Введение к работе
Актуальность темы. При всех вариантах технологического процесса производства и переработки зерновых культур тепловая обработка является одной из ответственных и знергоенких операций. Она необходима при переработке зерна в крупу» для обеззараживания!"часто применяется для предпосевной обработки. Практически все современные методы суики зерна основаны на удалении влаги под действием температуры.
Небольшие зерновые хозяйства нуждаются в технике для теплової] обработки зерна. Развитие небольших подсобных и фермерских зерновых хозяйств сдерживается из-за отсутствия установок для тепловой обработки (УТОЗ), предназначенных для переработки небольших объемов зерна. Применение существующих высокопроизводительных, мощных, в большинстве своем огневых образцов непосредственно в фермерских хозяйствах малоэффективно. Попытки создания фермерских УТОЗ на основе уменьшения габаритов традиционных образцов не дают положительного результата, так как это приводит к снижению показателей энергопреобраэования.
Известные методы расчета огневых УТОЗ, основанных на конвективной теплопередаче, не позволяют создавать установки, эффективно работающие при небольших объемах переработки (от 2 т/ч и нижо). D связи с этим появилась необходиность перехода к использованию электронагрева и контактного способа передачи тепла зерну при разработке фермерских УТОЗ. В силу недостаточной изученности конструктивных особенностей и режимов работы таких установок возникла необходимость в разработке и обосновании параметров и режимов работы фермерских УТОЗ.
Актуальность таких разработок обусловлена но только объективным ходом совершенствования техники, но и необходиност о энергосбережения и повышения качества продукции.
цель работы - повысить эффективность тепловой обработки зерна в фермерских хозяйствах и на небольших зерноперерабатываюцих предприятиях за счет разработки, исследования и обоснования параметров и режимов работы электрифицированной установки.тепловой обработки зерна.
Задачи исследования. Для достижения указанной цели потребовалось решить следующие задачи:
выявить требования к УТОЗ при работе в условиях фермерских хозяйств и малых эерноперерабатывающих предприятий;
разработать теорию рабочего процесса УТОЗ;
обосновать электрическую и тепловую схеку УТОЗ, а также методику расчёта ее основных элементов;
разработать методику оптимизации электрических и тепловых параметров, а также режимов работы при тепловой обработке семян разнообразных зерновых культур;
выполнить лабораторные и производственные исследования для подтверждения достоверности теоретических предпосылок и определения значений эмпирических коэффициентов, входящих в теоретические зависимости, а также для оценки экономической эффективности применения установок подобного типа.
Практическая значимость. Разработана универсальная УТОЗ с производительностью 60-150 кг/ч, обеспечивающая А технологические операции (прогрев, сушка, обеззараживание, прокаливание) для разнообразных зерновых культур. Предлагаемый вариант УТОЗ по сравнению с известными установкаки сопоставимой производительности имеет меньшую в 2 раза материалоемкость, в 1,1...1,3 раза меньшую энергоемкость. По сравнению с предлагаемыми аналогами структурная надежность повышена в 1,25 раз.
Апробация работы, основные положения и результаты -исследований докладывались и обсуждались на научных конференциях Саратовского ГАУ (1993-1996г.г.), Самарского СХИ (1996г., г.Самара), ВНИИПТИМЭСХ (1996г., г.Зерноград).
Реализация результатов исследований. На основании проведенных исследований в ІШЦ "Волгоагротехника* освоено мелкосерийное производство контактных УТОЗ (МТО-4). Изготовлено и реализовано 120 установок. Соблюдение предъявляемых к УТОЗ требований подтверждено гигиеническим сертификатом качества.
Объектом исследования является универсальная многофункциональная УТОЗ с контактной теплопередачей,, самотечным движением зерна к свободным влагосъеном, предложенная Г.П.Ерошоико для комплексе машин по переработке гречихи (производитель - ВИЦ "Волгоагротехника*, Саратовский ГАУ).
В качестве предмета исследования выступали процессы электро-нагрвва, коитактной передачи тепла и влагосъека в различных режимах работы УТОЗ.
Методы исследования. В основу разработки теории работы УТОЗ положена теория теплообмена сплошных текучих сред, а так же косвенного электронагрева. Обоснование взаимосвязи режимных параметров выполнено на основе активного планирования эксперимента (нно-гофакторное ортогональное планирование). Для решения оптимизационных задач использовались различные методы исследования функций. Проверка эффективности принятых решений выполнена на основе производственных испытаний опытной партии УТОЗ.
Научная новизна. Показано/ что эффективность работы УТОЗ в условиях фермерских и подсобных хозяйств повышается за счет перехода к универсальным (по видам тепловой обработки и видам обрабатываемого зерна) образцам с электрическим источником тепла, контактной теплопередачей, гравитационным движением зерна по вертикальным каналам и свободным влагосъемом. Установлена взаимосвязь между технологическими и электрическими параметрами УТОЗ и получены уравнения для расчета габаритов и потребляемой коцности при заданной производительности.
Разработана нетодика определения ширины каналов, при которой обеспечивается наименьшая стоимость установки и соблюдаются все технологические требования.
Разработана методика дискретной оптимизации спиралей ТЭНов bo комплексному критерию (масса провода, температура спирали, сопротивление изоляции) при заданной тепловой нагрузке их оболочек, определяемой технологическими требованиями тепловой обработки.
Установлена взаимосвязь режимных параметров (продолжительность тепловой обработки, температура поверхности теплообменника) в зависимости от начального состояния зерна и конечного результата.
Разработан способ контроля качества гречневой крупы по ее or-тическим характеристикам.
Публикация результатов. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 4-х печатных работах.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложения. Объем -
