E-ISSN: 2587-0351 | ISSN: 1300-2694
Organization of the rational form of air kinetics in chamber for the heat treatment of food products [Pamukkale Univ Muh Bilim Derg]
Pamukkale Univ Muh Bilim Derg. Ahead of Print: PAJES-50550 | DOI: 10.5505/pajes.2023.50550

Organization of the rational form of air kinetics in chamber for the heat treatment of food products

Nina Usatenko1, Sergii Verbytskyi2, Oleg Shchesiuk3, Tetiana Koziy1
1Vocational Education Department, Hryhorii Skovoroda University In Pereiaslav, Pereiaslav, Ukraine
22department Of Informational Support, Standardization And Metrology, Institute Of Food Resources Of The National Academy Of Agrarian Sciences Of Ukraine, Kyiv, Ukraine.
3Departament Of Automation And Computer-integrated Technologies, Petro Mohyla Black Sea National University, Mykolayiv, Ukraine

In this work, the effectiveness of the turbulent (three-dimensional trajectory) kinetics of air in the cargo volume of thermal chambers under recirculation conditions is substantiated analytically and practical tests of heat treatment of food products by convection. The object of research is the aerodynamic parameters of the air in the zone of processing of sausage products and the temperature in their geometric center. Analytical studies of heat exchange processes were carried out on the basis of using a system of differential equations with the involvement of criterion dependencies and similarity theory, and full-scale studies were carried out on a prototype of a heat chamber with an improved air distribution system. As an experimental material, dummies of boiled sausages – sausage casings stuffed with sawdust – were used to fill the working space of the thermal chamber. In the industrial scale experiments boiled sausages “Likarska” were used. To improve air distribution, the aerodynamic network was equipped with specially designed equipment located in the upper part of the chamber symmetrically to its longitudinal axis. Uniform distribution of air along the periphery of the chamber was provided by a double-discharge centrifugal fan an air ducts of equal static pressure, heating was provided by finned bimetallic heat exchangers. Converging pyramidal nozzles on heat exchangers divided the air entering the peripheral channels of the chamber into two flat streams with adjustable aerodynamic parameters for a certain influence of each on the nature of air movement near the product. Its rational three-dimensional movement, characterized by the Reynolds criterion equal to 8200, and the product heating unevenness of 2 degrees Celsius, was formed by nozzles with geometry: air compression angle -18 degrees, proportionality coefficient of compressed air separation on the main and side flows -14, and the degree of freedom of the main flow - 9.09. Thus, the implementation of technical solutions for the organization of three-dimensional air kinetics in a heat chamber under recirculation conditions ensured a sufficiently high uniformity of heat supply to processed products, their quality and safety while reducing the total cost of their production. In addition, the accuracy of engineering calculations when designing air distribution systems.

Keywords: foods, heat treatment, air flows

Gıda ürünlerinin ısıl işlemi için haznede rasyonel hava kinetiği formunun organizasyonu

Nina Usatenko1, Sergii Verbytskyi2, Oleg Shchesiuk3, Tetiana Koziy1
1Mesleki Eğitim Bölümü, Pereiaslav
2Bilgi Desteği, Standardizasyon Ve Metroloji Departmanı, Ukrayna Ulusal Tarım Bilimleri Akademisi Gıda Kaynakları Enstitüsü, Kiev, Ukrayna
3Otomasyon Ve Bilgisayarla Bütünleşik Teknolojiler Bölümü, Petro Mohyla Karadeniz Ulusal Üniversitesi, Mykolayiv, Ukrayna

Bu çalışmada, termal odaların kargo hacmindeki havanın türbülanslı (üç boyutlu yörünge) kinetiğinin devridaim koşulları altında etkinliği, gıda ürünlerinin konveksiyon yoluyla ısıl işleminin analitik ve pratik testleriyle kanıtlanmıştır. Araştırmanın amacı, sosis ürünlerinin işlendiği bölgedeki havanın aerodinamik parametreleri ve geometrik merkezlerindeki sıcaklıktır. Isı değişim süreçlerinin analitik çalışmaları, kriter bağımlılıkları ve benzerlik teorisini içeren bir diferansiyel denklem sistemi kullanılarak gerçekleştirildi ve geliştirilmiş hava dağıtım sistemine sahip bir ısı odasının prototipi üzerinde tam ölçekli çalışmalar yapıldı. Deneysel bir malzeme olarak, termal odanın çalışma alanını doldurmak için haşlanmış sosislerden (talaşla doldurulmuş sosis kılıfları) maketler kullanıldı. Endüstriyel ölçekte yapılan deneylerde haşlanmış “Likarska” sosisleri kullanıldı. Hava dağıtımını iyileştirmek için aerodinamik ağ, odanın üst kısmında uzunlamasına eksenine simetrik olarak yerleştirilmiş özel olarak tasarlanmış ekipmanlarla donatıldı. Havanın odanın çevresi boyunca düzgün dağılımı, çift deşarjlı bir santrifüj fan ve eşit statik basınca sahip süt kanalları ile sağlandı, ısıtma kanatlı bimetalik ısı eşanjörleri ile sağlandı. Isı eşanjörleri üzerindeki yakınsak piramidal nozullar, odanın çevresel kanallarına giren havayı, her birinin ürünün yakınındaki hava hareketinin doğası üzerinde belirli bir etkisi için ayarlanabilir aerodinamik parametrelere sahip iki düz akışa böldü. 8200'e eşit Reynolds kriteri ve 2 santigrat derecelik ürün ısıtma eşitsizliği ile karakterize edilen rasyonel üç boyutlu hareketi, geometriye sahip nozullar tarafından oluşturulmuştur: hava sıkıştırma açısı -18 derece, basınçlı hava ayırmanın orantısal katsayısı. ana ve yan akışlarda -14 ve ana akışın serbestlik derecesi - 9.09. Bu nedenle, termal odadaki havanın üç boyutlu kinetiğinin devridaim koşulları altında düzenlenmesi için teknik çözümlerin uygulanması, işlenmiş ürünlere ısı tedarikinde yeterince yüksek bir homojenlik, bunların kalitesi ve güvenliğini sağlarken aynı zamanda genel maliyetleri azaltır. işlem. Ayrıca termal ekipmanlarda hava dağıtım sistemleri tasarlanırken mühendislik hesaplamalarının doğruluğu arttırılır.

Anahtar Kelimeler: gıdalar, ısıl işlem, hava akışları



Corresponding Author: Nina Usatenko, Ukraine
Manuscript Language: English
LookUs & Online Makale