Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

________________________________________________________________________________

М.М. БЕЗЗУБЦЕВА, В.С. ВОЛКОВ, К.Н. ОБУХОВ

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВНЕДРЕНИЯ ИМПОРТОЗАМЕЩАЮЩЕГО СПОСОБА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ МЕХАНОАКТИВАЦИИ В АППАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ШОКОЛАДНОГО ПРОИЗВОДСТВА

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2016

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

________________________________________________________________________________

­

М.М. БЕЗЗУБЦЕВА, В.С. ВОЛКОВ, К.Н. ОБУХОВ

НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВНЕДРЕНИЯ ИМПОРТОЗАМЕЩАЮЩЕГО СПОСОБА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ МЕХАНОАКТИВАЦИИ В АППАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ШОКОЛАДНОГО ПРОИЗВОДСТВА

МОНОГРАФИЯ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2016

УДК 663.915

ББК 40.76

М.М. Беззубцева, В.С. Волков, К.Н. Обухов. Научное обоснование внедрения импортозамещающего способа электромагнитной механоактивации в аппаратурно-технологические системы шоколадного производства: монография. – СПб.: СПбГАУ, 2016. –197 с.

Ведущее место при переработке какао-бобов в готовую продукцию занимают многочисленные процессы измельчения (механоактивации). Эффективность проведения процессов механоактивации определяет качественные показатели готовых шоколадных изделий и энергоемкость всего производства. Для интенсификации процессов измельчения в технологической схеме производства шоколадных продуктов применение традиционных способов и аппаратурных решений недостаточно. В практику всё в большей мере входят инновационные импортозамещающие физические методы активации.

Задача повышения энергоэффективности шоколадного производства связана с разработкой высокоинтенсивных способов организации измельчающего усилия и устройств их реализующих, основанных на принципиально новых, нетрадиционных методах использования различных видов энергии (энергии газа и электромагнитных полей, ультразвуковых колебаний и т.д.). Перспективным направлением в этой области является применение в шоколадном производстве инновационного способа создания измельчающего усилия в магнитоожиженном слое ферроэлементов – размольных органов механоактиваторов. Проведенные за последние годы работы по формированию фундаментальной теории электромагнитного способа измельчения и создание на этой основе аппаратов нового типа - электромагнитных механоактиваторов (ЭММА), расширили представление о возможности практического использования постоянных электромагнитных полей для диспергирования продуктов различного целевого назначения, в том числе и полуфабрикатов шоколадного производства.

В монографии представлены инновационные разработки научной школы профессора М.М. Беззубцевой «Эффективное использование энергии, интенсификация электротехнологических процессов». Особое внимание уделено анализу энергоемкости процессов электромагнитной механоактивации какао продуктов и качественным показателям перерабатываемых на ЭММА шоколадных полуфабрикатов.

Изложенные в монографии инновационные разработки научной школы внедрены в учебный процесс кафедры «Энергообеспечение предприятий и электротехнологии».

Монография предназначена для научных сотрудников и студентов агроинженеров.

Рецензенты:

д.т.н., проф. А.Г. Новоселов (ИТМО),

д.т.н., проф. Ф.Р. Мусаев (РГСХА),

д.т.н., проф. С.А. Ракутько (ИЭАП)

Рекомендовано к изданию учебно-методической комиссией Института технических систем, сервиса и энергетики: протокол № 10 от 20 октября 2015 г.

ISBN

© М.М. Беззубцева, 2016

© В.С. Волков, 2016

© К.Н. Обухов, 2016

© СПбГАУ, 2016

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………….	4
Глава 1. Процесс измельчения в шоколадном производстве…………………………...………………………………………....................	8
1.1. Влияние дисперсности полуфабрикатов шоколадного производства на качественные и экономические показатели шоколадных изделий …………………..	8
1.2. Анализ аппаратурно-технологических систем производства шоколадных масс ……………………………………………………………………………………….	11
Глава 2. Аналитический обзор изобретений научной школы «эффективное использование энергии, интенсификация электротехнологических процессов»………………………………….........................................................………...	22
2.1. Электромагнитная механоактивация в постоянном электромагнитном поле…...	22
2.2. Инновационные электромагнитные механоакиваторы шоколадного производства................................................................................………………….……...	31
2.3. Технологические возможности электромагнитных механоактиваторов………………………………………………....................................	45
2.4. Рекомендации по проектированию электромагнитных механоактиваторов шоколадного производства........................................................................................……………………	70
Глава 3. Диспергирование сахарного песка в аппарате с постоянным магнитным полем…………………….......................................................................................................	79
Глава 4. Интенсификация процесса механоактивации шоколадных масс электромагнитным способом………………………………………………….……….	95
4.1. ЭММА для диспергирования шоколадных масс………………………................	95
4.2. Описание гранулометрического состава шоколадных масс, обработанных в ЭММА....................................................................................................……………...…	97
4.3. Влияние режимов работы ЭММА на качество шоколадных масс…......................	101
Глава 5. Математическое описание и оптимизация процесса измельчения рецептурной смеси сахара и какао продуктов при производстве шоколадных масс электромагнитным способом........................................................................................………….…………….….	106
Глава 6. Исследование тепловых режимов механоактивации полуфабрикатов шоколадного производства в ЭММА.......………………………………………….…….	113
6.1. Метод расчета тепловых режимов....................................................…...................	113
6.2. Метод расчета ЭММА с системой принудительного охлаждения........................	130
6.3. Метод расчета стационарного теплового поля электромагнитного механоактиватоора............................................................................................................	134
Глава 7. АНАЛИЗ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ МЕХАНОАКТИВАЦИИ ПОЛУФАБРИКАТОВ ШОКОЛАДНОГО ПРОИЗВОДСТВА...............................................................……….	142
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………………...	146
ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………………………….	148
ПРИЛОЖЕНИЕ 1…………………………………………………………………………	164