vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2016-2-37-42vguit-920Research ArticleПроцессы и аппараты пищевых производствProcesses and equipment for food industryРезультаты исследования стабилизации производительности ультразвуковой установки с керамическими мембранными элементами при обработке винаResearch results on productivity stabilization by ultrasonic camera (plant) with membrane ceramic elements during vine processingАнтуфьевВ. Т.AntufyevV. T.

к.т.н., доцент, кафедра технологические машины и оборудование, 

Ломоносова, 9, Санкт-Петербург

Ph.D., associate professor, Technological machines and Equipment department, 

Lomonosov, 9, St. Petersburg

antufjew2010@yandex.ruИвановаМ. А.IvanovaM. A.

к.т.н., доцент, кафедра технологические машины и оборудование, 

Ломоносова, 9, Санкт-Петербург

Ph.D., associate professor, Technological machines and Equipment department, 

Lomonosov, 9, St. Petersburg

mtomz85@mail.ruПонедельченкоА. А.PonedelchenkoA. A.

аспирант, кафедра технологические машины и оборудование, 

Ломоносова, 9, Санкт-Петербург

graduate student, Technological machines and Equipment department, 

Lomonosov, 9, St. Petersburg

alexsey.ap@mail.ruСанкт-петербургский государственный университет информационных технологий механики и оптикиРоссияSt. Petersburg State University of Information Technologies of Mechanics and Optics.Russian FederationСанкт-петербургский государственный университет информационных технологий механики и оптикиRussian FederationSt. Petersburg State University of Information Technologies of Mechanics and OpticsRussian Federation201630052016023742Copyright © Антуфьев В.Т., Иванова М.А., Понедельченко А.А., 20162016Антуфьев В.Т., Иванова М.А., Понедельченко А.А.Antufyev V.T., Ivanova M.A., Ponedelchenko A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/920

В статье описаны пути решения проблемы снижения производительности керамических мембранных элементов для обработки вина на конечном этапе его производства. В частности, экспериментально подтверждена относительная стабильность скорости фильтрации, эффективность удаления газов и осветления вин при контактном наложении колебаний волн ультразвукового излучателя на керамический фильтр. Что существенно сократило затраты на различные консерванты для увеличения сроков хранения. Для изучения процессов при обработке вина предлагаемым способом была изготовлена экспериментальная установка на базе опытно-промышленной машины МРп-1/2 по розливу тихих жидкостей и ультразвукового аппарата «Волна–М» УЗТА-1/22-ОМ с жёстко закреплённым, при помощи звукопередающего волновода, на излучателе ультразвука корпуса фильтра. Опытным путём определены рациональные параметры мощности подводимого ультразвука и давления в системе для стабилизации производительности ультразвуковой установки с керамическими мембранными элементами без снижения качества обрабатываемых вин. Представлены выведенные зависимости и графики, позволяющие определить момент выхода фильтра на относительно стабильный режим работы. Выявлено существенное снижение удельных затрат на фильтрацию, так как это позволило уйти от загрязнения продукта различными консервантами, и увеличение длительности хранения в герметичной таре при асептическом розливе без тепловой стерилизации. Ультразвуковой излучатель за счёт контактного наложения колебаний волн на керамический фильтр не только повышает эффективность удаления газов, но и улучшает органолептические показатели, стабилизирует работу фильтров, повышает их производительность. Удаление газов создаёт неблагоприятные условия для развития дрожжей, что, в свою очередь, увеличивает срок хранения для полусладких вин.

The article describes solutions to the problems of declining productivity of ceramic membrane elements for wine processing on the final manufacturing phase. A relative stabilization of filtration velocity, venting efficiency and wine lightening were experimentally confirmed during contacts with oscillation waves of ultrasonic transmitter on the ceramic filter. Which significantly reduced the cost of various preservatives to increase periods storage. To study the processes of wine processing by the proposed method it was made an experimental installation on the basis of pilot machine MRp-1/2 for bottling of quiet liquids and an ultrasonic device "Volna– M" UZTA-1/22-OM with a firmly, waveguide which transmits sound, fixed filter frame on the ultrasound emitter. To stabilize the performance of ultrasonic units with ceramic membrane elements without quality deterioration of wines it was empirically determined rational parameters of power of ultrasound input and pressure in the system. The given derived dependencies and graphs allow to define the time of relatively stable operating filter regime. It was revealed a significant cost reduction on filtration, as it allows escape from the contamination of the product by various preservatives, and increasing of storage duration in a sealed container during aseptic filling without a thermal sterilization. Ultrasonic emitter contact by superposition wave vibrations on the ceramic filter increases not only the efficiency of gas removal, but also improves the organoleptic characteristics, stabilizes the filters, improves their productivity. Gas removal creates unfavorable conditions for development of the yeast, which in turn increases the shelf life of semisweet wine.

обработка винакерамический фильтрультразвукповышение производительностистабилизация процессаprocessing of wineceramic filterultrasoundincrease of productivityprocess stabilizationReferencesЗайчик Ц. Р. Технологическое оборудование винодельческих предприятий. Учебное пособие. М.:ИНФРА. 2014–496 с.Zaichik Ts. R. Tekhnologicheskoe oborudovanie vinodel’cheskikh predpriyatii [Processing equipment of the wine-making enterprises]. Moscow, INFRA, 2014. 496 p. (in Russian).Прохоренко П. П., Дежкунов Н. В., Коновалов Г. Е. Ультразвуковой капиллярный эффект. Минск.: Наука и техника, 1981. 135 сProkhorenko P. P., Dezhkunov N. V., Konovalov G. E. Ultrazvukovoi kapillyarnyi effect [Ultrasonic capillary effect]. Minsk, Nauka i tekhnika, 1981. 135 p. (in Russian).РатушныйГ.Д.К вопросу о применении ультразвука при оклейке вин бентонитом // Виноделие и виноградарство СССР. 1968. № 2.С. 16–18.Ratushnyi G. D. To a question of application of ultrasound when pasting wines bentonit. Vinodelie i vinogradarstvo SSSR. [Winemaking and wine growing of the USSR]. 1968, no. 2, pp. 16–18. (in Russian).Белоконь В. С., Фридман Б. С. Об осветлении вина бентонитовыми суспензиями, обработанными ультразвуком // Виноделие и виноградарство СССР. 1968. № 7. С. 16.Belokon V. S., Friedman B. S. About clarification of wine the bentonite suspensions processed by ultrasound Vinodelie i vinogradarstvo SSSR. [Winemaking and wine growing of the USSR]. 1968, no. 7, pp. 16. (in Russian).Хмелев В. Н. , Цыганок С. Н. , Барсуков Р. В. Изучение влияния ультразвукового воздействия на процессы осветления облепихового виноматериала // XII Международная конференция - семинар молодых специалистов по микро- и нанотехнологиям и электронным устройствам EDM' 2011. Бийск, 2011. XIIKhmelev V. N., Tsyganok S. N., Barsukov R. V. Studying of Influence of Ultrasonic Impact on Processes of Clarification of Sea-buckthorn Wine material. Mezhdunarodnaya konferentsiya-seminar molodykh spetsialistov po mikro- i nanotekhnologiyam EDM’2011 [XII International Conference - Seminar of Young Specialists on Micro and Nanotechnologies and Electron Devices EDM '2011] Biisk, 2011. (in Russian).НТЦ Вода. URL: http://ntz-voda.ru/products/23456werr/-0–15.htm. (дата обращения 27.02.2016)NTTs Voda [STC Water] Available at: http://ntz-voda.ru/products/23456werr/-0–15.htm. (accessed 27.02.2016) (in Russian).Пат. SU 856495 Керамический фильтр / Белов Б. Г., Зубков А. А. № B01D31; Заявл. 2846903/23–26; Опубл. 05.12.79.Belov B. G., Zubkov A. A. Keramicheskii fil’tr [Ceramic Filter] Patent SU, no. 856495, 1979. (in Russian).Лобасенко Б. А. Новые конструкции мембранных аппаратов для пищевых производств // Хранение и переработка сельхозсырья. 2001. № 6. С. 50–51.Lobasenko B. A. New designs of membrane devices for food productions. Khranenie i pererabotka sel’khozsyr’ya [Storage and processing of agricultural raw materials], 2001, no. 6, pp. 50–51. (in Russian).Пат. № 2178461 Способ холодной пастеризации пива / Горбатюк, В. И., Горбатюк А. В, Горбатюк А. В; Опубл. 20.01.2002.Gorbatyuk V. I., Gorbatyuk A. V., Gorbatyuk A. V. Sposob kholodnoi pasterizatsii piva [Way of Cold Pasteurization beer] Patent RF, no. 2178461, 2002 (in Russian).Лебедев Н. М., Жирнова Т. И., Седельникова Г. В., Шихов Н. В. Технологии и оборудование для ультразвуковой интенсификации обогатительных процессов // Сборник материалов IX Конгресса обогатителей стран СНГ. 26–28 февраля, 2013. Т 1. C. 338 – 341.Lebedev N.M., Zhirnova T.I., Sedel’nikov G.V., Shikhov N. V. Technologies and equipment for an ultrasonic intensification of concentrating processes. Sbornik materialov IX kongressa obogatitelei stran SNG [Collection of materials IX of the Congress of dressers of the CIS countries] 2013, vol. 1, pp. 338 – 341. (in Russian).Остроумова Т. Л. Концентрирование компонентов молока ультрафильтрацией // Молочная промышленность. 2007. № 3. С. 64–65.Ostroumova T. L. Concoction of components of milk ultrafilt-handheld transceiver. Molochnaya promyshlennost’ [Dairy industry], 2007, no. 3, pp. 64–65. (in Russian).Рожнов Е. Д., Кузовников Ю.М, Хмелев В. Н. Влияние ультразвука на процесс осветления облепихового виноматериала // Виноделие и виноградарство. 2011. № 5. С. 14–15.Rozhnov E. D., Kuzovnikov Yu. M, Khmelev V. N. Influence of ultrasound on process of clarification of sea-buckthorn wine material Vinodelie i vinogradarstvo [Winemaking and wine growing]. 2011, no. 5, pp. 14–15. (in Russian).Khmelev V.N., Tsyganok S.N., Barsukov R.V., Sevodin V. P. et al. Studying of ultrasonic treatment effect on sea-buckthorn wine clarification // 12th International Conference and Seminar on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices, EDM'2011, 2011. P. 265–268.Khmelev V. N., Tsyganok S. N., Barsukov R. V., Sevodin V. P. et al. Studying of ultrasonic treatment effect on sea-buckthorn wine clarification. 12th International Conference and Seminar on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices, EDM'2011. 2011, pp. 265–268.ХмелевВ. Н. Ультразвуковые многофункциональные и специализированные аппараты для интенсификации технологических процессов в промышленности. Барнаул: АлтГТУ, 2007. 416 с.Khmelev V. N. Ul’trazvukovye mnogofunktsional’nye i spetsializirovannya apparat [Ultrasonic multipurpose and specialized devices for an intensification of technological processes to industry] Barnaul, AltGTU, 2007. 416 p. (in Russian).Хмелев В. Н. , Барсуков Р. В. , Шалунов А. В. Управление работой электронного генератора при ультразвуковом воздействии на кавитирующие технологические среды // Известия Тульского государственного университета. Серия «Технологическая системотехника». 2004. Вып. 2. С. 32–40.Khmelev V.N., Barsukov R.V., Shalunov A.V. Management of operation of the electronic generator at ultrasonic impact on the cavitating technological environments. Izvestiya Tul’skogo gosudarstvennogo universiteta [News of the Tula state university. Technological System Engineering series]. 2004, issue 2, pp. 32–40. (in Russian).Алексеев Г. В., Вороненко Б. А., Гончаров М. В. Численные методы при моделировании технологических машин и оборудования. СПб: ГИОРД, 2014. 200 с.Alekseev G. V., Voronenko B. A., Goncharov M. V. Chislennye metody pri modelirovanii tekhnologicheskikh mashin i oborudovaniya [Numerical methods when modeling technological machines and the equipment]. Saint-Petersburg, GIORD, 2014, 200 p. (in Russian).BTS Engineering. URL: http://bts-membrane.com/products/membrane_filter/(дата обращения 2.03.2016)BTS Engineering. Available at: http://bts-membrane.com/products/membrane_filter/Ivanova M. A. et al. Development of an experimental ultrasonic ceramic membrane elements for wine processing. 2015.(accessed 2.03.2016)Ivanova M. A. et al. Development of an experimental ultrasonic ceramic membrane elements for wine processing. 2015.Ivanova M. A. et al. Development of an experimental ultrasonic ceramic membrane elements for wine processing. 2015.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.