7 / 52
5
ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ, № 11, 2013
Òåõíîëîãè÷åñêàÿ îáðàáîòêà æèäêèõ ïèùåâûõ ñðåä
â òåïëîîáìåííèêàõ íåïðåðûâíîãî äåéñòâèÿ ïðîèñ-
õîäèò â ñëîæíûõ ãèäðîäèíàìè÷åñêèõ óñëîâèÿõ. Îõ-
ëàæäåíèå ìîëî÷íîé ñûâîðîòêè — îäèí èç îñíîâ-
íûõ ïðîöåññîâ ïðè ïîòî÷íîé êðèñòàëëèçàöèè â íåé
ëàêòîçû.  êà÷åñòâå îõëàäèòåëÿ-êðèñòàëëèçàòîðà
ïðèìåíÿþò ïëàñòèí÷àòûé ñêðåáêîâûé òåïëîîáìåí-
íèê íåïðåðûâíîãî äåéñòâèÿ [1, 2].
Òåïëîïåðåäàþùàÿ ïîâåðõíîñòü òàêîãî àïïàðàòà
ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íàáîð ÷åðåäóþùèõñÿ ïëàñòèí
(ñì. ðèñóíîê) â ôîðìå äèñêà. Â çàâèñèìîñòè îò îð-
ãàíèçàöèè ïðîöåññà ìîëî÷íóþ ñãóùåííóþ ñûâî-
ðîòêó òåìïåðàòóðîé 55...60 °Ñ ïîäàþò íàñîñîì â
ïðîñòðàíñòâî ìåæäó äèñêàìè ëèáî èç öåíòðàëüíîãî
îòâåðñòèÿ, ëèáî èç îòâåðñòèé, ðàñïîëîæåííûõ íà
ïåðèôåðèè äèñêîâ.
Ìîëî÷íàÿ ñãóùåííàÿ ñûâîðîòêà, ïðîòåêàÿ ìåæ-
äó ïëàñòèíàìè ñêðåáêîâîãî òåïëîîáìåííèêà, ïîä-
âåðãàåòñÿ èíòåíñèâíîìó ãèäðîäèíàìè÷åñêîìó âîç-
äåéñòâèþ. Ãèäðîäèíàìè÷åñêàÿ îáñòàíîâêà â àïïàðà-
òå îêàçûâàåò ñóùåñòâåííîå âëèÿíèå íà èçìåíåíèå
òåìïåðàòóðû ìîëî÷íîé ñûâîðîòêè ïðè êðèñòàëëè-
çàöèè â íåé ëàêòîçû.
Àâòîðàìè áûëà èññëåäîâàíà ãèäðîäèíàìèêà ïðî-
öåññà îõëàæäåíèÿ ìîëî÷íîé ñûâîðîòêè ïðè ïîòî÷-
íîé êðèñòàëëèçàöèè ëàêòîçû â ïëàñòèí÷àòîì ñêðåá-
êîâîì òåïëîîáìåííèêå íà îñíîâå ðåøåíèÿ äèôôå-
ðåíöèàëüíîãî óðàâíåíèÿ òåïëîïåðåíîñà â äâèæó-
ùèõñÿ æèäêèõ ñðåäàõ. Ýòî óðàâíåíèå â öèëèíäðè÷å-
ñêîé ñèñòåìå êîîðäèíàò ïðè îñåñèììåòðè÷íîì ðàñ-
ïðåäåëåíèè òåìïåðàòóðû, áåç ó÷åòà äèññèïàöèè
ýíåðãèè èìååò âèä:
ãäå
v
r
è
v
z
— ïðîåêöèè ñêîðîñòè òî÷åê ïðîäóêòà íà
îñè
r
è
z
ñîîòâåòñòâåííî;
Ò
— òåìïåðàòóðà â òî÷êàõ
ïðîäóêòà, °Ñ;
r
è
z
— öèëèíäðè÷åñêèå êîîðäèíàòû
òî÷êè ïðîäóêòà;
à
— êîýôôèöèåíò òåìïåðàòóðî-
ïðîâîäíîñòè.
Ïîëàãàåì, ÷òî îñåâàÿ ñêîðîñòü ïðîäóêòà
v
z
çíà÷è-
òåëüíî ìåíüøå ðàäèàëüíîé
V
r
è îêðóæíîé
v
ϕ
ñêîðî-
ñòåé, ïîýòîìó â óðàâíåíèè (1) ïîëîæèì
v
z
(
∂
T
/
∂
z
) = 0.
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ðàäèàëüíîé ñêîðîñòè
v
r
èñïîëü-
çîâàëè äèôôåðåíöèàëüíîå óðàâíåíèå ñòàöèîíàðíî-
ãî îñåñèììåòðè÷íîãî òå÷åíèÿ íåñæèìàåìîé íåëè-
íåéíî-âÿçêîé æèäêîñòè, ïîëàãàÿ â íåì ðåîëîãè-
÷åñêèå êîíñòàíòû è ïëîòíîñòü ïðîäóêòà
ρ
íå çàâè-
ñÿùèìè îò òåìïåðàòóðû äëÿ äàííîé ïàðû äèñêîâ
(îõëàæäàþùåãî ýëåìåíòà).
Îáùåå äèôôåðåíöèàëüíîå óðàâíåíèå îñåñèììåò-
ðè÷íîãî ñòàöèîíàðíîãî òå÷åíèÿ ñïëîøíîé ñðåäû â
íàïðÿæåíèÿõ [2] â ïðîåêöèè íà ðàäèàëüíîå íàïðàâ-
ëåíèå
r
èìååò âèä:
ãäå
τ
rr
,
τ
ϕϕ
— íîðìàëüíîå íàïðÿæåíèå íà ïëîùàä-
êàõ, ïåðïåíäèêóëÿðíûõ ñîîòâåòñòâåííî ðàäèàëüíîé
r
è îêðóæíîé
ϕ
îñÿì;
τ
rz
— êàñàòåëüíîå íàïðÿæåíèå
íà ïëîùàäêàõ, ïåðïåíäèêóëÿðíûõ ñîîòâåòñòâåííî
îñÿì
r
è
z
.
Ðåîëîãè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ñãóùåííîé ìîëî÷-
íîé ñûâîðîòêè ïîçâîëÿþò ñ áîëüøîé òî÷íîñòüþ
ïðèíÿòü â êà÷åñòâå åå ðåîëîãè÷åñêîé ìîäåëè ñòå-
ïåííóþ ìîäåëü Îñòâàëüäà–Äå Âèëÿ. Ýòî òàêæå ïîä-
òâåðæäàåòñÿ èññëåäîâàíèÿìè Å.À.×åáîòàðåâà,
Ï.Ã.Íå-
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ СЕЛЬХОЗПРОДУКЦИИ
УДК 637.1/3.(045)
Гидродинами а процесса охлаждения
жид их пищевых сред в пото е
Àñïèðàíò À.Ñ.ÁÐÅÄÈÕÈÍ; ä-ð òåõí. íàóê, ïðîôåññîð Â.Â.×ÅÐÂÅÖÎÂ
ÂÍÈÈ ìîëî÷íîé ïðîìûøëåííîñòè, ã. Ìîñêâà
Ä-ð òåõí. íàóê, ïðîôåññîð Ñ.À.ÁÐÅÄÈÕÈÍ; àñïèðàíò Ê.À.ÐÀØÊÈÍ
Ìîñêîâñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò ïèùåâûõ ïðîèçâîäñòâ
2
1
R
2
R
2
2
3
x
h
y
4
Прод т
Òåïëîïåðåäàþùàÿ ïîâåðõíîñòü ñêðåáêîâîãî òåïëîîáìåííè-
êà: 1 – ïðîäóêòîâûå ïëàñòèíû; 2 – öåíòðàëüíîå îòâåðñòèå;
3 – ïåðèôåðèéíûå îòâåðñòèÿ; 4 – ëèíèè òîêà ïðîäóêòà
r
ϕ
2
2
r
z
2
2
1
,
T T T T T
v
v
a
r
z
r r r
z
∂
∂
∂
∂ ∂
⎛
⎞
+ =
+ +
⎜
⎟
∂
∂
∂
∂ ∂
⎝
⎠
(1)
2
r
r
r
z
rr
rr
rz
r
1
,
v
v
v
v
v
r
z r
F
r
z
r
ϕ
ϕϕ
∂
∂
+ − =
∂
∂
τ − τ
⎧
⎫
∂τ ∂τ
= +
+ +
⎨
⎬
ρ ∂ ∂
⎩
⎭
(2)
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека