ЭлБиб

ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ, № 5, 2010

Из чение процессов льтразв овой обработ и

пищевых прод тов же имеет свою историю. Пра -

тичес и можно считать становленным, что наи-

большей эффе тивности воздействия льтразв до-

сти#ает в режиме авитации. Пос оль до настоя-

ще#о времени нет едино#о понимания физи и воз-

действия льтразв овых аверн на частицы, состав-

ляющие стр т р обрабатываемо#о прод та, по-

столь разнообразны и часто взаимно противоречи-

вы модели этих явлений. Достаточно с азать, что по

одним представлениям в авернах возни ают о#ром-

ные давления и высо ие температ ры [1, 2], по др -

#им — #л бо ое разрежение и риотемперат ры [3].

Но и то, и др #ое способств ет разр шению ми роча-

стиц, например, жировых шари ов моло а.

Та ие противоречия об словлены чрезвычайны-

ми сложностями в э спериментальных исследовани-

ях авитационных процессов. Тем не менее пра ти-

чес ое применение именно авитационных процес-

сов, вызванных льтразв ом, же не вызывает со-

мнений, и дело остается толь о за тем, чтобы вывес-

ти работ льтразв овых аппаратов в оптимальный

режим, обеспечить их применимость в словиях пи-

щевых производств и достичь высо ой надежности.

Цель данной работы — разработ а вероятностной

математичес ой модели процесса льтразв овой

#омо#енизации моло а и молочных смесей, позволя-

ющей вывести реальный процесс изменения #ран -

лометричес о#о состава моло а и молочных смесей в

оптимальный режим на основе лишь статистичес их

данных о динами е размеров жировых шари ов. Ос-

нованием для разработ и та ой модели посл жили

рез льтаты э спериментальных исследований разме-

ров жировых шари ов [4] (ЖШ) в процессе обработ-

и моло а льтразв ом (УЗ).

Распределение ЖШ по размерам определяли на

лабораторном лазерном дифра ционном #ран ло-

метре Malvern-2000 при автоматичес ой фи сации

оличества частиц различно#о диаметра в пробе

(рис. 1). По оси ординат отложено содержание ЖШ в

пробе, по оси абсцисс — диаметры ЖШ.

Эффе т диспер#ир юще#о воздействия УЗ на ЖШ

очевиден при сравнении ривой

(см. рис. 1), #де

размах распределения от 0, 01 до 40,0 м м, с эмпири-

чес ими ривыми распределения ЖШ после льтра-

зв овой #омо#енизации ( ривая

) и после лабора-

торно#о диспер#атора ( ривая

Вид ривых распределения ЖШ по размерам поз-

воляет предположить с лонность тип распределе-

ния по Ма свелл , т.е. вид

(

) = 2

-(Ar)

(1)

#де

— онстанта с размерностью м

-0,5

;

— ради-

с ЖШ, м.

Приведем не оторое ло#ичес ое обоснование

ф н ции плотности распределения ЖШ по форм ле

(1). Пола#аем, что фа тор разр шения ЖШ пропор-

ционален площади е#о сечения, т.е. вадрат ради са

е#о сечения

. Со#ласно [5] вероятность попадания

взятой на #ад точ и в р # ради са

можно выразить

след ющим образом:

Применительно процесс дробления ЖШ это

можно интерпретировать а вероятность стол но-

вения разр шающе#о фа тора (например, авитаци-

онной аверны) с ЖШ.

При этом след ет использовать то обстоятельство,

что вероятностная ф н ция, т.е. инте#рал от ф н -

ции (1) в пределах от 0 до

∞

равен единице:

#де

— вероятность то#о, что размеры всех ЖШ на-

ходятся в интервале 0 –

∞

Проиллюстрир ем это на след ющем примере. На

рис. 2 представлены пол ченные #рафи и плотнос-

тей эмпиричес о#о и теоретичес о#о распределений

(

— инте#ральные ривые от этих ф н ций).

На рис. 2 ривая

построена по рез льтатам опре-

деления численных значений отдельных точе э с-

периментальной ривой

рис. 1, множенных на

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ СЕЛЬХОЗПРОДУКЦИИ

УДК 612.392.841

Вероятностная модель стр%&т%ры моло&а

и молочных смесей в процессе 0омо0енизации

Доцент Ю.М.БЕРЕЗОВСКИЙ

НПО «Технохолод»

Ключевые слова:

жировые шари и, распределение по

размерам, распределение Ма свелла, моло о, $омо$е-

низация.

Количество

частиц в пробе

м%м

0,01 4,01 8,01 12,01 16,01 20,01 24,01 28,01 32,01 36,01 40,01

Рис. 1. Распределение жировых шари ов по размерам диаме-

тров: 1 – исходное моло о; 2 – после обработ и на лабора-

торной УЗ-*станов е; 3 – после $омо$енизации на лабора-

торном роторном диспер$аторе типа Т*рре с

(2)

(3)

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека