Abstract
The purpose of the article is to improve the heat transfer equipment for the production of concentrates from vegetable raw materials, namely a vacuum-evaporator apparatus with a mixing device. System analysis, namely simulation modeling, has been chosen as a tool to determine the advantages of the proposed technical solutions.Research methods. The main heat exchange process of the proposed method for the production of concentrated products from vegetable raw materials is the boiling of the juice in a vacuum evaporator apparatus of periodic action with an improved design of a steam mixer. The mixer is a spiral metal tubular constructor with the possibility of supplying steam into its cavity. As a result of the experiments the dependence of the heat transfer coefficient on the rotation frequency of the developed mixer was investigated, the analysis of which allowed to determine the efficiency of using the new design of the mixing device. This became a practical basis for system-dynamic modeling of temperature field changes during vegetable juice boiling.Results. A new method of processing of vegetable raw materials has been proposed. For its implementation, a vacuum-evaporator apparatus with advanced mixing device was developed. Experimental studies were conducted to determine the heat transfer coefficient during juice concentration. The simulation of changes in the temperature field in the apparatus and the overall working cycle of the evaporator are carried out. Simulation results were obtained using the Vensim system analysis software package. The duration of real steadystate heating was controlled experimentally with the use of a vacuum-evaporator apparatus.Conclusions. The dependence of the heat transfer coefficient on the number of revolutions of the stirrer during the boiling of vegetable juice in the developed vacuum-evaporator apparatus is determined. A system-dynamic model of the heat transfer process has been created, namely the changes in the temperature field in the apparatus are determined, and that makes it possible for further computer experimentation on the basis of the practical studies of the complex heat transfer system relations.
Highlights
Метою дослідження є вдосконалення теплообмінного обладнання для виробництва концентратів з овочевої сировини, а саме вакуум-випарного апарату з перемішуючим пристроєм Інструментом для визначення переваг запропонованих технічних рішень обрано системний аналіз, а саме імітаційне моделювання
Складність концентрування соків із м'якоттю полягає в їхній значній в'язкості
Імітаційне дослідження дозволяє поєднувати особливості експериментального підходу і специфіку використання засобів комп'ютерної підтримки
Summary
Метою дослідження є вдосконалення теплообмінного обладнання для виробництва концентратів з овочевої сировини, а саме вакуум-випарного апарату з перемішуючим пристроєм Інструментом для визначення переваг запропонованих технічних рішень обрано системний аналіз, а саме імітаційне моделювання. Уварювання соку в випарному апараті з мішалкою під вакуумом є основним процесом теплообміну в запропонованому способі переробки. Експериментальні дослідження стали підґрунтям для системного аналізу процесу, а саме імітаційного моделювання зміни температурного поля в процесі уварювання овочевого соку. Проведені експериментальні дослідження з визначення коефіцієнту тепловіддачі під час концентрування соку. Визначено залежність коефіцієнта тепловіддачі від числа обертів мішалки під час уварювання овочевого соку в розробленому вакуум-випарному апараті. Створена системно-динамічна модель процесу тепловіддачі, а саме визначено кінетику температури в апараті, що робить можливим подальше комп’ютерне експериментування на підґрунті визначених практичним дослідженням зв’язків складної системи теплообміну. Ключові слова: концентрований сік, вакуум-випарний апарат, кінетика температури, мішалка, теплообмін, імітаційне моделювання, системний аналіз
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
