WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаРізне → Післяродовий гіпогонадизм у корів (клініко-експериментальні дані та розробка комплексної терапії) (автореферат) - Реферат

Післяродовий гіпогонадизм у корів (клініко-експериментальні дані та розробка комплексної терапії) (автореферат) - Реферат

3

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

"ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ"

Левченко Олена Володимирівна

УДК 621.35.035:621.365

Удосконалення електротехнологічної дії на мікроорганізми на основі аналізу електричного поля

Спеціальність 05.09.13 - Техніка сильних електричних та магнітних полів

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Харків – 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі інженерної електрофізики

Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, м. Харків

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Михайлов Валерій Михайлович,

Національний технічний університет

"Харківський політехнічний інститут",

професор кафедри інженерної електрофізики.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Подольцев Олександр Дмитрович

Інститут електродинаміки НАН України, м. Київ,

провідний науковий співробітник;

доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Юферов Володимир Борисович

Національний науковий центр

"Харківський фізико-технічний інститут" НАН України, м. Харків,

начальник відділу кріогенної електрофізики

інституту плазмової електроніки і нових методів прискорення.

Провідна установа: Національний технічний університет України

„Київський політехнічний інститут"

Міністерства освіти і науки України, м. Київ

Захист відбудеться " 10 " листопада 2005 р. о 12 год. 30 хв. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.050.08 у Національному технічному університеті "Харківський політехнічний інститут" за адресою:

61002, м. Харків, вул. Фрунзе, 21.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут"

Автореферат розісланий " 7 " жовтня 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Марков В.С.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В останні роки в провідних наукових закладах різних країн (наприклад, в Інституті харчових технологій (США), Технічному університеті (Німеччина, м. Берлін)) проводяться дослідження нової електрофізичної технології обробки рідких продуктів харчування сильними електричними полями з метою інактивації мікроорганізмів, що зменшують термін їх зберігання. Позитивною якістю цієї технології в порівнянні із традиційною тепловою є більш висока ефективність інактивації при менших енерговитратах. В науково-дослідному та проектно-конструкторському інституті (НДПКІ) "Молнія" Національного технічного університету "ХПІ", м. Харків розроблені технологічні установки, засновані на інактивуючої дії імпульсного електричного поля напруженістю приблизно 100 кВ/см.

Імовірними факторами інактивації мікроорганізмів є електричний пробій мембрани, що наступає при напрузі на ній приблизно 1 вольт, і вплив на внутрішній вміст клітини. Тому досить актуальним є дослідження розподілу імпульсного електричного поля в системі середовище - біологічна клітина. Також недостатньо розроблені методи вибору параметрів імпульсу, що забезпечує ефективну дію. Крім того, необхідно дослідити розподіл електричного поля в робочій камері імпульсної електроустановки для інактивації мікроорганізмів з метою одержання даних щодо однорідності поля і основних розмірів електродів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконувалася відповідно до держбюджетної теми МОН України № 14662 "Розробка та дослідження нових методів високовольтних імпульсних дій при обробці продуктів та генеруванні озону" (реєстр. № 0103U003749, 2003 – 2005 рр.), в котрій здобувач була виконавцем та запропонувала алгоритм визначення коефіцієнтів розв'язку задачі розрахунку поля в багатошаровій сферичній діелектричній оболонці, отримала перехідні функції спаду напруги на оболонці та електричного поля усередині оболонки з неідеального діелектрика, дослідила вплив параметрів імпульсів зовнішнього електричного поля на проникнення поля в клітину, спад напруги на мембрані, а також вплив форми електродів на розподіл електричного поля в робочій камері високовольтної установки, запропонувала рекомендації щодо параметрів імпульсу та основних розмірів електродів робочої камери установки для інактивації мікроорганізмів.

Мета й задачі дослідження. Ціль роботи - удосконалення електротехнологічної дії сильного імпульсного електричного поля на мікроорганізми, що зменшують строк зберігання рідких продуктів харчування.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі:

  • провести аналіз існуючих конструкцій установок для обробки харчових продуктів електричним полем і моделей дії електричного поля на біологічну клітину;

  • розробити математичну модель системи середовище - біологічна клітина, що враховує електрофізичні параметри елементів клітини та вплив імпульсного електричного поля;

  • дослідити за допомогою математичної моделі вплив параметрів імпульсів на розподіл електричного поля в біологічній клітині, зокрема на спад напруги на мембрані та напруженість поля, що проникає;

  • дослідити електричне поле в робочій камері високовольтної установки для обробки рідких продуктів харчування та вплив основних геометричних розмірів електродів на його розподіл;

  • розробити рекомендації щодо параметрів імпульсів сильного електричного поля та розмірів елементів робочої камери електрофізичної установки для інактивації мікроорганізмів у рідких продуктах харчування.

Об'єкт дослідження – електрофізичний технологічний процес дії сильного імпульсного електричного поля на мікроорганізми в рідких продуктах харчування.

Предмет дослідження – розподіл електричного поля в біологічній клітині та у робочій камері високовольтної технологічної установки для обробки рідких продуктів харчування.

Методи дослідження. Для аналізу розподілу електричного поля в біологічній клітині використані методи теорії електромагнітного поля, математичної фізики (формулювання крайових задач і поділ змінних у сферичних координатах, перетворення Лапласа), а для аналізу поля в робочій камері установки - чисельні методи рішення інтегральних рівнянь.

Наукова новизна отриманих результатів. Розроблено алгоритм визначення коефіцієнтів розв'язку задачі розрахунку поля в багатошаровій сферичній діелектричній оболонці. Уперше отримані перехідні функції напруженості електричного поля, що проникає в сферичну оболонку з неідеального діелектрика, і спаду напруги на ній, за допомогою яких виконано моделювання дії імпульсного електричного поля на біологічну клітину. Показано, що параметри імпульсів електричного поля, що діє, необхідно вибирати залежно від сталих часу перехідних функцій 1 й 2, які повністю визначаються розмірами та електрофізичними характеристиками елементів біологічної клітини. Розроблено рекомендації щодо вибору параметрів імпульсу, що діє, та геометричних розмірів електродів у робочій камері установки для інактивації мікроорганізмів у рідких продуктах харчування.

Практичне значення отриманих результатів. Результати, отримані в роботі, знайшли практичне застосування в удосконаленні технологічного процесу обробки продуктів харчування сильними імпульсними електричними полями в НДПКІ "Молнія" НТУ "ХПІ".

Результати дисертаційної роботи використовуються на кафедрі інженерної електрофізики НТУ "ХПІ" для підготовки фахівців зі спеціальності "Техніка і електрофізика високих напруг" у дисциплінах: "Теоретичні основи електротехніки", "Методи моделювання електричних і магнітних полів", "Сильні електричні поля в техніці".

Особистий внесок здобувача. Здобувачем особисто зроблений аналіз електрофізичних технологій та установок для інактивації мікроорганізмів у продуктах харчування та моделей дії електричного поля на біологічну клітину; запропоновано алгоритм визначення коефіцієнтів розв'язку задачі розрахунку поля в багатошаровій сферичній діелектричній оболонці, отримані перехідні функції спаду напруги на оболонці та електричного поля усередині оболонки з неідеального діелектрика; досліджений вплив параметрів імпульсів зовнішнього електричного поля на проникнення поля в клітину та спад напруги на мембрані; досліджений вплив форми електродів на розподіл електричного поля в робочій камері високовольтної установки; отримані практичні рекомендації щодо параметрів імпульсу, що діє, і геометричних розмірів робочої камери.

Loading...

 
 

Цікаве