Лисиця О. Ю. Удосконалення процесу швидкого заморожування ягід в потоці газу

Об'єкт - процес тепломасопереносу при заморожуванні ягід в потоці газу. Мета - удосконалення процесу швидкого заморожування ягід в потоці газу шляхом доробки розрахункової моделі, обладнання для швидкого заморожування та визначення технологічних режимів, що забезпечують якнайповніше збереження початкових властивостей продукту і зниження енерговитрат. Методи дослідження - методи математичного моделювання і теорії диференційного та інтегрального числень, методи теорії подібності і фізичного моделювання, експериментальні методи вимірювання параметрів в процесі теплопереносу, лабораторні методи, встановлені державними стандартами, для визначення фізичних і біохімічних показників. Наукова новизна - в рамках моделі заморожування з рухомими межами розділу фаз з урахуванням тепломасопереносу, дифузії розчинених речовин, температурної залежності теплофізичних характеристик (ТФХ), зміни температури початку кристалізації рідкої фази тканинного соку отримано поля температури і концентрації розчинених речовин; достовірність моделі підтверджена при зіставленні результатів чисельного дослідження з експериментальними даними, а також з результатами інших авторів; показано зв'язок режимних параметрів у ШТА при заморожуванні ягід зі ступенем збереження масової частки вологи, вітаміну С і антоціанових барвних речовин в ягодах після розморожування; для чорної смородини, малини і вишні кращим є режим, що забезпечує в камері попереднього охолодження температуру газу і коефіцієнт тепловіддачі: мінус 20С і 10…14 Вт/(м2К) відповідно; у камері заморожування і вирівнювання температури – мінус 65С і 26…36 Вт/(м2К) відповідно; показано зв'язок режимних параметрів газу з полем концентрації розчинених речовин. Визначено діапазон швидкостей потоку, при яких забезпечується рівномірність поля концентрацій розчинених речовин, що відповідає максимальному збереженню властивостей продукту; для чорної смородини при температурі потоку мінус 40С швидкість складає 1 м/с і вище; виконано ідентифікацію показів термопари в ядрі ягоди при швидкому заморожуванні; показано, що спай термопари фіксує середньооб’ємну температуру; при діаметрі спаю до 0,06 розміру ягоди відмінність температури в ягоді з термопарою і ягоді без термопари не перевищує 1 К; для ШТА з введенням рідкого азоту через форсунки чисельним способом визначено поле температури усередині установки під час заморожування, що дозволяє сформувати граничні умови для розрахунку процесу заморожування ягід та ідентифікувати раціональні режими заморожування за температурою газового середовища. Результати впроваджено на підприємствах харчової, переробної промисловості та у навчальний процес. Галузь використання - харчова та переробна промисловість, машинобудування.