СОЗДАНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ В УСЛОВИЯХ РЕСТАВРИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ СТАРТАПОВ

Опубликовано в конференции: CXLII международная научно-практическая конференция «Инновационные подходы в современной науке»

Автор(ы): Бондарева Ирина Геннадьевна

Рубрика конференции: Секция 14. Технические науки

DOI статьи: 10.32743/25878603.2023.10.142.357903

Библиографическое описание

Бондарева И.Г. СОЗДАНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ В УСЛОВИЯХ РЕСТАВРИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ СТАРТАПОВ / И.Г. Бондарева // Инновационные подходы в современной науке: сб. ст. по материалам CXLII Международной научно-практической конференции «Инновационные подходы в современной науке». – № 10(142). – М., Изд. «Интернаука», 2023. DOI:10.32743/25878603.2023.10.142.357903

Авторы

Бондарева Ирина Геннадьевна

СОЗДАНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ В УСЛОВИЯХ РЕСТАВРИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ СТАРТАПОВ

Бондарева Ирина Геннадьевна

предприниматель,

РФ, г. Казань

АННОТАЦИЯ

Устройство (как часть изобретения) должно состоять из разгонной гидродинамической секции, переходящей и соосной второй гидродинамической секции с встроенным вихревым генератором, переходящей в гидродинамический усилитель уровня турбулентности, связанный с входом в насос высокого давления

Процесс гомогенизации происходит за период времени меньше 1 секунды и не нарушает никаких природных и биологических взаимосвязей в молоке

Процесс гомогенизации происходит при стабильной температуре или, при определённых соотношениях, - при понижении температуры молока

Весь процесс динамической гомогенизации происходит за счёт создания особых турбулентных гидродинамических условий в потоке молока без разрушения биологического равновесия между всеми его компонентами

Ключевые слова: Молоко, Гомогенизация молока, Эквивалентная модель специального оборудования стартапа, технология гомогенизации, части интерьера производственного помещения после реставрации.

Анализ современных приёмов и алгоритмов формирования инновационных технических решений на применение отличительных признаков известных изобретений в новом качестве и в вновь возникших областях умной мультифункциональной технологии (методология и организация в стартапе мобильной инициативной рабочей группы, - основной базовый принцип сотрудников которой, - использование базовых отличительных признаков новых изобретений в новом качестве)

Рисунок 1. На рисунке представлена подставка для эксперимента по проекту, которая выполнена из дерева и имеет фактуру эквивалентную фактуре деревянных деталей коридора, что играет роль стабилизатора

Вступление:

В качестве примера автор настоящей публикации приводит новую перспективную технологию нового метода и устройства для гомогенизации коровьего молока

В начале коротко о технологии которую предлагает автор настоящей публикации и о особенностях и новизне этой технологии:

Всё гомогенизируемое молоко в предлагаемом устройстве разделяется на два потока, первый (60% от всего потока) под давлением в 3 бар (45 psi) поступает в разгонную гидродинамическую секцию (разгон осуществляется под воздействием закона –Бернулли), второй (40% от всего потока) под давлением в 3 бар (45 psi) поступает в коаксиальную первой, вторую гидродинамическую секцию;

В предлагаемом устройстве происходит динамический процесс последовательной гомогенизации потока молока , на первом этапе гомогенизации по уровню турбулентности в трубопроводе (такого процесса нет ни у кого, это наш основной элемент новизны, подтверждённый в наших охранных документах на право интеллектуальной собственности); После этого гомогенизированный поток молока трансформируется в вихревую трубу (за счёт встроенного вихревого генератора) и направляется на насос высокого давления (давление от 2000 до 3000 бар, или 29000-43500 psi) где происходит второй этап динамической гомогенизации в потоке, в результате которого размер частиц в эмульсии (молоко – это эмульсия) уменьшается до частиц меньше одного микрона , то есть она превращается в нано- эмульсию;

Пример разрабатываемой технологии

Положительные отличия нашего процесса от существующего:

- у существующей технологии нет этапа динамической гомогенизации по уровню турбулентности и значит, что существующая технология не позволяет вести процесс гомогенизации в трубопроводе;

- у нас второй этап процесса гомогенизации происходит под давлением , как минимум в два раза выше;

- у нас размеры частиц ( глобул ) жира однородны все в пределах 70-120 нанометров и не имеют тенденции к слипанию, - у существующей технологии разброс размеров составляет более 10 раз, - от 02 до 2 микрон;

- у нас все процессы гомогенизации могут проводиться в трубопроводе, например при подаче от цистерны к оборудованию молокоперерабатывающего завода и не требуют специальных производственных площадей;

- в нашем процессе температура молока не повышается;

- в нашем устройстве имеется возможность при гомогенизации вводить в молоко дополнительные компоненты (например поливитамины или лизоцим для увеличения срока хранения);

- наше устройство имеет минимальные габаритные размеры и удобнее в эксплуатации , имеет оптимальные условия для стерилизации;

- на нашем устройстве можно выполнять также процесс ферментации или во время гомогенизации или после неё без нарушения параметров гомогенизированного молока;

- наше устройство намного дешевле чем существующее оборудование;

- на нашем устройстве можно выполнять технологическую гомогенизацию перед вводом молока в технологическое оборудование для производства молочных продуктов;

Основываясь на законах и методах Theory of inventive problems solving и Algorithm of inventive problems solving , произведён структурный анализ существующих сегодня технологий гомогенизации молока

Рисунки 2 и 3. На рисунках показано сравнение стандартного оборудования для гомогенизации и экспериментальной установки в стартапе

Наиболее вероятным представляется наличие системного противоречия именно в применении для гомогенизации метода воздействия на молоко высоким давлением

Это комплексное противоречие выражается в следующих отрицательных явлениях:

- при повышении давления нарушается биологическое равновесие между основными биологическими составляющими компонентами молока

- гомогенизация осуществляется только в процессе уменьшения размеров глобул жира и не затрагивает других важнейших биологических компонентов

-гомогенизация не гарантирует полной стабильности размеров и пространственных соотношений между глобулами жира в молоке

- гомогенизация скорее всего ухудшает вкусовые качества молока, так как эти качества не определяются размерами глобул жира

- в процессе гомогенизации повышается температура молока, и, если это повышение превышает 40 градусов по Цельсию (что вполне вероятно), то происходит процесс локальной деструкции отдельных компонентов молока

- разброс размеров глобул жира в молоке достаточно велик, от 0.2 микрона до 2 микрон, что позволяет предположить локальное соединение более мелких частиц в более крупные, в зонах где уровень турбулентности во время гомогенизации был меньше

- гомогенизация под воздействием высокого давления никак не может повлиять на объёмную однородность количества соматических клеток в молоке, а именно они влияют на основные потребительские качественные и вкусовые параметры молока

Таким образом наша компания может предложить вариант гомогенизации, исключающий воздействие на молоко высоким давлением

Предлагается вариант с гомогенизацией по уровню турбулентности, который (например) при приготовлении топливных эмульсий обеспечивает размеры капель воды, однородно распределённых в объёме дизельного топлива, в пределах 1 микрона

Можно предположить, что и в молоке мы получим размеры глобул жира в тех же пределах

Гомогенизация по уровню турбулентности позволяет:

- создать однородный фон количества соматических клеток по всему объёму обработанного молока

- исключить любую биологическую деструкцию компонентов молока

- исключить любую механическую деструкцию компонентов молока

-исключить малейшее повышение температуры молока в процессе гомогенизации

- исключить любые локальные новообразования из биологических компонентов молока и их фрагментов (так как фон турбулентности однороден по всему объёму молока)

- значительно улучшить вкусовые качества молока

- однородно распределить по всему объёму молока биологические загрязнения и снизить их влияние на вкусовые качества молока ( такие, как Урея, кровь)

- значительно снизить расходы на гомогенизацию

- значительно уменьшить время необходимое для процесса гомогенизации

- значительно повысить гибкость в применении процесса гомогенизации в дальнейшем производстве молочных продуктов

- вести на том же, существующем сегодня, технологическом оборудовании производство композиционных продуктов питания

- вести процесс ферментации одновременно с процессом гомогенизации, что значительно сокращает затраты на производство молочных продуктов, производство которых требует процесса ферментации

- сохранить все важнейшие полезные жирные кислоты в конечных продуктах, что существенно повысит их качество и потребительские свойства

Определение основных отличительных характеристик комплексного устройства для активирования топливных смесей;

Устройство имеет комплексный комбинированный характер воздействия на топливную смесь и её составные компоненты
Устройство имеет несколько последовательных функций преобразования вида и свойств потока топливной смеси, причём все этапы указанных преобразований ведутся в устройстве в состоянии постоянного движения исходных материалов и дополнительных компонентов топливной смеси
Устройство в процессе воздействия на компоненты топливной смеси, имеет возможность работы одновременно с жидкими и газообразными средами, то есть в любой момент рабочего цикла устройства, имеет место одновременное синхронное воздействие на жидкую и газообразную составляющие топливной смеси, причём каждый из компонентов в свою очередь воздействует и влияет на характеристики других компонентов и на конечные характеристики топливной смеси при её впрыске в камеру сгорания
Влияние компонентов в составе активированной топливной смеси на её свойства и характеристики, на условия использования и её эффективность сохраняются и после впрыска в камеру сгорания
Ввод как дополнительных, так и газообразных компонентов в поток топливной смеси осуществляется через тангенциальные каналы с образованием вихревого эффекта
Устройство для комплексного активирования имеет 10 последовательных, взаимосвязанных этапов трансформации формы и поперечного сечения потока топливной смеси, которые только в совокупности обеспечивают достижение поставленной цели и попытки рассмотреть каждый из них в отдельности без полной функциональной связи с остальными являются ошибочными
Назначение устройства не повышение уровня турбулентности, а комплексное воздействие, которое включает в себя несколько ключевых технологических приёмов, таких как преобразования формы и характеристик потока на входе, создание зоны с высоким уровнем местной турбулентности и введением в эту зону путём создания вихревого эффекта дополнительных жидких топливных компонентов, затем формирование в этой же зоне второго очага разрежения, путём введения потока сжатого газа с заранее сформированным уровнем турбулентности и вихревым эффектом, который завершает формирование активированной топливной смеси и обеспечивает её дисперсное разделение после впрыска в камеру сгорания
Из законов физики известно, что в трубопроводе движение жидкости находящейся в контакте с стенками трубопровода, имеет развитую турбулентную структуру
В устройстве процесс трансформирования формы сечения потока имеет цель преобразования формы потока от круглого к кольцевому, которые позволяют в 2.5 раза увеличить контактный периметр, и, соответственно увеличить турбулентные характеристики потока
Поскольку сжатый газ вводится в устройство в состоянии развитого турбулентного потока и по вихревому принципу, уровень накопленной турбулентности и кинетической энергии в топливной смеси повышается в геометрической прогрессии;
Поскольку поток сжатого газа вводится в герметично закрытый объём под исходным давлением в 20 атмосфер, и на входе в устройство образует локальную кольцевую зону имеющую основные признаки эффекта локального разрежения, соответствующие принципу Бернулли, пузыри воздуха отрываются от потока и покрываются оболочкой из жидких компонентов топливной смеси, причём внутреннее давление в пузырях, ввиду того, что жидкость не сжимается, возрастает, ввиду того, что во время паузы между впрысками, воздух продолжает поступать, количество пузырей увеличивается, давление воздуха в них растёт и в смеси образуется неустойчивое турбулентное состояние, которое после впрыска в камеру сгорания, приводит к разрыву оболочек пузырей и увеличению уровня дисперсности топливной смеси перед зажиганием

Рисунки 4 и 5. На рисунках представлена подставка для эксперимента по проекту, которая выполнена из дерева и имеет фактуру эквивалентную фактуре деревянных деталей коридора , что играет роль стабилизатора и создаёт положительное ощущение стабильности и единого целого с инфраструктурой и интерьером реставрированного производственного помещения стартапа

Рисунок 6. На рисунке представлен примерный вид рабочего места сотрудника стартапа, работающего в области высоких технологий и в том числе и в областях вертикальной и горизонтальной интеграции технических решений, связанных с экспериментальной проверкой возможности провести гомогенизацию молока по вновь предложенной комплексной технологии;

Технология реализована в производственном помещении стартапа после его коренной реконструкции и максимальном приближении технических характеристик специального технологического оборудования и контрольного – измерительного оборудования к параметрам инновационных технологий динамической гомогенизации