сотрудник с 01.01.2006 по 01.01.2025
Крымский Федеральный Университет им. В.И. Вернадского (технологии и оборудования производства и переработки продукции животноводства, доцент)
сотрудник с 01.01.2006 по 01.01.2025
Симферополь, Республика Крым, Россия
ВАК 4.1.2 Селекция, семеноводство и биотехнология растений
ВАК 4.1.3 Агрохимия, агропочвоведение
ВАК 4.1.4 Садоводство, овощеводство, виноградарство и лекарственные культуры
ВАК 4.1.5 Мелиорация, водное хозяйство и агрофизика
ВАК 4.2.1 Патология животных, морфология, физиология, фармакология и токсикология
ВАК 4.2.2 Санитария, гигиена, экология, ветеринарно-санитарная экспертиза и биобезопасность
ВАК 4.2.3 Инфекционные болезни и иммунология животных
ВАК 4.2.4 Частная зоотехния, кормление, технологии приготовления кормов и производства продукции животноводства
ВАК 4.2.5 Разведение, селекция, генетика и биотехнология животных
ВАК 4.3.3 Пищевые системы
ВАК 4.3.5 Биотехнология продуктов питания и биологически активных веществ
УДК 664.8.022 Предварительная обработка и подготовка сырья для консервирования пищевых продуктов
Цель исследования – провести экспериментальные исследования кинетики и энергетики предлагаемой технологии выпарки с применением адресной доставки энергии к полярным молекулам с помощью электромагнитных источников энергии СВЧ-диапазона в инновационной выпарной установке. Установлены кинетические зависимости влияния мощности ЭМП, уровня давления, концентрации и вида продукта на удаление влаги и скорость парообразования. Определены динамические параметры при регулировании мощности ЭМП. Обоснована схема предлагаемого вакуум-выпарного аппарата с электромагнитными источниками энергии, при которой получен конечный продукт с концентрацией 90 % сухих веществ. Были проведены экспериментальные исследования на яблочном соке. Исследуемые параметры, влияющие на паропроизводительность установки: влияние давления, удельной мощности электромагнитного поля (ЭМП) и вида продукта. По результатам экспериментов получены зависимости, свидетельствующие, что во время всего процесса скорость выпаривания оставалась постоянной, до конечной концентрации продукта 80–90 %. При этом температура процесса составляет 35–40 °С, что позволяет уменьшить уровень термического воздействия на объект сушки (продукт), это положительно сказывается на качестве и ценности готового продукта, так как позволяет сохранить его биологически активные и термолабильные компоненты, витамины, чего невозможно обеспечить при высоких температурах процесса. Полученные данные свидетельствуют, что при выпаривании пищевых систем возможно перейти от граничных условий третьего рода к условиям второго рода при использовании принципа адресной доставки энергии к полярным молекулам сырья с помощью сверхвысокочастотного (СВЧ) поля. На основании экспериментальных данных предложена критериальная модель, с помощью которой можно точно рассчитать паропроизводительность микроволновой вакуумной выпарной установки. Полученный по предложенной технологии продукт обладает хорошим внешним видом, консистенцией, не имеет постороннего запаха, не подгоревший, что наблюдается в классических выпарных установках. Это приводит к увеличению срока хранения и высокому качеству готового продукта.
микроволновое поле, моделирование, энергетическая эффективность, процесс выпаривания, критериальная модель, скорость выпаривания, давление, концентрация, пищевой продукт, мощность
1. Kai L., Zhenyu Zh., Hong L., et al. Microwave-induced vapor-liquid mass transfer separation technology – full of breakthrough opportunities in electrified chemical processes // Current Opinion in Chemical Engineering. 2022. Vol. 39. P. 207–216. DOI:https://doi.org/10.1016/j.coche.2022.100890.
2. Bozkir H., Tekgül Y. Production of orange juice concentrate using conventional and microwave vacuum evaporation: Thermal degradation kinetics of bioactive compounds and color values // Journal of Food Processing and Preservation. 2021; Vol. 46, N 7. P. 107–123. DOI:https://doi.org/10.1111/jfpp.15902.
3. Delfiya D.S. Drying kinetics of food materials in infrared radiation drying: A review // Journal of Food Process Engineering. 2021. Vol. 45, N 2. P. 10–23. DOI:https://doi.org/10.1111/JFPE.13810.
4. Гербер Ю.Б., Гаврилов А.В. Устройство микроволновой вакуум-выпарной установки непрерывного действия. Патент РФ 213932. 05.10.2022.
5. Lohrasbi-Nejad S., Shahedi M., Fathi M. Comparative Study of Microwave-Assisted Vacuum Evaporation, Microwave-Assisted Evaporation, and Conventional Evaporation Methods on Physicochemical Properties of Barberry Juice // JAST. 2021. Vol. 23, N 2. P. 307–317. DOI: jast.modares.ac.ir/article-23-33795-en.
6. Cüneyt Dinçer. Effect of intermittent microwave vacuum concentration on quality parameters of apple juice and sour cherry nectar and mathematical modeling of concentration // Journal of Microwave Power and Electromagnetic Energy. 2021. Vol. 55, N 3. P. 175–196. DOI:https://doi.org/10.1080/08327823.2021. 1952837.
7. Burdo O.G. Electrodynamic processes as an effective solution of food industry problems // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2021. Vol. 57, N 3. P. 330–344. DOI:https://doi.org/10.3103/S1068 375521030030.
8. Yuan T., Bowen Ya., Nana Zh. Microwave vacuum evaporation as a potential technology to concentrate sugar solutions: A study based on dielectric spectroscopy // Journal of Food Engineering. 2020. Vol. 294. P. 112–126. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2020.110414.
9. Chua L.S., Leong C.Y. Effects of microwave heating on quality attributes of pineapple juice // Journal of Food Processing and Preservation. 2020. Vol. 44, N 10. P. 124–136. DOI:https://doi.org/10.1111/jfpp.14786.
10. Asghar M.T., Yusof Y.A., Noriznan Mokhtar M. Processing of Coconut Sap into Sugar Syrup using Rotary Evaporation, Microwave and Open Heat Evaporation Techniques // Journal of the Science of Food and Agriculture. 2020. Vol. 100, N 10. P. 4012–4019. DOI:https://doi.org/10.1002/jsfa.10446.
11. Alvi T., Khan M.K.I., Maan A.A. Modelling and Kinetic Study of Novel and Sustainable Microwave-Assisted Dehydration of Sugarcane Juice // Processes. 2019. Vol. 7, N 10. Art. 712. DOI:https://doi.org/10.3390/pr 7100712.
12. Бурдо О.Г., Шит М.Л., Зыков А.В., и др. Технологии адресной доставки энергии и термотрансформации при производстве продуктов питания // Научный, информационно-аналитический и инженерный журнал. Институт энергетики. Проблемы региональной энергетики. 2016. № 2 (31). С. 55–68.
13. Costa M.P., Frasao B.S., Carneiro B.R., et al. Simultaneous analysis of carbohydrates and organic acids by HPLCDAD-RI for monitoring goat’s milk yogurts fermentation // Talanta. 2016. N 152. P. 162–170. DOI:https://doi.org/10.1016/j.talanta.2016.01.061.
14. Kschonsek J., Wolfram Th., Stöckl A., et al. Polyphenolic compounds analysis of old and new apple cultivars and contribution of polyphenolic profile to the In vitro antioxidant // Antioxidants (Basel, Switzerland). 2018. N 7. DOI:https://doi.org/10.3390/antiox7010020.
