CC BY
114
Рис. 5. Требуемый коэффициент усиления электрической цепи измерения отклонения диаметров отверстий
разно незначительное округление настроечных размеров. Можно утвердить для контроля дета-
ли «щека гусеничном цепи» размеры настроечного калибра: диаметр малого отверстия 27,5 мм, диаметр большего отверстия 45 мм, расстояние между их центрами 174,8 мм. Настройка должна предусматривать возможность линейного перемещения измерительных наконечников не менее ±1 мм.
Список литературы
1. Пат. RU № 41857, МКИ G 01 B 5/14. Устройство для измерения межцентровых расстояний отверстий / Инша-ков С.В., Мурманцев Ф.М. — № 2004120911; Заявл. 12.07.04; опубл. 10.11.04. — Бюл. № 31.
2. Иншаков, С.В. Аналитическая модель тензорези-сторного измерителя межцентровых расстояний отверстий / С.В. Иншаков, Ф.М. Мурманцев // Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы: сб. матер. II Междунар. научно-практ. конф. — Пенза, 2004. — С. 84-85.
3. Иншаков, С.В. Теоретические закономерности влияния геометрических параметров конструкции на точность тензометрического устройства для измерения межцентровых расстояний / С.В. Иншаков // Надежность и ремонт машин: сб. матер. 2-й Междунар. научно-техн. конф. (26 сентября — 2 октября 2005 г.). — Орел: Изд-во ОрелГАУ, 2005. — С. 417-422.
УДК 631.362.6
И.Х Масалимов, канд. техн. наук, доцент И.Р. Ганеев, инженер
А.В. Ефимов, инженер
ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»
сушка семян рапса в неподвижном слое электромагнитным излучением свч-диапазона
Сушка пищевых продуктов в целях уменьшения порчи и обеспечения возможности хранения между урожаями применялась с давних времен. Сегодня современное автоматическое оборудование непрерывной сушки применяется для обработки большого количества пищевых продуктов различных типов в тщательно контролируемых условиях.
Современное сушильное оборудование должно обеспечивать не только непрерывный поток пищевых продуктов различных типов с возможностью регулировать содержание остаточной влаги, но и возможность контролировать количество бактерий и цвет готовой продукции, сохранение или усиление вкусовых качеств.
Зерно, как живой организм и сложная термодинамическая система, при взаимодействии с окружающей средой изменяет свои свойства и структуру. Протекание физико-химических процессов в зерне
30
связано с изменением влажности и температуры как в самом зерне, так и в окружающей его среде [1].
В настоящее время сушка сельскохозяйственных культур осуществляется в основном зерносушилками с конвективным теплоподводом при неконтролируемой и высокой температуре агента сушки.
Постоянно повышенная температура зерновки обезвоживает ее периферийную часть и ведет к перегреву. При этом значительно уменьшается диффузия влаги из центральной области зерновки к периферии. Это прямым образом отражается на качестве зерна [2].
Наиболее интенсивный процесс удаления влаги происходит при воздействии на зерно электромагнитным излучением СВЧ-диапазона. При таком способе микроволны мгновенно проникают к центру зерна и поглощаются молекулами воды. От этого молекулы возбуждаются, их тепловые колебания усиливаются, и происходит равномерное испаре-
ние влаги от центра зерна к его поверхности. Движение молекул — это и есть тепловая энергия. Чем больше воды в заданном объеме, чем больше молекул участвует в этом движении, тем больше выделяется тепловой энергии. Таким образом, разогрев происходит во всем объеме продукта, причем более влажные участки получают больше энергии. За счет этого происходит удаление влаги, сушка продукта и одновременно выравнивание влажности в объеме продукта. Причем при снижении влажности сырья процесс сушки продукта не замедляется, поскольку механизм теплопроводности не играет здесь ключевой роли. Микроволновая сушка характеризуется малой продолжительностью и относительно низкой температурой процесса, что применительно к пищевым продуктам обусловливает очень высокую сохранность полезных веществ и витаминов.
Авторами были проведены исследования по влиянию электромагнитного излучения СВЧ-диапазона на клетки семян рапса при их сушке.
Цель исследования — установление диапазонов мощности СВЧ-нагрева, подходящих для сушки семян рапса.
Увлажненные семена рапса с влажностью 19...20 % были просушены на экспериментальной сушильной установке с СВЧ-излучателем. Изменяемыми параметрами служили мощность и время нагрева. Исследования проводились при мощности СВЧ-излучения от 80 до 400 Вт (через каждые 80 Вт). При каждом значении мощности семена рапса просушивались 5, 10, 15 и 20 мин.
В процессе опытной сушки измеряли и контролировали влажность и температуру высушиваемого зерна, температуру и относительную влажность атмосферного воздуха и равномерность нагрева зерна.
Семена рапса располагали в открытом сосуде и просушивали при заданных параметрах. Массу зерна взвешивали до сушки и после, что позволило определить, сколько влаги испарилось из нее. После каждой просушки семена были разрезаны и сфотографированы через микроскоп при 4-х, 10-ти, 40 и 100-кратном увеличении (рис. 1).
Таким образом, можно было наглядно увидеть, сколько воды содержится между клетками семян рапса и как на них влияет СВЧ-излучение.
При мощности СВЧ-излучате-ля 80 Вт температура нагрева семян рапса было 38.40 °С, но при этом процесс съема влаги происходил медленно (рис. 2а). При мощности
СВЧ-излучателя 160 Вт температура нагрева семян достигла 57.58 °С, что вполне допустимо. Соответственно, и процесс съема влаги ускорился.
Как видно из рис. 2б, клетки семян не разрушены, следовательно, их можно использовать не только для производства пищи, но и для последующего посева.
Температура нагрева семян рапса при сушке с мощностью СВЧ-излучателя 320 Вт достигла 88.90 °С, что недопустимо для семенного материала. Но, как видно из рис. 2в, между клетками вода еще содержится в малых количествах и сами клетки целые. Такие семена можно использовать, например, для производства масла, так как при высокотемпературной сушке масленичных семян происходит снижение кислотного числа, что благотворно сказывается на показателях качества масла.
Дальнейшее повышение мощности СВЧ-излу-чателя до 400 Вт вызвало увеличение нагрева семян рапса до 120.130 °С. И, как видно из рис. 2г, это привело к ухудшению качества высушиваемых семян. На клетках семян имеются трещины и вода между ними практически отсутствует. Следовательно, данный режим не подходит для сушки семян рапса.
Таким образом, было установлено, что для наиболее полного сохранения качества высушиваемых семян рапса мощность СВЧ-излучения не должна превышать 330 Вт.
в г
Рис. 1. Разрез семечки увлажненного рапса при увеличении через микроскоп:
а — в 4 раза; б — в 10 раз; в — в 40 раз; г — в 100 раз
Вода Клетки
г
Рис. 2. Разрез зерна рапса после сушки при 100-кратном увеличении:
а — мощность СВЧ-излучения 80 Вт и продолжительность 10 мин; б — 160 Вт, 5 мин; в — 320 Вт, 10 мин; г — 400 Вт, 5 мин
Вода Клетки
в
Выводы
1. Для семян рапса, используемых в качестве семенного материала, мощность СВЧ-излучения не должна превышать 150.170 Вт, а время воздействия — 15 мин.
2. Для семян рапса, используемых для производства масла, мощность СВЧ-излучения не должна превышать 310.330 Вт, а время воздействия — 10 мин.
Следует особо отметить, что сушка проводилась в закрытой сушилке без принудительного вентилирования. На стенках сосуда с семенами после просушки образовался конденсат, что мешало определить истинную влажность высушенного материала.
Таким образом, при сушке СВЧ-излучением необходимо применять активное вентилирование, что позволит не только удалить влагу с поверхности семян, но и ускорит процесс сушки. Применение электромагнитного излучения СВЧ-диапазона в сушилках, предназначенных для сушки семян рапса, позволит получить экологический чистый продукт, а также ускорит процесс сушки одновременно исключая воздействие высоких температур на высушиваемые семена.
Список литературы
1. Гинсбург, Л.С. Влага в зерне / Л.С. Гинсбург [и др.]. — М.: Колос, 1969. — 224 с.
2. Жидко, В.И. Зерносушение и зерносушилки / В.И. Жидко, В.А. Резчиков, В.С. Уколов. — М.: Колос, 1982. — 239 с.
УДК 631.171
В.В. Назаров, канд. техн. наук, доцент
ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет»
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПАСТЕРИЗОВАННОГО МОЛОКА ЖИРНОСТЬЮ 2,5 %
Все механические свойства (вязкость, упругость, пластичность и др.), которыми обладают реальные жидкости, определяются их химическим и фазовым составом, концентрацией растворов. От этих свойств зависит выбор режимов технологической обработки материалов. С их помощью проводят расчет перерабатывающего оборудования. Они определяют качество продукта, его органолептику. Более глубокое изучение этих свойств даст возможность повысить производительность переработки молока, создавать пищевые (для выпойки телят) и технические заменители, которые можно использовать для испытаний нового молоч-
32
ного оборудований или демонстрации его работы в учебных целях.
Реология — наука о деформировании и текучести материалов — устанавливает математическую связь между действующими на жидкое тело механическими напряжениями, деформациями и их изменениями во времени. Математические зависимости включают реологические константы, определяющие свойства материалов (коэффициенты вязкости, упругости, пластичности и др.). Эти характеристики являются главными физико-механическими (реологическими) свойствами материалов, они непосредственно связаны с законами движе-
