Research of Heat Exchange in the Concentration of Vegetable Juice

Abstract

Метою дослідження є вдосконалення теплообмінного обладнання для виробництва концентратів з овочевої сировини, а саме вакуум-випарного апарату з перемішуючим пристроєм Інструментом для визначення переваг запропонованих технічних рішень обрано системний аналіз, а саме імітаційне моделювання. Методи дослідження. Запропоновано новий спосіб концентрування овочевої сировини, а саме розділення на фракції – сік та вичавки, та їх окрема переробка з подальшим поєднанням в різному співвідношенні. Уварювання соку в випарному апараті з мішалкою під вакуумом є основним процесом теплообміну в запропонованому способі переробки. Мішалка являє собою спіральний порожнистий вал з можливістю підведення в порожнину теплоносія, в данному випадку – пари. У результаті проведених експериментів було досліджено залежність коефіцієнта тепловіддачі від числа обертів розробленої мішалки. Аналіз отриманих залежностей дозволив визначити ефективність запропонованих технічних рішень. Експериментальні дослідження стали підґрунтям для системного аналізу процесу, а саме імітаційного моделювання зміни температурного поля в процесі уварювання овочевого соку. Результати. Запропоновано новий спосіб переробки овочевої сировини. Для його реалізації розроблений вакуум-випарний апарат з удосконаленим перемішуючим пристроєм. Проведені експериментальні дослідження з визначення коефіцієнту тепловіддачі під час концентрування соку. Здійснено імітаційне моделювання змін температурного поля в апараті та загального робочого циклу випарного аппарату періодичної дії. Системно-динамічне моделювання виконувалося в середовищі програмного комплексу Vensim. Кінетика температури в процесі нагрівання контролювалася в експериментальному вакуум-випарному апараті. Висновки та обговорення. Визначено залежність коефіцієнта тепловіддачі від числа обертів мішалки під час уварювання овочевого соку в розробленому вакуум-випарному апараті. Створена системно-динамічна модель процесу тепловіддачі, а саме визначено кінетику температури в апараті, що робить можливим подальше комп’ютерне експериментування на підґрунті визначених практичним дослідженням зв’язків складної системи теплообміну.