Determining the optimum cavitation mode for disinfection of cheese whey | Определение оптимального кавитационного режима для обеззараживания сырной сыворотки

English. New food liquor low-temperature pasteurization and sterilization method, based on cavitation effect, was used. Experimental stand was designed, equipped with modern digital sensors with signal conversion in control and regulation modules. Stand's operating principle is described and installation block diagram is provided. Study was done on experimental cavitation installation with water as test environment. Influence of such parameters as RMS acceleration, acoustic emission, pressure pulsation in treatment area were studied when launching cavitation. Dynamic pressure nominal values in cavitator's processing chamber were defined. Cavitation geometric structure changes effect on its effect parameters were determined. Longitudinal section drawing of hydrodynamic cavitator of continuous-flow type was shown. Cavitating element design and materials from which main cavitator components are made are described. Analysis was done and evaluation of dependence of studied parameters on cavitating element diameter was given. In order to ensure a high level of fluid disinfection, it is necessary to do cavitation treatment at optimal conditions, which are determined from the analysis of the signals emitted from the cavitation chamber. On the basis of the analysis, the modes for microbiological testing were selected. An experiment on food liquor (cheese whey) was conducted using the method of a low-temperature cavitation treatment. The experiment took place at a temperature being not higher than 40 deg C with fixation of specific parameters. It is shown that the bactericidal effect of cavitation depends on the degree of the cavitation intensity and the number of treatment cycles. The optimum mode of disinfection of the whey which is characterized by the maximum number of pulsations of pressure in the processing zone was chosen. The 30% inactivation of microflora was reached after 10 treatment cycles in this mode.

Russian. Применен новый метод низкотемпературной пастеризации и стерилизации пищевой жидкости, основанный на явлении кавитации. Разработан и создан экспериментальный стенд, оборудованный современными цифровыми датчиками с преобразованием сигнала на модули управления и регулирования. Описан принцип работы стенда и приведена блок-схема установки. Проведено исследование на экспериментальной кавитационной установке, средой для испытаний определена водопроводная вода. При возбуждении кавитации изучено влияние таких параметров, как среднеквадратичное ускорение, акустическая эмиссия, пульсации давления в зоне обработки. Определены номинальные значения динамического давления в рабочей камере кавитатора. Установлено влияние изменения геометрического строения кавитатора на параметры кавитационного воздействия. Приведен чертеж продольного сечения гидродинамического кавитатора прямоточного типа. Описаны конструкция кавитирующего элемента и материалы, из которых изготовлены составные части кавитатора. Произведен анализ и дана оценка зависимостей исследуемых параметров от диаметра кавитирующего элемента. Чтобы обеспечить высокий уровень обеззараживания жидкости, необходимо производить кавитационную обработку при некоторых оптимальных режимах, которые определяются на основании исследования сигналов, излучаемых из кавитационной камеры. По результатам анализа выбраны режимы для микробиологических испытаний. Проведен эксперимент по обработке пищевой жидкости (подсырной сыворотки) методом низкотемпературной кавитационной обработки, который проходил при температуре не выше 40 град. C с фиксацией характеризующих параметров. Показано, что бактерицидный эффект кавитации зависит от степени интенсивности кавитации и числа циклов обработки. Выбран оптимальный режим обеззараживания сыворотки, который характеризуется максимальным числом пульсаций давления в рабочей зоне. После 10 циклов обработки в этом режиме достигнута 30%-ная инактивация микрофлоры.