Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние садоводства и ее перерабатывающей отрасли 9
1.1. Анализ современного состояния садоводства 9
1.2. Современное состояние перерабатывающей отрасли садоводства 11
1.3. Способы переработки растительного сырья в продукты длительного хранения 12
ГЛАВА 2. Анализ способов сушки и техника инфракрасного нагрева в пищевой промышленности 16
2.1. Современные технологии и устройства сушки растительной продукции 16
2.2. Область применения инфракрасного излучения в пищевой и садоводческой отраслях 22
2.3. Краткие характеристики плодов и ягод и применяемые к ним технологии сушки 22
2.4. Источники ИК-излучения 28
2.4.1 Электрические источники ИК - излучения 31
2.4.2. Газовые генераторы ИК-излучения 37
2.4.3 Оценка условий и требований безопасности, обеспечения качества готовой продукции при использовании газовых керамических инфракрасных излучателей 39
2.5. Отражатели 42
2.5.1. Материалы для отражателей 44
2.5.2. Форма отражателей 45
2.6. Особенности конструкций ИК сушильных установок и применяемых в них технологических методах 46
2.7. Актуальность темы диссертационной работы 52
2.8. Цели и задачи исследований 52
ГЛАВА 3. Теоретические исследования инфракрасной сушки и моделирование процесса распределения поля облучения под плоским инфракрасным излучателем 54
3.1. Теоретические основы нагрева и сушки сельскохозяйственной продукции инфракрасными лучами 54
3.2. Моделирование процесса распределения поля облучения под плоским инфракрасным излучателем 60
3.3. Выводы 66
ГЛАВА 4. Экспериментальные исследования газового ИК-излучателя и режимов сушки с применением инфракрасного облучения 67
4.1. Методика проведения исследований 67
4.2. Исследования газового инфракрасного излучателя 67
4.3. Лабораторная установка 71
4.4. Определение оптимальных режимов ИК-обработки плодов и ягод 73
4.5. Влияние обработки ИК-излучением на содержание витамина С в готовом продукте 84
4.6. Влияние ИК-обработки на структуру мякоти, клеточную проницаемость плодов и условия восстанавливаемости сушеной продукции 85
4.7. Выводы 92
ГЛАВА 5. Экономическая эффективность применения газового ик-излучателя при сушке садоводческой продукции 94
Общие выводы 99
Список использованной литературы 101
Приложения 115
- Способы переработки растительного сырья в продукты длительного хранения
- Краткие характеристики плодов и ягод и применяемые к ним технологии сушки
- Теоретические основы нагрева и сушки сельскохозяйственной продукции инфракрасными лучами
- Исследования газового инфракрасного излучателя
Введение к работе
В развитых странах мира вопросы здорового питания имеют ранг государственной политики и успешно реализуются. В Росси также принята "Концепция государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации до 2005 года". Обеспечить ее выполнение можно совершенствуя технологии получения продуктов, в том числе и длительного хранения, сохраняющих максимум питательных веществ, заложенных природой. Поэтому работы по созданию и совершенствованию машин и технологий для производства продуктов длительного хранения постоянно актуальны.
Одним из надежных методов консервирования пищевых продуктов является сушка. Производство сушеных плодов и ягод является важным путем удовлетворения растущих потребностей различных потребностей различных отраслей пищевой промышленности, в том числе и садоводческой, и населения в этих продуктах, содержащих в концентрированном виде наиболее питательные и биологически активные вещества (БАВ).
В настоящее время в мировой практике и в России используются разные способы сушки растительного сырья: конвективный, сублимационный, СВЧ -сушка, кондуктивный, инфракрасный (ИК), каждый из них имеет свои достоинства, но и существенные недостатки тоже.
Существенный вклад в развитие науки о сушке внесли советские и российские ученые Ангерсбах А.К., Воробьев В.Ф., Гинзбург А.С., Гуйго Э.И., Ефимова Л.Е., Зверев СВ., Ильинский А.С., Ильясов С.Г., Кабанов Г.А., Казанский М.Ф., Кремнев О.А., Кротов A.M., Лебедев П.Д., Ломачинский В.А., Лурье М.Ю., Лыков М.В., Михайлов Ю.А., Пинто В.Б., Романков П.Г., Смольский Б.М., Темкин А.Г., и др.
С начала 90-х годов прошлого столетия резко возросло применение одного из методов термообработки сельскохозяйственного сырья - инфракрасное облучение [Н.К. Клямкин, 1999; И. Сивашова, 2005]. При этом исполь-
зуемый метод термообработки сырья, должен отвечать определенным требованиям: снижение потерь питательных веществ до минимального уровня [А.С. Ильинский, 1992; В.В. Красников, 1995], частичное удаление вредных веществ, получение конечного продукта, который обладает высокими пищевыми и вкусовыми свойствами [В.А. Ломачинский, 2005; И. Сивашова, 2005], повышение усвояемости наиболее ценных питательных веществ, хорошими восстановительными свойствами продукта. [А.И. Икрамов, 1971; Пат. №4329789, 1983; Пат. № 2122324, 1998; Пат. №2034489, 1995].
По методу нагрева генераторы инфракрасного излучения делятся на газовые и электрические [И.А. Рогов, 1974]. В 2001 году правительством Российской Федерации была принята Федеральная целевая программа газификации на 2002-2006 годы и в связи со сложившейся ценовой обстановкой на энергоресурсы все больше находят свое применение газовые инфракрасные излучатели [Н.К. Клямкин 1999; Хранение и переработка овощей и фруктов, 1992]. Широко и повсеместно начинают применяться газовые инфракрасные излучатели при производстве продуктов быстрого питания, в отдельных отраслях пищевой промышленности.
На основании изучения научно-производственной информации установлено, что для сушки различной сельскохозяйственной продукции, а в частности садоводческой, необходимы различные условия их термообработки. Эффективного воздействия на продукт, при применении газовых инфракрасных излучателей, можно добиться различными путями, в том числе: изменением высоты между облучающей и облучаемой поверхностями, изменением мощности инфракрасного облучения, изменением конструкции инфракрасного излучателя. Существующие технологии и технические средства сушки растительного сырья, а в частности садоводческого сырья, в том числе с использованием ИК излучения не обеспечивают получение полноценных продуктов, т.к. не отвечают условию регулирования технологических параметров процесса в зависимости от степени измельчения сырья, удельной энергии, подводимой к сырью, и продолжительности ИК облучения.
7 Анализ современного состояния сырьевой базы консервной промышленности, а в частности садоводческой продукции, показывает, что насаждения плодово-ягодных культур в среднем с 1970 по 2004 года сократились в 1,5-2,2 раза, хотя при этом валовой сбор плодов и ягод увеличился в 1,6 раза, а винограда сократился в 1,9 раза. При этом 74,6% от всего валового сбора плодов и винограда приходится на хозяйства населения. Тем самым показывая что в связи со сложившейся рыночной обстановкой необходимо развивать современную, энергоэкономичную и доступную по стоимости самого оборудование малую и среднюю переработку продукции садоводства в хозяйствах населения и садовых товариществах. Одним из таких способов переработки, отвечающим согласованным условиям, может стать производство сухофруктов непосредственно в самих хозяйствах населения и садовых товариществах, так как производство сухофруктов является одним из наиболее экономичных способов переработки сырья. Так как затраты на конвективную сушку более чем в два раза ниже затрат на консервирование 1 т плодов [Г.В.Шлягун, 1987; О. Бурич, 1978]. Сушенные семечковые (яблоко, груша и др.), косточковые (вишня, слива и др.) плоды, ягоды (смородина, земляника и др.) богаты необходимым для нормальной жизнедеятельности организма человека легкоусвояемыми сахарами (сахароза, глюкоза, фруктоза), органическими кислотами (яблочная, лимонная, щавелевая и янтарная), витаминами (Bj, Вг, РР, С), Р - активными, пектиновыми и минеральными (Na, К, Са, Fe, Mg) веществами. Содержание питательных веществ в наиболее концентрированном виде обуславливает их высокую калорийность - 1 кг сушеных плодов дает более 2400 кал [В.А. Воскобойников, 1980].
В связи с эти, в научно-исследовательский план ГНУ ВСТИСП Россель-хозакадемии была включена тема: 04.16.04.04.05 "Исследование режимов термообработки продукции садоводства инфракрасным излучателем с опре-
8 делением его оптимальной конструкции", ответственным исполнителем которой был автор.
В результате проведенного анализа, как наиболее перспективной технологией сушки плодов и ягод садоводческой отрасли удовлетворяет сушильная установка на базе газового ИК излучателя.
Изучены физико-механические свойства плодов и ягод выращенных в средней полосе РФ под воздействием инфракрасных лучей. Проведены теоретические и экспериментальные исследования по определению параметров и режимов инфракрасной обработки плодов и ягод с последующей конвективной до сушкой и выполнена производственная проверка полученных результатов. Определена экономическая эффективность.
Таким образом, на защиту выносятся:
математическая модель процесса равномерного распределения поля под плоским ИК-излучателем;
оптимальные режимы использования газового ИК излучателя в качестве облучателя садоводческой продукции при получении готовых сухофруктов из плодов и ягод, выращенных в центральной зоне РФ.
Работа выполнена в ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии.
Способы переработки растительного сырья в продукты длительного хранения
В процессе хранения многие полезные вещества разлагаются, либо их энергия идет на поддержание окислительных процессов. Кроме того, сырье могут привести в негодность к употреблению микроорганизмы и плесневые грибы. Поэтому существуют разные способы переработки сырья в продукты длительного хранения. Самые известные из них сушки: конвективная, сублимационная, кондуктивная сушка, инфракрасная (терморадиационная), тепловая стерилизация, заморозка. Все они имеют свои достоинства и недостатки [А.С. Гинзбург 1973; Пат. № 3190018 , 1998; Пат. №2017432 РФ; Пат. №2020833 РФ; Пат. №2031600 РФ ].
Конвективная сушка осуществляется, в основном, на конвейерных сушилках, на транспортерном полотне которых ровным слоем располагается вымытое и измельченное сырье. Сушильным агентом является горячий воздух, нагреваемый путем продувки через калорифер. Уже из этого видно, что оборудование громоздкое, металлоемкое. Многоступенчатое преобразование энергии от сжигания топлива до передачи теплоты сырью значительно снижает к.п.д. процесса. К недостаткам относится также низкое качество готового продукта, так как наружные поверхностные слои пересыхают, коробятся, растрескиваются, миграция влаги из внутренних слоев происходит в виде жидкости при этом теряются биологически активные вещества (БАВ). Восстановление продукта в воде длится 1-2 часа и, если начать варить ранее этого, то продукт получается жестким и резиноподобным. К относительным достоинствам относится возможность переработки больших объемов сырья [С.К. Волончук, 2006].
Сублимационная сушка осуществляется путем заморозки в морозильной камере и затем возгонки льда в пар в вакуумной камере минуя физическое состояние влаги в виде воды. Так как миграция влаги из внутренних слоев происходит в виде пара, то продукт не растрескивается, не коробится и сохраняет большую часть БАВ, чем обеспечивается высокое качество продукта, восстанавливаемость продукта в воде в течение 3—4 минут. Низкое остаточное содержание влаги — 5-8 % позволят хранить его неограниченно долго. Продукт следует хранить в жесткой упаковке, так как при незначительном физическом усилии он рассыпается.
Основной недостаток классического процесса сублимационной сушки состоит в исключительно низкой скорости выделения паров по сравнению с другими способами сушки, например конвективной. [S. Facco, 1983]. Продолжительность процесса от 8 до 10 часов в зависимости от вида сырья. К недостаткам относятся также сложность оборудования и большие капитальные затраты.
Кондуктивная сушка используется в основном для переработки картофеля в сухое картофельное пюре. Особенностью сушки является обезвоживание готового картофельного пюре, нанесенного тонким слоем на поверхность вращающегося барабана, нагреваемого изнутри паром или сжигаемым газом до температуры 150-170С. Сушка требует больших капитальных затрат, мощного парового хозяйства, что привязывает ее к индустриальным центрам, а, следовательно, отличается большими транспортными затратами.
Распространенный способ хранения растительного сырья путем термического консервирования в стеклянных и жестяных банках имеет затраты труда в 2 раза выше чем при сушке. При этом потери витаминов достигают 50-60%. Кроме общего для всех видов консервирования оборудования по подготовке сырья, для стеклянных банок требуется моечная и антисепти-рующая машина, машина для закатки крышек стеклянных банок и жестяных банок, для термообработки — автоклав.
Удельные капиталовложения при замораживании, термической стерилизации, сушке овощей соотносятся как 20 : 5 : 1. «Чистая» СВЧ - сушка не нашла развития в переработке с/х сырья.
В последнее время все большее распространение находит способ терморадиационной сушки с использованием энергии электромагнитного поля инфракрасного (ИК) диапазона длин волн. [С.К. Волончук, 2005, М. Suzuki, 1977]
Вывод к главе 1.: в связи со сложившейся рыночной обстановкой необходимо развивать современную, энергоэкономичную и доступную по стоимости самого оборудование малую и среднюю переработку продукции садоводства в хозяйствах населения и садовых товариществах. Одним из таких способов переработки, отвечающим согласованным условиям, может стать производство сухофруктов непосредственно в самих хозяйствах населения и садовых товариществах, так как производство сухофруктов является одним из наиболее экономичных способов переработки сырья. Так как затраты на конвективную сушку как миммум в два раза ниже затрат на консервирование плодов. Сушенные семечковые (яблоко, груша и др.), косточковые (вишня, слива и др.) плоды, ягоды (смородина, земляника и др.) богаты необходимым для нормальной жизнедеятельности организма человека легкоусвояемыми сахарами (сахароза, глюкоза, фруктоза), органическими кислотами (яблочная, лимонная, щавелевая и янтарная), витаминами (Вь В2, РР, С), Р - активными, пектиновыми и минеральными (Na, К, Са, Fe, Mg) веществами. Содержание питательных веществ в наиболее концентрированном виде обуславливает их высокую калорийность - 1 кг сушеных плодов дает более 2400 кал [В.А. Барабой, 1984; А.С. Ильинский, 2005; R.G. Mutters, 1992].
Краткие характеристики плодов и ягод и применяемые к ним технологии сушки
Яблони относятся к семейству розоцветных, получили очень большое распространение в нашей стране, составляя около 70% общей площади плодовых насаждений. Яблоко состоит из кожицы, мякоти, семенного гнезда, чашечки, углублений — чашечного и стеблевого; кожица, покрывающая плод, характеризует сорт яблок. Сорта делятся на тонкокожие и толстокожие, с плотной и рыхлой кожицей. По окраске кожицы различают одноцветные сорта — с одной основной окраской (зеленой или желтой с различными оттенками) и двухцветные сорта - с основной и покровной окраской. Семенное гнездо (сердечко) расположено в центре плода или ближе к чашечке или ножке. У разных сортов величина и форма семенного гнезда различны. Внутри семенного гнезда имеется пять семенных камер с пергаментообразными стенками. В семенных камерах находятся семена. Мякоть плода состоит из больших паренхимных клеток с межклеточными пространствами. У разных сортов мякоть различно окрашена, может быть мягкой и твердой, рыхлой и хрупкой, сочной и сухой, мучнистой, мелкозернистой и крупнозернистой. Сорта яблок различаются по вкусу и аромату. Для сушки используют кислые, и кисло-сладкие сорта летних, осенних и зимних сортов яблок. Лучшими сортами, пригодными для сушки, являются Белый налив, Пармен золотой, Джонатан, Титовка, Пепин, Кандиль-синап, Вагнера призовое и др. Средний химический состав яблок (в % к общей массе): вода 86,5, общее количество углеводов 11,3, в том числе сахара 10,0, клетчатка 0,6; белки 0,4, органические кислоты 0,7, зола 0,5. Важнейшей составной частью яблок являются сахара, состоящие из большого количества фруктозы, глюкозы и сахарозы. Из органических кислот в яблоках имеются яблочная, лимонная и в незначительных количествах салициловая и борная. Активная кислотность яблок составляет 2,5—4,6. Минеральные вещества яблок (в мг %): калий 98, кальций 19, фосфор 13, магний 10, железо 2,5. Из микроэлементов в яблоках найдены алюминий, медь, цинк, мышьяк и др. В яблоках в среднем содержатся витамины (в мг %): каротин 0,1, Bi 0,04, В2 0,03, РР 0,2. Калорийность 100 г яблок составляет 213 Дж; плотность 660—860 кг/м3; удельная теплоемкость 3,5—4 кДж/ (кгград); насыпная масса —585— 650 кг/л3. Сливы относятся к семейству розоцветных. Для сушки используют высокосахаристые сорта слив в стадии технической зрелости, с легко удаляющейся косточкой, умеренной кислотностью. Лучшими сортами для сушки являются сливы группы венгерки, Изюм-Эрик, Артон и др. Средний химический состав слив (в % к общей массе): вода 87, общее количество углеводов 9,9, в том числе сахара 9,0, клетчатка 0,5; белки 0,8, зола 0,5, органические кислоты 1,3. В составе углеводов слив обнаружены пентозаны, целлюлоза и в основном сахара, которые представлены глюкозой, фруктозой и сахарозой-с преобладанием глюкозы и сахарозы. Из органических кислот в сливах содержатся яблочная, лимонная, в небольшом количестве глюкоянтарная и салициловая. Общая кислотность составляет 0,43—0,87% (в пересчете на яблочную кислоту), активная кислотность 3,3—4,1. Минеральные вещества сливы (в мг %): калий 214, кальций 28, фосфор 27, магний 17, натрий 36, железо 2,1. Содержание витаминов в сливах (в мг %): каротин 0,1, Bi 0,06, В2 0,04, РР 0,5. Калорийность 100 г слив составляет 205 Дж, удельная теплоемкость 3,67—3,76 кДж/(кгград). Груши относятся к семейству розоцветных. Плод состоит из плодоножки, углубления плодоножки (воронки), чашечки и чашечного углубления, подчашечной трубки, кожицы, мякоти, семенного гнезда, семенных камер и семян. Внутреннее строение плода груши аналогично строению яблок. Семенное гнездо груши слабо очерчено сосудисто-волокнистыми пучками— прожилками и отделяется слоем одеревеневших клеток — зернышек, которые в поперечном сечении образуют окружность либо пятиугольник с закругленными углами. В некоторых сортах (Бессемянка) семенное гнездо развито слабо. Для производства сушенных груш лучшими сортами являются Ильинка, Лесная красавица, Вильяме летний, Бутылочная и др. В мякоти груши находятся каменистые (склеренхимные) клетки, представляющие собой опорные элементы для паренхимных клеток мякоти плода. По мере созревания и при хранении каменистые клетки размягчаются и мякоть груши приобретает нежную консистенцию. Средний химический состав груш (в % к общей массе): вода 87,5, общее количество углеводов 10,7, в том числе сахара 9,0; белки 0,4, клетчатка 0,6, органические кислоты 0,3, зола 0,5. Среди Сахаров преобладает фруктоза, затем следуют глюкоза и сахароза. Из углеводов в грушах обнаружены сорбит, пентозаны, целлюлоза, дубильные и пектиновые вещества. Для сушки лучше использовать сорта груш с низким содержанием дубильных веществ, так как такие плоды не темнеют. Общая кислотность груш низкая. В грушах обнаружены яблочная и лимонная кислоты. Активная кислотность составляет 4,0—4,6. В состав минеральных веществ груш входят (в мг %): калий 155, кальций 19, фосфор 16, магний 12, железо 2,3 и др. Из микроэлементов в грушах найдены медь, цинк, мышьяк, йод. Витамины в грушах (в мг %): каротин — следы, Bi 0,02, В2 0,04, РР 0,1. Калорийность 100 г груш равна 196 Дж, удельная теплоемкость 3,6 — 3,72 кДж/(кгград).
Теоретические основы нагрева и сушки сельскохозяйственной продукции инфракрасными лучами
Термин "инфракрасный" происходит от латинского слова infra, что соответствует русскому слову "под" или "внизу" (по-немецки— unterhalb), т. е. имеется в виду область спектра, лежащая за красным концом видимого солнечного спектра или под ним, если электромагнитные излучения расположить по мере возрастания длины волн, как это сделано в таблице 3.1. Предполагается, что термин "инфракрасный" введен в 1869 г. Э. Беккерелем аналогично термину "ультрафиолетовый", предложенному Стоксом в 1852 г. В немецкой физической литературе применяется термин "ультракрасный".
Термин "излучение" многозначен и подразумевает процессы генерирования и переноса энергии электромагнитными волнами. Инфракрасное излучение, как и другие виды электромагнитных колебаний, характеризуется частотой v, длиной волны Я и скоростью распространения, которые связаны между собой зависимостью и = лл =А/Т. По классификации, предложенной П.Д. Лебедевым и Ж. Леконтом, инфракрасный диапазон длин волн находится в пределах 0,76—400 мкм [С.Г. Ильясов, 1987; Использование ИК- нагрева для обработки пищевых продуктов, №5; А.Г.Чертов, 1977]. Кроме того этот диапазон условно делится на излучение видимого спектра с длинами волн до 4,4 мкм и невидимого с длинами волн выше 4,4 мкм. Следует напомнить о том, что под излучением понимают процессы генерирования и переноса энергии электромагнитными волнами [5]. Энергия излучения в конечном счете при её поглощении переходит в теплоту, так как в облучаемом материале возрастает интенсивность теплового движения атомов и молекул. Она особенно возрастает, если частота излучения близка или совпадает с частотой собственных колебаний атомов облучаемого материала, при этом увеличивается и коэффициент поглощения энергии, то есть обнаруживается селективность свойств облучаемых материалов. Из общего количества энергии излучения, падающего на облучаемое тело в единицу времени, часть QA поглощается, часть QR отражается и часть QD пропускается телом. Отношение QA / Q - А называется поглощательной способностью тела, отношение QR / Q = R— отражательной способностью, а отношение QD /Q = D — пропускательной. Схема распределения энергии инфракрасного излучения показана на рис. 3.1. Тело, поглощающее все падающие на него лучи (А = 1) , называется абсолютно черным, тело, отражающее все падающие на него лучи (R = 1),— зеркальным. Если тело пропускает все падающие на него лучи (D = 1), то оно называется абсолютно проницаемым (прозрачным). Реальные тела не являются абсолютно черными, зеркальными или прозрачными для них характерна избирательность в различных областях спектра излучения, в том числе для различных длин волн инфракрасного излучения [С.К. Волончук, 2006]. Наряду с созданием теории инфракрасного излучения развивается техническое использование инфракрасных лучей, которое В. Юбиц — один из крупнейших специалистов в этой области — называет инфракрасной техникой. При нагревании и сушке влажных материалов инфракрасными лучами лучистая энергия превращается в теплоту, причем явления тепло- и массооб-мена развиваются как вне материала — в рабочей камере аппарата, так и внутри материала. При инфракрасном излучении плотность теплового потока на поверхности материала значительно больше (в 20-100 раз), чем при конвективной сушке. Теория лучистого теплообмена, разработанная в трудах академика Кир-пичева М.В., Хильберта, Хоттеля, Поляка Г.Л., Мак-Адамса, Шмидта, Гурви-ча A.M., Суринова Ю.А., Шорпна С.Н., НевскогоА.С.и др., в основном относится к области внешнего теплообмена. Теория сушки инфракрасными лучами, разработанная П. Д. Лебедевым и другими исследователями, базируется на физике терморадиационных процессов и учении о тепло- и массообмене, развитом в трудах академика АН БССР Лыкова А.В. и его школы. Разработка теоретических основ процессов использования инфракрасного излучения базируется на комплексном изучении явлений, развивающихся в системе "генераторы излучения — промежуточная среда — объект облучения". Типы и классификация генераторов инфракрасного излучения были рассмотрены выше. При расчете энергии, необходимой для облучения, следует также учитывать и промежуточную среду, так как лучистая энергия, поглощенная средой, переходит в теплоту, и как следствие - температура среды повышается, и она сама является дополнительным источником излучения. Воздух, как и другие двухатомные газы, характеризуется настолько малой поглощательной способностью, что практически для теплового излучения он является прозрачным. Для процесса сушки инфракрасными лучами важно учесть, что трехатомные газы (например, водяной пар, углекислый газ) поглощают лучи не во всех областях спектра, т. е. они обладают большим избирательным эффектом поглощения. В спектре поглощения газов имеются три полосы, в которых коэффициент поглощения увеличивается до максимума, а затем он уменьшается (табл. 3.2).
Исследования газового инфракрасного излучателя
Методики проведения всех исследований в диссертации приняты типовые. В главе 3 "Теоретические исследования инфракрасной сушки и моделирование процесса распределения поля облучения под плоским инфракрасным излучателем" данной диссертации использовались методика И.С. Агеенко, также на основании анализа работ А.К. Ангерсбаха, А.С. Гинзбурга, С.В.Зверева [И.С. Агеенко, 1984; А.К. Ангерсбаха, 1987; А.С. Гинзбурга, 1985; С.В.Зверева, 2002]. В главе 4 "Экспериментальные исследования газового ИК-излучателя и режимов сушки с применением инфракрасного облучения" применялись методики А.К. Ангерсбаха, Н.К. Вальднера, А.С. Гинзбурга, Ю.П. Грачева, С.Г. Ильясова, О.Н. Кассандровой, В.В. Красникова, В.А. Девятнина, К.С. Петровского, А. Раджабаев, В.В.Сапожниковой [А.К.Ангерсбаха, 1987; Н.К. Вальднер, 1970; А.С. Гинзбурга, 1973; Ю.П.Грачева, 1979, 1983; С.Г. Ильясова, 1972; О.Н.Кассандрова, 1970; В.В. Красникова, 1976; В.А. Девятнин, 1954; К.С. Петровский, 1983; А. Раджабаев, 1991; В.В. Сапожникова, 1966]. В главе 5 "Экономическая эффективность применения газового ИК излучателя при сушке садоводческой продукци" использовались методики ГОСТ 23728-23730-88 и Методика определения экономической эффективности технологий и оборудования переработки сельскохозяйственной продукции, 1998г.
Для исследования параметров ИК - излучателя, предназначенного в дальнейшем для облучения плодов и ягод, был изготовлен лабораторный стенд (рис. 4.1, 4.2), включающий в себя светлый (коротковолновый) инфракрасный излучатель немецкой фирмы "Solar term" мощностью 7 кВт, расход газа 0,25 м/ч, газовый счетчик СГ - 1 (точность до 0,001 м /ч), термометр ИТ 2511 с диапазоном измерения температуры от 0 до 1000С (точность до Г С), манометр ТНМП-52-М1-УЗ, вентиль регулировочный. а) 1-газовый счетчик, 2-газовый баллон, 3-манометр, 4-термометр, 5-регулировочный кран; б) газовый инфракрасный излучатель Рисунок 4.2 - Лабораторный стенд В качестве регулировочного вентиля 5 (рис. 4.1) использовался газовый пробковый кран, на котором была установлена градуированная шкала с указателем номера положения. Шкала имеет деления от 0 до 30 с шагом 0,5. Положение 0 - кран закрыт, положение 30 - кран полностью открыт. Шаровой кран 8 предназначен для прямой подачи газа к инфракрасному излучателю 1 (при закрытом регулировочном вентиле 5), и эта система предназначена для сравнительного контроля давления на выходе (тем самым производится контроль газового счетчика 4). Термометр 9 с термопарой 10 предназначен для измерения температуры излучателя непосредственно на самой поверхности излучения. Эксперимент включал в себя два опыта, повторность - трехкратная. Определялся расход сжиженного газа инфракрасным излучателем, и измерялась температуры поверхности излучателя. Измерение температуры проводилось в трех точках излучающей поверхности, с интервалом времени 30 секунд между положениями на регулировочном кране 5, соответственно в центре и в крайних точках по диагонали поверхности. За указанный интервал времени температура пористой керамической излучающей поверхности стабилизируется.
Результаты эксперимента приведены в табл. 4.1. Независимо от положения регулировочного крана 5 значения температуры излучающей поверхности в трех точках измерения с достаточно малым отклонением равны между собой. Поэтому в таблице 1 приведена их общая средняя температура. Малое отклонение в показаниях можно объяснить тем, что термометр ИТ 2511 определяет значение температуры с точностью до 1С а плотность прилегания термопары 10 к излучающей поверхности в некоторых опытах могла быть недостаточна. На основании данных эксперимента построен график зависимости температуры излучающей поверхности от продолжительности рабочего периода (рис. 4.3).
