Electronic Journal Technical Acoustics ISSN 1819-2408

R. Rink, S. Shestakov

Cavitational reactor with symmetric nonmonolithic oscillatory system of the acoustic cell for processes of food sonochemistry

language: Russian

received 15.03.2012, published 28.03.2012

Download article (PDF, 600 kb, ZIP), use browser command "Save Target As..."
To read this document you need Adobe Acrobat © Reader software, which is simple to use and available at no cost. Use version 4.0 or higher. You can download software from Adobe site (http://www.adobe.com/).

ABSTRACT

The article briefly describes the main provisions of the concept of food sonochemistry, which is adopted in the present time in Russia. Cavitation reactor with a symmetric nonmonolitic of oscillatory system of the acoustic cell is designed on the basis of the model multibubble cavitation and of the similarity theory of cavitation process. Analysis of the construction is presented along with the comparison with known analogues which suitable for sonochemical research in the food industry. It is shown that such a construction cavitation reactor provides the increase of its productivity. Cavitation erosion increases in proportion to productivity. Absolute pollution of the processed fluid does not increase since the speed of its movement through the reactor grows. The useless losses of the acoustic energy because the vibration of the reactor is decreased.

Keywords: food sonochemistry, cavitation reactor

18 pages, 10 figures

Сitation: R. Rink, S. Shestakov. Cavitational reactor with symmetric nonmonolithic oscillatory system of the acoustic cell for processes of food sonochemistry. Electronic Journal “Technical Acoustics”, http://www.ejta.org, 2012, 2.

REFERENCES

1. Маргулис М. А. Основы звукохимии. Химические реакции в акустических полях. М: Высшая школа, 1984.
2. Jinesh K. B., Frenken J. W. M. Experimental evidence for ice formation at room temperature // Physical Review Letters, 101, 2008, 036101.
3. Шестаков С. Д. Акустическая задача инерциального термоядерного синтеза в кавернах, Деп. в ВИНИТИ, 2007, №532-В2007.
4. Ashokkumar M., Krasulya O., Shestakov S. and Rink R. A New Look at Cavitation and the Applications of Its Liquid-Phase Effects in the Processing of Food and Fuel// Applied Physics Research, V.4, 1, pp. 19-29, February 2012.
5. Тихомирова Н. А. и др. Исследования России и Австралии в области сонохимических технологий продуктов питания становятся совместными // Материали за VII международна научна практична конференция «Найновите постижения на европейската наука – 2011», Т.35, Химия и химически технологии, София, «Бял ГРАБ-БГ» ООД, 2011, c. 64-77.
6. Шестаков С. Д., Красуля О. Н. Исследования и опыт применения сонохимических технологий в пищевой промышленности // Электронный журнал «Техническая акустика», http://www.ejta.org, 2010, 10.
7. http://www.premium.ecoworld.ru/laur_2005.html
8. Water relations of foods / Edited by R.B. Duckworth.-London: Academic Press, 1975 (Вода в пищевых продуктах / Под ред. Р. Б. Дакуорта. М: Пищевая промышленность, 1980).
9. Владимир Вернадский: Жизнеописание. Избранные труды. Воспоминания современников. Суждения потомков. М: Современник, 1993.
10. Ребиндер П. А. Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных системах. Ч.2. M: Наука, 1979.
11. Deng Y. at al. Relationship between Thermal denaturation of porcine muscular proteins and water-holding capacity // J. Food Sci, 5, 67, 2002, pр. 1642-1647.
12. Михалкина Г. С., Петрова С. П., Харитонов В. Д. и др. Роторно-импульсные аппараты для производства эмульсионных продуктов // Пищевая промышленность, 4, 2000, с. 62-63.
13. Зайцев И. Д., Креч Э. И. Применение и познание временно активированной воды // Химическая промышленность, 4, 1989, с. 44-47.
14. Егоров Г. А. Активация воды – важный фактор эффективности помола // Хлебопродукты, 5, 2002, с. 22-23.
15. Борисенко А. А. Термогравиметрический анализ форм связи влаги в соленой говядине // Мясная индустрия, 7, 2001, с. 45-46.
16. Корчагин В. И. и др. Применение в хлебопечении временно активированной воды / Хлебопечение России, 5, 2000, с. 16-18.
17. Волохова Т. П., Панфилов В. А. Метод интенсивного кондиционирования // Хлебопродукты, 7, 2001, с. 34-35.
18. Шестаков С. Д. Энергетическое состояние воды и ее связываемость биополимерами пищевого сырья: Новые возможности // Хранение и переработка сельхозсырья, 4, 2003, с. 35-37.
19. Рогов И. А., Горбатов А. В. Физические методы обработки пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1974.
20. Акопян В. Б. Ультразвук в производстве пищевых продуктов // Пищевая промышленность, 3, 2003, с. 51-55.
21. Шестаков С. Д. Основы технологии кавитационной дезинтеграции. М: ЕВА-пресс, 2001.
22. Шестаков С. Д., Панфилов В. А. Оптимизация режимов «созревания» реологически нестационарных пищевых сред с помощью программируемого вискозиметра // Хранение и переработка сельхозсырья, 7, 2006, c. 35-39.
23. Патент РФ 2245624, 2005.
24. Patent EP 1609368, 2007.
25. Патент РФ 2323578, 2008.
26. СИТБ. 443146.002 ТУ Аппараты «Сиринкс» для кавитационной дезинтеграции пищевых сред и воды. Технические условия.
27. Эльпинер И. Е. Биофизика ультразвука. М.: ИФ-МЛ, 1973.
28. Эльпинер И. Е. Ультразвук. Физико-химическое и биологическое действие. М.: ИФ-МЛ, 1963.
29. Мэзон У. П. Физическая акустика. М: Мир, 1966.
30. Shestakov S. D., Polandova R. D., Volokhova T. P. Technologies of Cavitation Decomposition in Bread Production // 2-nd International Wheat Quality Conference. Manhattan, Kansas, 2001, pp. 229-231.
31. Патент РФ 2402909, 2010.
32. ТУ 5130-002-26784341-2008. Реакторы кавитационные типа РКУ для обработки жидких пищевых сред. Технические условия.
33. Шамб У., Сеттерфильд Ч., Вентворс Р. Перекись водорода. М.: ИИЛ, 1958.
34. Стехин А. А., Яковлева Г. В. Структурированная вода. Нелинейные эффекты. М: Издательство ЛКИ, 2008.
35. Mawson R., Knoerzer K. A brief history of the application of ultrasonics in food processing // 19-th ICA Congress, Madrid, 2007.
36. Шестаков С. Д., Красуля О. Н., Ринк Р., Красуля Б. А., Бабак В. А. Усиление гидратации полярных компонентов растворов и дисперсных систем различного назначения с помощью ультразвуковой сонохимии // Материали за VII международна научна практична конференция «Achievement of High School – 2011», Том 28, Химия и химически технологии, 2011, София, «Бял ГРАБ-БГ» ООД, с. 23-33.
37. Shestakov S., Babak V. Mathematical Model of the Spatial Distributing of Density of Erosive Power of Multibubble Cavitation // Applied Physics Research, V.4, No. 1, February 2012, pp. 64-77.
38. Физика и техника мощного ультразвука. Мощные ультразвуковые поля // под ред. Л. Д. Розенберга. М: Наука, 1968.
39. Горелик Г. С. Колебания и волны. М: Ф-МЛ, 1959.
40. Шестаков С. Д., Бефус А. П. Формулирование критерия подобия сонохимических реакторов при обработке сред, не обеспечивающих акустического резонанса, Деп. в ВИНИТИ РАН, №840-В2008, 2008.
41. Patent US 3519251, 1970.
42. Кнэпп Р., Дейли Дж., Хэммит Ф., Кавитация. М.: Мир, 1974, 348 с.
43. Patent US 4618263, 1986.
44. RU 2209112, 2002.
45. Шестаков С. Д. К теории кавитационного реактора 2 // Труды ХIII сессии Росс. акуст. об-ва, Т.1. М.: ГЕОС, 2003, с. 252-255.
46. RU 2392047, 2010.
47. ЕР 1810747, 2007.
48. Шестаков С. Д. Управление гидратацией биополимеров пищевых сред // в кн. Теоретические основы пищевых технологий / под ред. акад. В.А. Панфилова. М: КолосС, 2009.
49. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. М: ИИЛ, 1956.

		Raul Rink is working as an Engineer in Oil Tech Production. He is one of the members of the Board and Director of this company. His research involves the sonochemical treatment of water-fuel based emulsions for industrial applications. He has a number of research projects in collaboration with Tallinn Technical University. He has published a number of research papers in the acoustics area and is a named inventor in four patents. e-mail: info(at)oiltech-nordic.eu
		Sergey Shestakov - doctor of Technical Sciences, Professor of Moscow State University of Technology and Management, Chairman of regional branch of the Russian Acoustical Society. Research interests: systems analysis and mathematical modeling of ultrasonic technologies and related issues. Author of scientific discovery in the field of physics, two monographs, 100 scientific papers, 60 patented inventions. e-mail: sdsh(at)mail.ru