ІV ВСЕУКРАЇНСЬКА
студентська науково - технічна конференція
"ПРИРОДНИЧІ ТА ГУМАНІТАРНІ НАУКИ.
АКТУАЛЬНІ ПИТАННЯ"
19-20 квітня 2011 р.
(збірник тез конференції)
ТОМ 1
Тернопіль 2011
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ІМЕНІ ІВАНА ПУЛЮЯ
ТЕХНІЧНИЙ НАВЧАЛЬНО – НАУКОВИЙ ІНСТИТУТ НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ БІОРЕСУРСІВ ТА
ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ
ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ІВАНА ФРАНКА
ЛУЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ЧЕРНІВЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ІМЕНІ ЮРІЯ ФЕДЬКОВИЧА
ДОНБАСЬКА ДЕРЖАВНА МАШИНОБУДІВНА АКАДЕМІЯ
Студентське наукове товариство
2 ББК 72+34 (Укр)
М34
Матеріали Всеукраїнської студентської науково - технічної конференції / В 2 т.
– Тернопіль: Тернопільський національний технічний університет ім. І.Пулюя (м. Тернопіль, 19-20 квітня 2011 р.), 2011.- Т. 1. - 432 с.
В збірнику друкуються матеріали Всеукраїнської студентської наукової конференції. Тернопіль. – ТНТУ ім. І. Пулюя (19-20 квітня 2011 р.) за наступними науковими напрямками:
математичне моделювання, механіка і математика, машинобудування, машини та обладнання сільськогосподарського виробництва; приладобудування;
матеріалознавство, міцність матеріалів і конструкцій; електротехніка, електроніка та світлотехніка; математика; фізика; хімія, хімічна, біологічна та харчова технології; обладнання харчових виробництв; інформаційні технології, гуманітарні науки, економіка, менеджмент, фінанси, радіоелектронні біотехнічні системи.
.
Редакційна колегія:
д.т.н. Петро Ясній, д. ф.-м. н. Олег Шаблій, д.е.н. Богдан Андрушків, д.т.н.
Богдан Гевко, д.ф.-м.н. Леонід Дідух, к.т.н. Олександр Закалов, к.ф.н. Анатолій Довгань, д.т.н. Володимир Андрійчук, к.т.н. Анатолій Лупенко, д.т.н. Ігор Луців, к.ф.-м.н. Михайло Михайлишин, д.т.н. Михайло Пилипець, к.ф.н. Василь Ніконенко, д.т.н. Роман Рогатинський, д.т.н. Петро Стухляк, д.е.н. Наталія Кирич, д.т.н. Микола Підгурський, д.т.н. Тимофій Рибак, д.т.н., Микола Приймак д.б.н. Володимир Юкало, д.т.н. Богдан Яворський, к.ф.-м.н. Борис Шелестовський, д.ф.-м.н. Андрій Кривень, д.т.н. Павло Марущак, д.т.н. Сергій Лупенко, д.т.н. Тетяна Вітенько, д.т.н. Чеслав Пулька.
Комп'ютерний набір, верстка та редагування: заступник голови програмного комітету конференції, науковий секретар Ігор Окіпний
Адреса конференції:
46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56
Тернопільський національний технічний університет ім. Івана Пулюя тел. (0352) 25-35-09, е-mail: snt@tu.edu.te.ua
Тернопільський національний технічний університет ім. Івана Пулюя
3 Секція: Обладнання харчових виробництв
УДК- 338.439:142.6 Базар О. - ст. гр. ХО-41
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя ЕКОЛОГІЗАЦІЯ ВИРОБНИЦТВА ЯК СТРАТЕГІЧНИЙ ПРІОРИТЕТ РОЗВИТКУ ХАРЧОВОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ
Науковий керівник : к.т.н., доц. Лясота О.М.
В сучасних світових дослідженнях з проблем охорони навколишнього середовища спостерігається посилення уваги на усунення екологічного ризику на етапі вибору технологій.
Проблему екологізації розвитку харчової промисловості виносять в ряд найбільш актуальних i стратегічно значущих проблем.
Стрімкий розвиток хімічної промисловості призводить до того, що з‘являється все більше речовин, що безконтрольно входять до виробничого ланцюга харчових продуктів, що в свою чергу призводить до небезпеки для здоров'я людини i загального екологічного неблагополуччя. Інтенсивний розвиток промисловості, транспорту, енергетики, сільського господарства призвів до того, що рівень концентрації металів - мікроелементів в біосфері помітно зpic.
Сьогодні, стає все більш очевидним, що існуючий підхід до охорони навколишнього середовища, який реалізується у вигляді системи контролю концентрації забруднень i відповідності їх встановленим гранично допустимим нормам, не здатний гарантувати безпеку для здоров'я людини. Тому одним з дієвих шляхів екологізації виробництва харчової промисловості орієнтованих на підтримання здоров'я населення в екологічно несприятливих умовах є створення і виробництво функціональних продуктів. Ці продукти, з одного боку є джерелом надходження необхідних поживних речовин для організму людини, а з іншого боку, вони можуть виступити як фактор, що регулює концентрацію шкідливих речовин в оргазмі i виконує захисні функції.
Тому найбільш актуальними на сьогодні завданнями з екологізації розвитку харчової промисловості є: приведення вітчизняної нормативно-правової бази, до стандарту СОТ та ЄС; упорядкування структури та функцій органів державної влади, відповідальних за контроль якості i безпечності продовольчих товарів; впровадження системи інформування населення i сприяння його обізнаності з питань якості i безпечності харчових продуктів;
впровадження системи швидкого реагування по харчовим продуктам i кормам (RASFF), впровадження на підприємствах харчової промисловості систем управлення якості на основі принципів ISО 90000, системи управління безпекою харчових продуктів (НАССР) та системи охорони довкілля на основі принципів ISO 14000.
4 УДК- 664.002:5.004
Базар О. - ст. гр. ХО-41
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
ОБГРУНТУВАННЯ РАЦІОНАЛЬНОГО ВИБОРУ МАТЕРІАЛІВ ДЛЯ ХАРЧОВОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ
Науковий керівник : д.т.н., проф. Пулька Ч.В.
Одним з найбільш універсальних методів забезпечення високої надійності і довговічності обладнання є використання зносостійких матеріалів для його виготовлення.
Вибір матеріалів визначається їх складом, будовою, міцностними, антикорозійними, антифрикційними властивостями, рівнем зносостійкості, технологічними і економічними показниками.
В той же час вибір матеріалів для обладнання харчової промисловості в більшості випадків обмежений вуглецевими сталями і чавунами без урахування їх опору зношенню.
Встановлені загальноприйняті вимоги до зносостійких матеріалів пар тертя, як:
висока статична і динамічна міцність при підвищених температурах; малий коефіцієнт тертя;
здатність легко притиратися; висока змочуваність мастилом; здатність утворювати на поверхні міцний шар мастила і відновлювати його; відсутність зчіплювання при сухому терті; висока теплопровідність; висока зносостійкість.
В сучасному обладнанні як антифрикційні і зносостійкі застосовуються металеві сплави, спечені порошкові, полімерні, композиційні матеріали. Для загального машинобудування накопичено значний досвід по створенню і використанню цих матеріалів, який досить повно поданий в технічній літературі.
В умовах харчових виробництв до названих вище вимог додається здатність матеріалів задовільно працювати в умовах контакту з технологічними середовищами при неможливості змащування мастилами.
Нами проведені численні дослідження зносостійкості матеріалів в технологічних середовищах харчових виробництв. На базі цих досліджень розроблені рекомендації по використанню зносостійких матеріалів для конкретних умов роботи харчового обладнання.
Наприклад, встановлено, що в багатьох середовищах буряцукрового виробництва (воді, дифузійному соку та ін.) зносостійкість пари сталь-чавун значно перевищує зносостійкість при терті сталі по кольорових металах (бронзі, бабиту). Довговічність важко навантажених підшипникових вузлів при змащуванні водою з вмістом абразивних часток можна забезпечити використанням для виготовлення укладок деревини (особливо модифікованої) та полімерних антифрикційних матеріалів. Для багатьох деталей хлібопекарного обладнання, які контактують з тістом, досить ефективним може бути використання для виготовлення їх розробленого Інститутом проблем литва АН України сплаву 130Х16М.
5 УДК- 637.5
Базар О. - ст. гр. ХО-41
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
ПЕРСПЕКТИВНІ ВИДИ УПАКОВКИ М’ЯСА І НАПІВФАБРИКАТІВ Науковий керівник : к.т.н., Ворощук В.Я.
Останнім часом спостерігається стрімкий ріст ринку напівфабрикатів. Покращуючи упаковку продукту виробник підвищує свою конкурентоспроможність на ринку. Упаковка товару повинна бути міцною і герметичною, щоб ізолювати продукт від небажаної дії зовнішніх факторів, а також прозорою, що дозволить покупцю оцінити товарний вид продукту. Разом з цим упаковка повинна бути красиво оформлена з нанесеними на її поверхню всієї необхідної інформації про товар та виробника. Проаналізувавши загальну структуру ринку упаковок для напівфабрикатів, максимальна потреба припадає на полімерну плівку. Вона відповідає основним вимогам, що ставляться до упаковок. Їй властиві:
вологостійкість, теплостійкість, міцність. На сьогодні, існує широкий спектр полімерних плівок для упаковки м‘яса і напівфабрикатів. До них відносять пакувальні матеріали на основі поліетилену, поліпропілену, поліаміди, полівінілхлориду та багато інших. Кожний різновид полімерів має різноманітну степінь відповідності до вимог, що ставляться до пакувальних матеріалів. Полімерне упакування матеріалів пов‘язане з впровадженням вакуумних технологій. Використання пакетів, виготовлених із поліаміди і поліетилену, дозволило герметично під вакуумом упаковувати продукцію, що забезпечує більш довготривалий термін зберігання. Одними із недоліків вакуумної технології є те, що вона може застосовуватись не для всіх видів продукції, в упаковці розмножуються анаероби і їх негативна дія на продукти харчування, також, при вакуумуванні змінюється смак продукту.
На сьогодні появилась більш прогресивна технологія для збільшення терміну зберігання продуктів, що швидко псуються – упаковка в модифікованому газовому середовищі (МГС). Існує декілька систем упаковки в МГС: м‘які лотки з вакуумуванням або заповненням внутрішнього середовища газам, жорсткі лотки з кришками, заповненні газом;
запаювані пакети з вакуумом або газовим середовищем, а також головний пакет із декількох споживчих упаковок з вакуумуванням або заповненням газом його внутрішнього середовища. При створенні МГС важливим для припинення росту бактерій являється вміст вуглекислого газу. Однак, в споживчих упаковках концентрація вуглекислого газу повинна бути не вище 35%, оскільки, можливе стискання пакету і надмірна втрата насиченості кольору. Упаковка напівфабрикатів включає в себе багато функцій в доповнення до очевидної – здатності мітити в собі продукт. Ці функції залежать від властивостей матеріалу і їх взаємодії з продуктом і навколишнім середовищем. Індустрія виробництва упакованих продуктів розвивається стрімкими темпами. Забезпечення якості і безпечності , зберігання початкових властивостей продукту залежать від застосування прогресивних методів упакування і сучасних пакувальних матеріалів.
6 УДК 637.3
Будзік М. – ст. гр. ХО – 41
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя ІНТЕНСИФІКАЦІЯ ПРОЦЕСІВ КРИСТАЛІЗАЦІЇ ЖИРОВИХ
КОМПОЗИЦІЇ ПРИ МЕХАНІЧНІЙ ОБРОБЦІ.
Науковий керівник к.т.н. Ворощук В.Я.
Основним компонентом майже усіх замінників молочного жиру є пальмова олія та її фракції. Також на сьогоднішній день широкого виготовляють комбіновані жирові продукти, так званні спреди. При складанні рецептур спредів виробники не завжди враховують фізико- хімічні властивості жирів.
Технологічним інститутом молока і м‘яса УААН були вивчені основні закономірності твердіння плавлення композицій молочного жиру з моно жирами і замінниками молочного жиру методом об‘ємної дилатометрії в статичних умовах. Було встановлено два важливі чинники: уповільнення швидкості твердіння жирових композицій в порівнянні з затвердінням складових їх жирів; істотне зниження в композиціях концентрації твердої фази тригліцеридів в порівнянні з очікуваною.
На основі досліджень в області кристалізації молочного і деяких рослинних жирів, було встановлено істотний вплив механічної обробки на формування структури твердої фази.
Була створена експериментальна установка, яка давала можливість фіксувати температуру масової кристалізації жирових композицій при різній механічній обробці.
Був досліджений процес кристалізації при механічній обробці як моно жирів, так і замінників молочного жиру, вживаних в Україні, а також їх сумішей. Ефекти масової кристалізації проявлялись на температурних кривих у вигляді зон екзотермічного підвищення температури, а при підвищеній інтенсивності механічної обробки точки твердіння зміщувалися в ділянку підвищених температур. Потужність механічної обробки підвищували до тих пір, поки значення температур масової кристалізації не ставали постійними.
З цього можна зробити висновок, що механічна обробка дає можливість виключити небажані ефекти евтектичною кристалізації і провести її при значно меншому переохолодженню. Максимальний ефект досягається при питомій потужності обробки близько 200 Вт/кг.
7 УДК 663.48
Вірченко А. - ст.гр. М 4-2
Національний університет харчових технологій, Київ
ПЕРСПЕКТИВНИЙ НАПРЯМОК ПЕРЕОСНАЩЕННЯ СТАНЦІЇ ОЧИСТКИ ВОДИ ЦУКРОВОГО ЗАВОДУ
Науковий керівник: к.т.н. Змієвський Ю.Г.
Цукрова промисловість одна з найважливіших і найбільш складних галузей народного господарства. Завдяки впровадженню нових технологій інтенсифікуються технологічні процеси, зменшуються витрати палива та електроенергії, збільшується вихід цукру з буряків, зменшуються трудові затрати та покращується якість продукції.
В даний час велика увага приділяється питанням охорони навколишнього середовища і раціонального використання природних ресурсів, а саме очищенню стічних вод та їх поверненню у технологічний цикл, адже цукрова промисловість споживає найбільшу кількість води серед галузей харчової промисловості. В умовах цукрового виробництва стічні води піддаються попередньому механічному очищенню. Для цього використовуються відстійники різних конструкцій.
Метою даної роботи було удосконалення конструкції вертикального відстійника. Для досягнення поставлених завдань було проаналізовано науково-технічні публікації, складено математичну модель для імітації роботи зазначеного обладнання.
На основі отриманих результатів було розроблено гідроциклон, розташований по центру відстійника і призначений для прискореного відокремлення завислих домішок, а також вузол піноскиду, що служить для видалення піни та легких домішок.
По конструкції відстійник являє собою відкритий резервувар, який складається із циліндричної верхньої і конічної нижньої поверхонь. В верхній частині відстійник перекритий майданчиком піноскиду, на якій розташований вловлювач домішок і привід пристрою для відділення піни. Всередині резервуара є гідроциклон, до якого тангенційно підведений трубопровід транспортерно-мийної води від вловлювача легких домішок.
Процес освітлення води в гідроциклоні здіснюється під дією сили, яка дорівнює різниці відцентрової сили для твердої і рідкої фаз, яка виникає внаслідок інтенсивного обертання маси води в результаті тангенційного впуску ії в циклон. Транспортерно-мийна вода після уловлювача легких домішок поступає у верхню частину гідроциклону тангенційно, і обертаючись, рухається в ньому до зливного патрубку, розташованого коаксиально корпусу циклону в його центрі. Осад відкидається до стінки циклону і по ній опускається в сток через сифон і насадку. Освітлена вода із зливного патрубку попадає в циркуляційну трубу, де потік заспокоюється і утворена піна крізь вирізи потрапляє в простір, обмежений циркуляційною трубою і кільцем відбиття піни.
Піна і плаваючі домішки на поверхні дзеркала води в жолобі утримуються від потрапляння в патрубок відводу освітленої води периферійним кільцевим пінозатримуючим щитом ( кільцем).
При обертанні центрального вала з пінозгрібним притсроєм піна і плаваючі домішки згрібаються з поверхні води до пристрою для відводу піни, борта якого знаходяться над рівнем води. Видалення піни і плаваючих домішок із пристрою відбувається безперервно.
Удосконалена конструкція відстійника забезпечує підвищення ефекту очистки транспортерно-мийної води, що дозволяє використовувати її для транспортування буряків на виробництво та зменшує загальні витрати води на підприємстві.
8 УДК 621.326
Войтків Н. – ст. гр. ХОм-51
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРИ НАГРІВАННЯ МОЛОКА НА ПРОЦЕС СЕПАРУВАННЯ
Науковий керівник: к.т.н.,доцент Шинкарик М.М.
Сепарування молока - це поділ його на дві фракції різної густини: високожирну (вершки) та низькожирну (знежирене молоко). Здійснюється сепарування під дією відцентрової сили в барабані сепаратора. Молоко, розподіляється в барабані між тарілками у вигляді тонких шарів, переміщається з невеликою швидкістю, що створює сприятливі умови для найбільш повного відділення високожирної фракції (жирових кульок) за короткий час.
Процес сепарування молока підкоряється закону Стокса:
де υ – швидкість виділення жирових кульок, м / с; ω – кутова швидкість обертання барабана сепаратора рад/с; R – радіус обертання барабана сепаратора м; d- діаметр жирової кульки, м;
ρм і ρж - густина молока і жирової кульки, кг/м3;μ- в‘язкість молока, Па∙с.
Відповідно до цього закону швидкість виділення жирової фракції з молока знаходиться в прямій залежності від розмірів жирових кульок, густини плазми молока, габаритів і частоти обертання барабана і обернено пропорційній залежності від в'язкості молока. Зі збільшенням розмірів жирових кульок і густини плазми молока прискорюється процес сепарування та відділення вершків. Чим вищий вміст сухих знежирених речовин у молоці, тим вища густина плазми і незбираного молока. Отже, молоко більшої густини буде мати кращі умови для сепарування. Підвищення в'язкості молока призводить до зниження
швидкості виділення жирової фракції.……….
Густина і в‘язкість молока знаходиться в залежності від температури молока.
Кислотність на пряму не впливиє на процес сепарування, проте при вищій кислотності і підігріві молока може спостерігатися денатурація білків молока, відкладення їх на тарілках сепаратора, що погіршить процес сепарування або може взагалі його унеможливлювати.
Підвищення температури молока сприяє зниженню його в'язкості і переходу жиру в рідкий стан, що покращує сепарування. Оптимальна температура сепарування 35 ... 45 ° С.
Нагрівання молока до цієї температури забезпечує добре знежирення.
Поряд з сепаруванням при 35 ... 45 ° С іноді застосовують високотемпературне сепарування при 60 ... 85 ° С. Зі збільшенням температури сепарування підвищуються продуктивність сепаратора і якість знежирення. Однак високотемпературне сепарування має і ряд недоліків: збільшення вмісту жиру у знежиреному молоці внаслідок часткового випадіння альбуміну, що перешкоджає виділенню жиру, сильне спінювання вершків та знежиреного молока; зростання роздроблення жирових кульок.
Нагрівання молока до температури 40-45° С чи вищої вимагає додаткових енергозатрат. Крім цього в багатьох випадках продукти сепарування необхідно зразу охолодити. Тому велику увагу приділяють сепарування при низьких температурах, так званого сепарування холодного молока. Забезпечити якісне сепарування холодного молока можна на звичайних сепараторах при зменшенні їх продуктивності вдвічі. Такий метод цілком прийнятний для ряду заводів, які працюють не на повну потужність.
9 УДК 663.252
Галамай П. – ст. гр. ХО-41
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
ОСОБЛИВОСТІ ПРОЦЕСУ БРОДІННЯ ПРИ СУЧАСНОМУ ВИРОБНИЦТВІ ВИНОГРАДНИХ ВИН
Науковий керівник: к.т.н., доцент Зварич Н.М.
Виробництво вина починається зі збору виключно дозрілого винограду в прохолодний час доби обов‘язково ручним способом у спеціальні пластикові ящики, щоб уникнути контакту з металом.
Доставка врожаю до місця переробки здійснюється в рефрижераторі з метою зниження первинної температури винограду. Спочатку на гребневідділювачі відбувається відокремлювання гребнів, потім розчавлювання ягід. Після цього мезга віджимається у прес- стікачі, де відбувається вичавлювання сусла самопливу та першої фракції, які прямують на відстоювання, тобто освітлення сусла від механічних частинок та від диких форм дріжджів і мікроорганізмів. Через 8—12 годин охолоджене освітлене сусло перекачується у стерильну посудину з нержавіючої сталі на бродіння.
Бродіння вина - це хімічне перетворення цукру в алкоголь і двоокис вуглецю. Крім того, в процесі беруть участь дріжджові мікроорганізми: вони живуть на шкірці винограду.
Щоб вони вступили в "роботу", необхідно пошкодити виноградну шкірку. Тоді мікроорганізми починають впливати на цукор, який складає близько 30% м'якоті плоду.
Результатом цієї взаємодії і є вино.
За нормальних умов дріжджові мікроорганізми продовжуватимуть "працювати", поки цукор у винограді не перетвориться на алкоголь або поки рівень алкоголю у вині не досягне 15% від загального об'єму. В окремих випадках, коли виноград містить таку велику кількість цукру, що цей процес протікає природним шляхом, дріжджові мікроорганізми
"виснажуються", і бродіння припиняється.
Вино ферментують за допомогою чистої культури дріжджів, що гарантує бездоганне зброджування цукру в алкоголь без утворення шкідливих для людського організму речовин.
Через три тижні алкогольне бродіння завершується так званим тихим бродінням, чим повільніше бродить сік, тим ароматніше буде вино.
Бродіння можна зупинити і раніше: або шляхом додавання алкоголю або сірки, щоб підняти його рівень до 15% - обидві ці добавки "знешкоджують" дріжджові мікроорганізми, - або шляхом проціджування вина через спеціальний фільтр. Ці методи використовуються переважно при виготовленні солодкого вина.
Сік з червоного винограду одразу направляють на бродіння у вініфікатори — спеціальна неіржавіюча посудина, в якій відбувається перемішування сусла та контроль температури бродіння за допомогою автоматики й спеціальної сорочки охолодження.
При бродінні мезги алкоголь, що утворюється, виділяє зі шкірки барвники, ароматичні та дубильні речовини. Вино поступово забарвлюється в червоний колір. Легкі червоні вина бродять на основі мезги до трьох днів, інтенсивні червоні — 12, 15 і навіть 30 днів. Для подальшої стабілізації вина застосовуються природні екологічно чисті найсучасніші обклеювальні та фільтрувальні матеріали.Очищене і стабілізоване вино прямує на фільтрацію для того, щоб видалити з нього плаваючі частинки та помутніння, зберігаючи при цьому свій колір і повноту смаку. Потім вино розливається у стерилізовані пляшки.
Отже, у виготовленні вина важливий кожен нюанс, адже найменші відхилення від технології можуть вплинути на смакові якості напою, змінюючи букет та аромат.
10 УДК 663.252
Галамай П. – ст. гр. ХО-41
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя ОСОБЛИВОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ ПЕТ ТАРИ В ПЕРЕРОБНІЙ
ПРОМИСЛОВОСТІ
Науковий керівник: к.т.н. Ворощук В.Я.
ПЕТ преформа - це заготовка призначена для виготовлення ПЕТ пляшок або банок з полімеру (поліетилентерефталату) методом видувного формування (обладнання для виробництва ПЕТ пляшок методом видувного формування).
ПЕТ-преформи можна класифікувати за такими ознаками. У залежності від сфери споживання преформи можуть бути призначені для видуваня пляшок під:
- безалкогольні газовані напої та мінеральні води - пиво та слабоалкогольні напої - питні негазовані води - алкогольні напої (вино, горілка) - соки та соковмісні напої - холодний чай / каву
- молоко і кисло - молочні вироби - рослинна олія
Преформи призначені для виготовлення пластикових пляшок для упакування, транспортування та зберігання питної води, мінеральних вод, газованих прохолодних напоїв, безалкогольних напоїв, слабоалкогольних та алкогольних напоїв з вмістом етилового спирту до 40%, соків, нектарів на основі соків, соковмісних напоїв, у тому числі дитячого харчування, молочних і кисломолочних продуктів, молока, олії, пива, столового оцту 6% і 9%, соусів, кетчупу і т.п.
Преформи можна використовувати за призначенням лише при наявності санітарно - епідеміологічного висновку, який оформлюється у встановленому порядку у відповідних інстанціях.
ПЕТ - поліетилентерефталат - користується великим успіхом на ринку пакувальних матеріалів.
Зараз ПЕТ застосовують у виробництві тари для різноманітних видів харчової, хімічної, косметичноі продукції.
ПЕТ використовують в якості матеріалу для пакування харчових продуктів приблизно з початку 1970-х років. Особливою популярністю він став користуватись у 1980-ті роки, а у 1995-1999 роки випуск ПЕТ-тари для напоїв зріс у два рази. З 1990 по 1998 роки ПЕТ-тара збільшила свою долю на ринку пакувальних матеріалів для напоїв з 9% до 30%.
Матеріалом для виробництва ПЕТ - тари є преформа з гранульваного полімеру- поліетилентерефталату. Після попереднбого розігріву преформи розтягуються і після цього видуваються пляшки. Колір та прозорість майбутньої пляшки або банки закладається при виробництві преформи із гранул.
Перелік продуктів, що пакують у ПЕТ дуже широкий - це і рослинні олії, соуси, оцет, фруктові соки, пиво. Також ПЕТ-тару використовують для пакування різноманітних видів продукції побутової хімії і косметичних засобів.
ПЕТ має багато корисних властивостей. Перш за все це дуже легкий матеріал. Звичайна півлітрова ПЕТ- пляшка важить приблизно 28 грамів ( пляшка такого ж об'єму із скла може заважити до 350 грамів) . ПЕТ абсолютно прозорий, це робить його ідеальним для розливу мінеральної, газованої води, напоїв. Для того, щоб продукція, що була упакована в таку тару не псувалася під дією сонячних променів, ПЕТ можна затонувати, наприклад, в зелений або коричневий колір. Це роблять також для того, щоб зовнішній вигляд продукції відповідав вимогам споживача.
Ще одна перевага ПЕТ-тари - її міцність, що є дуже важливим при транспортуванні і зберіганні.
При цьому, ПЕТ, як і скло, добре утилізується. Для пакування ПЕТ-тари не потрібні ящики, її пакують у поліетиленову плівку з картонним піддоном, або без нього.
11 УДК 637.027
Грод Л. – ст. гр. ХОмз-61
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
ОСОБЛИВОСТІ КОНСТРУКТИВНОГО ОФОРМЛЕННЯ ПРОЦЕСУ ФОРМУВАННЯ КОВБАСНИХ ВИРОБІВ
Науковий керівник: к.т.н., доцент Зварич Н.М.
Заключною стадією механічного впливу на м'ясну сировину перед тепловою обробкою є процес формування ковбасних виробів. На цьому етапі фарш набуває форму, звичну для ока споживача, - різних за величиною батонів, а також сосисок, сардельок тощо.
Від якісного виконання формування ковбасних виробів залежать вихід і якість готової продукції.
На заводах у виробництві ковбасних виробів для їх формування зазвичай використовують шприци. Вони витісняють фарш при заповненні ковбасних оболонок, форм, тари. Сучасне обладнання дозволяє шприцювати ковбасний фарш в штучні, білкові й натуральні оболонки, а також накладати на них скріпки. За конструктивним оформленням шприци бувають: механічні й гідравлічні, з періодичною і безперервною видачею фаршу, відкриті й вакуумні. Основними конструктивними елементами шприца є бункер для прийому фаршу, витискувач, цівка, привод і механізми, які обслуговують витискувач. Причому в поршневих шприцах як бункер служить циліндр витискувача.
Для подачі фаршу в оболонку використовують шнекові витискувачі, гвинтові, поршневі, ротаційні, ексцентриково-лопатеві.
Для шприцювання ковбас останнім часом на ковбасних заводах застосовують переважно вакуумні шприци. Сучасні конструкції шприців забезпечуються пристроями для дозування фаршу, надягання на цівку оболонки та її перетискання або перекручування. На невеликих підприємствах фарш завантажують у бункер шприців вручну, на великих - підйомником з візком або по спусках з верхніх поверхів будівлі, через бункера за допомогою ковшів.
Щільність шприцювання залежить від виду ковбас, вмісту вологи в фарші, виду оболонки, її діаметра і способу термообробки ковбаси. Варені ковбаси шприцюють з найменшою щільністю. Зайва щільність набивання фаршу варених ковбас в оболонку призводить до її розриву під час варіння батонів через розширення вмісту. Копчені ковбаси, навпаки, шприцюють з найбільшою щільністю, так як об‘єм батонів сильно зменшується в результаті подальшого сушіння виробів. Найщільніше набивання необхідне для фаршу сирокопчених ковбас, щоб виключити потрапляння в батони повітря, яке може призвести до псування продукту. При шприцюванні сосисок та сардельок фарш в оболонці не ущільнюють. Таким чином, основне завдання шприца - зберегти структуру фаршу при наповненні оболонки або навіть поліпшити її. Оскільки різні види ковбаси вимагають різного тиску фаршу при набиванні, слід звернути увагу на конструкцію витискувача при виборі шприца. Для сирокопчених ковбас, як правило, найбільш підходящими є поршневі шприци з гідравлічним приводом, які можуть здійснювати набивання при високому тиску.
Шприци з ексцентрикової-лопатевим витискувачем добре зберігають структуру фаршу напівкопчених ковбас, які у відповідність із технологією виготовлення повинні містити достатньо великі шматочки шпику. Формування варених ковбас можна робити за допомогою вакуумного шприца зі шнековим витискувачем, фарш додатково перемішується у вакуумному середовищі, що дозволяє на виході отримати більш однорідну структуру.
12 УДК 66.081.6:637.142.2
Грушевська І. – науковий співробітник
Національний університет харчових технологій, Київ
ЗАСТОСУВАННЯ НАНОФІЛЬТРАЦІЇЇ В ПРОЦЕСІ КОМПЛЕКСНОЇ ПЕРЕРОБКИ МОЛОЧНОЇ СИРОВАТКИ
Науковий керівник: д.т.н., проф. Мирончук В.Г.
Виробництво продукції на молочних підприємствах супроводжується великою кількістю вторинної молочної сировини.
Актуальним питанням для підприємств молочної промисловості України є комплексна переробка молочної сироватки тому, що переробляється біля 30% від загального об‘єму, а решта переважно потрапляє в стічні води. Разом с тим, до складу молочної сироватки входить значна кількість корисних поживних речовин. На 100 г сироватки припадає 93,66 г води та 6,34 г сухої речовини (середні значення). Суха речовина в основному містить білки - 0,89 г, жири – 0,36 г, вуглеводи (лактоза) - 4,55 г та мінеральні речовини (зола) – 0,7 г та інші
Використання мембранних процесів: мікрофільтрації, ультрафільтрації, нанофільтрації, зворотного осмосу та електродіалізу дає можливість комплексно переробляти молочну сироватку розділяти і вилучати її компоненти.
Основні компоненти молочноі сироватки мають такий розмір часток, нм : молочний жир 2000 – 5000, білки [ казеїн ( 100 – 200 ) і сироваткові білки ( 15 – 50 )], лактоза ( 1 – 1,5 ), мінеральні речовини. Згідно цього, мембранні процеси дозво-ляють вилучати компоненти в різній послідовності. Переробка молочної сироватки здійснюється по двом напрямкам: з одночасним вилученням компонентів і поступо-вим.
Нанофільтрація – процес розділення за допомогою якого затримуються час-точки і розчинені макромолекули розміром понад 0,2 – 2 нм.
Метою даної роботи було проведення досліджень процесу нанофільтрації молочної сироватки в двох напрямках: з одночасним вилученням основних компонентів і вилученням лише лактози після відокремлення сироваткових білків ультрафільтрацією та отримання концентратів сироватки і лактози.
Були визначені основні закономірності процесу нанофільтрації молочної сироватки при одночасному і окремому вилученні компонентів, встановлені основні параметри проведення процесу (Р, МПа; t, ºС; τ, хв) та знайдені залежності коефіцієнту затримання і питомої продуктивності від тиску, коефіцієнту затримання і питомої продуктивності від відсотку виходу фільтрату (коефіцієнту концентрування), коефіцієнту затримання і питомої продуктивності від температури.
Процес нанофільтрації, при одночасному вилученні компонентів сироватки, дає можливість отримати концентрат сироватки з вмістом масової частки сухих речовин 18 – 20%, а при вилученні тільки лактози - концентрат лактози з вмістом масової частки сухих речовин 16 – 18% та знесолити концентрати на 35% - 45%
На основі отриманих результатів експериментальних досліджень встановлено, що процес нанофільтрації дозволяє вилучати одночасно основні компоненти молочної сироватки (сироваткові білки, лактоза, мінеральні речовини) і окремо (лактоза, мінеральні речовини) та одержати якісні концентрати сироватки і лактози.
13 УДК 664.653
Дорик А. – ст. гр. ХОм-51
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя ІНТЕНСИФІКАЦІЯ ПРОЦЕСУ ЗАМІШУВАННЯ ТІСТА
Науковий керівник: к.т.н., доцент Зварич Н.М.
Заміс тіста - найважливіша технологічна операція, від якої значною мірою залежить подальший хід технологічного процесу і якість хліба. При замісі тіста з борошна, води, дріжджів, солі та інших складових частин отримують однорідну масу з певною структурою і фізичними властивостями, щоб у майбутньому при бродінні, обробленні і розстоюванні тісто добре перероблялося.
Одним із ефективних методів прискорення процесу дозрівання тіста і покращення якості хлібобулочних виробів є посилена механічна обробка тіста під час замішування, що дає змогу вплинути на його структуру і фізико-хімічні показники.
Для скорочення тривалості процесу приготування тіста, існує багато різних рішень, які основані на біохімічних способах інтенсифікації дозрівання тіста шляхом стимулювання процесу бродіння та його комбінації з фізичними методами впливу на тісто.
Одним із таких способів є застосування інтенсивної механічної обробки тіста і використання нових швидкохідних тістомісильних машин, які сприяють скороченню часу проходження процесу. Замішування проводиться при оптимальному заповненні корисного об‘єму місильної камери компонентами за допомогою місильного органу оригінальної конструкції, обертання якого, в основному, спрямоване на дію напруження зрушення на масу, що обробляється.
Винахідники відмічають значний вплив частоти обертання місильних органів n на інтенсивність замішування і якість готової продукції. За їх даними, при замішуванні, існує критичне значення швидкості обертання місильного органу і рівень витраченої енергії.
Критична швидкість – частота обертання місильних органів, за якої досягається оптимум питомої роботи (40 Дж/кг тіста для борошна із середніми хлібопекарними властивостями) витраченої на замішування. З такого тіста одержують хліб найвищої якості.
При підвищення швидкохідності привода й робочих органів машини часто доводиться удосконалювати систему змащування, замінюючи спосіб розбризкуванням циркуляційним змащуванням.
Внаслідок підвищення швидкохідності привода і робочих органів машини спостерігаються також втрати холостого ходу, внаслідок чого ефективна потужність зростає не пропорційно потужності електродвигуна.
Ефективність змішування оцінюють таким показником, як однорідність отриманої суміші. Для кількісного оцінювання використовують коефіцієнт неоднорідності.
Практично однорідною вважається суміш, в якій вміст компонентів у будь-якому її об'ємі не відрізняється від заданого вмісту для всієї суміші.
Подальше вивчення механізму, який покращує інтенсивний заміс тіста та їх реологічні властивості і якісні показники хліба повинно привести до створення принципово нових тістомісильних машин, які забезпечуватимуть раціональні параметри замішування.
14 УДК 621.326
Дрозд Д. – ст. гр. ХОм-61
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя КІНЕТИКА ПРОЦЕСУ ЗАМІШУВАННЯ У ТОНКОМУ ШАРІ
Науковий керівник: к.т.н., доцент Стадник І. Я.
При дослідженні процесу замішування у тонкому шарі на дискретній тістомісильній машині за перший період розвиненої турбулентності ми отримали постійний час τ та кількість обертань місильного органу n, тобто τn=const. Це відбувається через постійність відношення Emp/Eg=const (відношення крефіцієнта турбулентного тертя до коефіцієнта турбулентної дифузії), оскільки кількість обертів місильного органу n характеризує інтенсивність перенесення енергії у даному потокові суміші, а час розчину τ –інтенсивність перенесення суміші.
Умови, створені в місильній камері, змінюють гідродинамічний та дифузійний процеси, а це порушує стійкість двофазного опору – взаємне проникнення газових і рідинних вихрів. Дослідження даного процесу підтверджують його інтенсивність і створюють нові умови для розроблення ефективних конструкцій тістомісильних машин.
Розчинення твердих частинок (борошна) аналізується двома шляхами:
експериментальним дослідженням в умовах просторової та механічної дії у місильній камері з наступним узагальненням результатів у вигляді критеріальних рівнянь; дослідженням дифузії компонентів, розв‘язавши рівняння дифузії і гідродинаміки.
Враховуючи описаний другий період процесу замішування, у якому дифузія визначає швидкість процесу, застосовуємо другий шлях. Зміну концентрації с у межах дифузійного
шару визначимо за диференціальним рівнянням:
де x v , y v – проекції швидкості руху рідини.
Інтегрування цих рівнянь із диференційним рівнянням гідродинаміки, за
допомогою яких визначимо x v , y v , дає функцію розподілу концентрації, яку можна використати для визначення градієнта концентрації і дифузійного потоку.
де y – радіальна віддаль від поверхні частинки борошна; r – радіус частинки борошна; θ – кутова віддаль від передньої критичної точки; U – швидкість течії у тангенціальному напрямку.
Отримане інтегральне відношення відоме в гідродинаміці під назвою відношення Кармана , використовуємо для визначення товщини дифузійного шару в точці розпилення борошна.
Розподіл концентрацій у дифузійному шарі можна записати як поліном
який задовольняє граничні умови по с, на поверхні частинки борошна і на границі дифузійного шару.
