Выполнен обзор и оценка полноты экспериментального исследования термодинамических свойств (ТДС) н-октадекана в различных областях параметров состояния. Анализировались данные о термодинамических свойствах отечественных и зарубежных авторов, полученные как в прошлом веке, так и в последние годы. В результате критического анализа из них отобраны наиболее представительные и надежные. Проведенный анализ показал проблему, связанную с недостаточной экспериментальной исследованностью поверхности состояния н-октадекана, в частности, в сверхкритической и критической областях. С целью повышения численной устойчивости и повышения прогнозных возможностей разрабатываемого уравнения состояния авторами принято решение о включении расчетных значений ТДС в массив обрабатываемых экспериментальных данных. Расчетные данные были получены различными апробированными методиками в рамках теории термодинамического подобия и восполняли дефицит данных в неисследованных областях параметров состояния. Полученный гибридный массив данных составил основу для разработки фундаментального уравнения состояния (ФУС) н-октадекана. Для разработки ФУС применялся современный эвристический алгоритм, реализующий метод случайного поиска. Полученное уравнение надежно описывает все ТДС н-октадекана в диапазоне температур от тройной точки до 700 К при давлениях до 100 МПа. Уравнение состояния выражено в терминах одного из термодинамических потенциалов — свободной энергии Гельмгольца. Конфигурационная часть, описывающая свойства реального флюида, содержит 15 членов, из которых пять полиномиальных, пять экспоненциальных и пять термов Гаусса для описания свойств в широкой окрестности критической точки. Новое уравнение состояния удовлетворяет классическим условиям критической точки и физически верно описывает поведение производных термодинамического потенциала. Средние относительные отклонения расчетных значений ТДС по ФУС от экспериментальных данных имеют следующие значения: давление насыщенных паров — ±0,5 %, плотность насыщенной жидкости — ±0,3 %, изобарная теплоемкость — ±1,5 %, скорость звука в жидкой фазе — ±0,4 %, плотности жидкой фазы — ±0,4 %, плотность газовой фазы — ±0,9 %.
Применение систем тригенерации обеспечивает экономию энергетических ресурсов и повышение энергоэффективности технологий. В действующих комплексах используют преимущественно серийные абсорбционные бромистолитиевые холодильные машины (АБХМ). Авторами выполнен анализ энергетического баланса тригенерационного комплекса в составе с одноступенчатой двухсекционной АБХМ. Оценен эффект от использования в качестве источника тепла для привода АБХМ горячей воды из системы утилизации тепла, аккумулирующей тепло отходящих газов газопоршневых установок (ГПУ). Температура греющей воды генератора находится в диапазоне th = (110…75) °С. С целью возможного увеличения холодопроизводительности системы охлаждения комплекса выполнен выбор и расчет комбинированного цикла АБХМ с двухступенчатой генерацией (тип 4), позволяющего одновременно утилизировать бросовую теплоту разного потенциала. Для данного термодинамического цикла АБХМ получены расчетные зависимости значений теплового коэффициента от зоны дегазации при разных температурах охлаждающей среды (тепловой коэффициент равен 0,93 при tw1 = 30 °С, Δξ = 4 %), а также температурные графики горячей воды. Показано, что применение АБХМ с двухступенчатой генерацией (тип 4) дает возможность увеличить холодопроизводительность системы охлаждения на 10,6 %. Это позволит более чем наполовину снизить нагрузку на парокомпрессорную холодильную машину (ПКХМ), тем самым снизить затраты на электрическую энергию, уменьшить количество пусков и остановов винтового компрессора. Результаты исследования могут быть использованы для модернизации систем охлаждения действующих тригенерационных комплексов
Серьезной проблемой продовольственной безопасности РФ остается дефицит в питании незаменимых аминокислот и эссенциальных жирных кислот. Это ведет к заболеваниям опорно-двигательного аппарата, сердечно-сосудистой системы, головного мозга и другим нарушениям. В работе исследовано получение белково-жирового соуса путем обогащения сливочного соуса пептидной добавкой, изготовленной высокотемпературным гидролизом голов копченой кильки, и облепиховым маслом, полученным экстракцией из жмыха ягод облепихи крушиновидной. Целью работы являлась оптимизация состава соуса, оценка его органолептических свойств, биологической ценности и функциональности. В облепиховом масле идентифицировано 59 % ценных жирных ПНЖК, а также13,95 мг% бета-каротина, что свидетельствуют о его высоком биопотенциале и антиоксидантных свойствах. С применением метода балльных шкал и профилограмм проведен сенсорный анализ качества соуса, выявлены его вкусовые особенности. Получена математическая модель рецептуры, на основе которой оптимизированы количества пептидной добавки (25,7 %) и облепихового масла (16,2 %). Определен химический состав соуса, показавший высокое содержание в нем белкового компонента с активными пептидами коллагеновой природы (22 %) и жировой фракции (64 %) со сбалансированным составом жирных кислот (НЖК: МНЖК: ПНЖК = 1,1:1:1). Употребление 100 г соуса удовлетворит физиологическую потребность в витамине А на 27,4 %, витамине С — 50,9 %, витамине Е — 170,6 %, витамине В1 — 43,3 %, бета-каротине — 72 %, железе — 806,6 %, марганце — 270 %. Приведены результаты микробиологических исследований соуса в хранении, в соответствии с которыми его рекомендуемый срок годности составляет 30 сут. Соус рекомендуется использовать в качестве дополнения к салатам и многим пищевым продуктам, как обогащающий компонент и источник БАВ
Системы охлаждения на солнечной энергии делятся на два типа. Системы, потребляющие тепловую энергию солнечного излучения, основаны на принципах сорбции и имеют множество реализаций в зависимости от температурного потенциала теплоносителя, который в свою очередь зависит от типа солнечного коллектора. Наибольший температурный потенциал обеспечивают концентрирующие коллекторы, являющиеся наиболее дорогими. Они позволяют реализовать эффективные двух- и трехступенчатые циклы абсорбционного охлаждения в бромисто-литиевых и водоаммиачных установках. Системы охлаждения на электрической энергии, получаемой от солнечных батарей, используют холодильные машины с электрическим приводом. Это парокомпрессионные системы и системы прямого преобразования энергии: термоэлектрические и на калорических эффектах (электрокалорические, магнитокалорические, пьезокалорические). Особенно следует выделить термоэлектрические системы на эффекте Пельтье, поскольку они потребляют энергию постоянного тока, которая вырабатывается солнечными панелями и не требует преобразования в переменный ток. В статье выполнен обзор научной литературы в области термоэлектрического охлаждения с солнечным приводом. Приведены схемные решения и технические характеристики двух групп данных систем: устройства для охлаждения внешних объектов и устройства для охлаждения собственно солнечных батарей для повышения их производительности
В статье рассматриваются полученные различными авторами результаты теоретических и экспериментальных исследований, связанных с процессами накопления отпарного газа при хранении сжиженного природного газа в резервуарах различного назначения. Исторически применяемые модели изменялись в соответствии с развитием возможностей информационных технологий, от применения простых инженерных методов до современных численных методов с использованием вычислительной механики жидкости и газа. Последовательно рассматривая разнообразные получаемые количественные и качественные результаты изменения параметров отпарного газа, можно сделать выводы о процессах в частных случаях конкретных изучаемых объектов. Тем не менее, в настоящее время не выработан единый подход к выбору метода моделирования и, соответственно, к трактовке результатов моделирования. Признано, что теплопередача играет решающую роль в процессе термического испарения. Характерным примером прогнозирования количества и скорости образования отпарного газа является тепловой расчет резервуара Q max, выполненный на модуле резервуара в Aspen Hysys для бака 260 тыс. м3 при условиях фазового равновесия, давлении 1,17 бар, температуре окружающей среды 25 °C, при различных степенях заполнения. Получена скорость образования отпарного газа (BOR) 0,012 масс.% в сутки при 80 % заполнении, с увеличением до 0,12 масc.% в сутки при 10 % заполнении бака. Для обобщения получаемых результатов прогнозирования параметров отпарного газа следует продолжить их накопление и статистическую обработку
Проведен обзор исследований и технологий, связанных с волновыми энергообменными аппаратами, использующими акустические и ударно-волновые процессы для передачи энергии. Представлена классификация устройств по типу волн, назначению и способам организации энергообмена. Описаны принципы работы и конструкции термоакустических и ударно-волновых установок. Особое внимание уделено термоакустическим системам, включая двигатели, охладители и их объединения в термоакустические пары. Рассмотрены принципы работы пульсационных, роторно-волновых и резонансных охладителей газа, а также их применение в охлаждении, сжатии газов, эжекции и разделении потоков. Изложены инженерные подходы к повышению эффективности: использование многоступенчатых систем, оптимизация конструкций. Приведены примеры применения роторно-волновых технологий в криогенной промышленности для ожижения метана и создания экологически чистых холодильных циклов. Обсуждаются перспективы использования волновых роторных технологий в энергетике и промышленности. Статья содержит рекомендации по исследованиям и конструктивным решениям для снижения потерь и повышения эффективности энергообменных аппаратов
Разработка и проектирование высокоэффективных, универсальных конструкций тепло-массообменного оборудования, предназначенного для реализации современных технологий в пивоваренной промышленности невозможна без всестороннего изучения теплофизических свойств исходной рабочей среды в процессе ее трансформации в целевой продукт. Одной из важнейших стадий технологического процесса производства пива является стадия водно-тепловой обработки измельченного солода (ВТОИС), от успешной реализации которой зависит объем и качество конечной целевой продукции. В данной работе представлены: обоснование цели данных исследований; методика проведения экспериментов и результаты реологических исследований солодовых суспензий. Исследовались суспензии, приготовленные из следующих фракций: 0–0,18 мм; 0,18–0,25 мм; 0,25–0,3 мм; 0,3–0,425 мм; 0,425–0,5 мм; 0,5–0,71 мм; 0,71–1,00 мм, для каждого из гидромодулей (1:3; 1:4; 1:5). Получены экспериментальные значения динамической вязкости солодовых суспензий, для всех объектов исследований, в диапазоне изменения температуры 23–90 °C и диапазоне изменения градиента скоростей сдвига 2–500 с -1. На основании этих данных построены вязкостно-температурные характеристики для всех исследованных объектов исследований. Установлено, что, при достижении температуры солодовой суспензии 50–60 °C, у всех исследованных объектов, наблюдалось скачкообразное увеличение вязкостных свойств, связанное с процессом клейстеризации нативного крахмала, и последующим их снижением. Проведенные исследования показывают, что измельчение солода меньше 0,5 мм не целесообразно, так как пиковые значения динамической вязкости имеют постоянную величину, и дальнейшее уменьшение частиц приведет к неоправданным затратам и, как следствие, к увеличению себестоимости целевого продукта. Результаты исследований позволят существенно уточнить расчетные зависимости, связанные как с разработкой технологии производства пива, так и ее машинно-аппаратурного оформления новыми, высокоэффективными конструкциями технологических аппаратов
В работе рассмотрена проблема методической неопределенности измерения неравномерной по глубине температуры воды погружающимся измерительным комплексом. Проведено сравнение двух методов определения температуры — классический контактный на основе показаний высокоточного термистора, находящегося в контакте с корпусом измерительного прибора, и параметрической идентификации дифференциально-разностной модели переноса тепла с решением обратной задачи теплопроводности. При этом на основе восстановленного теплового потока, скорости погружения и заранее рассчитанной гидродинамической модели обтекания измерительного комплекса восстанавливается температура воды с учетом тепловой инерции, свойственной контактному методу. Метод параметрической идентификации по сравнению с классическим показал значительное снижение неопределенности температуры воды и рассчитываемой на её основе скорости звука. Полученные результаты могут быть использованы для более точного исследования морского дна и определения расстояния до далеких объектов под водой
Исследован процесс ферментативного гидролиза нутовой муки с целью определения глубины гидролиза углеводов и степени извлечения белка. Для определения гидромодуля и продолжительности гидролиза, обеспечивающих наибольшую деструкцию углеводной фракции растительного сырья и наибольшую степень извлечения белка, проводились три серии экспериментов с варьированием следующих условий: гидромодуль (сырье/вода) 1/4, 1/6, 1/8, 1/10, 1/12, 1/14 и продолжительность ферментативного гидролиза 0,5, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5, 4, 6, 8 часов, что позволило выявить наиболее эффективные параметры для получения белкового изолята. Исследован химический состав двух образцов белковых изолятов из нутовой муки, полученных из жидкой фракции с наиболее высоким содержанием редуцирующих сахаров по результатам трех серий экспериментов. Анализ содержания редуцирующих сахаров и сухих веществ показал значительное увеличение показателей в образцах с ферментным комплексом по сравнению с контрольными при варьировании разных условий гидромодуля и продолжительности гидролиза, что подтверждает эффективность внесения ферментов. В результате проведенных исследований установлено, что содержание белка, углеводов и других компонентов варьируется в зависимости от условий процесса, наибольшее влияние оказывает содержание редуцирующих сахаров в жидкой части. Продолжительность ферментативного гидролиза оказывает большее влияние на степень деструкции углеводов, чем гидромодуль. Высокой степени гидролиза углеводов и высокому выходу белка способствуют условия ферментативного гидролиза нутовой муки — продолжительность 4 ч при гидромодуле 1/8. При этих условиях ферментативного гидролиза возможно получение белкового изолята высокой степени чистоты с содержанием белка 90 % в пересчете на сухое вещество
В последние годы интерес к продуктам, не содержащим глютен, растет во всех развитых странах мира. Изначально интерес к безглютеновой продукции возник именно как к продуктам, которые помогают решить конкретную медицинскую проблему — непереносимость проламина (глютена), однако со временем безглютеновые продукты стали восприниматься как более полезные для здоровья и способствующие похудению. Исследование компании Mintel показало, что основная часть потребителей — это люди, более тщательно заботящееся о своем здоровье. Однако важность поддержания правильного питания группой лиц, подверженных заболеванию целиакия, является основополагающим на протяжении всей их жизни. В статье представлены рецептуры хлеба, основой которых являются безглютеновые мучные смеси. Рекомендована рецептура, в состав которой входят мука из зеленой гречки, рисовая мука, картофельный крахмал, псиллиум, рисовая и гречневая закваски. Обосновано использование выбранного сырья с целью улучшения качества, как самого продукта, так и его влияния на здоровье потребителя. Изучена технология безглютенового хлеба на рисовой закваске. Результатом подбора рецептур, а также проведения исследования рекомендовано рецептурное соотношение компонентов для безглютенового хлеба на гречневой закваске: использование смеси овсяной и гречневой муки, воды и опары в соотношении 1,8:3:1, соответственно. Для устранения горечи образца хлеба в рецептуру рекомендуется вводить сахар в количестве 7,0±0,5 %. По результатам исследований показателей качества полученных образцов хлеба выбран режим ведения закваски при температуре 27±1 °С в течение 5,0±0,1 ч. Конечная кислотность закваски — 10,0±0,5 град. Разработаны режимы производства хлеба. Температура брожения теста должна составлять 27±1 °С, продолжительность брожения 5±0,5 ч. Режим выпечки: температура 180±5 °С, продолжительность 7±1 мин с паром, 25±3 мин без пара. Эти усовершенствования позволили устранить дефекты, связанные с неравномерной пористостью хлеба, отрывом корки и кислым привкусом и получить изделие с наиболее привлекательными для потребителя свойствами. Проведенные физико-химические исследования выпеченного хлеба по показателям влажности и кислотности подтвердили соответствие образцов ГОСТ Р 58233–2018
Дефицит полиненасыщенных жирных кислот может приводить к проблемам, связанным с сердечно-сосудистой системой, воспалительными заболеваниями, состоянием кожных покровов, суставов и многие другие. Для профилактики их недостатка рекомендуется вводить в рацион обогащенные продукты. Представлены результаты разработки конфет типа трюфель, обогащенных полиненасыщенными жирными кислотами омега-3 за счет введения масла рыжикового и пюре авокадо. С целью снижения количества добавленного сахара в продукте использовалось пюре финика. Разработанные конфеты типа трюфель отличались приятным легким привкусом авокадо и ореховым ароматом, придаваемым рыжиковым маслом, приобретали более нежную кремовую текстуру. Введение новых видов ингредиентов способствовало значительному сокращению продолжительности стабилизации разработанных кремовых масс перед формованием. Полученные данные оценки степени проявления видимых признаков микробиологической порчи позволили установить рекомендуемые сроки годности разработанных конфет типа трюфель при пониженной температуре от 0 до +2 °С не более 14 сут. Разработанные конфеты характеризуются сниженным в 1,7 и 1,5 раза содержанием жира, уменьшенной в 1,5 и 1,3 раза калорийностью, повышенным в 2,8 раз содержанием пищевых волокон для изделий из горького и темного шоколада соответственно. Покрывают 51,2 % суточной потребности взрослого человека в полиненасыщенных жирных кислотах семейства омега-3 для конфет на основе горького шоколада и 74,1 % для конфет на основе темного шоколада, в жирных кислотах семейства омега-6 — на 5,2 и 7,0 %, соответственно
Анемия — это состояние, при котором происходит снижение уровня гемоглобина (носителя кислорода в эритроцитах), что отрицательно сказывается на функционировании организма. Недостаток железа в организме человека является серьезной проблемой. В связи с этим, функциональные напитки, направленные на профилактику и компенсацию недостатка железа, представляют особую важность для здоровья людей. В исследовании проведен контент анализ пищевой продукции функциональных напитков для профилактики недостатка железа в организме человека для дальнейшей разработки рецептуры собственного продукта, отвечающего всем требованиям и предпочтениям потребителей. Материалами и методами для исследования являлись данные Единого реестра свидетельств о государственной регистрации и технологические методы. На сегодняшний день на рынке пищевой продукции существует 5039 видов напитков. Из их функциональных напитков на молочной основе — 3023 (60 %), на винной основе — 1208 (23,98 %), на соковой основе — 819 (16 %), с содержанием железа — 1 (0,02 %). На основе полученных данных была разработана рецептура соковой основы «Iron juice». Данная функциональный напиток содержит в своем составе следующие ингредиенты: сок яблочный из яблок сорта «Белый Налив», сок гранатовый из гранатов сорта «Иридана», бананы вяленый, сорбат калия, фруктоцим, гемоглобин свиной крови. При производстве использовались основные процессы, такие как: взвешивание, дробление, сортировка, мойка, прессование, процеживание, фильтрование, смешивание. В результате работы был разработан состав из компонентов, технология напитка и его функциональные показатели, которые должны присутствовать в функциональном напитке, а также рецептура функционального напитка