Вісник № 03. Нові рішення в сучасних технологіях

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/48727

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 12

Показники якості модифікованих жирів нового покоління
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Удовенко, Олексій Олександрович; Гладкий, Федір Федорович; Шкредов, Іван Володимирович; Гаврюшенко, Катерина Олександрівна
Проведено дослідження щодо визначення показників якості модифікованих жирів, одержаних шляхом етерифікації жирних кислот спиртами високої молекулярної маси. Альтернативою рідким рослинним оліям можуть виступати фритюрні жири одержані за новою технологією, а саме, етерифікацією жирних кислот спиртами високої молекулярної маси, що допомагає подолати проблему термічного псування жирів. Такий спосіб модифікації жирів дозволяє отримати конкурентоспроможний продукт, а спеціально підібраний молекулярний склад даного фритюрного жиру дозволяє збільшувати час і температуру експлуатації продукту і допомагає уникати таких небажаних ефектів, як потемніння і димлення фритюру. Мета роботи – дослідження фізико-хімічних показників модифікованих жирів. Для досягнення поставленої мети вирішено наступні задачі: визначено показники якості модифікованих жирів, а саме: температуру плавлення, в’язкість (кінематична і динамічна), густину; визначити антиоксидантну стабільність модифікованого фритюрного жиру в порівнянні з традиційними фритюрними жирами. Визначення окислювальної стабільності олій і жирів проведено у приладі «Rancimat», і засновано на прискореному окисленні зразка при підвищеній температурі в потоці повітря. Стійкість до окислювання визначали при температурі 110 °С, за нормативним документом ДСТУ EN ISO 6886:2019 «Жири тваринні і рослинні та олії. Визначення стійкості до окислення (метод прискореного окислення)». Встановлено, що температура плавлення модифікованих жирів кваліфікує їх як жири кулінарні, та сировина для жирових продуктів. Встановлено, що густина одержаних зразків ефірів є меншою за густину традиційного фритюру. Виявлено, що всі зразки ефірів мають значно нижчу кінематичну в’язкість у порівнянні з соняшниковою олією, яку часто використовують у якості фритюру. Таким чином, під час смаження продукт менше поглинатиме такий фритюрний жир, що зменшить калорійність готового продукту. Встановлено, що втрати продукту за рахунок випаровування складають від 3,46 до 11,38 %. Антиоксидантна стабільність зразків ефірів у 3,4–6,8 разів вища за соняшникову олію, що дозволить ефективно використовувати їх як кулінарні (фритюрні) жири.
Regularities of the influence of microarc oxidation of aluminum alloys on the phase-structural state of the formed oxide coatings and the peculiarities of γ-Al₂O₃ → α-Al₂O₃ polymorphic transformation during their annealing
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Sоbоl, Oleg; Subbotina, V. V.
The influence of the technological parameters of microarc oxidation on the regularities of the phase-structural state of coatings formed on D16 aluminum alloys (the main alloying element is Cu) and AMg3 (the main alloying element is Mg) and the effect of annealing in the temperature range 600–1280 °C on the γ-Al₂O₃ → α-Al₂O₃ phase transformation are investigated. It was found that in the coatings formed during microarc oxidation in a complex (alkaline-silicate) electrolyte, three main phase-structural states are revealed: γ-Al₂O₃, α-Al₂O₃ and mullite (3Al₂O₃·2SiO₂). The conditions of electrolysis allowing the formation of a two-phase state (γ-Al₂O₃ and α-Al₂O₃) on alloys of both types have been determined. It has been established that alloying elements of the AMg3 alloy provide in MAO coatings a higher stability of the γ-Al₂O₃ structure in comparison with the analogous state in MAO coatings on D16 alloy. High-temperature annealing of MAO coatings made it possible to reveal a more complete phase transformation on D16 alloy, the structural basis of which is the appearance of tetragonality in the defective cubic lattice of the γ-Al₂O₃ phase. Annealing of MAO coatings stimulates the γ → α transformation with the greatest dynamics of change in the coatings obtained on D16 alloy. At the highest annealing temperature of 1280 °C (for 60 min) as a result of γ→α transformation, the relative content of the α-Al₂O₃ phase in the coating is 89 % (coating obtained on D16 alloy) and 30 % (coating obtained on AMg3 alloy). A model of the polymorphic γ-Al₂O₃ → α-Al₂O₃ transformation in aluminum oxide is proposed, based on the ordering of the metal cationic subsystem in octahedral and tetrahedral internodes and the enhancement of this process upon the weakening of the “metal–oxygen” bond as a result of the replacement of Al ions by Cu ions that have a low binding energy with oxygen. A correlation between the relative content of the α-Al₂O₃ phase and the hardness of the MAO coating was found. With the highest content of the α-Al₂O₃ phase, the hardness reaches 16000 MPa.
Вплив технологічних параметрів складання з’єднання «зубок-шарошка» на якість вставного твердосплавного оснащення шарошок бурових доліт
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Сліпчук, Андрій Миколайович; Яким, Роман Степанович
Представлено результати досліджень одного із ключових аспектів, що стосуються забезпечення якості виготовлення шарошок тришарошкових бурових доліт, оснащених твердосплавними вставними зубками. Досліджено вплив технологічних параметрів на формоутворення отворів під посадку твердосплавних зубків та операції складання з’єднання «зубок-шарошка». Аналізом встановлено, що на етапах операцій розвірчування отворів виникає найбільше проблем щодо забезпечення якості. Основна ідея полягає у встановлення раціональних технологічних параметрів на закріплення породоруйнівних елементів в тіло шарошки. На основі численних експериментів на різних типорозмірах твердосплавних зубків встановлено, що швидкість процесу пресування має надзвичайно важливе значення. Аналізом розрізаних і розібраних таких з’єднань встановлено, що стінки отвору мають значну пластичну деформацію, мікротріщини, подекуди утворилася стружка на дні отвору. Досліджено параметри відхилення по шорсткості таких поверхонь. Скориставшись рекомендаціями, виявили, що змочування зубків у окислений парафін зменшує пластичну деформацію стінок отворі вдвічі. Це дає можливість підвищувати значення натягу і з’єднання. Для підвищення точності технологічної операції пресування розроблено спеціальний пристрій, який дав змогу точно орієнтувати перед пресуванням вставні зубки, а також суттєво зменшити брак. Аналізом стінок отворів на сталі 14ХН3МА виявлено, що при натягах до 0,068 мм мала місце пружна деформація, далі до 0,148 мм, в подальшому при збільшені натягу було отримано значну пластичну деформацію. Теоретично та експериментально обґрунтовано розроблені шляхи вдосконалення технології виготовлення бурових доліт, що мінімізує деформацію шарошок та зубків. З цією метою встановлено емпіричну залежність, що дозволяє встановити залежність між параметрами шорсткості та величиною натягу з’єднанні «зубок-шарошка» доліт.
Дослідження експлуатаційних характеристик теплових печей при виробництві оптичного та спеціального флоат стекол
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Петров, Дмитро Вікторович; Брагіна, Людмила Лазарівна; Яїцький, Сергій Миколайович; Рябінін, Святослав Олександрович
Показана актуальність дослідження експлуатаційних характеристик вогнетривких матеріалів та конструктивних особливостей теплових агрегатів при виробництві оптичного та спеціального флоат-стекол. Проаналізовано сучасний стан теплових режимів ванних й регенеративних одногоршкових печей та існуючі методи визначення їх слабких вузлів при взаємодії розплавів скла з вогнетривкими футерівками. Для цього було використано найсучасніше діагностичне обладнання. Встановлено характер руйнування бадделеїто-корундових вогнетривів у скловарної печі при виробництві листового флоат-скла за довготривалий період iз використанням петрографічних досліджень. Наведено одержані статистичні дані щодо впливу різних типів сировини, що входить до складу вихідних шихт, на фізичне руйнування поверхні вогнетривів. Із урахуванням зміни складу стекол у результаті їхньої взаємодії з поверхнею вогнетривів запропоновано математичне корегування типу та вмісту сировинних компонентів для отримання скла високої якості з необхідними експлуатаційними та оптичними параметрами. Доказано важливість урахування допусків на теплове розширення при капітальному ремонті регенеративної горшкової печі. Виявлено вплив ходу полум’яного потоку на ефективність роботи печі, на oснові чого перероблено конструктив газових вікон. Досліджено залежності корозії стін варильного басейну від температури в найбільш агресивних зонах ванної печі. Визначено основні типи оптичних стекол за хімічним складом, які є найбільш агресивними до пічного середовища. У зв’язку з впливом на xарактер руйнування вогнетривів скла в залежності від його хімічного складу, встановлено необхідне розміщення температурних датчиків для коректного аналізу теплових навантажень на вогнетривкі матеріали. Здійснено модифікацію регенераторної горшкової печі для ефективного та економічного виробництва скла. Наведено результати промислових випробувань та впровадження розроблених методів виробництва високоякісних оптичного та спеціального флоат-стекол із урахуванням підвищення терміну експлуатації. Визначено перспективні напрямки розвитку даної тематики.
Інноваційні технології моніторингу технічного стану буксових вузлів вагонів вбудованими системами контролю
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Мартинов, Ігор Ернстович; Петухов, Вадим Михайлович; Труфанова, Альона Володимирівна; Бабенко, Андрій Олександрович; Шовкун, Вадим Олександрович
В роботі розглянуті конструктивні особливості вбудованої системи контролю технічного стану буксових вузлів для вагонів нового покоління. Наведена загальна будова системи, яка складається з бортових і наземних модулів. Бортовий модуль БДС монтується на торець осі колісної пари і, таким чином, датчик температури має безпосередній контакт з шийкою осі. Наземні модулі можуть бути як стаціонарні, які розташовуються безпосередньо на перегоні, так і мобільні - у вигляді ручних терміналів. Представлені результати натурних і експлуатаційних випробувань в рамках науково-дослідної роботи для УЗ на вагонах Полтавського гірничо-збагачувального комбінату. Експлуатаційні випробування показали, що система підвищує достовірність контролю, а на основі отриманих даних можна проводити аналіз технічного стану буксових вузлів. Також було підтверджено, що система здатна надійно функціонувати в реальних умовах експлуатації на залізницях. За результатами аналізу випробувань було запропоновано три технології застосування вбудованих систем: технологія використання на контрольних постах, як окремо, так і спільно з існуючими системами дистанційного контролю; технологія збору даних під час стоянки вагонів при технічному обслуговуванні; комбінована технологія - об'єднання перших двох в одну: оперативні мінімально необхідні дані знімаються на пунктах контролю, а об'ємні дані для аналізу - при стоянці вагону. Зроблено висновки, що в даний час вбудовані системи в поєднанні з дистанційними підвищують достовірність і оперативність контролю. А також інтеграція вбудованих систем в існуючу інфраструктуру дистанційних систем дозволити значно скоротити вартість контролю, а також час розгортання і адаптації системи. Запропоновані три способи контролю технічного стану буксових вузлів в експлуатації, в кінцевому підсумку, дозволять не тільки з великою вірогідністю виявляти перегріті букси в поїздах, але також не допускати постановки в состав вагонів з потенційно аварійними буксами за рахунок аналізу динамічних даних, отриманих від вбудованих засобів контролю. Це, в свою чергу, підвищить безпеку перевезень і їх ритмічність.
Calculation of the electric field distribution in the vicinity of the conductive rod
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Lytvynenko, Svitlana
The article reviews the methods of mathematical modeling of electric fields in the vicinity of conducting rods and presents a method developed for calculating the distribution of the electric field strength and potential in systems with conducting rods. This method allows to use a computational spatial grid with a step proportional not to the radius of the rod, but to its length, which is relevant when the ratio of the rods length to its radius is large. The method is applied to the calculation of rods EF, for which this ratio is of the order of 102–103. The proposed method is based on the finite integration method. At the same time, the non-linear decrease in the levels of strength and potential when moving away from the rod in directions perpendicular to its axis is taken into account. The difference coefficients at the nodes surrounding the rod were obtained by integrating over the computational grid cell surfaces of expressions describing the strength and potential of the electric field for an elongated conducting ellipsoid under potential. With this representation of the conducting rod, it was possible to achieve the greatest accordance of calculations with the analytical solution. In practice, the application of the presented method allows for a more accurate calculation of the electric field in the vicinity of a conducting rod, which is either under potential, or in a homogeneous electric field, using a computational grid with a step proportional not to the radius of the rod, but to its length. The non-linear character of the decrease in the strength and potential of the electric field near the rod is taken into account using analytical expressions for a conductive ellipsoid under potential. In the area surrounding the rod and above its top, when using a spatial grid step proportionate with the length of the rod, and not with its radius, the relative errors in calculating the strength decreased from 27 % to 3 %. The results of calculating the electric field of a lightning rod are presented in order to analyze the conditions for the occurrence of upward leaders.
Перспективи використання рослинної сировини для збагачення напівфабрикатів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Кущ, Руслана Вікторівна; Топчій, Оксана Анатоліївна
У статті наведено результати дослідження можливості використання створеної композиційної суміші з лляного, рисового та ячмінного борошна у технології посічених напівфабрикатів. Для досягнення цієї мети вивчили обрані види борошна, обґрунтували співвідношення компонентів для створення суміші та дослідили якісні показники посічених напівфабрикатів виготовлених з її використанням. Вивчення функціонально-технологічних властивостей обраних культур, необхідне для оцінки можливості їх використання в м'ясних системах. Згідно отриманих даних подрібнене насіння усіх зразків володіє високими функціонально-технологічними властивостями. Білкові комплекси мають достатньо високу гідрофільність, що дозволяє формувати гелі, утворювати емульсії, поглинати воду і жири. Висока жироутримуюча здатність білків забезпечує ніжну і однорідну текстуру виробів, виключає відділення жиру, деформацію виробів, зменшує втрати під час термообробки. Розробка м'ясних продуктів які містять рослинні білки забезпечує максимальне використання тваринних і рослинних ресурсів, а також сприяє створенню рецептур і технологій одержання збалансованих продуктів харчування. Запропоновано удосконалення технології та розширено асортимент посічених напівфабрикатів з заміною м'ясної сировини на гідратовану композиційну суміш лляного, ячмінного та рисового борошна в кількості 15-30%. Удосконалена технологія виробництва посічених напівфабрикатів відрізняється тим, що додатково перед перемішування композиційну суміш лляного, ячмінного та рисового борошна гідратують у воді температурою 10…12° С (гідромодуль 1 :4) протягом 3…5 хв. Також окремо готується купаж рослинних олій. Далі гідратоване борошно та купаж рослинних олій подають на приготування фаршу, з наступним формуванням, паніруванням та заморожуванням за традиційною технологією. Застосування нем'ясних білкових харчових інгредієнтів рослинного походження дозволяє істотно підвищити економічні показники виробництва в результаті зниження вартості вихідної сировини й збільшення рентабельності виробництва продукції, найбільш раціонально використовувати м'ясну сировину, знизити втрату маси готових продуктів після технологічної обробки, підвищити обсяг випуску та розширити асортименти високоякісних продуктів харчування.
Технічні рішення зі зниження викидів монооксиду вуглецю з димовими газами печей для випалювання електродів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Іваненко, Олена Іванівна; Гомеля, Микола Дмитрович; Панов, Євген Миколайович; Оверченко, Тетяна Анатоліївна
Показано, що потрапляння близько 1,7611 млн тон в рік отруйного монооксиду вуглецю в атмосферу України становить серйозну проблему, що повинна вирішуватися на рівні промислових виробництв. Обгрунтовано необхідність розробки технічних рішень щодо зниження викидів монооксиду вуглецю димових газів виробництва електродів, що утворюються головним чином у печах для випалювання. Визначено, що необхідними умовами для вибору каталізатора окислення монооксиду вуглецю є дешевизна, доступність, розповсюдженість в Україні, високі експлуатаційні характеристики та поліфункціональність з точки зору екологічного каталізу, забезпечуючи принципово безвідходну екологічну чисту технологію. При цьому вимогою до розміщення контейнерів з каталізатором є їх розташування безпосередньо в камерах печі для випалювання електродів, що забезпечує незначні матеріальні витрати на проведення процесу каталітичного окислення СО. Доведено, що при врахуванні адсорбційних властивостей цеолітів-клиноптилолітів Сокирницького родовища Закарпатській області України та можливості їх практичного застосування в промислових масштабах, використання даних природних матеріалів з метою вирішення екологічних проблем є актуальним і не викликає сумніву. В результаті проведення дослідження процесу окислення СО в створеній лабораторній установці було визначено, що для досягнення 100 %-вої конверсії монооксиду вуглецю за температури 390 ºС необхідно застосовувати оксидно-мідно-марганцевий каталізатор 30:70 (30 % CuO+70 % MnO2) на основі цеоліту. Разом з тим, більшість переваг для використання має оксидно-марганцевий каталізатор на основі цеоліту, при застосуванні якого ступінь перетворення СО складає 92,8 %. Даний висновок обґрунтовано не лише можливістю отримання каталізатора без попередньої обробки цеоліту, навіть з відпрацьованих сорбентів очищення марганцевмісної природної води, що притаманно Україні, але і нетоксичністю у випадку захоронення або зберігання на звалищах, так як компоненти каталізатора мають природне походження. Мікрорентгеноспектральним аналізом шліфа зразка визначено вміст основних елементів оксидно-марганцевого каталізатора на основі цеоліту. Розраховано його питому поверхню, загальний об'єм пор і розподіл пор за розміром за допомогою адсорбційних даних, отриманих низькотемпературними методами адсорбції/десорбції азоту, з використанням методів Брунера-Еммета-Теллера, Барретта-Джойнера-Халенди та теорії функціональної щільності. Шляхом якісного рентгенофазового аналізу, визначено фазовий склад зразку порошку поверхні каталізатора. Розроблено технічне рішення зі зниження викидів монооксиду вуглецю з димовими газами печей для випалювання електродів, яке включає розміщення контейнерів прямокутного перерізу з оксидно-марганцевим каталізатором на основі цеоліту у вогневих каналах цих печей у камерах, що підігріваються димовими газами.
Вплив режимів термічної обробки на характеристики продуктів із м’яса птиці з використанням цільової ферментації
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Гармаш, Дмитро Вікторович; Пасічний, Василь Миколайович
У статті розкрито деякі аспекти впливу тривалості термічної обробки та різних видів функціональних сумішей на функціонально-технологічні характеристики продуктів із м’яса курчат-бройлерів при низькотемпературній обробці, за умови використання цільової ферментації. М’ясо курчат-бройлерів має ряд переваг для використання у якості сировини при виробництві продуктів за технологією Sous-Vide. До цих переваг можна віднести високий вміст вологи, високі органолептичні показники, та порівняно низьку вартість даної сировини. Проте, існує ряд недоліків, які ускладнюють обробку м'яса курчат-бройлерів за технологією Sous Vide. Серед них можна виділити – велику кількість відділеної у процесі виробництва вологи та низьку вологозв’язувальну здатність деяких партій сировини (що часто пов’язана із порушеннями автолітичних процесів у м’ясі курчат-бройлерів). Для того, щоб досягнути бажаної консистенції та високих органолептичних показників, в м'ясопереробній промисловості широко застосовують ферментні препарати.Для усунення даних недоліків запропоновано використання функціональних сумішей, які вводяться у м'ясну сировину шляхом ін’єктування, а також застосування цільової ферментації. В ході експерименту було розроблено 2 рецептури виробів із м’яса курчат-бройлерів (філе), які в свою чергу обробляли за двома режимами термічної обробки та піддавали обробці ферментом трансглютаміназа. У першій партії зразків застосовували ін’єктування 15% розчину функціональної суміші на основі цитратів, тоді як у другій партії – аналогічний рівень ін’єктуванння сумішшю на основі фосфатів. Термічну обробку проводили після попередньої аплікації у пакети та вакуумування при 62° протягом 120 та 140 хв для різних груп зразків. У всіх зразках визначали вихід готового продукту, відносну масу відділеної вологи у пакеті, значення рН, вологозв’язувальної та вологоутримуючої здатності, а також загальний вміст вологи у готовому продукті. Оптимальними серед 4 досліджуваних зразків визнано зразки із застосуванням фосфатів, та тривалість термічної обробки 120 хв.
Дослідження фотокаталітичної деградації 4-нітрофенолу в присутності феритів MFe2O4 (M = Ni, Mn, Zn)
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Фролова, Лілія Анатоліївна
З розвитком промисловості відбувається збільшення концентрації небезпечних забруднюючих речовин в водних об’єктах, що є результатом скидів таких виробництв, як текстильна, паперово-целюлозна, поліграфічна, металургійна, нафтопереробна, фармацевтичних препаратів. В останні роки передові процеси окислення були визнані ефективним та альтернативним способом очищення стічних вод від органічних домішок. Ферити перехідних металів досліджуються як фотокаталізатори завдяки високій активності, нетоксичності, хімічній стійкості, магнітним, оптичним та електричним властивостям. В роботі розглянуто композиційні ферити МFe2O4 (M= Ni, Mn, Zn), що синтезовані модифікованим методом співосадження. Для характеристики отриманих зразків було використано рентгенофазовий аналіз, вібраційну магнітометрію, електронну парамагнітну резонансну спектроскопію, ультрафіолетову спектроскопію. Фотокаталітичну активність сполук вивчали в реакції розкладання 4-нітрофенолу, який використовували як модельний органічний забруднювач. Для визначення залежності основних властивостей від складу використовували симплекс-решітчасте планування експерименту. Встановлено, що отримані наночастинки феритів мають шпінельну структуру. Синтезовані наноферити мають ширину забороненої зони в межах 1,55-2,2 еВ. Всі зразки показали високу фотокаталітичну активність (ступінь розкладання 4-НФ складав 71-91%). Найбільш ефективними каталізаторами були Ni-Zn ферити та Ni-Zn-Mn ферити (ступінь деградації 4-НФ 88-92%). При підвищенні вмісту катіонів мангану більше 66% каталітичні властивості зменшувались. Магнітні властивості, такі як намагніченість насичення та коерцитивна сила, значно змінюються в залежності від концентрації катіонів Mn. Крім того, синтезовані зразки, що вміщують нікель та манган мають високі магнітні властивості, що забезпечує легкість відокремлення від водного розчину під дією зовнішнього магнітного поля.