Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ существующей технологии обработки листового табака 8
1.1 Состояние производства табачного сырья за рубежом и в странах СНГ 10
1.2 Технология обработки табака, закрепленного на шнур при ручной низке (естественная, комбинированная, искусственная сушка) 13
1.3 Технология обработки табака, закрепленного на шнур при помощи пришивной машины в поточной линии (комбинированная сушка) 24
1.4 Технология обработки табака при пакетировании листьев в кассетах (искусственная сушка) 29
1.5 Выводы 33
2 Объекты и методы исследований 35
2.1 Характеристика табака 35
2.2 Методы исследований 36
2.3 Используемое оборудование 38
2.4 Постановка эксперимента и структурная схема исследований 39
3 Совершенствование технологии сушки табака с использованием инновационного оборудования 41
3.1 Анализ возможных вариантов технологических схем сушки табака, пакетированного на иглах ДДИ и вешалках ВИД 46
3.2 Разработка аппаратурно-технологической схемы сушки табака с использованием инновационного оборудования 50
3.3 Определение количества табачных листьев, пакетированных на иглах ДДИ и вешалках ВИД для сушки 53
3.3.1 Теневая сушка 54
3.3.2 Солнечная сушка 73
3.3.3 Комбинированная сушка (досушка)
3.4 Проведение сравнительных испытаний сушки табака на иглах ДДИ и на шнурах машинного закрепления 82
3.5 Определение производительности и силовых параметров нанизывания листьев на иглу ДДИ 88
3.5.1 Нанизывание листьев на иглу ДДИ с использованием стола СО с иглодержателем ИД 88
3.5.2 Силовые параметры при нанизывании листьев на иглу ДДИ 93
3.5.3 Размещение игл ДДИ на вешалке ВИД 104
3.5.4 Размещение вешалок ВИД под навесом НВТ с использованием погрузчика ПВТ 108
3.6 Определение параметров увлажнения высушенного на иглах ДДИ
табака и параметров упаковки его в кипы 111
3.6.1 Увлажнение высушенного табака на иглах ДДИ с применением парогенератора простейшей конструкции 111
3.6.2 Упаковка табака в кипы временного хранения с использованием пресса ПРГ 1 3.7 Разработка технологической инструкции по сушке табака с использованием двойных двухсторонних игл 118
3.8 Опытно-промышленная апробация технологии сушки табака с использованием инновационного оборудования 122
4 Расчет экономической эффективности 123
4.1. Затраты труда 124
4.2. Организация труда 129
4.3. Расчет стоимости оборудования 133
4.4. Затраты на оборудование 135
4.5. Выводы 139
Заключение 140
Список литературы 143
- Технология обработки табака, закрепленного на шнур при помощи пришивной машины в поточной линии (комбинированная сушка)
- Используемое оборудование
- Определение количества табачных листьев, пакетированных на иглах ДДИ и вешалках ВИД для сушки
- Расчет стоимости оборудования
Введение к работе
1.1 Актуальность работы. Важным этапом получения табачного
сырья как товарного продукта является послеуборочная обработка табака, которая обеспечивает сохранение и улучшение качественных показателей табака, сформировавшихся в полевой период. Принятая в настоящее время промышленная технология послеуборочной обработки табака трудоемкая, затраты ручного труда составляют примерно 1500 чел-ч. на получение одной тонны табачного сырья.
Для снижения трудозатрат на процесс послеуборочной обработки (в т.ч. сушки) листового табака, его целесообразно пакетировать, т.е. создать такой пакет из отдельных листьев, который позволит эффективно проводить как технологические процессы, так и погрузо-разгрузочные и транспортные операции при сохранении исходного качества табачного сырья.
Существующие промышленные способы пакетирования листьев табака имеют ряд недостатков. Пакетирование табачных листьев путем нанизывания на шнур требует больших затрат ручного труда как на сам процесс нанизывания, так и на процесс сушки табака. Применение пришивных машин для крепления листьев на шнуре повышает производительность труда в 3-4 раза на этапе пакетирования, но процесс сушки при этом не улучшается. Введение различных конструкций кассет для укладки в них листьев пачками также значительно снижает затраты труда на пакетирование листьев, но требует больших энергетических затрат, так как кассеты применяются только для искусственной сушки табака.
Назрела необходимость разработки такого способа пакетирования табачных листьев, при котором высокая производительность труда сочеталась бы с расширением технологических возможностей проведения процессов томления, сушки пластины листа и жилки в естественных и искусственных условиях.
Во ВНИИТТИ с участием автора разрабатывается технологическое оборудование для сушки листьев табака, пакетированных новым способом – с
использованием двойных двухсторонних игл. Однако до настоящего времени
не проведены комплексные исследования процессов подготовки
свежеубранных листьев к сушке, сушки табачных листьев, и упаковки табачного сырья в кипы временного хранения с использованием разрабатываемого оборудования. В связи с этим совершенствование технологии сушки табака с использованием комплекта инновационного оборудования, основным элементом которого является двойная двухсторонняя игла, является актуальным.
Актуальность темы подтверждается включением ее в госбюджетную тематику НИР плана фундаментальных и приоритетных прикладных исследований Россельхозакадемии по научному обеспечению развития АПК Российской Федерации на 2011-2015 гг., этап 10.02.03 «Разработать теоретические и научно-практические основы применения физико-химических методов обработки сельскохозяйственного сырья в высокоэффективных технологиях пищевых продуктов общего и специального назначения».
1.2 Цель и задачи исследований. Целью исследований явилось
совершенствование технологии сушки табака с использованием
инновационного технологического оборудования, позволяющего с
наименьшими затратами труда получать табачное сырье высокого качества.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
проанализировать отечественную и зарубежную научно-техническую литературу и патентную информацию по теме исследований;
определить оптимальную густоту размещения табачных листьев на двойных двухсторонних иглах и количество игл на вешалках для сушки табака;
- определить технологическую эффективность процесса сушки табачных
листьев, нанизанных на двойную двухстороннюю иглу, по сравнению с
известной сушкой табачных листьев, пришитых машиной к шнуру;
- определить производительность труда и силовые параметры нанизывания
свежеубранных табачных листьев на двойную двухстороннюю иглу;
- определить параметры увлажнения табачных листьев паровоздушной
смесью на двойных двухсторонних иглах при относительно низких
температурах окружающей среды перед упаковкой их в кипы;
- исследовать варианты возможных технологических схем сушки табака с
использованием двойных двухсторонних игл;
- разработать аппаратурно-технологическую схему сушки табака с
использованием инновационного оборудования, разработанного с участием
автора, и провести опытно-промышленную апробацию;
- разработать технологическую инструкцию по сушке табака с
использованием двойных двухсторонних игл;
- определить ожидаемую экономическую эффективность от применения
усовершенствованной технологии сушки табака с использованием
инновационного оборудования.
1.3 Научная новизна. Экспериментально подтверждена
целесообразность и эффективность проведения технологического процесса сушки листового табака в пакетированном виде с использованием комплекта инновационного оборудования (двойная двухсторонняя игла (ДДИ), стол с иглодержателями, вешалка для игл двухсторонних, погрузчик для вешалки, навес для теневой сушки табака, установка для искусственной сушки табака, пресс ручной гидравлический. Техническая новизна подтверждена пятью патентами РФ на изобретения №2513385, 2530842, 2530846, 2562780 и 2562781.
Впервые разработан прибор и методика определения усилий прокалывания пачек листьев табака при их нанизывании на двойную двухстороннюю иглу, установлена возможность применения игл с тупыми, травмобезопасными торцами («плоские», «полусферические» и др.), при этом усилия прокалывания не превышают 20 Н на пачку из десяти листьев свежеубранного табака.
Установлена оптимальная густота размещения свежеубранных листьев табака сорта Юбилейный Новый 142 и Берлей Краснодарский на двойной двухсторонней игле для проведения томления и сушки пластины листа;
определено, что для досушки табачной жилки загрузка вешалки двойными двухсторонними иглами увеличивается в 2-3 раза.
Впервые установлено, что табачные листья, размещенные на двойных двухсторонних иглах, после сушки интенсивно увлажняются паровоздушной смесью при температуре в рабочей камере до 40оС; продолжительность увлажнения составляет не более 1,5 часов при приросте влажности табака 6-8%;
1.4 Практическая значимость. Усовершенствована технология сушки
табака с использованием инновационного оборудования, разработанного с
участием автора. Разработана аппаратурно-технологическая схема сушки
табака, оснащенная инновационным оборудованием (двойная двухсторонняя
игла, стол с иглодержателями, вешалка для игл двухсторонних, погрузчик для
вешалки, навес для теневой сушки табака, установка для искусственной сушки
табака, пресс ручной гидравлический) и проведена опытно-промышленная
апробация во ВНИИТТИ. Получены акты проверки и внедрения опытных
образцов технологического оборудования.
Разработана технологическая инструкция по сушке табака с использованием двойных двухсторонних игл ТИ 9193-00497549-065-2016. В 2016 г. приняты к внедрению двойные двухсторонние иглы, стол с иглодержателями и вешалка на опытном поле отдела табаководства ННИИВиВ «Магарач». Ожидаемый экономический эффект от внедрения усовершенствованной технологии сушки табака составляет 38,4 тыс. руб. на 1 т табачного сырья.
1.5 Апробация работы. Основные положения диссертационной
работы доложены, обсуждены и одобрены на всероссийских и международных
научно-практических конференциях: «Научное обеспечение
агропромышленного комплекса» (г. Краснодар, 2013, 2015 гг.),
«Фундаментальные и прикладные исследования по безопасности и качеству
пищевых продуктов» (г. Москва, 2014 г.), «Научное обеспечение
инновационных технологий производства и хранения сельскохозяйственной и
пищевой продукции» (г. Краснодар, 2014 г.), а также на Международном
салоне изобретений «Тунис-Иннов» (г. Сфакс, Тунисская Республика, 2015 г.)
-
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора литературы, методической части, экспериментальной части, заключения, списка использованных литературных источников и приложения. Основная часть работы изложена на 156 страницах, включает 24 таблицы и 72 рисунка. Список литературных источников включает 127 наименований, в том числе девять зарубежных авторов.
-
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 22 статьи, из них три статьи в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, 14 статей в сборниках материалов всероссийских и международных научно-практических конференций, получено пять патентов РФ на изобретения.
Технология обработки табака, закрепленного на шнур при помощи пришивной машины в поточной линии (комбинированная сушка)
По данным продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, ежегодно в мире производится около 7 млн. т табачного листа. Табак выращивают в 125 странах мира. Производством табачных изделий заняты около 2 млн. человек [61].
Производство и потребление сигарет в мире ежегодно увеличивается. По данным Universal Leaf Tobacco Company производство сигарет в мире по результатам 2011 г. было оценено в 6293,2 млрд. шт., что на 0,5% больше, чем в 2010 г. и на 11,4 % больше показателя 2001 г.
Российский табачный рынок – один из самых крупных. По ёмкости он уступает лишь американскому и китайскому [31]. В течение последних 15 лет в России ежегодно производят более 300 млрд. штук курительных изделий.
Россия вместе с союзными республиками бывшего СССР (ныне государства-участники СНГ) занимала по валовому производству табака 4-5 место в мире. Производство табака в 1981-1985 гг. составляло 342,9 тыс. т. Отечественное табаководство более чем на 90 % обеспечивало потребности страны в табачном сырье.
Около 20 последних лет Россия практически полностью зависит от импортного табачного сырья, его промышленных заменителей, отходов и других видов продукции. Товарные потоки табачного сырья в Россию идут более чем из 70 стран мира. Самыми крупными поставщиками сырья в Россию в 2012 г. были Бразилия (31,5%), Индия (9,5%), Малави (7,5%), Китай (6,4%), США (5,8 %) [104].
Ситуация с импортом табачного сырья является весьма тревожной и угрожает продовольственной безопасности страны. Зависимость от иностранного табачного сырья можно сократить, учитывая, что ранее в южных регионах страны производилось до 16,8 тыс. т табака. Табак выращивали в Краснодарском крае, Республиках Дагестан и Северная Осетия, Чеченской Республике, Астраханской области [45, 48, 49, 109].
Для современного табачного производства во многих странах практикуется незначительная концентрация табачных посадок. Мелкие фермерские хозяйства производят основную массу табачного сырья в странах ЕС, при средней площади на одно хозяйство: в Бельгии - 1,2 га, Германии - 2,4, Греции - 0,9, Италии - 1,3, Португалии - 3,2, Испании - 1,7, Франции - 1,1 [25, 60].
Табачная отрасль включает сельскохозяйственное производство табака и промышленную его переработку, является частью агропромышленного комплекса страны [1, 24]. Издавна производство табака было высокодоходной отраслью сельского хозяйства, формируя финансовое благосостояние табаководческих хозяйств и принося значительные доходы семейному бюджету сельских тружеников, занятых в этой сфере деятельности. Табак - это сверхприбыльная сельскохозяйственная культура с уровнем рентабельности 28-40 % [20, 57].
Отличительной особенностью табаководства являются высокие трудозатраты. Наибольшая часть затрачиваемого труда (64-75%) приходится на уборку, сушку и послеуборочную обработку урожая. Примерно треть затрат труда расходуется на выращивание и высадку рассады (18-25%), уход за табаком в поле (6-10%) и на обработку почвы (до 1%) [1].
Технология послеуборочной обработки табака, в которой сушка табачных листьев является главным технологическим процессом, включает в себя три этапа: Подготовка к сушке проводится с целью создания благоприятных условий для сушки, при которых полученное сырье соответствовало бы заданному качеству при минимальных трудозатратах и энергозатратах [1, 103].
Подготовка к сушке связана с пакетированием листьев [35, 44, 70, 107]. Способы пакетирования определяют в основном эффективность всего процесса послеуборочной обработки, где важно создать условия обработки как для отдельного табачного листа, так и для большой массы листьев. Поэтому важно определить основу пакета, его свойства и возможности способствовать проведению процесса сушки.
Значительный вклад в исследования и разработки различных способов размещения листьев табака и способов их сушки внесли А. И. Смирнов [112, 113], Г.П. Волгунов [29, 30], А.Г. Петренко [82, 83], Г.В. Наливко [64], И.И. Дьячкин [41, 42], И.П. Леонов [54], Л.И. Ляхов [55], В.П. Рудомаха [105, 106], А.М. Голубев [33, 34], Ю.И. Кулиш [53] , А.И. Петрий [84, 86], Е.А. Тимошенко [115, 116], Л.П. Пестова [79, 80], и др. В процессе сушки, определяющей качество табачного сырья, происходит закрепление и развитие технологических и курительных достоинств, накопленных табачным листом в поле [37, 62]. Подготовка к упаковке и изготовление табачных кип – завершающий этап. Уплотнение листовой табачной массы позволяет более рационально использовать транспорт, улучшает условия хранения сырья, снижает трудозатраты на погрузо-разгрузочных операциях [8, 9]. Внедрены в производство технологии и оборудование для прессования ученых: В.П. Бородянский [9], В.Ф. Трубников, И.С. Коган, А.Ф. Новиков, Г.Б. Сутокский [114].
Одним из важнейших параметров, определяющих многие стороны технологического процесса обработки свежеубранного табака и получения табачного сырья, является способ его пакетирования. Способ пакетирования листьев влияет на качество сырья, выход сухой массы, энергетические и трудовые затраты.
На практике применяют несколько способов пакетирования листьев: горизонтальными шнурами, вертикальными гирляндами, в кассетах, каждый из которых имеет свои преимущества, но проблема высоких затрат труда остается нерешенной [50, 86, 116]. Актуальна задача разработать технологию сушки табака, пакетированного новым способом с использованием инновационного оборудования, позволяющую снизить затраты труда и сохранить высокое качество сырья. Рассмотрим подробнее существующие способы промышленной послеуборочной обработки, в т.ч. сушки свежеубранных табачных листьев. Подготовка к сушке. Свежеубранные табачные листья доставляют с поля и пачками укладывают на пол сарая. Затем через 3-4 часа листья нанизывают на шнуры вручную при помощи иглы длиною 60-70 см.
При нанизывании листьев на шнур по способу Бастанджяна и Инджяна пачку листьев (5-10 штук) располагают вдоль ладони руки на среднем и указательном пальцах, а сверху листья прижимают большим пальцем. Подталкивая листья указательным и средним пальцами, их поочередно накалывают на острие иглы, пронизывая черешок. Когда вся пачка листьев будет нанизана на острие иглы, лисья подвигают к середине, затем нанизывают следующие пачки листьев. Когда первая половина иглы будет заполнена, листья перемещают на вторую половину, а на освободившуюся часть иглы снова нанизывают листья. После заполнения всей иглы листья спускают на шнур за специальным столом – станком или за обычным столом. Средний вес одного шнура длиной 5,6 м равняется 7 кг. Для нанизывания листьев табака с 1 га посадки требуется при ручной низке 10-16 кг шнура (при урожае 15 ц) [54].
Нанизывание листьев на шнуры вручную – один из самых трудоемких процессов послеуборочной обработки табака, на котором должно быть занято примерно в два раза больше людей, чем на ломке. На один гектар требуется одна низальщица в среднем, а во время наибольшего сбора урожая – больше.
Используемое оборудование
В 2014 г. материалом для этих исследований служили листья сорта Юбилейный Новый 142, 5 ломки, убранные 04.09.2014 г. в состоянии технической зрелости. Длина листьев (38,0 ± 5,2) см, ширина листьев (17,5 ± 2,9) см. Толщина черешка (8,5 ± 2,0) мм. Масса 1 листа (14,1 ± 4,5) г. Начальная влажность листьев (83,5 ± 2,0) %. Листья на мини-иглы низали густотой 100 л/м и 140 л/м. Мини-иглы с табаком размещали на вешалке, расположенной под навесом. Определяли товарную сортность высушенного сырья, химический состав. Продолжительность сушки пакета листьев с повышением густоты размещения увеличивалась и составила 40 и 45 суток соответственно. Содержание основных химических элементов: белков, никотина, углеводов, хлора, примерно одинаково (рисунок 3.21).
В 2015 году материалом для исследований служили листья табака второй ломки сорта Юбилейный Новый 142, убранные 29.07 утром в состоянии технической зрелости. Листья в процессе ручной ломки формировали в пачки по 10-15 штук и укладывали в междурядье. Пачки укладывали в мягкую тару по 5-8 кг и загружали в транспортное средство. Листья, доставленные с поля, выкладывали на стол обработки СО пачками, сформированными при ломке.
Длина листьев (40,4 ± 5,6) см, ширина листьев (21,6 ± 3,1) см. Толщина черешка (11,1 ± 2,1) мм. Масса 1 листа (23,5 ± 5,5) г. Начальная влажность листьев (85,9 ± 2,0) %.
Листья, в течение 3 часов после ломки, пачками низали на иглу, закрепленную в иглодержателе стола СО. Всего использовали 4 иглы. Густота размещения на каждую иглу – 90, 120, 150, 180 листьев. Листья распределяли равномерно по всей длине иглы. Иглы с табаком разной густоты низки размещали на вешалке, расположенной под навесом для теневой сушки.
Для снятия показаний параметров воздуха на первом и четвертом ярусах посередине вешалки были установлены два устройства регистрации температуры воздуха Datalogger RC-4C. Погодные условия. Динамика изменения температуры воздуха в процессе теневой сушки табака с 29.07.15 по 28.08.15 на вешалке под навесом представлена на рисунке 3.22. 35 30 29 июл Завг 15 авг 15 авг 15 18 авг 15 23 авг 15 авг Рисунок 3.22 – Температура воздуха под навесом с 29.07.15г. по 28.08.15г.
Сушка проходила при благоприятных погодных условиях. Первые двадцать суток температура воздуха в дневные часы была выше 30 оС. Наибольшая температура воздуха под навесом ежедневно фиксировалась в 15-16 часов дня. Максимум температуры был достигнут на 14 сутки сушки 12.08 в 15 часов – 36,2оС.
Наименьшая температура воздуха под навесом ежедневно наблюдалась в 5-7 часов утра. Минимум температуры был достигнут на 9 сутки сушки 7.08 в 6 часов и на 11 сутки 9.08 в 5-6 часов – 21,0оС.
Результаты исследований. Продолжительность сушки при наименьшей густоте размещения листьев – 90 л/м составила 26 суток, в остальных случаях продолжительность сушки – 30 суток.
Потеря массы (влаги) в процессе сушки замедляется с первого дня у пакета листьев с большей густотой размещения (рисунок 3.23).
Выявлено, что у высушенных листьев содержание никотина и хлора практически одинаковы, содержание белков уменьшалось с увеличением густоты размещения листьев, наибольшее содержание углеводов было отмечено у листьев с наименьшей густотой низки.
В результате товароведческой оценки были определены общие характеристики высушенных листьев и товарное качество.
Окраска листьев светло-желтая, светло-коричневая, коричневая. Окраска по пластинке листа ровная. Ткань тонкая, эластичная, средней материальности. Лист крупный. Запах типичный табачный. Зелени нет. На отдельных листьях при густоте размещения 90-150 л/м отмечена незначительная подпарка до 10% площади пластины листа, при густоте размещения 180 л/м – до 30% площади пластины листа, что обусловлено более медленной влагоотдачей.
Пакеты листьев, высушенные в тени на двойных иглах, густотой размещения до 180 л/м высокого качества, преимущественно первого товарного сорта (рисунок 3.25). 11 сорт 2 сорт
Густота размещения листьев влияет на продолжительность сушки и скорость влагоотдачи. Продолжительность сушки увеличивается не пропорционально повышению густоты размещения листьев. При увеличении густоты размещения листьев на игле ДДИ от 80 л/м в 2-3 раза, продолжительность теневой сушки увеличивается в 1,2-1,3 раза. Потеря массы (влаги) замедляется сразу после формирования пакета листьев на игле ДДИ с увеличением густоты размещения листьев.
При увеличении густоты размещения листьев отмечено снижение содержания белков в высушенном сырье. Изменения содержания углеводов, никотина и хлора с увеличением густоты размещения листьев с 90 л/м до 180 л/м не наблюдалось.
Товарное качество сырья высушенного на иглах ДДИ может составлять более 90 % высших товарных сортов при густоте размещения до 180 л/м или до 4 кг на иглу. Полученные данные согласуются с рекомендуемыми значениями густоты ручной низки листьев на шнур 80-180 листьев на 1 п.м. шнура. Влияние яруса размещения игл ДДИ с табаком на вешалке ВИД на потерю массы (влаги) в процессе сушки
Температура воздуха оказывает влияние на скорость влагоотдачи листьями в процессе сушки. При исследовании теневой сушки табака на вешалках под навесом было отмечено, что температура воздуха в дневные часы на верхнем ярусе вешалки в среднем на 2оС выше температуры воздуха на нижнем ярусе. Показания температуры, снятые с гигрометров ВИТ-2, закрепленных на верхнем и нижнем ярусах вешалок в 2013 году, показаны в таблицах 3.6-3.7.
Определение количества табачных листьев, пакетированных на иглах ДДИ и вешалках ВИД для сушки
Задачей увлажнения табака является придание листьям эластичного состояния, которое достигается при влажности листьев 16-18%, для проведения с ним операций сортировки и упаковки [38, 39, 62, 96].
Табак на иглах вешалок ВИД может быть отволожен в естественных условиях под навесом НВТ при влажной погоде или в сушильной камере со смоченной внутренней поверхностью за 1-2 суток. В искусственных условиях в герметичной камере возможно применение парогенератора простейшей конструкции для контролируемого и управляемого увлажнения листового табака, закрепленного на иглах вешалки ВИД.
Материал и методика исследований. Материалом для исследований служили высушенные на иглах ДДИ листья табака сорта Юбилейный Новый 142 влажностью 9-10%.
Для моделирования условий увлажнения после сушки табака, размещенного в камере на вешалке ВИД, была использована лабораторная камера 1 (рисунок 3.56) с габаритами 600х600х2000 мм, объемом 0,72 м3. В ней в четыре яруса с шагом h=400 мм и в два ряда размещали 8 игл ДДИ длиной 560 мм, с 60-70 сухими листьями 2 (начальной влажностью 9-10 %) на каждой игле, общей массой табака 1,6 кг. Загрузочная емкость камеры иглами с табаком составила 9,3%. На полу в центре камеры на расстоянии 200 мм от листьев нижнего яруса установили парогенератор открытого типа 3 с проемом площадью 100 см2, вместимостью 1,8 л воды, с нагревательным элементом (ТЭН) мощностью 1 кВт.
Проведены эксперименты по увлажнению табака, размещенного на иглах ДДИ для определения равномерности увлажнения по высоте камеры и выявления величины КПД работы парогенератора. Увлажняли табак в пульсирующем режиме работы генератора при заданной контролером температуре в камере, которая поддерживалась автоматическим включением и отключением от сети ТЭНа генератора пара.
Параметры воздуха. Опыты проводили при относительно низкой заданной температуре в камере: 32оС, 35оС, 38оС, 41оС. Фактическая температура в камере пульсировала ±1,52оС от заданной температуры с частотой включения-выключения ТЭНа (рисунок 3.57). Чем ниже заданная температура в камере, тем ниже частота пульсации.
Результаты экспериментов. В результате проведенных исследований установлено, что повышение заданной температуры в камере увеличивает прирост влажности с 6,2 % до 8,3 %, но КПД парогенератора снижается в 1,5 раза (с 13 % до 9 %). Время увлажнения с повышением температуры уменьшается (табл.3.16). Таблица 3.16 – Основные показатели процесса увлажнения в зависимости от заданных температур
В фермерских хозяйствах целесообразно изготавливать кипы временного хранения (сельские кипы), которые должны выполнять одно из главных требований – это исключение потерь из-за плесневения табака при хранении.
При изготовлении тюков (старый вид упаковки) листья табака укладывают черешками наружу, что значительно снижает возможность образования плесени. Стандартную кипу изготавливают без ориентации листьев и плотность её выше плотности табака в тюке, что сокращает трудозатраты при изготовлении кипы, но приводит к увеличению потерь сырья.
При использовании двойных двухсторонних игл ДДИ в процессе послеуборочной обработки табака, появилась возможность изготавливать сельские кипы неферментированного табака с ориентацией черешков листьев наружу. Материал и методики исследований. Материалом служили листья сорта Юбилейный Новый 142, высушенные на иглах ДДИ. Отволоженные листья пачками снимали в пресс-камеру с игл ДДИ поочередно, сначала одной стороны иглы, затем с другой. Для упаковки табака использовали опытный образец ручного гидравлического пресса ПРГ. Пресс ручной гидравлический [20, 72, 77] предназначен для фермерских хозяйств. Во ВНИИТТИ разработан и в 2014 году изготовлен опытный образец гидравлического пресса (рисунок 3.59). Основное назначение – изготовление кип неферментированного табака, с плотностью табачной массы 180 кг/м3, размерами (длина ширина высота) 550х300х500 мм, и массой 15 кг.
Расчет стоимости оборудования
В соответствии с Гигиеническими требованиями к организации технологических процессов, производственному оборудованию и рабочему инструменту (СП 2.2.2.132703), Руководством по Гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса, критериями и классификацией условий труда (Р 2.2.200605), предельно допустимая масса груза при подъеме и перемещении (разовом) тяжести для мужчин, обеспечивающая допустимые условия труда и среднюю физическую нагрузку, составляет до 15 кг.
Учитывая существующие требования, кипы неферментированного табака изготавливали с плотностью табачной массы 180 кг/м3, размерами (длина ширина высота) 550х300х500 мм и массой 15 кг.
Проведённые первые опыты по прессованию табака, снятого с игл ДДИ, в кипы на новом гидравлическом прессе показали: прессовать табак с помощью домкрата и извлекать готовую кипу из пресс-камеры не требуют больших усилий, что позволяет обслуживать пресс работнице-женщине; загрузка листьев в пресс-камеру при одновременном съёме их с иглы ДДИ строго ориентировано и упорядоченно черешками к передней и задней стенке пресс-камеры позволяет без снижения производительности труда улучшить условия хранения неферментированного табака; при достаточно продолжительном времени фиксации кипы между пластинами со стяжками она имеет хороший товарный вид.
Заключение по главе. Определено, что увлажнение высушенного табака в камере с применением парогенератора возможно при относительно низких температурах - до 40 оС в течение 1-1,5 часов в пульсирующем режиме. Формирование кипы неферментированного табака, с плотностью табачной массы 180 кг/м3, размерами 550х300х500 мм и массой 15 кг занимает до 30 минут.
Разработка технологической инструкции по сушке табака с использованием двойных двухсторонних игл
Полученные результаты исследований и сделанные выводы позволили разработать технологическую инструкцию по сушке табака с использованием инновационного оборудования.
Разгрузка свежеубранного табака в сушильном дворе и подготовка листьев к закреплению на иглы Свежеубранные листья табака из тары выкладывают на стол для обработки СО (рисунок 1) с двумя иглодержателями ИД (рисунок 2). Каждый иглодержатель закреплен на столе и ось его вращения располагается на высоте 750 мм от пола, что позволяет игле поворачиваться на 180о и концы иглы проходят с зазором 150 мм от пола.
Игла ДДИ состоит из двух параллельных стержней диаметром 5 мм (рисунок 3). В средней части на расстоянии 70 мм эти стержни соединяются, образуя перемычку с прямоугольным отверстием. Это отверстие служит для прохода через консольную направляющую вешалки и размещения на вешалке иголок. Длина иглы 1200 мм и на нее нанизывают 150-200 листьев, в зависимости от размеров, массой 3-4 кг. Усилия, необходимые для прокалывания пачки листьев составляют 1-2 кг силы.
Иглу ДДИ закрепляют вертикально в иглодержателе, и пачки по 5-10 листьев, сформированные при ломке, нанизывают на иглу. Закрепляют табак на одну половину иглы, а затем, повернув на 180о в иглодержателе, закрепляют табак на вторую половину иглы. На концы иглы ставят прищепку для предотвращения сползания табака с иглы. Иглу с табаком снимают с иглодержателя и укладывают на поверхность рядом к другой игле для промежуточного складирования перед загрузкой их на вешалку ВИД.
После транспортирования к навесу иглы навешивают на вешалку. Каждая игла навешивается через прямоугольное отверстие центральной перемычки.
Вешалка (рисунок 4) имеет основание и стойку высотой 2,1 м. К стойке крепятся 8 консольных направляющих, образуя 4 яруса по высоте с шагом 500 мм. Длина направляющей 800 мм, сечение бруска направляющей 50х25 мм. Иглы размещают по 32-40 штук, начиная с нижнего яруса. Контроль естественной сушки под навесом с возможным вращением вешалки вокруг вертикальной стойки. Томят листья табака под навесом НВТ (рисунок 5) в течение 2-5 суток в зависимости от сроков уборки урожая и погодных условий. Каркас навеса выполнен из металлического уголка 35х3, крыша – из профнастила. Модуль навеса, площадью 1,9х3,8м и высотой 2,4 м, имеет двухскатную крышу для двух вешалок и фонарный проем. Навес выполнен сборно-разборным для удобства изготовления и транспортировки, с возможностью присоединения новых, облегченных на 30%, модулей без боковой стенки.
В процессе сушки под навесом или на солнце проверяют листья на появление запарки, контролируют перекосы иглы, регулируют расстояние между иглами. Для удобства осуществления контроля сушки вешалку вращают вокруг вертикальной оси, иглы при необходимости снимают или перемещают по направляющим вешалки. Размещение табака на вешалках позволяет обеспечить индивидуальный уход за каждой иглой с табаком.