22 | 11 | 2017
Учебные материалы
Для преподавателей
Работы студентов
Справочная и техническая литература
Статьи по темам

Современные направления механизации и технологии процесса сушки плодово-ягодной продукции

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)

Современные направления механизации и технологии процесса сушки плодово-ягодной продукции.

Одним из факторов, определяющих уровень развития сельского хозяйства, является энергетическая база. Важным показателем, характеризующим конкретное производство, является удельное количество энергии, затраченное на единицу продукции.

В настоящее время удельное потребление энергии на единицу произведенной продукции на Украине - одно из наивысших во всей Европе и, вероятно, во всем мире. Сельскохозяйственное производство Украины потребляет около одной трети жидкого топлива и более 7% электроэнергии. Разрушение общего экономического пространства особенно тяжело отразилось на Украине. При этом цены на энергоносители возросли значительно более высокими темпами, нежели цены на другие виды продукции. Это привело к тому, что выручка за готовую сельскохозяйственную продукцию не покрывает затраты на энергоресурсы, израсходованные на эту продукцию. Энергозатраты на единицу валового продукта в 2...3, а то и большее количество раз превосходят соответствующие показатели экономически развитых стран.

Большинство технологических схем, используемых при переработке сельскохозяйственной продукции, в частности при сушке, являются весьма энергоемкими. Повышение цен на энергоносители привело к тому, что большинство технологических схем использовать стало экономически нецелесообразно. Энергетический кризис, изменения ценовой политики государства, дефицит топлива нанесли сокрушающий удар по уязвимым энергоемким технологиям, привели к тому, что в настоящее время экономические показатели производства доведены до абсурда. Доля затрат на энергоносители может достигнуть 80% себестоимости продукции.

Основной причиной в данном случае является как значительная доля затрат на энергоносители, так и неэффективность использования сушильных установок. Поэтому вопросы усовершенствования техники и снижения энергоемкости процесса сушки являются весьма актуальными.

Значительного снижения энергоемкости сушильного процесса можно достичь, комплексно развивая производство по следующим направлениям:

-  использование новой низкоэнергоемкой техники;

-  внедрение энергосберегающих технологий;

-  использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии.

Резкий переход с традиционной технологии на менее энергозатратную в настоящее время невозможен. Всякая реконструкция производства влечет за собой дополнительные капитальные вложения. Необходим плавный переход, постепенная адаптация существующей технологии к изменяющимся условиям производства путем введения дополнительных мер или операций, позволяющих интенсифицировать технологический процесс в целом, приспособить его к использованию дешевой энергии возобновляемых источников энергии.

Рассмотрим технический аспект снижения энергоемкости. Анализ конструкций существующих сушильных установок для плодово-ягодной продукции показал, что основным транспортирующим органом является ленточный конвейер. Повышение производительности такой установки возможно лишь за счет увеличения габаритных размеров сушильной камеры. Замена ленточного транспортера цепочно-планчатым с опрокидывающимися планками (рис. 1.1) позволит задействовать холостые ветви, тем самым увеличив несущую поверхность в 1.8…1.9 раза [1].

Конструктивно транспортер выполнен в виде двух тяговых цепей, к звеньям которых прикреплены специальные кронштейны. В опорах кронштейнов свободно закреплены оси несущих планок. На участке транспортирования и сушки влажного материала планки ориентированы горизонтально неподвижными поддерживающими, расположенными под потолком. Непосредственно перед поворотной звездочкой поддерживающие отсутствуют, что позволяет несущим планкам опрокидываться под действием силы тяжести и сбрасывать высушиваемый продукт на нижнюю ветвь. Ширина несущих планок выбирается из условия их взаимного перекрытия.

Подпись: Рис.1.1. Схема движения несущих планок на тяговой звездочке.
1 – тяговая звездочка; 2 – несущая планка; 3 – цепь; 4 – направляющая; 5 – выносная опора; 6 – высушиваемый продукт.

Детальное рассмотрение взаимодействия конструктивных элементов транспортера и высушиваемого продукта, как движущегося тела переменной массы, позволили определить следующие его параметры:

-величину поднятия оси поворотной пленки над тяговой цепью;

-оптимальное положение зоны сброса продукта;

-характер распределения материала на ветвях транспортера;

-распределение нагрузки на элементы транспортера и предварительное натяжение цепи;

-затраты мощности на привод в зависимости от предварительного натяжения цепи.

Технологический аспект снижения энергоемкости заключается в выделении в традиционную схему сушки предварительной термовакуумной обработки сырья. Термовакуумная обработка продукции перед сушкой позволяет разрушать клеточные оболочки внутри плодовой ткани вакуумным ударом, что:

-интенсифицирует диффузионные процессы внутри материала, сокращает продолжительность сушки;

-позволяет уменьшить градиенты движущих сил процесса сушки;

-повысить качество готовой продукции.

Термовакуумная обработка плодово-ягодного сырья заключается в быстром объемном прогреве материала до температуры около 1000С с последующей выдержкой в среде вакуума.

В результате проведения ряда исследований по предварительной обработке плодово-ягодного сырья определены оптимальные режимы термовакуумной обработки некоторых плодовых культур с точки зрения минимализции затрат энергии и продолжительности сушки 2.

Энергетический аспект снижения затрат, кроме перечисленных факторов, заключается в частичной замене традиционной энергии энергией солнечного излучения. Анализ теплотехнической характеристики воздушных гелиоколекторов рукавного типа показал возможность получения низкопотенциального теплоносителя с температурой 55…600С в период с 9 до 18 часов.

Экспериментальные исследования кинетики сушки плодов, предварительно обработанных термовакуумным способом в ленточной сушльной установке при температуре 55…600С показали сокращение продолжительности сушки в 2..2.5 раза в сравнении с необработанными партиями продукта.


На основании конструкторских и технологических разработок был предложен комплекс оборудования (Рис. 1.2), опытная проверка которого проводилась в ряде хозяйств Крыма.

Испытания работы предложенного технологического комплекса показали следующие результаты:

-сушка низкопотенциальным теплоносителем до 600С;

-сокращение продолжительности сушки за счет предварительной обработки в 2…2,5 раза;

-снижение энергетических затрат на сушку в 1.6…1,8 раза;

-повышение производительности сушильной установки за счет увеличения рабочей поверхности ленты в 1,8…1,9 раз.

Главным направлением работы является энергосбережение. Необходимо значительно сократить затраты энергии, материальных средств и труда на производство единицы продукции. Резервы здесь, как показывает анализ, огромны. Так, например, в связи с ограниченностью запасов ископаемого топлива и серьезной необходимостью охраны окружающей среды в последующие годы возрос интерес к проблемам автономного энергообеспечения отдельных процессов переработки за счет использования естественных возобновляемых источников энергии и в первую очередь солнечной радиации и ветра. Запасы солнечной энергии практически неограниченны и в то же время она является экологически «чистым» видом энергии.

На основании принятого на Украине 1 июля 1994 г. Закона об энергосбережении Верховным Советом Украины разработана концепция развития топливно-энергетического комплекса страны до 2010 года, основным приоритетом которой является энергосбережение, использование собственных энергоресурсов, развитие нетрадиционных возобновляемых источников энергии.

Приоритетные направления в Законе Украины об энергосбережении предусматривают внедрение мероприятий, снижающих энергоемкость национального дохода не менее 40%. На тепловые нужды сельскохозяйственных объектов расходуется около 60% энергоресурсов.


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить