Модернизация мехатронного модуля водоподготовки для перерабатывающих производств агропромышленного комплекса
DOI:
https://doi.org/10.31489/2023No4/99-110Ключевые слова:
криоконцентрирование, водоподготовка, криоконцентратор карусельного типа, мехатронный модуль криоконцентратораАннотация
Объекты агропромышленного комплекса, используют воду в различных целях, объем потребляемой ими воды достаточно велик, при общем ежегодном изъятии воды, как ресурса, из природных водных объектов превышающем 60 км3 воды, до четверти приходится на агропромышленные комплексы, даже такие приближенные данные позволяют отнести сельское хозяйство к крупнейшему водопотребителю. При этом одним из важных параметров является качество воды, на которое влияет способ водоподготовки. Наиболее перспективным способом водоподготовки является криоконцентрирование, которое заключается в кристаллизации влаги с последующим вытеснением твердой фазы. Несовершенство данного процесса и его аппаратурного оформления сдерживает внедрение данного способа в производство. С целью повышения производительности метода криоконцентрирования при проведении водоподготовки была разработана новая конструкция аппарата карусельного типа с рекуперацией. Для снижения захвата нежелательных элементов кристаллизатом и определения характера протекания процесса кристаллизации на рабочих пластинах криоконцентратора была проведена серия экспериментов, позволяющая установить рациональные параметры процесса. Это позволило авторам разработать мехатронный модуль криоконцентрирования для аппарата карусельного типа.
Библиографические ссылки
Ostroumov L.A., Razumnikova I.S., Shitova O.A., Babich O.O., Frolov S.V. Immunoglobuliny moloka [Milk immunoglobulins]. Molochnaya promyshlennost, 2008, No.3, pp. 82 – 83. [in Russian]
Baymenov B.M., Bulashev A.K., Сhuzhebayeva G.D., Aliyeva G.K., Beishova I.S., Kokanov S.K., Raketsky V.A. Phenotypic and genotypic resistance to antibiotics in Staphylococcus aureus strains isolated from cattle milk in Northern Kazakhstan. Veterinary World, 2023, Vol. 16, No. 9, pp. 1815-1820.
Balde A., Aïder M. Effect of cryoconcentration, reverse osmosis and vacuum evaporation as concentration step of skim milk prior to drying on the powder properties. Powder Technology, 2017, Vol. 319, pp. 463 – 471. doi:10.1016 /j.powtec.2017.07.016
Chen D., Wiertzema J., Peng P., et al. Effects of intense pulsed light on Cronobacter sakazakii inoculated in non-fat dry milk. Journal of Food Engineering, 2018, Vol. 238, pp. 178-187. doi: 10.1016/j.jfoodeng.2018.06.022
Kruchinin A.G., Illarionova E.E., Bigaeva A.V., Turivskaya S.N. Vliyanie sposobov kontsentrirovaniya na tekhnologicheskie svoistva sukhogo moloka [Influence of concentration methods on the processing qualities of milk powder]. Vestnik KrasGAU, 2021, Vol.2, No.167, pp. 35-142. doi: 10.36718/1819-4036-2021-2-135-142 [in Russian]
Moreno F.L., Robles C.M., Sarmiento Z., Ruiz Y., Pardo J. M. Effect of separation and thawing mode on block freeze-concentration of coffee brews. Food and Bioproducts Processing, 2013, Vol.91, No.4, pp. 396-402. doi: 10.1016/j.fbp.2013.02.007
Tvorogova A.A., Belozerov G.A. The concept of creation the structure of ice cream as a cryoconcentrated product. Refrigeration Creates the Future. 2007, pp. 410-416. https://iifiir.org/en/fridoc/the-concept-of-creation-of-the-structure-of-ice-cream-as-a-24351
Galstyan A.G., Chervetsov V.V., Turovskaya S.N., Shklovets A.N. Vodopodgotovka - faktor povysheniya ekonomicheskoi effektivnosti predpriyatii [Water treatment is a factor in increasing the economic efficiency of enterprises]. Molochnaya promyshlennost, 2011, No. 2, pp. 58-60. [in Russian]
Akhazhanov K.K., Bekseitov T.K., Uakhitov J.J., Ateikhan B., Syrovatskiy M.V., Beketov S.V. Influence of various schemes of feeding calves with whole milk on their growth indicators and physiological state. American Journal of Animal and Veterinary Sciences, 2023, Vol. 18, No. 3, pp. 210-216. doi:10.3844/ajavsp.2023. 210.216
Neverov E., Korotkiy I., Vladimirov A., Korotkih P., Nikolaeva E., Porokhnov A. Development of a Raspberry Pi-based automation system for an induction-heated milk pasteurizer. Journal Européen des Systèmes Automatisés, 2023, Vol. 56, No. 5, pp. 801-809. doi:10.18280/jesa.560511
Nazhad M.M., Heydarifard S., Xiao H. Water Purification: Filter Paper for the Production of Safe Drinking Water. Nova Science Publishers, 2017, 141 p.
Ugolnikova M.A., Chernyavskaya V.V. Dynamics of water ice formation during the operation of vessel cryoconcentrators. Chemical and Petroleum Engineering, 2021, Vol. 57, No. 7-8, pp. 561 – 566. doi: 10.1007/s10556-021-00976-z
Busarev A., Sheshegova I., Khisameeva L. Study of the processes of the purification of water from surface sources from petroleum products. E3S Web of Conferences, 2021, Vol. 274, Art. No. 08007. doi:10.1051/e3sconf/202127408007
Yarovaya O.V., Averina Y.M., Bogatov N.A., et al. Peculiarities of purification of natural water from iron compounds using ceramic membranes. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021, Vol. 815, Art. No. 012020. doi: 10.1088/1755-1315/815/1/012020
Martirosyan A.V., Ilyushin Y.V., Afanaseva O.V. Development of a Distributed Mathematical Model and Control System for Reducing Pollution Risk in Mineral Water Aquifer Systems. Water, 2022, No. 14. doi:10.3390/w14020151
Borodina M., Idrisov H., Kapustina D., Zhildikbayeva A., Fedorov A., Denisova D., Gerasimova E., Solovyanenko N. State regulation of digital technologies for sustainable development and territorial planning. International Journal of Sustainable Development and Planning, 2023, Vol. 18, No. 5, pp. 1615-1624. doi:10. 18280/ijsdp.180533
Korotkii I.A., Korotkaya E.V., Kurbanova M.G. Effektivnost proizvodstva iskusstvennogo kholodav razdelitelnykh vymorazhivayushchikh ustanovkakh [Efficiency of the production of artificial refrigeration in separation freezing plants]. Tekhnika i tekhnologiya pishchevykh proizvodstv, 2016, Vol. 4, No. 43, pp. 116-122. doi: 10.21179/2074-9414-2016-4-116-122. [in Russian]
Ovsyannikov V.Yu., Protopopova E.V. Razrabotka nauchnykh osnov kontsentrirovaniya vymorazhivaniem vlagi [Development of scientific bases for concentration by moisture freezing]. Ekonomika. Innovatsii. Upravlenie kachestvom, 2018, No. 1(22), pp. 40-41. [in Russian]
Ilyushin Y., Afanaseva O. Modeling of a Spatial Distributed Management System of a Preliminary Hydro-Cleaning Gasoline Steam Column. Proceeding of the International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM, 2020, pp. 531–538. doi:10.5593/sgem2020/ 2.1/s08.068
Balde A., Aider M. Impact of cryoconcentration on casein micelle size distribution, micelles interdistance, andflow behavior of skim milk during refrigerated storage. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2016, Vol. 34, pp. 68-76. doi: 10.1016/j.ifset.2015.12.032
Lin Y., Kelly A.L., O’Mahony J.A., Guinee T.P. Effect of heat treatment, evaporation and spray drying during skim milk powder manufacture on the compositional and processing characteristics of reconstituted skim milk and concentrate. International Dairy Journal, 2018, Vol. 78, pp. 53-64. doi: 10.1016/j.idairyj.2017.10.007
Markoska T., Huppertz T., Grewal M.K., Vasiljevic T. FTIR analysis of physiochemical changes in raw skim milk upon concentration. LWT – Food Science and Technology, 2019, Vol. 102, pp. 64-70. doi: 10.1016/j.lwt.2018.12.011
Korotkaya E.V., Korotkii I.A., Uchaikin A.V. Ochistka vody vymorazhivaniem v emkostnom kristallizatore [Water purification by freezing in a capacitance-type crystallizer]. Vestnik KrasGAU. 2015, Vol. 6, No. 105, pp. 140-145. [in Russian]
Panfilov V.A. Teoriya Tekhnologicheskogo Potoka [Process Flow Theory]. Moscow, 2007, 319 p. in [Russian]
Korotkii I.A., Plotnikov I.B., Plotnikova L.V., Ivanov P.P., Donya D.V. Kriokontsentrator pishchevykh zhidkikh sred karuselnogo tipa: No. 2020100760. [Carousel-type cryoconcentrator for food liquid media: No. 2020100760]. Patent No. RU2743796C1. Federal Service of the Russian Federation for Intellectual Property, 2021. [in Russian]
Neverov E.N., Korotkii I.A., Bakin I.A., Zadesenets A.E. Energosnabzhenie, Tekhnologicheskie Mashiny i Oborudovanie Agropromyshlennogo Kompleksa [Energy Supply, Technological Machines and Equipment of the Agro-Industrial Complex]. Kemerovo, 2022, 168 p. Patent No. RU2743796C1 [in Russian]
