Разработка установки для тепловой обработки зерна с обоснованием конструктивных параметров и режимов работы

• Автор: Павлушин, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 231 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Тепловая обработка сельскохозяйственных материалов и ее эффективность
1.2 Анализ способов тепловой обработки зерна
1.3 Анализ конструкций и классификация средств механизации тепловой обработки зерна
1.4 Анализ теоретических и экспериментальных исследований
по тепловой обработке зерна
1.5 Цель работы и задачи исследований
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ЗЕРНА
2.1 Конструктивно-технологическая схема установки
для тепловой обработки зерна и принцип работы
2.2 Обоснование конструктивно-режимных параметров установки
для тепловой обработки зерна
2.2.1 Движение зерна в установке как материальной точки
2.2.2 Обоснование конструктивных параметров шнека
2.2.3 Обоснование режимных параметров шнека
2.2.4 Обоснование теплофизических параметров установки
2.2.5 Определение производительности вентилятора
2.2.6 Определение пропускной способности установки
2.2.7 Определение затрат энергии на процесс тепловой обработки
в установке
Выводы
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ЗЕРНА В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
3.1 Программа и методика исследований установки
для тепловой обработки зерна
3.1.1 Общая методика экспериментальных исследований
3.1.2 Методика экспериментальных исследований
размерно-массовых характеристик зерна
3.1.3 Методика экспериментальных исследований
физико-механических свойств зерна
3.1.4 Методика экспериментального определения заражённости и повреждённости зерна вредителями
3.1.5 Выбор управляемых факторов
3.1.6 Выбор уровней варьирования факторами
3.1.7 Реализация плана эксперимента
3.1.8 Приборы, аппаратура и методика сбора первичной информации
3.1.9 Методика обработки результатов основного эксперимента
3.2 Результаты определения размерно-массовых характеристик зерна
3.3 Результаты исследования физико-механических свойств зерна
3.4 Результаты определения заражённости зерна вредителями
3.5 Результаты основного эксперимента и определение оптимальных режимов работы установки для тепловой обработки зерна
3.6 Анализ математических моделей с помощью двухмерных сечений
Выводы
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ЗЕРНА В ПРОИЗВОДСТВЕНЫХ УСЛОВИЯХ И ЕГО ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
4.1 Программа и методика исследований
4.2 Результаты исследований установки в производственных условиях
4.3 Экономическая эффективность тепловой обработки зерна
в предлагаемой установке
4.3.1 Определение стоимости изготовления установки для тепловой обработки зерна
4.3.2 Определение экономической эффективности внедрения
установки для тепловой обработки зерна
Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Как и прежде, одной из главных задач сельского хозяйства для решения проблемы продовольственной безопасности страны остаётся увеличение производства зерна. Особое значение приобретает совершенствование организации хранения, обработки и переработки зерна. Прогрессивные в технологическом и экономическом отношениях способы обработки, хранения и переработки зерна обеспечивают снижение потерь, способствуют сохранности и улучшению его качества, позволяют эффективнее использовать этот важнейший продукт питания.
Продукты из зерна содержат почти всё, что необходимо человеку для питания. Они богаты углеводами (82...83 %), белками (14... 15 %), в них есть жиры (2,0...2,5 %), соли фосфора, калия, магния, кальция и другие необходимые для жизни людей элементы. В выпеченном хлебе содержатся витамин Вь рибофлавин (витамин В2), никотиновая кислота (РР), токоферол (Е) и др. Почти треть дневной нормы в пище человек удовлетворяет хлебными и крупяными изделиями. При этом через хлебные изделия человек получает от 30 до 50 % всей необходимой для жизнедеятельности энергии, до 40 % потребности в белке, до 60 % витаминов группы В и до 80 % витамина Е. Человек, используя хлеб, практически удовлетворяет свои физиологические потребности при минимальных затратах на продукты питания. Кроме того, растительные белки намного дешевле животных. Белок в пшеничном хлебе в 4...9 раз дешевле белка мяса, в 1,4...3,8 раза - белка рыбы и в 2,7 раза - белка молока. Зерно является также сырьём для выработки таких ценных продуктов, как крахмал, пищевые концентраты и др. Оно - основной компонент комбикормов.
Сохранность зерна, его обработка и переработка в масштабах нашей страны - сложное и дорогостоящее дело, требующее современной материально-технической базы. В то же время опыт передовых хозяйств показывает, что производство высококачественного зерна является выгодным - уровень рентабельности не менее 40 %. В ближайшие годы можно прогнозировать

и химической реакцией. После удаления химически связанной влаги вещество существенно изменяет свои физические свойства. Во избежание ухудшения качества материала эта влага в материале должна оставаться. Эта классификация влажных материалов имеет большое практическое значение для представления о размещении влаги в материале и для раскрытия механизма удаления влаги при сушке.
Чтобы превратить килограмм воды в пар необходимо затратить около 2680 кДж. При сушке зерна в шахтных зерносушилках фактически затрачивается на испарение килограмма воды 5020...6280 кДж и 3670...4490 кДж при сушке в агрегатах типа «Целинная» [153].
Весьма значительные работы по применению инфракрасного излучения ведутся в России, США, Франции, Италии, Японии, Швеции, Швейцарии и Германии [99, 112, 142, 165, 174, 175]. Например, в США к концу 1957 г. насчитывалось 70 фирм, принимающих то или иное участие в создании приборов инфракрасной техники. В 1959 г. число таких фирм увеличилось до 170.
Исследования процесса сушки зерна в «кипящем» слое проводилось в советских институтах (ВТИ, ВНИИЗ, Одесском технологическом институте и др.) [14, 33, 35, 125, 129], а также зарубежными исследователями (Циборов-ским, Матуром и Гишлером, Гофманом) [166, 172, 173]. JI.K. Рамзиным (ВТИ) выведена зависимость сопротивления слоя h (мм. вод. ст) от скорости газов:
h=Alvn, (1.2)
где / - толщина слоя зерна, мм; v - скорость движения газа, отнесённая к полному сечению камеры или всей площади, занимаемой слоем, м/с; А, п - величины, зависящие от размеров, формы и степени уплотнения зерна [153].
Для зерновой насыпи К.В. Дрогалиным [12, 95, 102] предложено такое уравнение:
h = alv + blv2, (1-3)
где / - длина траектории частицы воздуха в зерновой насыпи между парал-