Введение к работе
Актуальность работы. Концепция развития птицеводства до 2010 года предусматривает повышение валового производства яиц во всех категориях хозяйств Его планируется довести до 47 млрд шт к 2010 г, т е до 290 яиц и более в расчете на одного человека в год Для достижения таких показателей потребуется техническое перевооружение птицеводческих хозяйств, в том числе разработка новых технологий и создание технических средств для варки яиц
Для ускорения процесса варки яиц без использования воды, с учетом специфических особенностей их компонентов, нами разработаны механизированные диэлектрические установки ярусного и каретного типов В них предусмотрено циклическое воздействие электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ) на яйца
Научно-методической основой настоящего исследования послужили труды ведущих ученых по фундаментальным и прикладным вопросам электромеханизации сельского хозяйства и другим отраслям науки Алешкина В Р , Бородина И Ф , Возмилова А Г, Воробьева В А, Живописцева Е Н , Изакова Ф Я, Кудрявцева И Ф , Мартыненко И И , Михайловой О В , Новиковой Г В , Стор-чевого В Ф , Стребкова Д С , Тареева Б М , Тарушкина В И, Цугленок Н В и др
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом НИОКР ФГОУ ВПО «Чувашская ГСХА» и вписывается в Стратегию машинно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период до 2010 г
Целью настоящей работы является обоснование и разработка механизированных диэлектрических установок для варки яиц при минимальных затратах энергии
В связи с поставленной целью решались следующие научные задачи
изучить диэлектрические и теплофизические свойства пищевых продуктов, проанализировать существующие транспортирующие яиц механизмы, способы и технические средства для варки яиц без воды с использованием сверхвысокочастотной энергии,
теоретически обосновать режимы и конструктивные параметры механизированных диэлектрических установок для варки яиц,
разработать, изготовить и испытать механизированные диэлектрические установки для варки яиц, провести экспериментальные исследования процесса варки яиц при разных значениях удельной мощности СВЧ генератора и скважности процесса воздействия, скорректировать режимные параметры диэлектрических установок,
провести технико-экономическое обоснование реализации разработанных механизированных диэлектрических установок для варки яиц
Концепция На основе
анализа диэлектрических и теплофизических свойств пищевых продуктов,
обоснования экспозиции воздействия ЭМП СВЧ на яйца через согласование частоты вращения яйца и роликов со скоростью движения каретки,
определения допустимой скорости нагрева продуктов,
исследования зависимости времени варки яиц от удельной мощности СВЧ генератора и скважности воздействия,
изучения методики проектирования объемных резонаторов, предназначенных для нагрева диэлектриков на сверхвысоких частотах,
согласовываются конструктивно-технологические параметры, разрабатываются механизированные диэлектрические установки для варки яиц
Объектом исследований является система факторов, обеспечивающих качественную варку яиц без воды в механизированных диэлектрических установках при минимальных затратах СВЧ энергии и отрицательных воздействиях на окружающую среду
Предметом исследований являются закономерности взаимодействия яиц с рабочими органами диэлектрических установок для их варки
Методология исследований На основе диэлектрических и теплофизиче-ских характеристик компонентов яйца, теории нагрева материала в электромагнитном поле, системного подхода к комплексу теоретических и экспериментальных результатов, полученных при помощи математических, физических, биометрических, статистических методов, разрабатываются механизированные диэлектрические установки для варки яиц, состоящие из микроволновых печей и функциональных модулей с механизмами транспортирования яиц
Научная новизна
теоретические и экспериментальные исследования, подтверждающие возможность варки яиц в механизированных диэлектрических установках в процессе их транспортирования с вращением вокруг продольной или поперечной оси с помощью роликовой каретки,
теоретические и экспериментальные исследования по согласованию удельной мощности СВЧ генератора, напряженности электрического поля, времени варки яиц со скоростью передвижения роликовой каретки, выявленная эффективная скорость движения роликовой каретки, при которой яйца вращаются вокруг продольной или поперечной оси при механизированной их транспортировке в диэлектрической установке,
результаты исследования скорости диэлектрического нагрева яиц при разных значениях удельной мощности СВЧ генератора и скважности процесса воздействия, обоснованные режимы и конструктивные параметры разработанных и созданных механизированных диэлектрических установок ярусного (заявка №2006147071) и каретного типов,
Практическую ценность работы составляют
обоснованная методика проектирования функциональных модулей с механизмами транспортирования вращающихся объектов (яиц) в рабочей камере СВЧ печей,
созданные механизированные диэлектрические установки (ярусного типа, производительностью до 160 шт/ч, каретного типа, производительностью 100шт/ч)
Реализация результатов исследований Разработка механизированных диэлектрических установок для варки яиц проводилась в соответствии с
планом НИР ФГОУ ВПО «Чувашская ГСХА» Производственные испытания механизированных диэлектрических установок проводились в ГУП ЧР «Птицефабрика «Моргаушская» Результаты научных исследований используются в учебных процессах ФГОУ ВПО «Чувашская ГСХА» и ФГОУ ВПО «Марийский ГУ»
Апробация результатов исследования. Материалы диссертации доложены и обсуждены на III Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Роль молодых ученых в реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК», ФГОУ ВПО ЧГСХА, Чебоксары, 22 марта 2007 г », на аграрной научно - практической конференции «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства», ФГОУ ВПО «Марийский государственный университет», Йошкар - Ола, 2007 г, на II Международной научной конференции «Знания молодых новому веку», ФГОУ ВПО «Вятская ГСХА», Киров, 2007 г, на Республиканской научно-практической конференции «Роль молодых ученых в реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК», ФГОУ ВПО «Чувашская ГСХА», Чебоксары, 23 ноября 2007 г
Механизированная диэлектрическая установка ярусного типа демонстрировалась с 23 по 26 июня 2006 года на VIII Всероссийской универсальной выставке — ярмарке «Регионы - сотрудничество без границ» (г Чебоксары, МТВ-Центр), на III Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Роль молодых ученых в реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК» (ФГОУ ВПО ЧГСХА, Чебоксары, 22 марта 2007 г)», на XIV Всероссийской универсальной выставке - Ярмарке «Регионы - сотрудничество без границ («ЭКСПО КОНТУР», Чебоксары, 22 25 июня 2007 г ), на Республиканской научно-практической конференции «Роль молодых ученых в реализации приоритетного национально проекта «Развитие АПК» (ФГОУ ВПО ЧГСХА, 22 23 ноября 2007 г)
Публикации Результаты теоретических и экспериментальных исследований отражены в 15 печатных работах, в том числе 2 работы опубликованы в ведущем рецензируемом научном журнале, рекомендованном ВАК Федерального агентства по образованию РФ
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, приложения, списка литературы из 103 наименований, в том числе 10 на иностранном языке Общий объем диссертации составляет 142 страницы, в том числе на 137 страницах изложен основной текст с 58 рисунками и 24 таблицами
