ОПТИМІЗАЦІЯ ПРОЦЕСУ ВОДОПІДГОТОВКИ ДЛЯ ВІДНОВЛЕННЯ СОКІВ ЗА ДОПОМОГОЮ ГІДРОДИНАМІЧНОЇ КАВІТАЦІЇ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.31073/foodresources2024-23-22

Ключові слова:

дегазація, гідродинамічна кавітація, вода, соки, активація

Анотація

Предмет. Підвищення ефективності дегазації води в технологіях відновлення соків за рахунок використання в циклі вакуумної дегазації інтенсифікуючого впливу гідродинамічної кавітації, яку запропоновано реалізовувати в кавітаційному апараті роторно-пульсаційного (РПА) типу зі спеціально розробленою конструкцією. На основі попереднього розрахунку запропоновано три режими обробки для вибору оптимального, які порівнювались з обробкою без застосування впливу кавітації. Мета. Вивчення  можливості підвищення ефективності вакуумної дегазації води за рахунок використання РПА на основі оцінки концентрації залишкового кисню, можливості досягнення активації води, яка характеризується зміною рН, ОВП, електропровідності, а також часу релаксації. Оцінкою впливу кавітації на перебіг процесу відновлення соків за кількістю розчинних сухих речовин, показником титрованої кислотності, рН та стабільності при зберіганні з визначенням мікробіологічного показника. Методи. Аналіз та дослідження проводились з використанням методичних підходів. Результати. Показали ефективним використання РПА в комплексі з вакуумною дегазацією за динамікою зниження концентрації кисню з 5.6 до 2.0 мг/л, для порівняння, при обробці вакуумною дегазацією зниження становило до 4.7 мг/л за аналогічний час обробки. Досягнуто ефекту активації води, який залишався стабільним не менше 48 годин і супроводжувався підвищенням рН від 0.9 до 1.18 залежно від режимів, зниженням ОВП від 11 до 15 мВ та зниженням електропровідності в діапазоні від 8 до 15 мкСм. Досягнуто підвищення масової частки розчинних сухих речовин, яке склало 15.43% і 15.92%, а показник рН 3.8 та 4.0, для порівняння у зразках оброблених вакуумною дегазацією – 14.3%, а рН – 3.55. Оцінка за мікробіологічними показниками показала, що більш ефективною з точки зору підвищення стійкості соку є дегазація з використанням кавітаційних ефектів, що підтверджено незначним зростанням КМАФАМ і дріжджів. Окрім цього обладнання відповідає критеріям енергоефективності, екологічності і є простим у реалізації для промислових масштабів. Сфера застосування результатів. В технологіях відновлення соків з низькою кислотністю.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Веретельник Т.И., Цыба А.А., Себко А.В. Влияние гидродинамической кавитационной обработки на электрохимические показатели водопроводной воды. Вісник НТУУ «КПІ». Серiя машинобудування. 2014. №3 (72), C. 97-103 https://ela.kpi.ua/server/api/core/bitstreams/c4fff15a-8621-4bce-b3ab-d15591aa87ff/content

Ashokkumar M., Krasulya O. & Shestakov S., Rink R. A new look at cavitation and the applications of its liquid-phase effects in the processing of food and fuel. Applied Physics Research. 2012. Vol. 4, No. 1, P. 19-29 http://dx.doi.org/10.5539/apr.v4n1p19

Вітенько Т., Сілін Р., Баран Б., Гордєєв А. Гідродинамічна кавітація у масообмінних, хімічних і біологічних процесах: монографія. Хмельницький нац. ун-т. — Хмельницький: ХНУ, 2009. 254 с.

Вітенько Т.М., Гащин О.Р. Гідродинамічна кавітація як один із способів активації рідких середовищ. Наукові праці ОНАХТ. 2006, Вип.28, Т.2 С. 20-23 https://scholar.google.com.ua/citations?view_op=view_citation&hl=uk&user=61aJLWUAAAAJ&cstart=20&pagesize=80&citation_for_view=61aJLWUAAAAJ:EYYDruWGBe4C

Dolinskiy A., Tselen B., Ivanitskiy G., Konyk A., Radchenko N., Hartvih A. Using of the energydiscrete-pulse inputmethod forthe condensatenatural gas combustion productsneutralizing, Scientific Works. 2017. Vol. 81(1), Р. 9-14 https://doi.org/10.15673/swonaft.v81i1.663

Маргуліс М. Сонолюмінісценція. Успіхи фіз. наук. 2000, 170(3), С. 263 – 287.

Chaudhuri J., Chatterjee D. Modelling of chemical kinetics in the presence of hydrodynamic cavitation for wastewater treatment applications. Chemical Engineering Science. 2024. 295. 120167 https://doi.org/10.1016/j.ces.2024.120167

Kalmár C., Turányi Т., Zsély I., Papp M., Hegedűs F. The importance of chemical mechanisms in sonochemical modelling. Ultrasonics Sonochemistry. 2022. 83. 105925 https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2022.105925

Peng К., Qin F., Jiang R., Qu W. Production and dispersion of free radicals from transient cavitation Bubbles: An integrated numerical scheme and applications. Ultrasonics Sonochemistry. 2022. 88, 106067

Tselen B., Ivanitsky G., Obodovych O., Radchenko, N., Nedbailo A., Gozhenko L. Discrete-pulsed energy input-based method for neutralisation of the acidic condensate. Rocznik Ochrona Środowiska. 2023. 25, 215-221 https://doi.org/10.54740/ros.2023.021

References

Veretelnyk, T., Tsyba, A., Sebko, A. (2014). Vlyianye hydrodynamycheskoi kavytatsyonnoi obrabotky na elektrokhymycheskye pokazately vodoprovodnoi vody. Visnyk NTUU «KPI». Seriia mashynobuduvannia. 3 (72), P. 97-103 https://ela.kpi.ua/server/api/core/bitstreams/c4fff15a-8621-4bce-b3ab-d15591aa87ff/content

Ashokkumar, M., Krasulya, O. & Shestakov, S., Rink, R. (2012). A new look at cavitation and the applications of its liquid-phase effects in the processing of food and fuel. Applied Physics Research. Vol. 4, No. 1, P. 19-29 http://dx.doi.org/10.5539/apr.v4n1p19

Vitenko, T., Silin, R., Baran, B., Hordieiev, A. (2009). Hidrodynamichna kavitatsiia u masoobminnykh, khimichnykh i biolohichnykh protsesakh: monohrafiia. Khmelnytskyi nats. un-t. — Khmelnytskyi: KhNU, 254 s. [in Ukrainian].

Vitenko, T., Hashchyn, O. (2006). Hidrodynamichna kavitatsiia yak odyn iz sposobiv aktyvatsii ridkykh seredovyshch. Naukovi pratsi ONAKhT. 28, T.2, S. 20-23 https://scholar.google.com.ua/citations?view_op=view_citation&hl=uk&user=61aJLWUAAAAJ&cstart=20&pagesize=80&citation_for_view=61aJLWUAAAAJ:EYYDruWGBe4C [in Ukr.]

Dolinskiy, A., Tselen, B., Ivanitskiy, G., Konyk, A., Radchenko, N., Hartvih, A. (2017). Using of the energydiscrete-pulse inputmethod forthe condensatenatural gas combustion productsneutralizing, Scientific Works. Vol. 81(1), Р. 9-14 https://doi.org/10.15673/swonaft.v81i1.663 [in Ukrainian].

Marhulis, M. Sonoliuministsentsiia. Uspikhy fiz. nauk. 2000, 170(3), Р. 263 – 287.

Chaudhuri, J., Chatterjee, D. (2024). Modelling of chemical kinetics in the presence of hydrodynamic cavitation for wastewater treatment applications. Chemical Engineering Science. 295. 120167 https://doi.org/10.1016/j.ces.2024.120167

Kalmár, C., Turányi, Т., Zsély, I., Papp, M., Hegedűs, F. (2022). The importance of chemical mechanisms in sonochemical modelling. Ultrasonics Sonochemistry. 83. 105925 https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2022.105925

Peng, К., Qin, F., Jiang, R., Qu, W. (2022). Production and dispersion of free radicals from transient cavitation Bubbles: An integrated numerical scheme and applications. Ultrasonics Sonochemistry. 88, 106067

Tselen, B., Ivanitsky. G., Obodovych, O., Radchenko, N., Nedbailo, A., Gozhenko, L. (2023). Discrete-pulsed energy input-based method for neutralisation of the acidic condensate. Rocznik Ochrona Środowiska. 25, 215-221 https://doi.org/10.54740/ros.2023.021

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-25

Як цитувати

Целень , Б. Я., Ободович , О., Недбайло, А., Гоженко, Л. П., & Радченко, Н. (2024). ОПТИМІЗАЦІЯ ПРОЦЕСУ ВОДОПІДГОТОВКИ ДЛЯ ВІДНОВЛЕННЯ СОКІВ ЗА ДОПОМОГОЮ ГІДРОДИНАМІЧНОЇ КАВІТАЦІЇ. ПРОДОВОЛЬЧІ РЕСУРСИ, 12(23), 189–198. https://doi.org/10.31073/foodresources2024-23-22

Номер

Розділ

Технічні науки