Введение к работе
Актуальность работы. Одним из основных технологических пара-тров, определяющих качество зерна и продуктов его переработки лается влажность. Измерение или регулирование этого параизтра необхо-мо осуществлять на разных стадиях технологических процессов, т,к. него зависят качество продукции, эффективность и энергоемкость оизводства, длительность и режимы хранения как самого зерна, так продуктов его переработки.
В настоящее время из-за недостатка автоматических средств коит-(ія влакности зерна преобладает контроль с отбором проб и проведе-s лабораторного анализа, что не может быть использовано для эавлвиия быстропротекающими технологическими процессами. Поэтому эбходимы такие метода измерения влажности, которые являются нераэ-іающими, экспрессными, точными. Использование приборов, реаяизую-: эти методы, позволит оптимизировать ход технологических производ-І9ІЯШХ процессов, повысить качество продукция и эффективность про-юдства.
Целью диссертационной работы являлось теоретические и комплекс-эксперименталъныэ исследования современными физико-хишіческіши одами некоторых свойств зерна, -уточнение механизма и кинетики ления влаги для обоснования,.разработки и создания норазрушающих прессных методов и методик.: определения, в'лайности зерна не уступа-х по точности прямым методам измерения.
Основные задачи диссертационной работы включают: эоретичзское и экспериментальное обоснование применения радиоизт-ического и гигротармичесного методов для определения влакности эрна пщеницы;
омплексные экспериментальные исследования на молекулярном уровне ішяния влажности и температуры на биологическую структуру зерна, гочнение механизма и кинетики влагосъома;
:ссперимзнтокышз кследования по изучении закономерностей взокмо-їііствия у-излучения с зерном при различии.-; вкахаюстяк зерна и іометриях измерения;
ссперименталышо и теоретические исследования по поучению законо-фностей взаимодействия влажного воздуха с зерном дри различных ;аш»остях и температурах зерна и воздуха;
орабоїку и создание мэтодше определения влажности зерна jr -ш-ідоц л методом по дефициту точки роси;
разработку структурных схем влагомеров реализующих радиометрический и гигротермическнй методы определения влажности зерна и создание экспериментальных установок.
Научная новизна работы. Впервые проведено комплексное исследование зерна пшеницы различных сортов на молекулярном и атомном уровнях. Дано научное обоснование понятию "сухое вещество"; установлено иишшальное количество физико-химически связанной влаги; определена температура, при которой может быть зарегистрирована химически связанная влага в зерне. Выявлена зависимость сорбционного гистерезиса от химического состава и структуры зерна.
Рассчитаны массовые коэффициенты ослабления гамма-излучения зерном и получена зависимость этих коэффициентов от анергии излучения и влагосодержания зерна. Исследованы дифференциальные и интегральные характеристики полей гамма-излучения различных изотопов в зерне в зависимости от влажности, сорта зерна и геометрических условий измерения. Разработаны математические модели системы контроля влажности зерна по объемной, масса и массовому коэффициенту ослабления. Разработаны структурные схемы двухлучевого радиоизотолного влагомера.
Получены эмпирические зависимости изотерм сорбции-десорбции для твердой и мягкой пшеницы. Установлена эмпирическая зависимость мекду равновесной влажностью зерна и дефицитом точки росы. Разработана математическая модель определения влажности зерна по дефициту точки росы. Предложена структурная схема влагомера, реализующего эту модель.
Практическая ценность работы. Разработаны неразрушавдий экспрее сный радиоизотопный метод и методика контроля влажности зерна как в закрытых бункерах, так и в потоке. Теоретически и экспериментально выбраны оптимальные условия измерения влажности зерна даухлуче-вым методом по вторичному излучению и разработаны структурные схемы двухлучевого радиоизотопного влагомера. Разработаны неразрушаю-ций метод и методика определения влажности зерна по дефициту точки росы. Теоретически и експериментально выбраны оптимальные условия измерения. На базе конденсационного термоэлектрического гигрометра изготовлен микропроцессорный влагомер по дефициту точки росы.
Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на Всесоюзном семинаре В/О "Изотоп", Ташкент, 1987 г.; научно-техническом Совете В/О "Изотоп", Москва, ІУУІ г.; Республиканском се-
минаре "Качество готовой продукции комбикормовых предприятий", Фрунзе, 1989 г.; йізждународном симпозиуме 'Человек и питание", Москва, 1990 г. на научных конференциях Всесоюзного заочного института пищевой промышленности, Москва, 1978-92 г.г.
Реализация в промышленности и учебном процесса. Микропроцессор-ный влагомер и методика определения влажности по дефициту точки росы прошли производственные испытания и внедрены: на хлебоприемном предприятии Красноярского Краевого Объединения "Хлебопродукт", на предприятиях ПО "Ростов-хлебопродукт"; Калининском комбинате хлебопродуктов г. Кара-Балта, Кыргызстан; на кафедре физики ВЗИПП.
Публикации. По результатам работы опубликовано одиннадцать статей.
Объем работы и ее структура. .Оиссертация состоит из введения, пяти глав и основных выводов, изложенных на 18 страницах машинописного текста, иллюстрируется 45 рисунками, содержит 19 таблиц, список литературы содержит 146 наименований и приложения.