Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Импульсная инфракрасная сушка семенного зерна Проничев Сергей Александрович

Импульсная инфракрасная сушка семенного зерна
<
Импульсная инфракрасная сушка семенного зерна Импульсная инфракрасная сушка семенного зерна Импульсная инфракрасная сушка семенного зерна Импульсная инфракрасная сушка семенного зерна Импульсная инфракрасная сушка семенного зерна Импульсная инфракрасная сушка семенного зерна Импульсная инфракрасная сушка семенного зерна Импульсная инфракрасная сушка семенного зерна Импульсная инфракрасная сушка семенного зерна
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Проничев Сергей Александрович. Импульсная инфракрасная сушка семенного зерна : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.02.- Москва, 2007.- 161 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/3848

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Современное состояние сушки и термообработки зернопродуктов инфракрасными лучами 8

1.1. Способы термической обработки растительного сырья 8

1.2. Применение инфракрасных лучей для сушки и термообработки растительных материалов 10

1.3. Развитие инфракрасной техники для обработки зерна 13

1.4. Зерно пшеницы как объект обработки. Физико-химические свойства зерна. Оптические свойства зерна 19

1.5. Кинетика сушки 30

1.6. Источники инфракрасных лучей. Их применение для сушки и термообработки растительных материалов. Влияние ИК-лучей на микрофлору зерна 33

1.7. Выбор рационального типа ИК-генератора для инфракрасной сушки зерна 41

1.8. Выводы. Цели и задачи исследования 45

ГЛАВА 2. Описание экспериментальных установок и методики эксперимента 47

2.1. Разработка информационно-измерительной системы по управлению процессом ИК-сушки зерна 47

2.2. Реализация информационно-измерительной системы на экспериментальной установке UX-070. Описание экспериментальной установки 53

2.3. Организация осциллирующего режима ИК-сушки зерна с помощью информационно-измерительной и управляющей системы 55

2.4. Методика проведения эксперимента 58

2.5 Объект облучения - зерно пшеницы «Московская 39» 61

Результаты и выводы по главе 2 61

ГЛАВА 3. Экспериментальные исследования по импульсной ИК-сушке пшеницы 63

3.1. Кинетика сушки 63

3.2. Влияние высоты подвеса ИК-излучателя на время сушки семенного зерна 66

3.3. Анализ и практическое применение полученных и сохраненных данных с применением информационно-измерительной и управляющей системы ...69

3.4. Влияние вида подложки и ее расположения в сушильной камере на кинетику инфракрасной сушки пшеницы 71

3.5. Экспериментальные исследования энергетического поля лампы OSRAM

(sicca і 250) 73

Выводы по главе 3 75

ГЛАВА 4. Анализ кинетики процесса ИК-сушки и семенных качеств высушенного зерна. Методика расчета промышленной сушилки 76

4.1. Анализ кривых сушки 76

4.2. Определение расхода и стоимости электроэнергии в зависимости от высоты подвеса ИК-излучателя 80

4.3. Связь кинетики ИК-сушки исследованного материала с его облученностью 81

4.4. Влияние температуры нагрева зерна при импульсной инфракрасной сушке на семенные качества 84

Выводы по главе 4 87

ГЛАВА 5. Разработка промышленной ИК-сушилки 89

5.1. Обоснование выбора расположения РЖ-излучателей в камере сушильной установки 89

5.2. Реализация выбранного рационального режима импульсной РЖ-сушки

с помощью прибора УТ24 98

5.3. Конструктивное оформление процесса импульсной РЖ-сушки семенного зерна 101

5.4. Математическая модель конструктивного расчета сушилки 102

5.5. Расчет экономической эффективности применения ИК-сушилки 109

Выводы по главе 5 117

Общие выводы по работе 118

Литература

Введение к работе

Решение проблемы сохранения семенных качеств посевного материала, сохранения свежеубранных материалов растительного происхождения требует развития агропромышленного комплекса на основе существующих и создания новых энергосберегающих, экологически чистых технологий.

В связи с развитием в последние годы фермерских хозяйств на постсоветском пространстве актуальной стала задача получения семенного материала, в том числе зернового, в небольших количествах - для целей одного или нескольких хозяйств. Для решения этой задачи могут быть использованы сушилки с инфракрасным энергоподводом.

Зерно, как живой организм и сложная термодинамическая система, при взаимодействии с окружающей средой изменяет свои свойства и структуру. Протекание физико-химических процессов в зерне связано с изменением влажности и температуры, как в самом зерне, так и в окружающей его среде.

Основная задача сушки - довести влажность материала до кондиционной, требуемой по технологическому регламенту. В результате своевременной и правильно проведенной сушки зерна ускоряется процесс его послеуборочного созревания, улучшается стойкость при хранении, семенные и технологические свойства.

Задача улучшения качества высушиваемой пшеницы требует дальнейшего совершенствования процесса сушки, как в технологическом, так и в энергетическом плане. В настоящее время сушка пшеницы осуществляется преимущественно зерносушилками с конвективным теплоподводом.

В то же время в литературе отмечается перспективность применения инфракрасной сушки (ИК-сушки) в пищевой промышленности -хлебопекарной, кондитерской, мукомольной, комбикормовой и др.

Быстрое повышение температуры материала после критической точки при непрерывной ИК-сушке вызывает ухудшение свойств термолабильных

материалов, а значительный температурный градиент, направленный противоположно градиенту влагосодержания, замедляет внутренний массоперенос. Это обусловливает необходимость использования прерывистого облучения (осциллирующий режим), сочетающего чередование стадий ИК-нагрева и отлежки материала. Однако, недостаточно отработанная технология осциллирующей ИК-сушки приводит к слабому внедрению этого способа проведения процесса, что и предопределило постановку данного исследования.

Автор выражает большую благодарность и признательность научному руководителю профессору СП. Рудобаште за помощь в выборе научного направления диссертации и большое внимание к анализу полученных результатов, а также профессорам кафедры теплотехники МГАУ Н.И. Малину, А.Н. Дедову, М.С. Ильюхину за ценные замечания и полезные советы при работе над диссертацией.

Развитие инфракрасной техники для обработки зерна

В 1934 году инженер П.Н. Воробьев впервые в нашей стране начал заниматься изучением инфракрасного излучения для сушки зернопродуктов. Под его руководством и предложению в 1937 г. была организована работа по созданию устройства по дезинсекции и интенсификации процесса сушки зерна на основе применения различного рода РЖ-излучателей.

Позднее вопросом сушки и термообработки инфракрасными лучами занимались такие ученые как: проф. Л.Я. Ауэрман, И.А. Бороненко, проф. А.С. Гинзбург, Б.В. Дамман, Н.Н. Ермолинский, А.А. Климов, проф. Д.П. Лебедев, проф. П.Д. Лебедев, акад. А.В. Лыков, проф. С.Г. Ильясов, акад. В.В. Красников, проф. Ю.М. Плаксин, И.Ф. Пятков, П.П. Тарутин, проф. Е.П. Тюрев и др.

За рубежом широкое применение инфракрасные лучи для целей сушки получили в 1934 г. на заводах Форда (США). Первые опыты относились к сушке и запеканию покрытий из эмали на кузовах автомобилей. Считается, что с этого времени был применен правильный процесс сушки посредством выделенного спектрального участка инфракрасных лучей. Результаты этих опытов легли в основу современной техники для сушки лакокрасочных покрытий [49].

Материалы по сушке и дезинфекции зерна в иностранной литературе с помощью инфракрасного излучения появляются, начиная с 1941 г. Опубликованные работы в Италии Стампа и Газера, а в США Николоса и Мюссера показали, что применение электрических ламп накаливания для радиационной сушки семян зерна с помощью инфракрасных лучей представляют вполне целесообразный процесс. Позднее Д. Уорксом (США, 1960-1961 гг.) было установлено, что инфракрасное облучение обеспечивает повышение всхожести семян красного и гибридного клевера, люцерны. Также отмечено положительное влияние инфракрасного излучения в работах Тегеля, Батлера и Нориса [127].

В настоящее время инфракрасные лучи широко применяются практически во всех отраслях жизнедеятельности человека - в пищевой промышленности (кондитерская, консервная, пищеконцентратная), медицине и биологии, промышленности и транспорте, научных исследованиях и др. Инфракрасный энергоподвод также применяется в таких технологических процессах как нагрев, обжарка, выпечка, термообработка зернового сырья и сушка [92].

Воздействие инфракрасного излучения на пищевые продукты растительного и животного происхождения связано с интенсификацией процессов биохимических превращений вследствие резонансного воздействия поглощаемой энергии на связи атомов в молекулах, частоты колебаний которых совпадают или кратны частоте падающего ИК-излучения. Энергия отдельных химических связей соизмерима с энергией фотонов ИК-излучениея. Так, при X 1,0 мкм энергия фотона E = hv 2-Ю-19 Дж, а энергия химической связи группы С-С также имеет порядок 2-Ю-19 Дж, для группы О-Н она находится в пределах (0,32...0,46)-10-19 Дж. Поэтому ИК-излучение, вызывая интенсификацию колебаний определенных групп атомов в молекуле и этим способствуя ускорению биохимических превращений, способно оказывать определенное воздействие на облучаемый объект [112,165].

В.В. Филатов в своей работе также отмечает, что наибольшая область пропускания ИК-излучения зерна пшеницы и ячменя приходится на длину волны (0,4... 1,5) мкм [166]. Общее количество энергии излучения, падающего на облучаемое тело в единицу времени, делится на поглощательную А, отражательную R и пропускательную способность D (в некоторых источниках отмечаются другие обозначения пропускательной способности - Ту (Г.Н. Грибкова, В.А. Афанасьев и др.)) телом.

Большинство влажных материалов растительного происхождения обладают значительной поглощательной способностью по отношению к ИК-излучению, которая зависит от поверхности, строения, формы и химического состава тела [31, 63]. Важно учитывать в расчетах особенность проникновения ИК-лучей в материал. Глубина проникновения инфракрасных лучей в прогреваемый материал зависит от его свойств, характера поверхности, длины волны. Для коллоидных капиллярно-пористых продуктов, таких как тесто, хлеб, мука, зерно, глубина проникновения РПС-лучей может составлять от десятых долей до нескольких (менее семи) мм [34, 42,64,131,132,].

Применение РЖ-облучения создает во много раз большую плотность потока теплоты, чем при конвективной сушке, что позволяет достичь значительно больших скоростей прогрева высушиваемого материала [6].

В работах Л.Я. Ауэрмана, А.С. Гинзбурга, СВ. Зверева и других отмечено, что РПС-сушка и применение РПС-лучей положительно влияют на качество хлеба, приготовленное тесто из проросшего, но ИК-облученного зерна, повышение качества фуражного зерна в процессе микронизации. Биологическое воздействие РПС-облучения (термическое) значительно увеличивает важность РЖ-лучей в процессе сушки, так как тем самым дает возможность произвести дезинсекцию зерна, не прогревая его выше допустимого предела, так как вредители сильнее поглощают РЖ-излучение, чем зерно (Красников - 1978 г., Адриянов - 1972 г.) [7, 77].

Реализация информационно-измерительной системы на экспериментальной установке UX-070. Описание экспериментальной установки

Технологический процесс сушки зерна включает в себя измерение и регулирование таких его параметров, как влажность и температура. Решение этого вопроса возможно осуществить на основе информационно-измерительной и управляющей системы (ИИУС), используя приборы ОВЕН ТРМ202 и АСЗ, которые позволяют не только регулировать процесс сушки, но и архивировать значения, полученные при исследуемых режимах для последующего их анализа. Функциональная схема системы управления на базе измерителя - регулятора ТРМ202 представлена на рис 2.3.

Эта система автоматизирует процесс сбора и обработки информации, получаемой в ходе процесса сушки. Она создана на базе датчика температуры зерна, измерителя-регулятора температуры, а также компьютера, с помощью которого проводится гибкое конфигурирование системы сбора и обработки информации. СУШИЛЬНЫЙ шкас ТРМ 202 АСЗ 3 ЭВМ

Перед началом работы в зависимости от вида и назначения высушиваемого материала, поступающего в сушильную камеру, прибор ТРМ202 программируется на необходимые значения уставок температуры нагрева зерна tmax и tmm. Функциональная схема измерителя-регулятора ОВЕН ТРМ202.

При непрерывном режиме нагрева значения уставок не задаются. Процесс сушки осуществляется таким же образом, как и при осциллирующем режиме сушки за исключением того, что ВУ не срабатывает на отключение и включение ИК-излучателей.

Значение температуры зерна при различных режимах сушки архивируются в ПК. Для связи прибора с компьютером используется адаптер сети АСЗ, преобразующий сигналы интерфейса RS-485 в RS-232 и обратно.

Для изучения возможностей данной системы при управлении процессом ИК-сушки зерна были проведены экспериментальные исследования. Их проводили на экспериментальной установке по ИК-сушке зерна марки ULTRA 070, которая позволяет снимать непрерывную кривую убыли влаги. В качестве источника Ж-излучения использовали лампы OSRAM и ИКЗК мощностью 250 Вт. В опытах измеряли температуру зерновки с помощью ХК-термопары с диаметром электродов d = 0,2 мм, внедренных в нее. В качестве вторичного прибора использовался прибор ТРМ202.

Высушиваемое зерно располагалось под лампой на расстоянии h = 0,05; 0,08; 0,12 м плотным монослоем. В качестве высушиваемого материала использовалось зерно пшеницы сорта «Московская 39».

Для визуального отображения параметров технологического процесса на экране ПК, мониторинга и архивировании данных, использовалась программа Owen Process Manager (ОРМ )[106].

Применение данных приборов и программного обеспечения (ПО), позволило получить экспериментальные данные по периодической импульной ИК-сушке зерна пшеницы. Точность измерения прибора ТРМ202 согласно Руководству по эксплуатации и ТУ 4211-011-46526536-04 представлена в таблице 2.2.

Прибор ТРМ202 осуществляет работу с термопарами (по ГОСТ Р 8.585-2001) в диапазоне от -200...+2500 С с разрешающей способностью 0,1 С. Перед тем, как приступить к эксперименту по сушке зерна пшеницы, его увлажняли. Далее зерно вторично взвешивали и распределяли по навескам 10 г каждая. Весы тщательно очищали. После этого одну из навесок зерна тонким слоем равномерно распределяли на поддоне весов. Далее производили: 1. Проверку работоспособности приборов ТРМ202, АСЗ. 2. Настройку прибора ТРМ202. 3. Проверку системы взвешивания пробы. 4. Подготовку пробы материала. 5. Подключение приборов к ПК. Порядок работы на экспериментальной установке: 1. Весы фиксировали фиксатором (9). Устанавливали черный диапазон шкалы, соответствующий диапазону изменения влажности от 0 до 25 %, установочной головкой (13). 2. Расфиксировали весы (9) (стрелка перемещалась в нижнее положение шкалы (ниже 25 %). 3. Отводили ИК-излучатель и помещали пробу материала на чашу весов (при достижении массы 10 г стрелка весов перемещалась вверх и устанавливалась на верхнем пределе шкалы, равном «0»). 4. Возвращали ИК-излучатель в исходное положение. 5. Ручкой (3) устанавливали стрелку вольтметра на 220 В. 6. Запускали программу ОРМ на ПК. 7. Ручкой (5) устанавливали время сушки, при этом включался РЖ-излучатель. 8. По истечении времени сушки звучал сигнал, ИК-излучатель автоматически отключался. 9. Прибор отключали ручкой (7). Чашку весов снимали и тщательно очищали. 10. При завершении серии опытов останавливали программу ОРМ, данные при этом автоматически сохранялись.

Устанавливали заданные значения «уставок» в ТРМ202 по следующим параметрам: по температуре нагрева зерна fmax и tmin.

Опрос датчиков температуры устанавливается согласно необходимой точности измерения. Опрос датчика 1 (рис. 2.4) температуры высушиваемого зерна осуществлялся через вход 1 прибора ТРМ202. С достижением температуры tMax, через ВУ 1 (выходное устройство) прибора ТРМ 202 происходило отключение ИК-излучателей. С момента отключения и до момента включения ИК-излучателей, зерно не подвергается сушке ИК-лучами, протекает период отлежки зерна до момента определения датчиком 1 температуры, достижения второй заданной температуры tmin. При достижении температуры зерна равной fmin, ВУ 1 включало ИК-излучатель. Процесс сушки длился до достижения заданной влажности, или до установленного промежутка времени.

Анализ и практическое применение полученных и сохраненных данных с применением информационно-измерительной и управляющей системы

Применение ламп OSRAM и ИКЗК с одинаковыми техническими параметрами показывает, что сушка зерна лампой OSRAM проходит интенсивнее, чем лампой ИКЗК. Это объясняется лучшим соответствием спектральных характеристик лампы OSRAM таковым облучаемого материала.

Полученные данные, представленные в таблице 3.2, позволяют сделать вывод: использование лампы OSRAM эффективнее, чем лампы ИКЗК с точки зрения времени сушки. Наибольшую скорость сушки зерна обеспечивает высота подвеса лампы OSRAM 0,08 м, которой соответствуют 170 с работы лампы в процессе сушки. Таким образом, импульсная ИК-сушка в сравнении с конвективной сушкой в шахтных зерносушилках (время сушки которой составляет - 40...60 мин) при той же начальной влажности WH = 19 %, в 2...3 раза сокращает время, затраченное на сушку зерна. Б.В. Дамман в работе [47] отмечает, что при импульсной ИК-сушке для снижения влажности зерна от WH = 22 % до WK = 16,5 % (т.е. при съеме 5,5 % влаги) при прерывистом облучении требуется: суммарное время нагрева зерна до 50 С (время работы ламп) 17 минут (общее время сушки составляло 35 минут). На основании данных таблицы 3.2, можно сделать вывод, что применение ИИУС позволяет еще более сократить время нагрева, которое в зависимости от типа примененяемой лампы и высоты ее подвеса составляет от 2-х до 7, что дает соответствующее сокращение потребляемой.

Анализ и практическое применение полученных и сохраненных с применением ИИУС данных

Получаемые экспериментальные данные по кинетике нагрева фиксировались с помощью программы ОРМ в компьютере, при этом они отображались на мониторе ПК. Результаты одного из опытов приведены на рис. 3.1. Расчет времени прогрева фаз, нагрева и отлежки зерна можно рассчитать на их основе с помощью функции экспортирования программы ОРМ, позволяющей перемещать эти данные в табличный редактор Microsoft Excel. Данное приложение дает возможность рассчитать с точностью до секунды процесс нагрева и отлежки (установка времени считывания параметров программировались в приборе ТРМ202 с точностью до секунды). Полученные в ходе эксперимента значения времени стадий прогрева, фаз нагрева и отлежки зерна для лампы OSRAM представлены в табл. 3.3.

По данным, представленным в таблице 3.2, можно судить о выборе целесообразной высоты подвеса ИК-излучателя в зависимости от времени нагрева, отлежки и времени сушки в целом по данным, приведенным в табл. 3.3, о структуре циклов импульсной РЖ-сушки, реализуемых автоматически с помощью ИИУС при различных типах ламп и высоте их подвеса.

Общее время сушки определяется выражением: т = т, + т2 = (тлр, + тотл1) + я(тн2 + тотл2), (3.1) где: т,,т2 - суммарное время 1-й и П-й стадий, соответственно, с; TOTJll)to2 _ время отлежки в циклах I, II стадий, соответственно, с; тпр1 - время прогрева (1-я стадия), с; тн2 - время нагрева (И-я стадия), с; п - количество циклов для И-й стадии сушки.

Общее время работы лампы (время облучения зерна при изменении его влажности WH до WK), составляет: Тн npl +W TH2 (3.2) По уравнению (3.2) было рассчитано время работы лампы и построена его зависимость тн = f(h) от высоты подвеса лампы (рис. 3.4), которая, как видно из графика, имеет нелинейный характер. В диапазоне h = 0,05... 0,12 м, она может быть описана уравнением: Суммарная скважность импульсов при ИК-сушке определяется выражением: т — т т а= "=1- н- (3.4)

Величина а, рассчитанная по уравнению (3.4) приведена в табл. 3.3.

Скважность импульсов за время сушки в производственных условиях при долгосрочной эксплуатации лампы влияет на срок ее службы. Как видно из таблицы, с увеличением высоты подвеса лампы скважность импульсов ИК-сушки уменьшается.

Полученные в экспериментах данные позволяют выбирать рациональную высоту подвеса ИК-излучателя в зависимости от суммарных значений времени нагрева по уравнению (3.5) и времени сушки - по уравнению (3.4). Возможность реализации выбранного осциллирующего режима в промышленной сушилке может быть обеспечена с помощью приборов и ПО: ТРМ202, АСЗ и ОРМ.

Совместно «Научно-исследовательским институтом «Агроприбор» были проведены исследования по изучению влияния вида подложки и ее расположения в сушильной камере на непрерывную инфракрасную сушку зерна пшеницы. Исследования проводили на экспериментальной установке РД-230 [120].

Они заключались в снятии кривых ИК-сушки зерна при непрерывном облучении слоя зерна и при различных видах подложки, в качестве которых использовались: 1) алюминиевая фольга, расположенная на дне сушильной камеры (чаши весов); 2) металлическая сетка, расположенная на высоте 5 мм от дна камеры; 3) алюминиевая фольга расположенная под металлической сеткой. Металлическая сетка имела следующие характеристики: диаметр проволоки / = 0,4 мм; размер ячеек 0,8 х 0,8 мм.

Определение расхода и стоимости электроэнергии в зависимости от высоты подвеса ИК-излучателя

В отдельные годы почти все зерно, поступающее в заготовительную сеть, требует немедленной сушки.

На технологические свойства зерна при сушке основное воздействие оказывают температура его нагрева, длительность выдержки при этой температуре и скорость сушки. Технологические свойства могут ухудшаться: у пшеницы - вследствие денатурации белков клейковины, у крупяных культур - из-за появления шелушенных зерен и снижения прочности ядра. При особо жестких режимах сушки может появиться так называемый «закал» зерна. В результате чего оно полностью теряет способность реагировать на увлажнение.

Для семенного зерна основным критерием служит сохранение посевных качеств. Как указывает Г.А. Егоров, при грамотном ведении процесса можно повысить посевные качества семян в результате активации биологической системы зерна [52, 53].

В представленных в литературе и описанных в первой главе экспериментальных данных по оптимальным режимам импульсной РЖ-сушки обращает на себя внимание противоречивость данных по максимально допустимой температуре нагрева зерна при инфракрасной сушке от 35 до 60 С.

Так по данным М.Г. Голика [40] при непрерывной сушке и температуре материала 60 С происходит полная потеря всхожести семян пшеницы (влажность пшеницы составляла 20 %), Б.В. Дамман же указывает на возможность сушки при импульсном режиме и температуре материала 55...60 С пшеницы семенного и продовольственного назначения. В своей работе по импульсной сушке И.Ф. Пятков и В.А. Гриц указывают, что при сушке семян пшеницы инфракрасными лучами, оптимальной с точки зрения сохранения семенных качеств, является температура нагрева их до 35...45 С.

При рециркуляционной конвективной сушке зерно переносит более высокую температуру, чем в прямоточных шахтных зерносушилках. Так, при влажности 17,5 % без ухудшения посевных качеств его можно нагревать до температуры 54 С, а при влажности 29,5 % только до 45 С [52, 53].

По данным Ф.Д. Братерского и Л.А. Шарабайкиной [21] семена пшеницы влажностью 11,2 % практически сохраняли всхожесть при непрерывном нагреве вплоть до 65 С. Температура 80 С, также не являлась критической, всхожесть оставалась допустимой по ГОСТ, т.е термостойкость семян существенно повышается при понижении влажности [52, 53].

Как видно из вышеизложенного, существуют рекомендации по допустимой температуре нагрева зерна пшеницы при сушке, однако данные разных авторов противоречивы. Разница значений в допустимой температуре нагрева зерна достигает 20 С, что скорее всего объясняется различиями в условиях постановки эксперимента, разными условиями моделирования производственного процесса и разными исследованными сортами зерна.

Что же касается длительности воздействия определенной температуры на зерно, то данные С.Д. Птицина показали, что время пребывания зерна при определенной температуре сказывается на семенных качествах зерна в гораздо меньшей степени, нежели незначительное повышение температуры выше предельной [125].

Из немногих работ по воздействию на семенные качества зерна инфракрасного нагрева можно сделать вывод, что данный вопрос однозначно не ясен и требует дальнейшего рассмотрения.

С целью обоснования выбора значений fmax и /min при импульсной ИК-сушке и были проведены рассматриваемые ниже экспериментальные исследования с проверкой высушенного зерна на всхожесть и энергию прорастания (приложения 5, 6).

При проведении экспериментов варьировались следующие параметры: исходная влажность высушиваемого материала; максимальная температура нагрева материала; минимальная температура охлаждения материала.

Анализ на всхожесть и энергию прорастания проводился согласно ГОСТ в 4-кратной повторности.

Как видно из таблицы 4.2, энергия прорастания и всхожесть пшеницы, высушенной при импульсном ИК-энергоподводе от WH = 21 %, до WK = 13 % при /тах = 50 С и /min = 40 С находятся в пределах, допустимых ГОСТ Р52325-2005 (семена всхожестью выше 87% могут быть использованы как семенное зерно, ниже - товарное), за исключением варианта сушки при высоте подвеса лампы h - 0,05м. Резкое снижение энергии прорастания происходит при максимальной температуре сушки /тах = 60 С.

Несколько иные данные получены при другой начальной влажности зерна равной 17 % (табл. 4.3). Энергия прорастания при варьировании температуры зерна в процессе сушки от tmin= 40 С до /тах = 50 С при h = 0,08м, а также при варьировании температуры от /min = 35 С до /тах = 45 С превосходят контрольное значение (зерно, высушенное при комнатной температуре / = 20 С). Характерным является то, что с уменьшением начальной влажности высушиваемой пшеницы увеличилась энергия прорастания и всхожесть. Таким образом при определенных условиях импульсная ИК-сушка может приводить к увеличению энергии прорастания зерна, т.е. к улучшению его кондиционных свойств как семенного материала. Полученные экспериментальные данные показывают, что рациональным режимом для сушки семенного материала является высота подвеса h = 0,08 м при осциллирующем температурном режиме нагрева от /min = 40 С до /max = 50 С, при котором энергия прорастания и всхожесть остаются согласно ГОСТ Р52325-2005 в допустимых пределах.

Похожие диссертации на Импульсная инфракрасная сушка семенного зерна