемой энергии в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами очищающего и шиберного типов при обработке жиросодержащих пищевых продуктов и других вязких сред 225
5.1. Цель и задачи исследований 225
5.2. Экспериментальные исследования и получение обобщённых уравнений для расчёта расходуемой энергии в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами очищающего типа при обработке жиросодержащих продуктов и вязких сред с ньютоновскими и неньютоновскими псевдопластичными свойствами 226
5.2.1. Исследования по определению зависимости критерия мощности от критерия Рейнольдса центробежного при изотермическом движении модельной среды с ньютоновскими свойствами -раствора глицерина 226
5.2.2. Исследования по определению зависимости критерия мощности от критерия Рейнольдса центробежного при неизотермическом движении модельных сред с ньютоновскими свойствами -растворов глицерина 230
5.2.3. Исследования по определению зависимости критерия мощности от критерия Рейнольдса центробежного обобщённого при неизотермическом движении модельной среды с неньютоновскими псевдопластичными свойствами - раствора карбоксилметилцеллюлозы 233
5.2.4. Исследования по определению зависимости критерия мощности от критерия Рейнольдса центробежного обобщённого при неизотермическом движении продукта с неньютоновскими
псевдопластичными свойствами - сметаны с содержанием жира
15% 235
5.2.5. Исследования по определению зависимости критерия мощности от критерия Рейнольдса центробежного обобщённого при неизотермическом движении продукта с неньютоновскими псевдопластичными свойствами - майонеза "Колибри" 237
5.2.6. Исследования по определению зависимости критерия мощности от критерия Рейнольдса центробежного обобщённого при неизотермическом движении продукта с неньютоновскими псевдопластичными свойствами - кетчупа "Сладкий" 237
5.2.7. Исследования по определению зависимости критерия мощности от критерия Рейнольдса центробежного обобщённого при неизотермическом движении продукта с неньютоновскими псевдопластичными свойствами — ряженки с содержанием жира 4% 240
5.2.8. Единая зависимость критерия мощности от критерия Рейнольдса центробежного обобщённого при неизотермическом движении жиросодержащих пищевых продуктов и других вязких сред с неньютоновскими псевдопластичными свойствами при ламинарном, переходном и турбулентном течениях в ёмкостном оборудовании с очищающим перемешивающим устройством .242
Экспериментальные исследования и получение обобщённых уравнений для расчёта расходуемой энергии в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами шиберного типа при обработке жиросодержащих пищевых продуктов и других вязких сред с ньютоновскими и неньютоновскими псевдопластичными
свойствами 246
5.3.1. Исследования критерия мощности при различном числе лопастей перемешивающих устройств при изотермическом и неизотермическом движении модельных сред с ньютоновскими свойствами — растворов глицерина 246
5.3.2. Исследования критерия мощности при различных геометрических размерах лопастей перемешивающих устройств, изотермическом и неизотермическом движении модельных сред с ньютоновскими свойствами - растворов глицерина 254
5.3.3. Исследования критерия мощности при расположении лопастей перемешивающих устройств под углом 15, неизотермическом движении среды с ньютоновскими свойствами - растворов глицерина 257
5.3.4. Исследования критерия мощности при неизотермическом движении модельной среды с неньютоновскими псевдопластичными свойствами — раствора карбоксилметилцеллюлозы 259
5.3.5. Исследования критерия мощности при неизотермическом движении продукта с неньютоновскими псевдопластичными свойствами — сметаны с содержанием жира 15% 261
5.3.6. Исследования критерия мощности при неизотермическом движении продукта с неньютоновскими псевдопластичными свойствами - майонеза "Колибри" 261
5.3.7. Исследования критерия мощности при неизотермическом движении продукта с неньютоновскими псевдопластичными свойствами - кетчупа "Сладкий" 262
5.3.8. Исследования критерия мощности при неизотермическом движении продукта с неньютоновскими псевдопластичными свойствами - ряженки с содержанием жира 4%" 263
5.3.9. Обобщённая зависимость критерия мощности для
жиросодержащих пищевых продуктов и других вязких сред с неньютоновскими псевдопластичными свойствами при их неизотермическом движении в ёмкостном оборудовании с
перемешивающими устройствами шиберного типа 263
5.4. Выводы по пятой главе 266
6. Теоретические основы расчёта теплообмена в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами очищающего и шиберного типов при обработке жиросодержащих и других вязких пищевых продуктов с неньютоновскими псевдопластичными свойствами 269
6.1. Состояние вопроса. Специфические условия теплообмена в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами очищающего и шиберного типов при обработке жиросодержащих и других вязких пищевых продуктов 269
6.2 Анализ литературных источников по теплообмену в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами 271
6.3. Критериальные уравнения теплообмена с учётом диссипации энергии в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами очищающего и шиберного типов при обработке жиросодержащих пищевых продуктов с неньютоновскими псевдопластичными свойствами 278
6.4. Математическое моделирование процессов теплообмена в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами очищающего типа при обработке жиросодержащих и других вязких пищевых продуктов с неныотоновскими псевдопластичными свойствами 281
6.5. Математическое моделирование процессов теплообмена в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами шиберного типа при обработке жиросодержащих и других вязких пищевых продуктов с неньютоновскими псевдопластичными свойствами 292
6.6. Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований по теплоотдаче на стороне обрабатываемого продукта с неньютоновскими псевдопластичными свойствами в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами очищающего и шиберного типов 295
6.7. Выводы по шестой главе 297
7. Моделирование тепловых процессов в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами очищающего и шиберного типов при обработке жиросодержащих пищевых продуктов и других вязких сред с ньютоновскими и неньютоновскими псевдопластичными свойствами. получение обобщённых зависимостей для расчёта тепловых процессов в ёмкостном оборудовании 299
7.1. Задачи исследований 300
7.2. Моделирование тепловых процессов в ёмкостном оборудовании с
перемешивающими устройствами очищающего типа 301
7.2.1. Экспериментальные исследования теплоотдачи при обработке
модельных сред с неньютоновскими свойствами 301
7.2.2. Установление влияния критерия Рейнольдса на теплоотдачу .302
7.2.3. Установление влияния критерия Прандтля на теплоотдачу 305
7.2.4. Экспериментальные исследования теплоотдачи при обработке
жиросодержащих и других вязких пищевых продуктов и сред с
неньютоновскими псевдопластичными свойствами 307
7.2.5. Критериальная зависимость теплоотдачи от критерия Прандтля обобщённого 308
7.2.6. Единая обобщённая критериальная зависимость теплоотдачи от критерия Рейнольдса обобщённого для жиросодержащих и других вязких продуктов и сред с неньютоновскими псевдопластичными свойствами при их нагревании и охлаждении в ёмкостном оборудовании с перемешивающими
устройствами очищающего типа 311
7.3. Моделирование тепловых процессов в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами шиберного типа при обработке жир о содержащих пищевых продуктов и других вязких сред с ньютоновскими и неньютоновскими псевдопластичными свойствами 322
7.3.1. Экспериментальные исследования теплоотдачи при обработке модельных сред с ньютоновскими свойствами 322
7.3.2. Установление влияния критерия Рейнольдса на теплоотдачу при обработке модельных сред с ньютоновскими свойствами 323
7.3.3. Установление влияния критерия Прандтля обобщённого на теплоотдачу при обработке жиросодержащих и других вязких пищевых продуктов и сред с неньютоновскими псевдопластичными свойствами 324
7.3.4. Экспериментальные исследования теплоотдачи в ёмкостном оборудовании с перемешивающими устройствами шиберного типа при обработке жиросодержащих и других вязких пищевых продуктов и сред с неньютоновскими псевдопластичными свойствами. Единая обобщённая критериальная зависимость теплоотдачи от критерия Рейнольдса обобщённого. Сопоставление экспериментальных и теоретических данных 326
7.3.5. Экспериментальные исследования теплоотдачи в ёмкостном оборудовании при различном числе лопастей на перемешивающих устройствах 332
7.3.6. Экспериментальные исследования теплоотдачи в ёмкостном оборудовании при различных геометрических размерах лопастей перемешивающих устройств 335 7.3.7. Экспериментальные исследования теплоотдачи в ёмкостном оборудовании при расположении лопастей перемешивающих
устройств шиберного типа под углом 15 338
7.4. Выводы по седьмой главе 340
8. Новые конструктивные решения ёмкостного оборудования, методики его инженерных расчётов, внедрение результатов исследований, их технико экономическая эффективность и перспективы внедрения результатов исследований 342
8.1. Новые конструктивные решения ёмкостного оборудования для обработки жиросодержащих и других вязких пищевых продуктов с неньютоновскими псевдопластичными свойствами 342
8.2. Методы инженерных- расчётов ёмкостного оборудования с перемешивающими устройствами очищающего и шиберного типов при обработке жиросодержащих и других вязких пищевых продуктов с неньютоновскими псевдопластичными свойствами 343
8.3. Внедрение результатов исследований 344
8.4. Технико-экономическая эффективность предложенных решений 346
8.5. Перспективы применения результатов исследований 349
8.6. Выводы по восьмой главе 350
Основные результаты работы и выводы 352
Список литературы
