Повышение эффективности сушки семян рапса с применением электромагнитного излучения

• Автор: Ганеев, Ильдар Рафаилевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 178 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИСССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Общая характеристика рапса

1.2 Особенности рапса как объекта сушки.

1.2.1 Влажность семян.

1.2.2 Гермостойкость семян.

1.2.3 Физикомеханические свойства семян

1.3 Анализ сушильного оборудования применяемого

для сушки семян ранса.

1.4 Основные направления повышения эффективности

сушки семян рапса.
1.5 Особенности технологий и оборудования СВЧсушки.
1.6 Цель и задачи исследования
2 РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ПРОЦЕССА СУШКИ СЕМЯН РАПСА С ПРИМЕНЕНИЕМ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.
2.1 Общие положения сверхвысокочастотного нагрева
2.2 Теоретические основы сушки влажных материалов
в электромагнитном поле.
2.3 Существующие подходы к математическому
описанию процесса сушки.
2.4 Разработка технологической схемы процесса сушки семян
рапса с применением электромагнитного излучения.
2.5 Математическая модель процесса сушки семян рапса электромагнитным излучением СВЧдиапазона.
2.5.1 Постановка задачи.
2.5.2 Алгоритм и методика расчета.
2.5.3 Особенности этапов процесса сушки.
2.6 Численная реализация математической модели
Выводы по главе.
3 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Планирование и общая методика.
экспериментальных исследований
3.1.1 Программа экспериментальных исследований
3.1.2 Выбор факторов и обработка результатов исследований.
3.2 Экспериментальное оборудование
3.2.1 Описание экспериментальной сушильной установки
3.2.2 Измерительные приборы и оборудование
3.3 Методика проведения эксперимента
3.3.1 Методика исследования динамики нагрева
семян рапса в СВЧсушильной камере
3.3.2 Методика исследования влияния режимных
параметров на процесс сушки.
3.3.3 Методика исследования структуры
семян рапса после СВЧсушки.
3.3.4 Методика исследования физиологического и
биохимического состояние семян рапса после СВЧсушки
3.3.5 Методика исследования влияния СВЧсушки
на показатели качества семян рапса.
3.3.6 Методика определения удельных затрат теплоты
и рациональных параметров режимов сушки.
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
4.1 Результаты исследования динамики нагрева семян
рапса в СВЧсушильной камере
4.1.1 Динамика нагрева семян в СВЧсушильной камере.
4.1.2 Распределение температурных полей
по объему сушильной камеры
4.2 Влияние режимных параметров на процесс сушки семян рапса
4.2.1 Кинетика сушки семян рапса.
4.2.2 Влияние режимных параметров на кинетику сушки.
4.2.2.1 Влияние исходной влажности семян на кинетику сушки
4.2.2.2 Влияние температуры нагрева семян на кинетику сушки.
4.2.2.3 Влияние мощности СВЧ на кинетику сушки
4.2.3 Сравнительная оценка конвективной и СВЧсушки рапса.
4.3 Адекватность теоретических и экспериментальных данных.
4.4 Влияние СВЧсушки на сохранность структуры семян рапса.
4.5 Физиологическое и биохимическое состояние
семян рапса после СВЧсушки.
4.6 Влияние СВЧсушки на показатели качества семян
4.7 Удельные затраты теплоты и рациональные параметры
режимов сушки.
Выводы по главе.
5 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ СЕМЯН РАПСА В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ И ОЦЕНКА ЕГО ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ.
5.1 Результаты производственных исследований
СВЧсушки семян рапса.
5.2 Экономическая эффективность сушки семян рапса
электромагнитным излучением СВЧдиапазона.
5.2.1 Определение капиталовложений на изготовление
СВЧсушильной установки для сушки семян рапса.
5.2.2 Определение экономической эффективности применения
СВЧсушильной установки для сушки семян рапса.
Выводы по главе.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Однако его производство в нашей стране развивается недостаточными темпами, вследствие отсутствия перерабатывающих мощностей, баз хранения и развитой транспортной инфраструктуры [, 6]. Тем не менее, в последние годы и в России наблюдается тенденция увеличения производства рапса. Посевная площадь под рапс составила: г. Значимым и проблемным в сохранении и повышении качества семян рапса является вопрос механизации технологических процессов послеуборочной доработки семян рапса. Специальные машины для послеуборочной доработки рапса на семена в России не выпускаются. Для правильного выбора схемы послеуборочной обработки, режима хранения семян необходимо детальное изучение особенностей самих семян как объектов сушки. Особенностями, характеризующими семена рапса как объектов сушки, является влажность, термостойкость и физические свойства семян [, , 1]. Условия временного хранения, вентилирования и сушки семян в значительной мере определяются их равновесной влажностью. В таблице 1. Таблица 1. Как видно из таблицы 1. Это обуславливает более низкие значения кондиционной влажности для хранения семян рапса. Уровень кондиционной влажности семян рапса находится в пределах от 8 до 9% [0, 1]. Повышенное содержание жира оказывает влияние и на основную технологическую характеристику семян - термостойкость. Термостойкость семян рапса на 7. С ниже, чем у зерновых при аналогичных условиях [, 1]. Что предполагает применение более мягких режимов сушки для семян рапса (таблиц 1. В первую очередь эго относятся к семенам, высушиваемым в плотном неподвижном слое, когда возможен контактный нагрев семенного материала от горячей воздухораспределительной решетки. Таблица 1. При использовании шахтных зерносушилок температура теплоносителя несколько выше, однако их значение на Ю. С ниже, чем для семян зерновых [, 0]. Рапс относится к мелкосеменным культурам, масса семян в среднем составляет 3, г. Эквивалентный диаметр семян равен 1,9. Некоторые физико-механические свойства семян рапса совпадают со свойствами семян зерновых культур. Показатели сыпучести и, в частности, угол естественного откоса семян рапса составляет ,1. Следовательно, техника, которая применяется для послеуборочной обработки, транспортировки и хранения семян зерновых культур может использоваться и для семян рапса [, ]. Рисунок 1. Таблица 1. Из-за небольших размеров семена рапса оказывают повышенное сопротивление воздушному потоку - потери напора воздушного потока в их слое примерно в 2,5 раза больше чем в слое семян пшеницы. В связи с этим при вентилировании и сушке не рекомендуется формировать насыпь семян рапса более 1 м, даже при невысокой начальной влажности материала [, 1]. Таблица 1. В таблице 1. При выборе сушильного оборудования для конкретной культуры необходимо учитывать ее как физико-механические свойства, так и режимные (температура нагрева, предельный съем влаги) показатели. Для выявления наиболее оптимальной конструкции сушильного оборудования и необходима его классификация с учетом вышеуказанных особенностей. В основу классификации зерносушилок в зависимости от задач анализа могут быть положены разные признаки: способ подвода теплоты, состояние зернового слоя, конструкция сушильной камеры, режим работы, принцип действия и конструктивное исполнение. С учетом особенностей семян рапса как объекта сушки, при выборе сушильного оборудования особое внимание должно уделяться температурным режимам сушки. При таком подходе зерносушилки целесообразно классифицировать по способу подвода тепловой энергии. На рисунке 1. В отечественной научно-технической литературе конструкции различных зерносушилок и их классификация наиболее широко изложены в работах В. И. Атаназевича, В. И. Жидко, С. Д. Птицына, Н. И. Малина, JI. E. Баума, В. А. Сакуна, A. A. Захарова, Б. С. Сажина, B. JI. Пилипюка и др. Большое значение для совершенствования технологии и технических средств сушки имеют работы: А. П. Гержоя, Г. С. Окуня, В. Ф. Самочстова, IO. JI. Фрегера, В. Н. Карпова, И. П. Журавлева и др. В.И. Курдюмова, A. A. Павлушина, М. С. Волхонова, М. И., H. A. Королева, A. B. Волженцева, В. Д. Тихонова и др.