СВЧ установка для термообработки крови убойных животных

• Автор: Уездный, Николай Тимофеевич
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 182 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ ресурсов и объемов переработки крови убойных жи- 10 вотных

1.2. Диэлектрические и физико-механические свойства крови 14 убойных животных

1.3. Анализ способов и оборудования для термообработки крови 19 убойных животных

1.4. Выводы по разделу. Цель и задачи исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ УСТАНОВКИ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ КРОВИ УБОЙНЫХ ЖИВОТНЫХ 3

2.1. Основы термообработки крови убойных животных с использованием энергии ЭМИ

2.2. Разработка систем технических решений, повышающих энер- 39 гетическую эффективность установки для термообработки крови убойных животных с использованием СВЧ и ИК энергоподводов
2.3. Обоснование продолжительности выгрузки вареной крови в 43 процессе опрокидывания объемного резонатора
2.4. Обоснование параметров электромагнитного поля СВЧ диапа- 51 зона
2.5. Схема замещения электродинамической системы СВЧ уста- 59 новки для термообработки крови убойных животных
2.6. Согласование продолжительности воздействия ЭМИ на сырье 66 со скоростью перемещения резонаторных камер
2.7. Результаты исследований и выводы
3. МЕТОДИКА И СРЕДСТВА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДО- 72 ВАНИЙ
3.1. Программа экспериментальных исследований
3.2. Частные методики исследования и контрольно- измерительная 75 техника
3.3 Разработанная установка для термообработки крови убойных
животных
3.4. Выводы по разделу
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ТЕРМООБРАБОТКИ 88 КРОВИ УБОЙНЫХ ЖИВОТНЫХ
4.1. Результаты экспериментальных исследований динамики эндо- 88 генного нагрева крови убойных животных
4.2. Согласование динамики нагрева сырья с конструктивно- 94 технологическими параметрами установки
4.3. Определение эффективных технологических параметров уста- 97 новки для термообработки крови убойных животных

4.4. Оценка пищевой ценности продукции из крови убойных жи- 104 вотных
4.5. Исследования мощности потока излучений СВЧ установки для 117 термообработки крови убойных животных
4.6. Результаты исследований и выводы
5. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ УСТАНОВКИ ДЛЯ
ТЕРМООБРАБОТКИ КРОВИ УБОЙНЫХ ЖИВОТНЫХ
5.1. Экономические показатели применения установки в производ- 125 стве
5.2. Апробирование установки для термообработки крови убойных 134 животных в производственных условиях
5.3. Рекомендации по эксплуатации установки для термообработки 136 крови убойных животных
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А. Акты (справки) об использовании (внедрении) на-учно-исследовательской работы в учебном процессе Приложение Б. Акт апробирования научно-исследовательской ра-боты в производственных условиях
Приложение В. Протокол измерений электромагнитных излучений
около установки
Приложение Г. Протокол экспертной оценки качества продукта
Приложение Д. Документы о регистрации заявки на изобретения
Приложение Ж. Материалы промежуточных расчетов
Приложение 3. Узлы установки для термообработки крови убой-
ных животных в процессе его изготовления
Приложение Е. Матрица планирования и поверхности откликов
Приложение И. Дипломы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Кровь убойных животных — ценное сырье для производства продукции кормового назначения. По статистическим данным средний объем крови животных в мясокомбинатах России составляет 400 тыс. тонн в год. Из них 150 тыс. тонн используют для производства кормовых белковых добавок, т.е. 37,5%. В ЧР получают кровь убойных животных в объеме 780 т/год, из них для производства белковых добавок может быть использовано 292,5 т/год, т.е. в каждом мясокомбинате средней мощности можно переработать 58,5 т/год крови. В связи с этим поиск энергосберегающих технологий, обеспечивающих качественную переработку крови убойных животных, и использование ее в виде белкового корма для животных, актуален.
В настоящее время варку крови до состояния готовности осуществляют паром в коагуляторах различных конструкций. Их анализ свидетельствует о следующих недостатках: а) при коагуляции крови паром процесс нагревания протекает неравномерно и длительно, а на поверхности нагрева образуется слой коагулированных белков, который ухудшает теплопередачу, поэтому значительное количество микробов, содержащихся в крови, не гибнет; б) коагулированная масса крови содержит до 86 % влаги; в) через каждые 3...4 ч работы коагулятора его необходимо очищать от слоя крови, прилипающей к виткам шнека. Поэтому при проектировании установки для термообработки крови убойных животных на новом принципе следует создавать условия, позволяющие при сниженных энергетических затратах варить и обеззараживать сырье в поточном режиме, исключая перегрев.
Известно, что микроволны обладают стерилизующим эффектом в отношении патогенных микроорганизмов. Поэтому нами разработана установка для термообработки крови убойных животных с использованием энергии электромагнитных излучений разных длин волн.
Степень разработанности темы. Большой вклад в разработку способов термообработки крови убойных животных на протяжении последних 20 лет внесли работы известных ученых: В.И. Ивашова, А.И. Бредихина, А.И. Пелее-

значениям и оставаться в установленных пределах в течение определенного срока службы. Эффективность работы СВЧ установки во многом зависит от особенностей конструктивного исполнения объемных резонаторов, свойств материалов, а также правильно установленных механизированных узлов, обеспечивающих процесс термообработки сырья в непрерывном режиме [60, 61]. Совокупностью этих показателей, надежностью соединений при сборке, обеспечивает возможность получения заданных параметров установки и высокой стабильности. Из разработанной схемы видно, что рассматриваемая конструкция состоит из отдельных деталей и сборочных единиц. Не имеет сложных элементов, что значительно упрощает технологию ее изготовления. Элементы конструкции выполняются из листа толщиной 3.. .4 мм алюминиевого сплава. С точки зрения точности изготовления входящих деталей и в целом сборки не требуется точного оборудования [121, 122].
Физические основы СВЧ нагрева диэлектриков. Всякий диэлектрик во внешнем электрическом поле поляризуется, хотя механизм поляризации может быть различным. Диэлектрик будет поляризоваться то в одном, то в другом направлении, совпадающем с направлением напряженности электрического поля. В диэлектрике будет происходить смещение заряженных частиц, входящих в атомы и молекулы вещества. Это движение будет представлять электрический ток, называемый током поляризации. Наибольшего значения ток поляризации достигает в моменты, когда диполи меняют ориентацию в обратную сторону. Ток равен нулю, когда поляризация достигает наибольшего значения. Таким образом, кроме тока смещения, существовавшего в вакууме, при наличии диэлектрика будет существовать еще ток поляризации. Сумма этих токов носит название полного тока смещения [86].
При внесении диэлектрика в резонаторную камеру его поляризация будет изменяться с частотой поля. При дипольной поляризации изменение поляризации происходит с трением частиц, на преодоление которого расходуется энергия, вызывающего нагрев диэлектрика. Плотность тока смещения пропорциональна, частоте изменений электрического поля и напряженности, а также за-