Введение к работе
Актуальность темы. В пополнении продовольственного фонда и решении проблеми обеспечения населения питанием важная роль принадлежат ценным крупяным продуктам, вырабатываемым из риса, проса, гречихи и других зерновых культур.
Количество и ассортимент крупы s значительной мере зависит от исходного качества заготовляемого зерна и от эффективности его послеуборочной обработки на хлебоприемных предприятиях. Крупяные культуры отличаются разнокачественностьго и пониженной стойкостью при хранении.
Анализ состояния зерна крупяных культур по влажности показывает, что значительное количество риса, проса и гречихи поступает на хлебозаготовительные предприятия во влажном а сыром состоянии.
В системе радикальных мероприятий, обеспечивающих сохранность евежеубранного зерна, гажнейшее место занимает сушка. Хотя в области развития техники зерносушения достигнуты определенные успехи, значительная часть зерносушилок при сушке крупяных культур имеет низкие технико-экономические показатели, применяемая на практике технология сушки не удовлетворяет условиям полкой сохранности зерна и повышения качества продуктов его переработки, не отвечает противопожарным и экологическим требованиям. Предложенные в свое время достаточно жесткие температурные режимы не учитывают б полной мере специфические особенности крупяных культур и взаимосвязи между кинетикой процесса и динамикой технологических свойств зерна. Решение проблемы повышения эффективности сушки зерна применительно к крупніші; культурам требует расширения и углубления комплексных техноло-
-4-.
гических и теплофизических исследований, теоретического обоснования и практической реализации эффективных методов интенсификации процесса, развития действушцнх и создания новых технологий, совершенствования техники и методики выбора режимов сушки зерна с использованием математических моделей и современных вычислительных средств.
Диссертационная работа посвящена разработке научно-практических основ совершенствования технологии и техники сушки зерна крупяных культур и выполнена в соответствии с коорданацЕон-выми планами госбюджетных и хоздоговорных научно-исследовательских работ и комплексных программ министерств хлебопродуктов, седьокого хозяйства и народного образования Республики Казахстан в период с 1970 по 1992 гг.
Цель работы - обеспечение сохранности заготовляемого и улучшение качества поставляемого, крупозаводам зерна на основе интенсификации процесса, совериеттвовакия технологии и техники сушки основных крупяных культур.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие основные задачи исследования:
систематизац я имеющихся и получение новых данных о теплофизическах, термодинамических, массообменных, структурко-механаческах и технологических свойствах зерна крупяного назначения; * . '.
разработка классификации методов сушки зерна;
исследование термоустойчивости зерна риса, проса и гречиха во взаимосвязи с кинетикой сушки;
экспериментальное обоснование метода повышения интенсивности переноса тепла и влаги внутри зерна в процессе сушки крупяных культур на основе развития теоретических представлений
и модельных исследований;
исследование процесса сушки предварительно нагретого зерна крупяных культур;
разработка новых технологий сушки крупяных культур па осноеє развития метода предварителького нагрева зерна;
совершенствование технологии прямоточной и рзциркуляцион-Hcfi сушки зерна крупяных культур;
разработка математической модели процесса и методики вы~ бора режимов сушки зерна крупяных культур;
производств енная проверка и практическая реализация результатов исследований на хлебоприемных предприятиях.
Научной концепцией работы является повышение эффективности суши зерна крупяных культур, как технологического процесса, включающего комплекс мероприятий по интенсификации процесса и обеспечении наиболее полного сохранения качества высушиваемого зерка при нормируемых технико-экономических показателях.
Научная новизна работа. Разработана новая классификация мєтодое сушки зерна, Еклтавдая признака, характеризующие сушку как технологический процесс: особенности построения схемы, метод интенсификации тепло- и влагоперзкоса, состояние зернового слоя, группировку зерновых культур по технологическим и сушильным свойствам, назначение зерна и режим сушки.
Получены обобщенные данные о теплофизических, термодинамических, маотобменных характеристиках и структурно-механических свойствах зерна как основы интенсификации процесса сушки. Обосновано понятие динамической термоустойчивоста зерна крупяных культур; получены уравнения для расчета допустимых значешій температуры, продолжительности нагрева и снижения влажности зерна риса, проса и гречихи. Установлены закономерности сушка
элементарного слоя зерна крупяных культур. Научно обоснована и експериментально подтверждена технологическая эффективность предварительного нагрева зерна крупяных культур агентом повышенного вчагооодержания. Выявлены особенности кинетики сушки, построена математическая модаль процессов предварительного нагрева и сушки; разработаны методические основы компьютеризации процесса и Еыбора режимов сушки зерна крупяных культур.
Практическая значимость работы. Разработаны и реализованы методы совершенствования технологии прямоточной и рециркуляционной сушки зерна крупяных культур. Соответствующие рекомендации по температурным режимам прямоточной сушки зерна риса включены в Инструкнио й 9-9 по приему, размещению, обработке и хранению риса-зерна на предприятиях заготовок (подраздел 2.2) и Инструкцию по сушке продовольственного, кормового.зерна, маслосемян и эксплуатации зерносушилок )i 9-3-82, предложены практические рекомендации по величине снижения влажности риса в зависимости от начальной влажности зерна. Обоснованы и проверены технологии двухзтапной и фракционной сушки зерна крупяных культур, обеспечивающие повышение выхода целой крупы. Уточнены' режимы квазиазотерыической сушки зерна риса на рециркуляционных зерносушилках.. Разработана технология сушки крупяных культур с использованием сушильного агента повышенного влагосодеряания, которая защищена патентом и апробирована на модернизированной зерносушилке К4-УС 2-А.,
Результаты проведенных исследований проверены в производственных условиях на зерносушилках ЗСЖ-8, ДЖ-32-оТ, Целинная-20, Целанная-36 и К4-УС2^А с внедрением разработанных рекомендаций на Теренозекском, Чардаринском, Зачепиловском и других хлебоприемных предприятиях.
-? -
Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе.
Методика исследования. Принятая в работе стратегия исследования базируется на системном подходе, включающем анализ состояния и определение путей решения проблемы, постановку задач, выбор методов и плана экспериментальных исследований и их реализации, совершенствование техники и обоснование эффективных режимов сушки зерна с использованием математических моделей процесса.
Кинетику процесса сумки изучали во взаимосвязи с изменениями показателей качества. Величины допустимых значений температуры, продолжительности нагреза и снижения влажности устанавливали по изменению комплекса показателей технологических, семенных и биохимических свойств зерна. Показатели качества зерна определяли действующими стандартными методами.
Разработку режимов сушки проводили на основе модельных ла-Зораторшх опытов с последующей проверкой на промышленных зерносушилках в производственных условиях.
Экспериментальные данные обрабатывали методами вариационной зтатистика и многофакторного анализа с использованием ЭВМ в Эйде расчетных эмпирических зависимостей и уравнений. Критерием зценка эффективности сушки приняты показатели качества зерна.
Повторность опытов, измерений и определений устанавливалась з учетом принятой для технологических процессов доверительной зероятности в пределах 0,80-0,95.
Для проведения исследований использовали зерно риса, проса і гречихи перспективных и районированных в Казахстане, Узбекистане, России и на Украине сортов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы
доложены на научных конференциях технологических вузов: ДТИЛПП (Джамбул, 1970-1976), КазХТИ (Чимкент, 1987), МШШ (Москва, I972-I99I гг.), МИШІ (Киев, 1989), ЫИПБ (Москва. 1989), ВЗЦПП (Москва, 1988 г.), ХПП (Харьков, 1990 г.), на Всесоюзных научно-технических конференциях и совещаниях по новой технике и прогрессивной технологии сушки (Чернигов, 1981 г., Полтава, 1984 г.), республиканских научно-технических и практических конференциях "Проблемы комплексной автоматизации и механизации производства АПК Казахстана" (Алма-Ата, 1988 г*). "Совершенствование техники и технологии в пищевой промышленности и общественном питании" (Кутаиси, 1988 г.), "Интенсификация технологий и совершенстЕОЕание оборудования перерабатывающих отраслей АПК" (Киев, 1989 .г.), на Симпозиуме по сельскохозяйственной радиобиологии (Кишинев, 1976 г.), на Всесоюзных научных конференциях "Технология и техника пищевой и микробиологической промышленности и системы заготовок на основе современных технических методов и средств" (Москва, 1980 г.), "Пути совершенствования технологических процессов и оборудования для производства, хранения и транспортировки продуктов питания" (Москва, 1984 r.J, "Пути повышения качества зерна и зернопродуктов, улучшения ассортимента крупы, муки и хлеба" (Москва, 1989 г.), "Электрофизические метода обработки пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья" (Москва, 1989 г.), "Основные направления научно-технического прогресса в элеваторной промышленности" (Целиноград, 1990-г.), "Научно-технический прогресс в агропромышленном производстве" (Минск. 1990 г.), на Международном симпозиуме "Экспрессное, определение качества зерна и зернопродуктов" (Москва, 1990 г.) и конференциях с международным участием "Питание: здоровье и болезнь" (Москва, 1990 г.),
на расширенном заседании кафедры "Хранение зерна и технология Комбикормов" ШЛИ (Москва. 1992-1993 гг.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 77 работ, е том числе две монографии, десять брошюр (е еидє аналитических обзоров и обзорных информации), учебник и учебно-методические пособия для ВУЗсв; получены три положительных реаге-НііЯ на выдачу патента.
Структура и объем диссертации, диссертация состоит из евє-дениа, пяти глав, общего заключения и выводов, списка использованной литературы и приложений.
Основная часть диссертации содержит 270 страниц машинописного текста и 69 рисунков, список использованной литературы включает 342 наименования, в том числа 92 на иностранных языках.
В приложениях помещены сводные таблицы лабораторных экспериментов и произЕодетаенных испытаний, программы, справки и акты предприятий о практическом использовании научных результатов.
