Введение к работе
Актуальность темы. В северных, нефтегазодобывающих районах Тюменской области проживает 323,7 тыс. человек. Для их питания ежегодно завозиться 240 тыс. т. овощей. Основные грузоперевозки приходятся на вторую половину сентября и начало октября. Как правило, в это время на севере наступают ранние заморозки. Овощи в пути подмерзают и портятся. Примерно каждый второй вагон или баржа отправленные на север до потребителя не доходят. Опыт зарубежных фирм и отечественных НИИ указывает на необходимость производить хотя бы частичную переработку (изготовление полуфабрикатов) овощей в местах их производства. Так обезвоживание овощей до 8% влажности позволяет сократить объем перевозимой продукции в 3 раза, уменьшить затраты труда по переработке на севере, сократить до минимума потери при хранении и переработке, перевести нестандартную по размерам и форме продукцию в стандартную. Существенным недостатком такой переработки являются снижение питательной ценности и большой расход энергии (до 4,0 кВт / час на один килограмм испаренной влаги). Анализ конструкций сушилок овощей показал, что только конвективно-радиационные сушилки обеспечивают высокое качество продукции и обладают значительным резервом возможности совершенствования с целью снижения энергозатрат. В связи с изложенным и выбрана тема исследования.
Работа выполнена в соответствии с указом Президента РФ от 07.05.95.г. №472 «Об основных направлениях энергетической политики и структурной перестройке топливно-энергетического комплекса РФ на период до 2010 года» и в плане реализации федеральной целевой программы «Энергосбережение России».
Целью работы является разработка технических средств и режимов работы конвективно-радиационной сушилки, обеспечивающих сокращение удельного расхода энергии и приемлемое качество продукции.
Для решения научной задачи предусматривалось: 1. Теоретически и экспериментально исследовать теплоотдачу различных инфракрасных нагревателей;
-
Выполнить анализ спектральных характеристик нагревателя и объекта сушки. Уточнить методику расчета мощности нагревателя в конвективно-радиационной сушилке;
-
Уточнение решения уравнения нагрева и охлаждения конвективно-радиационной сушилки овощей;
-
Определить параметры прерывистых энергосберегающих режимов сушки;
-
Экспериментально исследовать влияние режимов сушки на качество готовой продукции;
-
Дать экономическую оценку энергосберегающих режимов сушки при использовании одно - и двухставочного тарифа.
Объектом исследований является совокупность элементов, влияющих на процессы сушки овощей.
Предметом исследований являются взаимосвязи режимных и конструктивных параметров конвективно-радиационных сушилок с количественно-качественными показателями процесса сушки овощей.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:
разработан керамический нагреватель, обеспечивающий повышенную долю инфракрасного излучения в суммарном тепловом потоке;
уточнена методика расчета конвективно-радиационных сушилок;
уточнено решение уравнения нагрева и охлаждения элемен
тов сушилки;
установлены параметры энергоэкономичного прерывистого
режима работы сушилки;
экспериментально установлены влияние режимов сушки на
качество продукции;
получены математические зависимости, указывающие пути
минимизации оплаты за энергию при одно — и двухставочном
тарифах.
Практическая ценность работы. По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработана конструкция нагревателя. Определены энергосберегающие режимы сушки
моркови и свеклы. Определена стратегия поведения при использовании двухставочного тарифа.
Внедрение. Разработанная конструкция нагревателя используется в выпускаемых АО «Инфра» сушильных шкафах серии «Урал».
Материалы теоретических и экспериментальных исследований используются в учебном процессе Челябинского государственного агроинженерного университета и Тюменской государственной сельскохозяйственной академии.
Внедрение подтверждается соответствующими актами.
Апробация. Результаты теоретических и экспериментальных исследований докладывались, обсуждались и получили одобрение на ежегодных научно-практических конференция ЧГАУ и ТГСХА с 1998 - 2001 г.г. Доклад на научной конференции молодых ученых ТГСХА в 2000 г. был отмечен денежной премией и почетной грамотой Аграрного молодежного союза Тюменской области.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 5 научных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, списка литературы (114 наименований) и 5 приложений. Содержание работы изложено наІЗЗ страницах машинописного текста, включая рисунков 44, 22 таблиц.
