Разработка конвейерной СВЧ-установки для сушки семян подсолнечника с обоснованием ее параметров и режимов работы

• Автор: Файзрахманов, Шамиль Филаридович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 167 с. : ил.

РЕФЕРАТ
Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 125 страницах машинописного текста, содержит 65 рисунков, 11 таблиц и приложение на 41 страницу. Список литературы включает 125 наименований, в том числе 13 - на иностранных языках.
Ключевые слова: подсолнечник, СВЧ-излучение, СВЧ-нагрев, С.ВЧ-
установка, псевдоожиженный слой, влагосъем, математическая модель СВЧ-сушки, динамика сушки.
В диссертации на основании анализа литературных данных и существующих конструкций сушильных установок показана необходимость в разработке конвейерной СВЧ-установки с обоснованием се оптимальных параметров.
Разработаны технологическая схема и математическая модель процесса сушки семян подсолнечника электромагнитным излучением СВЧ-диапазона.
На основе разработанной технологической схемы и результатов теоретических исследований создана экспериментальная конвейерная СВЧ-установка.
Выявлены режимы СВЧ-сушки для семян подсолнечника в зависимости от их предназначения.
Представлены результаты лабораторных и производственных испытаний конвейерной СВЧ-установки, приведены анализ процесса СВЧ-сушки семян подсолнечника в производственных условиях и определение его экономической эффективности.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Анализ способов сушки зерна
1.2.1 Анализ существующих технологий сушки зерна
1.2.2 Анализ конструкций установок для сушки зерна
1.3 Теоретические и экспериментальные исследования по сушке зерна
1.4 Цели и задачи исследования
2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ УСТАНОВКИ ДЛЯ СУШКИ ЗЕРНА
2.1 Конструктивно-технологическая схема установки для сушки зерна
2.2 Обоснование конструктивно-режимных параметров установки для сушки зерна
2.2.1 Движение материальной точки в установке
2.2.2 Обоснование конструктивных параметров установки
2.2.2.1 Обоснование ширины ленты, крутящего момента на валу и скорости ленты
2.22.2 Обоснование технологической схемы и размеров рабочих зон установки
2.2.3 Обоснование режимных параметров установки
2.2.3.1 Обоснование угловой скорости вращения приводного барабана
2.2.5 Определение подачи вентилятора
2.2.6 Определение пропускной способности установки
2.3 Разработка математической модели СВЧ-сушки семян подсолнечника Выводы по главе
3 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Программа и методика исследования установки для сверхвысокочастотной обработки зерна

3.1. 1 Общая методика экспериментальных исследований
3.1.2 Измерительные приборы и оборудование
3.2 Методика проведения эксперимента
3.2.1 Методика исследования динамики нагрева семян подсолнечника в СВЧ-сушильной камере
3.2.2 Методика определения зависимости кинетики процесса сушки от основных режимных параметров
3.2.3 Методика определения физиологического и биохимического состояния семян подсолнечника после сверхвысокочастотной сушки
3.2.4 Методика исследования влияния электромагнитного излучения на качественные показатели семян подсолнечника
3.2.5 Методика определения удельных затрат теплоты на процесс обработки семян подсолнечника в разработанной установке
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Результаты исследования динамики нагрева семян подсолнечника в СВЧ-сушильной установке
4.1.1 Динамика нагрева семян в СВЧ-сушильной установке
4.1.2 Определение распределения температуры по объему СВЧ-сушильной камеры
4.2 Влияние режимных параметров на процесс сушки семян подсолнечника
4.2.1 Кинетика сушки семян подсолнечника
4.2.2 Влияние режимных параметров на кинетику сушки
4.2.2.1 Влияние начальной влажности семян на кинетику сушки
4.2.2.2 Влияние температуры нагрева семян подсолнечника на кинетику сушки
4.2.2.3 Влияние мощности СВЧ-изучения на кинетику сушки семян подсолнечника
4.2.3 Сравнительная оценка конвективной и СВЧ-сушки семян подсолнечника

Значительный вклад в совершенствование технологии сушки зерна внесли научно-исследовательские и проектно-конструкторские работы ученых А.П. Гержоя, В.Ф. Самочетова, В.А. Резчикова, Л.Д. Комышника, B.C. Уколова, О.Н. Каткова и др. [60, 61].
В последние годы отечественными и зарубежными исследователями накоплен обширный материал об особенностях физико-химического строения воды, изменениях ее структуры и свойств в результате биологических процессов, происходящих в зерне при созревании, хранении и прорастании. Влияние этих факторов на тепло- и влагообмен при вентилировании и на интенсивность тепловыделений при хранении зерна исключительно велико [35, 36].
Из многочисленных способов тепловой сушки, различаемых по способу подвода тепла к зерну, наиболее распространен конвективный, однако ведутся исследования по внедрению различных способов интенсификации процессов [109].
Внутренний и внешний перенос влаги - сложный, многокомплексный процесс, который является трудным для экспериментального исследования, и по этим причинам изучен не до конца.
Протекание процесса сушки зерна состоит из двух этапов: подвод влаги к его поверхности и удаление влаги с его поверхности в окружающую среду.
При конвективной сушке агент сушки пронизывает зерновой слой, производя обтекание зерновок. При этом у поверхности зерновок образуется так называемый пограничный слой, через который производится теплопередача от агента сушки к поверхности зерновки и молекулы пара с поверхности материала диффундируют с окружающим воздухом
Пограничный слой оказывает значительное сопротивление выделению влаги из зерна, и его параметры (толщина, температура) оказывают значительное воздействие на весь процесс сушки. В данном слое градиенты скорости и температуры сушильного агента направлены от поверхности зерновки, а градиент парциального давления пара - в обратную сторону.
Соответственно, в максимальной близости к поверхности зерновки скорость сушильного агента равна нулю, а температура находится в непосредственной