РОЗДІЛ 2
ОБ'ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
2.1. Загальна схема проведення досліджень.
Робота виконувалась в науково-дослідній лабораторії пектину кафедри технології цукристих речовин НУХТ, Проблемній науково-дослідній лабораторії НУХТ, заводській хіміко-технологічній лабораторії ТОВ "Летичів-продукт". Промислові дослідження проводились на ТОВ "Летичів-продукт".
2.2. Програмно-цільова модель досліджень.
Методологічний підхід до проведення досліджень принципів комплексної електротехнології переробки яблук та яблучних вичавок, практичної її перевірки та реалізації грунтується на вивченні електрофізичних методів обробки сировини, розробці по встановленні оптимальних параметрів обробки, розробці адаптованого до потреб виробництва обладнання та практичній реалізації запропонованих процесів.
Засади створення комплексної електротехнології переробки яблук визначені, як сукупність логічних висновків за результатами теоретичних та експериментальних досліджень, що приведені в розділах 3-5 (рис 2.1).
2.3. Характеристика об'єктів дослідження.
Об'єктами досліджень були свіжі сортосуміші плодів яблунь середніх та пізніх термінів дозрівання 2000-2002р.р. заготовлені на підприємстві ТОВ "Летичів-продукт"; натуральні та концентровані яблучні соки; яблучні вичавки; електроактивована вода з різним значенням рН; яблучний пектиновий концентрат. Продукти отримували в лабораторних і промислових умовах з використанням комплексної електротехнології переробки яблучної сировини.
2.4. Методики проведення експериментів.
2.4.1.Лабораторна установка для дослідження процесу імпульсного електроплазмолізу яблучної сировини. Процес електроплазмолізу в лабораторних умовах проводили в установці, яка складається з блоку живлення, комірок для електрообробки зразків яблучної тканини, вимірювальних електричних приладів.Схема лабораторної установки представлена на рис.2.2.
Блок живлення прямокутних монополярних імпульсів або біполярних імпульсів забезпечує отримування імпульсів напругою від 180 до 570 В (величини напруги і струму контролювали вольтметром і амперметром, якими оснащений блок живлення). Величини імпульсів і пауз між ними плавно регулювали в діапазоні 0.001...1 с. Величина струму була обмежена (до 10 А). Час електрообробки задавали таймером марки ВЛ-47 УХЛ4, клас точності 0.5/0.03 в діапазоні 0.1..99.9 с. Осцилографом марки ОС-1, який через датчик Хола під'єднаний до одного із живильних проводів комірки для електрообробки, визначали форму та зміну величини струму в процесі електрообробки. Графічним інтегруванням часової залежності струму навантаження протягом всього процесу електроплазмолізу визначали витрати енергії.
Комірки для електрообробки зразків яблучної тканини через двополюсний перемикач приєднувалися одночасно до блоку живлення та кондуктометра. Комірка першого типу для обробки циліндричних зразків яблучної тканини складається із мікрометра, нерухомо закріпленого на штативі, та електродів з нержавіючої сталі, які розміщені на ізолюючих конусах. Конуси закріплені на робочих стержнях мікрометра. Дана комірка дозволяє обробляти круглі зразки яблучної тканини діаметром до 30 мм і товщиною до 20 мм (вимірювали за шкалою мікрометра).
Комірка другого типу для обробки подрібненої яблучної сировини складається із циліндричного діелектричного корпусу, в якому розміщені два електроди із нержавіючої сталі. Один із електродів - нерухомий - закріплений в торці корпусу комірки; другий електрод - рухомий, з'єднаний з штоком і кришкою. Це дозволяє регулювати міжелектродну відстань і обробляти задану кількість подрібненої яблучної сировини.
Процес електроплазмолізу яблучної цілої чи подрібненої тканини здійснювали накладанням послідовності електричних імпульсів різних параметрів: зовнішньої напруги(U), тривалості імпульсу (?імп), тривалості пауз між імпульсами (?пауз), кількості імпульсів(n), тривалості електричного впливу (?ел.вп.=?імп.к), тривалості процесу електрообробки (?проц.=n(?імп.+?пауз)).
Рис.2.2. Схема лабораторної установки електроплазмолізу яблучної сировини: 1- блок живлення; 2 - регулятор напруги; 3 - електровимірювальні прилади; 4 - пусковий пристрій; 5 - таймер; 6 - блок формування імпульсів; 7 - регулятор тривалості імпульсів та пауз; 8 - комірка для електрообробки; 9 - кондуктометр; 10 - осцилограф. Ефективність електрообробки яблучної сировини оцінювали по зміні елетропровідності тканин, яку визначали електрометричним методом [104] за допомогою кондуктометра ОК-102 "Раделкис"(Угорщина) і розрахували за формулою: , (2.1)
де ? - електропровідність після електрообробки, См/м;
?о - початкова електропровідність яблучної тканини, См/м. Кількість отриманого яблучного соку із плазмолізованої яблучної сировини визначали мірними циліндром після пресування на гвинтовому пресі.
2.4.2. Лабораторна установка для дослідження процесу отримання електроактивованої води. Для дослідження процесу електромембранної підготовки води була запропонована лабораторна установка, принципова схема якої представлена на рис.2.3.
Рис.2.3. Схема лабораторної установки для отримання електроактивованої води: 1 - автотрансформатор; 2 - випрямляч; 3 - вольтметр; 4 - насоси; 5 - ємність для розчину електроліту; 6 - ємність для зм'якшеної води; 7 - електромембранний апарат; 8 - анод; 9 - біполярна мембрана; 10 - аніонообмінна мембрана; 11 - катод; 12 - амперметр.
Установка для підготовки води з заданим значенням рН складається із електродіалізатора-синтезатора, ємності для зм'якшеної води, ємності для водного розчину солі NaCl, джерела живлення постійного