Материалы
Исследование повышения температуры частичек, образующихся при ультразвуковом измельчении листьев шпината
Авторы:
А.Н. Петров, З.М. Арабова, И.Ю. Алексанян, А.Х.-Х. Нугманов, М.А.С. Барзола, А.А. Нугманова
Аннотация:
Выбор в качестве объекта исследования листьев шпината для получения натурального красителя на основе хлорофилла обусловлен тем, что данный овощ является пищевым сырьем, богатым этим пигментом, и источником различных по своим функциональным свойствам биологически активных веществ. Для решения задачи более полного извлечения хлорофилла из измельченных листьев шпината их целесообразно подвергнуть предварительному кратковременному замачиванию в эмульсии вода/органический реагент при ультразвуковом воздействии. Учитывая, что водоэмульсионная шпинатная суспензия является термолабильной, необходимо соблюдать температурные ограничения, так как при превышении определенного критического значения температуры высока вероятность разложения хлорофилла с потерей его потребительских свойств. Ввиду того, что экспериментальное определение температуры внутри тонкодисперсной взвешенной в водной эмульсии частички практически невозможно, было признано целесообразным провести моделирование внутреннего и внешнего теплопереноса путем решения дифференциального уравнения переноса тепловой энергии при соответствующих граничных условиях численным методом конечных разностей. Экспериментально определены структурно-механические и теплофизические характеристики измельченных листьев шпината по методике комплексного расчета теплофизических параметров, основанной на учете теплоинерционных свойств термопары. Адекватность решения проверена по эмпирически определенной температуре суспензии после завершения технологической операции. Согласно разработанному алгоритму составлена программа эволюции полей температур в объекте исследования с учетом падающего ультразвукового потока и внутреннего источника тепла с образованием новой поверхности при измельчении частичек шпината для соблюдения термических ограничений и максимального сохранения их качественных параметров. Определена рациональная продолжительность процесса ультразвукового измельчения без превышения рекомендованных пороговых температур.
Ключевые слова:
листья шпината; хлорофилл; ультразвуковое воздействие; внутренний источник энергии; теплообмен; математическое моделирование; численные методы
Ссылка для цитирования:
Нугманов А.Х.-Х., Алексанян И.Ю., Абрамова З.М., Нугманова А.А. Исследование повышения температуры частичек, образующихся при ультразвуковом измельчении листьев шпината // Индустрия питания|Food Industry. 2020. Т. 5, № 2. С. 88–99. DOI: 10.29141/2500-1922-2020-5-2-11
