Введение к работе
Актуальность работы. .Термовлажностная обработка сельскохозяйственных продуктов растительного происхождения, в том числа я семенного фонда а послеуборочяой'или' предпосевной периода, ct:oo
В качестве источника энергии для создания требуемых термо-; .
влажяоетннх режимов v. последнее время широко..используется .СОЛНЄЧ--'
нал энергия.. Особенно это актуально в условиях Туркменистана. Оче
видные конструктивные решения солнечвэт сушильных установок" иссле
дованы многочисленными авторами и могут быть применена'в инженер
ной практике, в том числе и для конвективно! сушки продуктов рас
тительного происхоадения. '-
Однако, несмотря на обширные работы в этом напраяле тай "многих исследователей, существует такие проблемы, как оЗосновавйёги выбор рациональных режимов и способа сушка, обеспечивавших заданные технологические свойства каждого вида материала, обусловленные его биологической природой. Сложные химический и структурный состав отдельных частей семян-зародыша и эндосперма определяется.влаго^ переносными характеристиками и, как следствие, скоростью удаления влаги. В результате, технологическая обработка семян неизменно протекает с трансформацией их биологических свойств, от чого зависит качество семян после термовлажностной обработки. Степень изменения этих свойств обусловлена как параметрами процесса, так и уело-тями влагопереноса внутри семян.
Необходимость ваучио обоснованного комплексного подхода к в»-іору рациональных режимов термовлаяностной обработки' вызвана ьов-ожностью таким путем воздействовать.на качеотво готового продук-а, особевно, когда речь идет об обработке семяв сельскохоэяйст-енных культур.
Сопряжение теплотехнических я тепломасоообмвввах ватурвмх ж всленвых исследований с результатами по йиолюгвчвекин, качествам >товой продукции:позволяло » в вастояией работе обосновать аовке trpo- и твярбтермические условия обработке семейпото фонда.
Такш образом, к числу наиболее важных проблем в области .повышения аффективности терыовлахцостной обработки сельхозпродукции относятся: использование солнечной энергии, разработка у, исследование обоснованных математических моделей процессов термовлажностной обработки биологических дисперсних, в том числе и усаживающихся материалов, обеспечивающих высохие конечные показатели, специфичные для посевного материала; сокращение натурного эксперимента за счет вычислительных исследований достоверной математической модели процесса взаимодействия обрабатываемого материала с.нагретой средой; принципиальная разработка технологий и конструкций оборудования, реали-ауодкх результаты изысканий в практике агропромышленного комплекса.
Решение отмеченных выше проблем, опытно-промшмевкое внедрение некоторых результатов в перерабатыванцув промышленность Туркменистана следует считать.актуальным.
Основной целью диссертации является разработка технологических основ повышения вффективности гидро- и термовлажностной обработки сельскохозяйственных продуктов с использованием солнечной энергии и сохранением высокого технологического и биологического качества их а галяосупилках.
Для реализации этой цеди необходимо было провести комплексное исследование и решить множество задач.
-
Изучение комплексной технологии гидро- и термовлажностной обработки сельскохозяйственных продуктов растительного происхождения, экспериментальные исследования кинетики сушки материалов в лабораторных условиях и обоснование рациональных режимов гидро- и гераовдажностной обработки каждого вида отобранных сельхозпродуктов.
-
Исследование движения воздушных струй через слой сушимых материалов и определение закономерности распределения и распространения теплоносителя, что позволяет совдать наиболее аффективные режимы сушки,
-
На основе комплексных аксперимевтов в с учетом технологического и биологического свойства сушимого материала разработка и создание полупромышленной солвечвой сушильной установки.
-
Шявленне кинетических закономерностей процессов увлажнения и сушки хлопковых семяв в зависимости от сортовой разновидности и степени их опутенности.
-
Исследование сушки семяв различными способами, разработка рекомендаций афективних энергосберегающих способов обработки., про-
ведение половых испытаний но влиянию гидротсрркчзской обр'Vr^r семян на урожайность хлопчатника в промысленных у слепнях.
6. Разработка принципиальна тепловых схем и конетттт"!-!" ':.v-здльных камер, обеспечиващ;гс гисохуг эфТйкткапосгь с.уетгі: ci—j.;^-усаживающихся материалов.
7. Поучение расчеісв-тепло- и массообмена в сушильной камеро; математическое описаний конвективной супи слои ге'«гп! и «роавчо» ^!'.";,трацл;і та ало носителя чорвз оутяукй ка'сериал.
доследование, влияния режима хранения семяв бахчевых культур на биологическое качество.
Научная новизна. Основные элементы новизны,'которые автор вно-:,.та на защиту, следующие:
- разработан эффективный способ конвективной сушки растительно-: і) происхождения с двусторонней периодической продувкой теплоносителя, обеспечивающий равномерную суику;
-.полнота обработки сушильного агента и сокращение процесса т-г мевля-тностной обработки материалов с сохранением высоких технологических и биологических качеств, признаны изобретением (ант о pen .:^. свидетельство И 765615); . - изучена фильтрация теплоносителя через неподвилсшй слой суки-тех материалов и выведены соответствующие зависимости, способствдю-;ие разномерному распределению теплоносителя, определению аэродииа-жческогс сопротивления и подбору злектровентилятора;
разработаю, изготовлена в испытана решетчатая тара' для первичной обработки и хранения шелковичных коконов воздулшо-солкеччнм поообом пол навесом и рекомендованы рациональные размеры для мае со--ого производства пластмассовых разъемных сетчатых ящиков, которые вачительно сокращают ручную работу на ноконозаготовительных базах;
обобщены и аппроксимированы киветические данные по гидро- и ?рмовлалшостной обработке хлопковых семян посевного назначения для «личных сортов;
э результате комплексных исследований процессов увлажнения и ірмсвлажностной обработки разработан способ предпосевной обработня 'опковых семчн, оригинальность которого признана изобретением (яз~ рское свидетельство Я 1632383); .
предложен и научно обосновав технологический пропесо обезаозк-ния и судки семян бахчевых культур, требуицяй минимальных затрат гргии на сушку и сохранение, а в ряде случаев повноавцяй посзвнкэ тестза семян;
разработана массообменная математическая модель для описания двумерного поля влагосодержания в фильтруемом-слое Путем применения в качестве движущей силы массообмена алагос оде ржания сушильного агента, использующая обобценную кривую сушки и увлажнения во всем диапазоне влагосодержаиия;
получены результаты экспериментов, определены биологические качества семенвого материала и дано обоснование температурно-влаж-иостных режимов хранения семян бахчевых культур.
Практическая ценность. Важными практическими результатами является следующее:
разработаны и изготовлены опытные- полупромышленные солнечные сушильные установка для термовлажностной обработки шелковичных коконов и семян сельскохозяйственных культур;
разработаю и рекомендована рациональная конструкция разборно-сборной сетчатой тары для первичной обработка шелковичных коконов
с лоследуюдим хранением и других материалов;
для повышения эффективности сушки с иль ьоу сзывающихся материалов сконструирована сушильная установка с измекяюцимися конфитурат . пнями сушильной камеры и предложена научно обоснованная методика расчета процессу, сушки свльвоусаживахщнхся материалов в сушильных камерах переменного сечения;
разработав ивтенсивный способ конвективной сушки сельхозпродуктов с сохранением высоких технологических и биологических свойств
разработай вовый способ предпосевной гидротермической обработки хлопковых семян, который значительно ускоряет всхожесть и повышает внергшо, прорастания;
разработана массообценная математическая модель для описания двумерного поля влагосодергания в фильтруемоы слое внутри сушильной аамзрц галносупшлки;
получены система дифференцированных ур&знений и аналитические репзпия для шчисленая конечного приведеикого влагосодеряаняя материала и его дисперсии для супки как в первом, так и во втором периода, которае обеспечивают реиение задачи оптимизации.
Реалу.аеиия полученных ^еа?л?.?эдов. По первичной обработке шел-асі;:чійа кокобоз опытаые полуиромыхзлевныо установка пспользовапц m Kc/.xiiontMSUKiK. базах Чарджевского этрапа Лебапского веладта. Реко-іду:.;;аиш; по предпосевной гидротермической обработке семян хлопчат-uiv.'.n npuiu'i'u к вцэдреика Производственным объединением сельского хо-
зяйсгвя Лебапского велаята при Министерстве сельского хозяйства ;; продовольствия Туркменистана. Полевые испытания в 1993 г. разработанного способа предпосевной гидротормической обработки семян хлопчатника, которые были посеяны в хлопководческой бригаде № 4 колхоза ш.С.Сейди Сакарского этрапа на участке площадью 5 га, повышали урожайность каждого гектара в среднем-на 5-6. Данный способ '- постепенно будет внедряться во всех хозяйствах велаята.
В 1990 г. на Туркменской опытной станции бахчеводства Саятско-го зтрапа Лебапского велаята для сушки плодов и семян бахчевых культур была построена полу промышленная солнечная сувильвая установка с аккумулятором теплоты с застекленной площадью 14 м . Ведомственные, испытания установки по технологии термовлажностной обработки свежевыделенных семян бахчевых культур при рекомендованном рациональном режиме показали: высушенные семена имели высокие биологические качества.
Дополнительный экономический эффект получен от внедрения предложенной технологии сушки семян дыни, арбуза, тыквы за счет повышения их всхожести в среднем на 7...10 и значительного снижения трудовых затрат.
В настоящее время на опытной станции по нашим проектам строится провдшенный образец солнечной теплицы-сушилки. Термовлаяностная обработка сельскохозяйственных продуктов по разработанным нами рекомендациям, предложенные выборы рациональных температурно-влажност-ных режимов суши и-методика расчета процесса суши "использовались при производстве сушеных сельскохозяйственных продуктов в сушильных технологических линиях Лебапского ВПО "А'зык". На консервном заводе Сакарского этрапа такой рациональный температурно-влажностный'режим сушки при рекомендованной толщине укладки сушимого продукта и скорость теплоносителя сквозь сушимый материал способствовал значительному улучшению технологического процесса и качества сушки некоторых местных сортов сельхозпродуктов (давя, абрикосы, яблоки, морковь и т.д.).
Личное участие автора в получении научных результатов:
На протяжении более 15 лет автор является.непосредственным исполнителем или научным руководителем по всем разделам .темы, включая постановку, и реоение задач, анализ и обобцёние реяультагоя исследований,, а также всех остальных этапов работ, связавши о созданием еугияьных установок н выбором рчцтональкых твиперзтурна-злажноствнх . ,;е*дара в процессе суи« . исследуемы г материалов..
По выполнению научно-исследовательской работы, связанной с диссертацией, автор руководил рядом тем:
-
Создание универсального гелиотехнического сооружения и исследования физического явлення в процессе первичной обработки продуктов сельского хозяйства.
-
Изыскание рациональных режимов сушки семян бахчевых культур в солнечной суаильной установке.
-
Создание и исследование работи солнечной тенлиіш-сушіілкй для переработки, сушки плодов и семян бахчевых культур.
-
Разработка, изготовление и испытание тары для первичной обработки шелковичных коконов.
Публикации по работе. По теме диссертации опубликовано 58 работ
в журналах "Известия'АНТ" (серия физико-технических, хішических и
геологических, а также биологических наук), "Сельское хозяйство
Туркменистана", "Гелиотехника", "Щзлк". и т.д. По основный способам
получено 2 авторских свидетельства на изобретений, быщяо 1 ОТДеЛЬ-
ВЫа 0pOLii>p'.i. '
Апгюбация работы. Основные результати, полученные автором,док
ладывались па научно-теоретических конференциях профессорско-препо- .
дааытеяьского состава ТМИ им.С.СеЙда (Чагджев, 1975-199-1 гг.);
.( республиканской научно-практической конференции молодых ученых и
специалистов (Ашхабад, 1976 г.); Зсесошной конференций "Использо
вание солнечной энергии" (Ашхабад, 1977 г.); республиканской научно-
практической конференции молодых ученых к специалистов (Аііхаоад,
I960 г.); Всесоюзной научно-практической конференции "Восточно-Турк
менский территориальный прошіиленіУй комплекс" (Чарджоу, 1980 г.);
пауч!іО-техничасі;оц Сосете ТРБОСа Чярдкоуской области ТССР (поо.Саят.
Чарджоу с:чой области, 1962.г.); научно-практической конференции пело-
Д'-is yifciaa зз специалистов (Чарджоу, 1962 г.); нздчьо-практпчгсыой
конторенцпи молодых ученых, и специалистов Туркменистана, посвящен-
аой бО-летп» образования СССР (Ащабад, 1982 г.); научной конферен
ции молодых ученых АН ТССР, псспнпгнной Є5--летіас іі'ІКС!.! (Анхабад,
ЇІЛІЗ p.j; иолдупародном совещании попите та сети Европейского сотруд
ничества ьо солнечное зі.ерготії;е (Ааабад, 1965 г.); УШ Республпкаь-
огіоЛ іаучкОЙ ксиф-гренин:: ;.--:,лз,ды:'. ученых и специалистов Туркмениста--
,'.а (Аасасча::, 1905 г.); ;:а.учі;оі! сессии по проблеме "Нсиольсозьпис в <
.^-;;";i;.i..';u; хозяйств:.- яогсоповляемих источников анергии" (Амхасіод.ІОВб !'.);:
"(.=.' ^.-спуо'/іікааской лауч;.о~::сакт;1ческак конференции молодых ученых и
;-ік-ц:,-..-л:оіоз. /.1-. ТС"?, пос^.-^еииой 70-летига Великого Октября (Aev.4-
б яд, 19?? г ж); -і республиканской научно-практической конференции молодых учених и специалистов, посвященной 70-лєтип Ленинского комсомола (Ашхабад, 1908 г.); I республиканское научно-технической конференции "Проблеми зйфоктивното использования электрической и тепловой энергии в мамшюстроении Узбекистана" (Тапке иг, 1989 г,,'; областной научно-практической конференции молодих учеши' и cneuna- . листов (Чарджоу. 1989 г.): республикенекоЯ тушо-п^акшчз-нои їіой-форенции' молопнх учених и спенгалтетог! (Тодп-кисгаи, Іенішабад.,
-
г.); І областной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов "Молодые ученые и научпо-техническпй прогресс" (Тагаауз, 1990 г.); I республиканской научной конференции "Актуальные проблемы физики твердого тела, радиофизики и теплофизики" (Ашхабад, 1991 г.); Республиканской научно-практической конференции "Использование солнечной энергии в народном хйзяйстве (Ташкент,
-
г,); Республиканской научно-практической конференции-"Дг;ффорсп~ цгаль'нне уравнения и их приложения" (Ашгабат, 1993 т.); II мегвуновс-кой научной "онференнии "Актуальные проблемы физики твердого тело, радиофизики и теплофизики" (Ашгабат, 19ЭЗ г.).
Работа в качестве диссертационной обсуждалась на расширенно;.' 'заседании каФсяры таииноведеиия с основа;.!? производства ТГШ! им. С.Сойди п па научном семинаре Лпститута солнечной энергии АСХІІЇ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, яео--ти глав, о б цих заводов, списка литературы и приложений. Объем работы составляет 341 страниц, в тем числе. ГО иллюстраций,^'- таблиц. Список использованных литературных источников содержит 249 наименований.
