автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Электротехнология комбинированной сушки каракульских шкурок

РГ6 од

МИНИСТЕРСТВО МЕЛИОРАЦИИ И ВОДНОГО ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ИРРИГАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

ЗЛЕНТР0ТЕХН0Л0ГИЯ КОМБИНИРОВАННОЙ ОУШКИ КАРАКУЛЬСКИХ ШКУРОК

Специальность 05.20.02 — Электрификация сельскохозя1'ктвенного производства

На правах рукописи

РАХМАТОВ Даврон Ахмедович

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ташкент — 1994

Работа выполнена на кафедрах «Общая электротехника» Бухарского технологического института пищевой и легкой промышленности (Бух ТИП и ЛП) н «Применение электрической энергии в сельском хозяйстве» Ташксшскою ордена Трудового Крг.сного Знамени института инженеров ирригации н механизации сельского хозяйства (ТИИИМСХ).

Научный руководитель — доктор технических наук,

профессор Раджабов А. Р.

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки и

техники Республики Узбекистан, доктор технических наук, профессор Сапдкж П. В.,

кандидат• технических наук, старшин научный сотрудник Чорнсв Б. Ж.

Ведущая организация — Узбекским научно-исследовательский институт механизации

и электрификации сельского хозяйства (УзМЭИ).

Защнга диссертации состоится «» июля 1994 г. в

ч. на заседании специализированного совета К 120.06.22. Ташкентского ордена Трудового Красного Знамени института инженеров ирригации н механизации сельского хозяйства.

Просим принять участие в обсуждении диссертации при ее защите или выслать Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных гербовом печатью, по адресу: 700000, г. Ташкент, ул. Кары-Нпязова, 39, ТИИИМСХ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан нюня 1994 г.

Ученый секретарь

спсишд.ч.^роианного Совета

К. i2G.CG.22., кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми. Каракулеводство является отрасльв сельского хозяйства, продукция которой - ценнейшее богатство, способное повысить экономический потенциал и валютные поступления суверенной Республики Узбекистан.*

Совершенствование технологических процессов ■обработки каракульских шкурок при промышленном производстве -"одам?' изосновных резервов повышения качества меховой продукте!. В заводской технологии обработки сушка каракульских икурок после квашения трудо-ч энергоемкий процесс, правильное проведение которого обеспечивает получение качественной продукции. Однако, существующий на каракулевых заводах естественный способ сушки, проводимый на открыта* площадках, ?ак называемая "колодка", шеет ряд недостатков, 'к которым, в частности, относятся: полная зависимость от природно-климатических условий, обуславливающая "сезонность" проведения суики и, следовательно, других технологических операций, проводимых на кваейлышх заводах; невозможность управления процессом суики и отсутствие инструментального контроля; загрязнение окурок посторонними пр:месяш1 и значительная усадка вследствзтэ расстилки высушиваемых шкурок на земляной площадке с глино-соломеннЬ! пс1сры-тием без какой-либо фиксации; отсутствие электромехашйяции (автоматизации) и высокие удельдпэ затрат« энергии я- ручпого труда. -

Разработанные в последнее время экспериментальные конвективные и гелиотехнические сушилышо установки, позволяют насколько повысить производительность труда,"сократить время суйш, однако, они не находят широкого применения из-за больших энергозатрат. Кроме того, гелйосуиильные установки шевг сильную зависимость от природно- климатических условий. Все это могот быть Устранено при электромеханизации процесса сушки и осуществлений его в специальных установках. Поэтому была поставлена задача изыскать рациональные пути и способы усовершенствования процесса супки квашеных каракульских шкурок.

Цель исследований. Теоретически обосновать й экспериментально исследовзть технологии и резами комбинированной сушки квашеных каракульских шкурок с использованием ионизированного обдувающего воздуха и ИК-излучения, обеспечивающих снижение затрат энергии с сохранением природных свойств продукции.

Обг-ект исследования. Технологический процесс комбинированной

сутки квашеных каракульских шкурок с использованием ионизированного воздушного потока и ЙК-излученил.

Методика исследований. Теоретические исследования по использованию ионизированного воздушного потока и ИК-излучения для ускорения процесса тепломассообмена при сушке квашеных каракульских шкурок при температуре высушиваемого материала, не превшащего • 40...41°С, проведены на основе законов электромагнитного поля, тепломассопереноса, сохранения и превращения энергии, развития работ других авторов о взаимодействии неоднородных, электрических полей с высушиваемым материалом.

Экспериментальные исследования процесса сушки квашеных каракульских шкурок и измерение площади, толщины шкурок проводены по существующей общепринятой стандартной методике. Исследования физических параметров режима сушки выполнены по ОСТ 70.8Л1-84. Изучение качественных показателей шкурок произведена оргаполепти-ческш методом и проведением во ВНИИМП гистоструктурных и физико -химических анализов. Результаты опытов обработаны методами математической статистики. Основные режимные параметры установки определены с помощью метода математического планирования экспериментов на ПЭВМ "IBM PC AT/XT".

Экономическая эффективность оценивалась согласно ГОСТ 23723/23729-88 "Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки" с использованием нормативно-справочных материалов и результатов производственных испытаний сушильной установки.

Научная новизна. Научную новизну работы представляют:

- способ сушки квашеных каракульских шкурок с использованием энергий неоднородных переменных электрических полей и ИК-излучения, основные режимные параметры осуществления длнлого способа;

аналитическое выражение коэффициента копвективного теплообмена ионизировании!.! воздухом при . комбинированной сушке, позволяющее установить степень влияния напряженности электрического поля и электрофизических свойств высушиваемых шкурок на интенсивность тепломассообменного процесса;

- аналитическое описание продолжительности сушки при комбинированном воздействии факторов сушки, позволяющее определить текущие значения температуры и влажности высушиваемых шкурок;

- математическая модель процесса сушки, позволяющая установить степень влияния основных факторов на продолжительность процесса;

- методика расчета нестационарного тепломассопереноса комби-

- -

нировалного влагоотбора при комплексном воздействии факторов сушки.

Предложенный способ сушки меховых шкурок защищен патентом ЕУ 1Н ДР 9333395.1(1466 ГФ) (Решение ПВ РУ & 833 от 9.03.94г. о признании технического решения изобретением).

Практическая ценность. РазраОотанная технология сушки квашеных каракульских шкурок и ее параметров позволяют:

- снизить удельные затраты энергии на 10...14Ж и 18...24% по сравнению соответственно с конвективно-радиационной и конвективной сушкой;

- обеспечить проведение сушки в течении 2,5...3,0 часов, что меньше по сравнению с конвективно-радиационным методом в 1,4...2 раза, с конвективным методом в 2...3 раза, с естественной сушкой -3...5 раз;

- уменьшить затраты ручного труда до 30...35«;

- сохранить природные свойства кожевой ткани и волосяного гожрова за счет проведения сушки в мягком температурном режиме;

- увеличить выход готовой продукции на 5...7Ж, благодаря частичной самофиксации шкурок при расстилке их на рамах с валко-образно плетенной сеткой;

- исключить "сезонность" сушки, т.е. зависимость проведения сушки от природно-климатических условий и, следовательно, проведение-других технологических операций первичной обработки каракульских шкурок на каракулевых заводах.

Экономическая эффективность сушки от внедрения результатов исследований на одну высушиваемую шкурку составляет 0,367 т.руб (в цепах на 01.01.1994 г).

В результате исследований разработано технологическое задание на проектирование сушильной установки для сушки квашеных каракульских шкурок.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работа долокены и одобрены на научных конференциях профессорско - преподавательского состава Бухарского технологического института лицевой и легкой промышленности (Бухара, 1982- 1993г.г.), Ташкентского института инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства (Ташкент. 1983г., 1985г., 1993г.), УзМЭИ АСХН РУ ( Янги - Юль, 1992г.), Инженерной Академии РУ (Бухара, 1393г.).

Публикации. По основным положениям диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе одно техническое решение, признанное ПВ

РУ изобретением.

Структура И объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы (105 наименований) и приложений. Работа изложена на 118 страницах машинописного текста, содержит 19 рисунков, 20 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЕ] )

Во введение обоснована актуальность темы диссертации, показаны ее новизна и практическое значение, сформулированы основные положения, вносимые на защиту.

8 первой главе дан анализ отечественной и зарубежной технологий сушки и технических средств, применяемые в кожевенно-меховом производстве.

Анализ существупцих технологий первичной обработки каракульских шкурок показывает, что сушка является одной из трудо- и энергоемких операций технологического процесса, от правильного проведения которого зависит качество получаемого полуфабриката. При традиционной технолоЬш.яэ сушку 1000 шт. шкурок затрачивается 90...100 чел.-час; процесс длится 10...18 часов, дефектность после сушки доходит до 12...16Ж, усадка по площади в среднем составляет 15...20%, что в целом приводит к снижению стоимости шкурок на 10...85*. Кроме того, существуицая технология имеет существенную зависимость от погодных условий.

В кэжевенно - меховой промышленности применяются различные сушильные установки. Однако, использование их для сушки каракульских, шкурок после квашения не представляется возможным, поскольку в них не обеспечивается сушка квашеного каракуля с учетом особенностей их различного влазаюстного состояния, при выделке кожевен-но-меховое сырье подвергается термообработке после специальных обработок (отмока, пикелование, дубление и крашение), в результате чего в нем преобладает свободная влага (55...60Ж) ß мйкрокапилля-рах, против 15...20% - в сухосоленых каракульских шкурках, что способствует повышению температуры сваривания коллагена кожевой ткани выделанных шкурок до 60...80°С, тогда как для квашеных она не превышает 45...50°С.

Исследованиями Лыкова A.B., Лебедева П.Д., Романовского С.Г., Гинзбурга A.C., Френкель В.В., Панченко М.С., Михайлова А.Н., Рогова И.А., Пурмал М.Я. установлено, что применение энергии ИК~

- ь -

излучения и неоднородных переменных электрических полей при сушке значительно ускоряет глубинный прогрев, влагоперенос в высушиваемых материалах и испарение влаги с их поверхности по сравнению с другими методами, что позволяет значительно сократить продолжительность сушки.

Вопроси сушки каракуля рассматривались Сеитбековым Л.С., Раджабовпм А.Р., Муратовым В.П., Калиаскаровым М., Мукановым А.К., Нарзуллаевым А., Абдуганиевым 3. В рекомендуемых ими режимах интенсификация процесса основана ' на повышении температуры сушильного агента и увеличение времени его контакта со шкуркой, причем температура агента выбирается, исходя из условия сваривания коллагена.

В разработанных этими авторами сушильных установках учтены не все различия физико - механических свойств шкурок, а они согласно исследованиям Дьячкова А.Н., Канцегольского A.C., Хамидбаева К.Я., Закирова М.Д., Искандерова М.А. и др., колеблются в широких пределах, в результате чего происходит неравномерная сушка шкурок.

Анализ Проведенных исследований, изучение способов сушки и существующих сушильных установок применительно к квашеным каракульским шкуркам показали, что существующие сушильные установки, в основном, разработан:! с инженерных позиций для отдельно взятого предприятия . или полуфабриката, либо - для осуществления конкретного способа сушки, и не могут быть использованы для сушки квашеных каракульских шкурок при комбинированном влагоотборв с мягким температурным режимом.

На основе вышепроведенного анализа нами были определены следуодие задачи исследования:

- провести анализ существувдих технологий й технических средств сушки квашеных каракульских шкурок;

- провести теоретическкз исследования нестационарного тепло-массопереноса при комбинированной сушке квашеных каракульских шкурок о использованием энергий неоднородных электрических полей (ионизированного воздуха) и ИК-излучения и разработки методики расчета процесса;

- щэовести экспериментальные исследования процесса комбинированной сушки квашеного каракуля с использованием энергий неоднородных электрических полей и ИК-излучения;

- определить степень влияния основных параметров процесса на продолжительность процесса сушки и разработать ее математическую модель;

- провести техническую реализации выбранного технологического

- б -

процесса сушки и проверка его в условиях производства;

- определить технико-экономической эффективности использования разработанной технологии в условиях производства.

Во второй главе приведены результаты ' теоретических исследований комбинированной сушки квашеных каракульских шкурок, непрерывным обдувом их ионизированным воздушным штоком и подогревом ИК-излучением в осциллирующем режиме."

Процесс сушки квашеных каракульских шкурок при предлагаемом способе сопровождается сложными тэпломассообменными процессами (Рис.1), обусловленными совместным воздействием ионизированного воздуха и ИК-излучения, и характеризуется непостоянством коэффициентов теплообмена (а), теплопроводности (Я) температуропроводности (а), изменением направления градиента температуры (V?) и других электрофизических параметров вследствие изменения влажности высушиваемых шкурок и режима сушки. Эта . положения не позволяют провести исследования совместных воздействий электричес-' ких полей и тепловых потенциалов на интенсивность сушки в комплексе, вследствие чего возникает необходимость рассмотрения конвективного влагоотбора и ИК-сушки в отдельности.

I М 1

1111111

/и уТ Г^Е

да)

/ / Vе *"

§ 4

г г ттг-

Рис Л. Схема воздействия внешних факторов на высушиваемый материал

1- кожевая ткань;

2- волосяной покров.

Как известно, при конвективном влагоотборе в начальный период и период постоянной скорости сушки интенсивность испарения влаги («I) для испарения воды со свободной поверхности описывается формулой .Дальтона:

3 = -тк = Рр<рп"рс>

а_ г

<тсЛ,>

(I)

гдо: И-масса испарившейся влаги; Е-поворхность испарения; т-времл; рр-коэффиционт влагообмена при сушке, отнесенной к разности парциальных давлений; Рп, Р0-пэрциальные давлония пара соотвотственно у поверхности испарения и в окружашей среде; «-коэффициент теги::'-

- г -

отдачи; г-теплота парообразования; Тс-температура .сушильного агента; Тм~температура материала.

В исследованиях Панченко М,С., Казанского В.М., Панасш А.Л. доказано, что при конвективной сушке интенсивность диффузионного

потока влаги можеть бить определена зависимостью:

- = ' ' <2>

где: Б - кинетический коэффициент молекулярной диффузии; с - концентрация молекул пара; х - расстояние до заданной точки; йс/йх -скорость изменения концентрации молекул пара.

Если принять допущение, что в данных условиях испаряющийся с высушиваемой поверхности каракульских шкурок пар - идеальный газ (подчиняется законам идеального газа), то:

- д 5 X , (3)

где: у, X - соответственно средняя скорость и 'длина свободного пробега молекул пара.

В среде с неоднородным электрическом полем и диэлектрической проницаемостью возникает пондеромоторная сила, вызывающая движение молекул подвижной фазы (воды). Величина этой силы, действующей на дипольные молекулы при градиенте напряяеннссти электрического поля 7Е, определяется по вырааению:

/е=Ре^Е, (4)

где: ре - дипольный момент молекулы.

Под действием этой силы молекулы получают дополнительную составляющую скорости ^ в направлении возрастающих значений ^Е:

г> /а В Р« 'Е •б = " -.е = -¿¡-¡2— : (5)

е Ь-Ч й-Т

В результате увеличивается интенсивность перемещение влаги, образуемый электроконзективным потоком, дополнительно на величину

^ (6)

Общий • поток диффундируемой влага:

ас рдс?Е

- - + —е-

Ох й-Т

Известно, что действующая сила на единицу объема параобразной фазы равна:

где: Е- напряженность электрического поля.

Приравнивая (I) и (7) после соответствующих преобразований получим:

1

J = - V Л - + --2-2 (9)

з "" " — "

ас 4 1t Рес Fe

аХ' к Т E(e-l)

Сопоставляя (I) и (9) после некоторых преобразований получим аналитическое выражение коэффициента конвективного теплообмена ионизировали™ воздухом:

4 тс р с F 0 = -в-е_ (10)

^ к Т Е(е-1)

Анализируя выражения (7), (9) и (10), можно заключить, что ионизация воздушного потока при конвективной сушке позволяет повысить интенсивность диффузионного потока влаги вследствие увеличения значения коэффициента конвективного теплообмена (а) дополнительно на величину (с^), который в свою очередь зависит от напряженности электрического поля Е, диэлектрической проницаемости материала е и других электрофизических параметров сушки.

Воздействие ИК-излучения на процесс сушки квашеных каракульских шкурок в начальный период (прогрев) и период постоянной скорости сушки рассматриваем, как нагрев двух тонких пластин, с различными электротеплофизическими и оптическими свойствами, поверхноста которых плотно примыкают друг к другу. Одна из пластин представляет кожевую ткань (нагреваемая сторона), другая-волосяной покров каракульских шкурок (см. рис Л). В работах Лыкова A.B., Лебедева П.Д., Михайлова А.Н., Гинзбурга A.C., Ауэрмана Л.А. доказано, что при лучистом теплообмене, проникающая внутрь кожввой ткани и поглощаемая им энергия ИК-излучения существенно влияет на процесс. С учетом взаимосвязи между параметрами процесса и толщины шкурки, общие уравнения теплопроводности и влагопереноса могут быть представлены в виде:

ST ö2T е г 3 U Q_(x,T')

= а —^ + —- • - + —2----(Ii)

öi дх с дг с р

ш а2и о2т

4 "т 0 . (12)

01 ш 9х Ах'

где Т-температура; К-влажность; т-время нагрева; а-коэффициент температурапроводности; х-толщина шкурки; е-критерий фазового превращения жидкости в пар; г-удальная теплота испарения води; с-теплоемкость шкурки; -коэффициент диффузии влаги; в-коэффициент термовлаго'проводности; Оу(х,Т)-энергия излучения, поглощенная единицей объема шкурки в плоскости х; р-плотность кожевой ткани.

Известно, что при высокоинтенсивных ракшах сушки, в периоды прогрева и постоянной скорости сушки, внутри материала влага перемещается в виде жидкости, т.е. е -»■ 0. С учетом этого, для получения приближенных решений, можно пренебречь теплом, переносимым внутри материала за счет фазовых превращений. Исходя из принятого допущения, уравнение (II) можно записать:

ат а2т а,(х,т)

= а-— + --(1.3)

дг <3х2 V, ■ Р

Решение уравнения (13) согласно исследованиям Самарского А.А., Годунова С.М. можно рассматривать как сушу решений двух функций, учитывающих влияние начальных [Т(х)1 и граничных Ш(х,1)] условий.

Уравнение (13) решено с допущениями, удовлетворяющими следующим условиям:

Т(Х,0).--То-начальная температура шкурки в любой фиксированной точке равна температуре окрукавдей среди;

Т(11,г)-М1 - на кожевую ткань шкурки извне подан лучистий тепловой поток удельной плотностью я-

Ксжевая ткань и волосяной покров поглощают дополнительную тепловую энергию с^, обусловленную ИК-излучением в сушильной камере.

С учетом принятых начальных и граничных условий конечный результат решения уравнения (13) можно записать в виде:

1~вк

к

I —

(Ч + %)

« т , +

. 8 г щ.

(14)

где: Тк-температура кокевой ткани квашеных каракульских шкурок. К; ^-коэффициент температурапроводности кохевой ткани, м^/ч; ^-коэффициент теплопроводаости, • Вт/(м-К); ^.Ьц-толщина соответственно кохевой ткани и волосяного покрова м; т-время

нагрева, ч; здесь

-ВЛи -BJl

V= V 4

Чк. Од- дополнительно поглощенная энергия ИК-излучений коясевой тканью и волосяным покровом; Вк, Вв-показатель поглощения ПК-излучения кожевой тканью и волосяным покровом, м-'; й^.- коэффициент отражения ИК- излучения кожевой ткань».

Время нагрева шкурок до допустимой температуры (Т ) может Сыть определено из выражения (14) после соответствующих преобразований:

Т -В -

i-B„

2В5:

1-Е,

• (15)

Время охлаждения шкурок, при отключенных ИК-излучателях, определяем как конвективный влагоотбор с ионизированным воздухом, т.е. при условии q=0, Тд=Т0Х 1^=0:

тох~вк~

1-В„

-Чо

^к + 3(eB'cVl) 8

1-Вк

(16)

V пт

Сумма и а^ дает время одного цикла нагрева

периодо сушки:

• н ох 1,-г, » ij

в первом (17)

Продолжительность первого периода сушки (г1) может быть

определена из уравнения (12), решение которого было получено

A.B. Лыковым и доработави A.C. Гинзбургом, оно характеризуется следующей зависимостью:

а1 =

J^ L _ _L für Ä [I+ f^Lllt _

jm 1° 300 i1 &VP 1 0 0 U

3_

3°ш '

(18)

где l^- половина толщины шкурки, м; u)Q- начальное влвгосодержание шкурки, кг влаги/кг сух. в-ва; -первая критическая влажность, %.

Разделив (18) на (17), находим количество циклов:

ПЦ = ~~~ ■ (19>

а1

В период гадающей скорости сушки испарения влаги происходит из более глубоких слоев кожевой1 ткани шкурки и способствует увеличению переноса тепла за счет фазовых проврашений, т.е. е -»1, что усложняет решение дифференциального уравнения (II).

Для решения данной задачи используем критериальную зависимость Кавказова Ю.Л., учитывающую испарение влаги из внутренних слоев материала: ДТ 1 ,

- = - К1 Ьи Ко +■ К1 , (20)

тс~то 2

где АТ = Т - Т_ - потенциал сушки; Т, Т„ - текущая и начальная и »

температуры материале, К; Тс- температура о кружащей среды, К: К1, К1-массообменный и термический критерии Киргогаева; Ьи-критерий Лыкова; Ко- критерий Коссовича.

После некоторых преобразований и упрощений критериального уравнения (20) с учетом особенностей рассматриваемого технологического процесса, находим время продолжительности Периода падающей скорости сушки: т - т

Iп Я ■ вк

. = ----То*- Твк- . (21)

2 Г. „ _ 4*Рере "

13 + 6,860п+

в £ТЕ(е-1)

где: Твк-текперэтура внутри сушильной камеры, К; Т01-температура охлаждения шкурок, К; Ав-скорость воздушного потока, м/сек.

С учетом формулы (21) продолжительность сушки может быть записана в виде:

гс= %2

Сопоставляя значения и 113 выражений (18) и (21), могло заключить, что совместаое воздействие ИК-излученип и ионизировонно-.го воздуха при конвективной сушке существенно влияет на продолжительность сушки, которая также зависит от скорости .воздушного потока С"^)» элеюротеплофизических свойств высушиваемого материала (Е, е) и ряда других факторов.

В третьей главе приведены методика и результаты эксперимеп-

тальных исследований. Описаны специально разработанные методики и элементы экспериментальной установки для исследования процесса комбинированной сушки каракульских шкурок после' квашения их в заводской переработке.

Опыты проводены на Бухарском каракулевом заводе на экспериментальной сушильной установке (Рис.2), при широком диапазоне изменения параметров процесса и характеристик высушиваемого материала. Температура (Т), влажность (II), скорость движения (■Оц), степень ионизации (к^) и расход обдувающего воздуха (0); размеры, толщина (11), усадка Ш), энергетическая облученность поверхности кожевой ткани и другие характеристики до и после сушки опреде-

Рис. 2.'Схема экспериментальной установки для комбинированной - сушки квашеных каракульских шкурок. 1- заслонка; 2- вентилятор с электродвигателем; 3,10- измерители температуры; 4- азроионизатор; 5- высоковольтный источник питания аэроионизатора; 6- сушильная камера; 7- рамка с расстелянной шкуркой; 8- источник ПК-излучений; 9- направляющие блока №- излучателей; II- весовое устройство; 12- пульт управления с измерителями электрической энергии.

Изучение воздействия ионизированного Еоздуха на квашеные «курки показало, что при одинаковых параметрах высушиваемых шкурок, условиях и режимах конвективного влагоотбора, продолжительность сушки с использованием ионизированного воздуха сокращается на 18...24% по сравнению с сушкой без ионизации воздушного потока, удельные энергозатраты снижаются на 10...14% относительно существу щей технологии (Рис.За). При этом наиболее благоприятным условием сушки является обдув шкурок при температуре окружащей среды 298...310 К, без предварительного подогрева.

Рис. 3. Влияние режимных параметров на процесс сушки, а). Кривая сушки и = /(т) и температурная кргазая Т = /(г) ионйции (1,1') и с ионизацией (2,2') воздушного потока; 0), в), г). Зависимость продолжительности сушки соответственно коэффициента ионизации (5^)» скоростй воздушного потока плотности энергетической облученности поверхности.

<«в>

без

от и

повышении Ав>3.5 снижении #в<1

Эффективное зпачение коэффициента ионизации (плотность объемного заряда) находится в пределах ^=0,4...0,7 (Рис.36).

Повышение скорости обдувавшего воздушного потока (Ов) сокращает продолжительность сутки до определенных значений, но при м/сек эффективность снижается (Рис.Зв). При м/сек эффект конвективного влагоотбора резко уменьшается. Изменение направления Воздушного потока 'и положение расстила высушиваемых шкурок па продолжительность сушки не влияют.

При расстоянии между шкуркой и Генератором ИК-иэлучения Н=0,4 м рациональное зпачение энергетической облученности поверхности равно о,7..Л,О кВт/м (Рис.Зг.), т.к. при высоких значениях облученности появляется дефектность шкурок. '

Исследованиями характера усадки установлено, что при расстилке высушиваемых шкурок мездрой вверх на валкообразяо плетенной сетке происходит их частичная самофиксация за счет вхождения в контакт волосяных завитков с сеткой, в результате чего значительно сокращается величина усадки по сравнению с другими методами расстила.

При этом численные значения усадки определены по формуле:

Рс= (У0- АГМОС» (23)

где: площадь шкурки, соответственно до и после сушки, м2;

АР = **0-?с - разность площади шкурки до и после сушки, м2.

По результатам полнофакторного эксперимента и обработки их на ПЭВМ "Ш1 РС АТ/Х1'" получены следующие математические модели, адекватно описывающие продолжительность процесса сушки:

тонкомездровых квашеных каракульских шкурок

а'= 4.03 ,83^-52 .Б'6^1145,83^^10,8:^0,^

• + 751^-75^^ (24)

толстомездровых квашеных каракульских шкурок

1"= 4I0,46-I75q-Iв7kií-46,75tiв^I5qk1/¡^36,¿7q■вв+

+ 65,83^,^—77,874^ (25)

Решение уравнений (24) и (25) при условии Тн<315 К, и осциллирующем резтаю работы ИК-излучателей показало, что при плотности энергетической облученности q = I кВт/м2, коэффициенте ионизации &^=0,7...0,72 и скорости А =2,5...3,0 м/сек. воздушного потока обеспечивается рациональный режим сушки и максимальное сохранение товарных свойств высушиваемого каракуля.

В целом результаты теоретических и экспериментальных исследований хорошо согласуются между собой, ошибка опытов с вероятностью 0,95, не превышает 7...11%.

В четвертой главе приведены результаты производственных проверок н. расчеты технике - экономической эффективности использования экспериментальной установки.

Для выбора рациональной технологической схемы процесса сушки сравнительные исследования проводены в четырех вариантах, . критериальными оценками которых являлись продолжительность сушки, энаргоемкость процесса, усадка и дефектность высушенных шкурок. По результатам исследований принята технологическая схема, согласно которой сушку следует проводить при непрерывном обдуве ионизированным воздухом и осциллирующем рехиые работы источников ИК-излучателей с полным отключением их при снижении влажности до 20...22%. При этом в периоды отключения ИК-излучателей происходит теплообмен коаговоЕ ткани с окружающей средой и охлаждение шкурок за счет обдувл ионизированным воздушным потоком, что сохраняет ее от перегрева и способствует переходу внутренней влаги к зоне испаре-

ния. Кроме того, при облучении шкурки со стороны кожевой ткани одновременно происходит свободный теплообмен с окружающей средой и со стороны ее волосяного покрова, что предохраняет волосяной покрова от перегрева и способствует сохранению его товарных свойств.

Анализ теплоэнергетических показателей сушки, полученных в экспериментальной установке показал, что удельные энергозатраты на еуику сшгаепы до 4900 кДж/кг испаряемой влага или составляют 1100... 1*100 кДж/птт.

Качественная оценка сушки квашеных каракульских шкурок произведенная на основе производственных физико-механических испытаний, химических и гистологических анализов ВНИИМП (протокол МО-1/1248 от 28.09.88г.) показала; что существенных различий между опытной и контрольной партиями шкурок не имеется.

Оценка товарных свойств по существующей методике показала некоторое ее улучшение у опытно высушенных шкурок.

Применение разработанной установки позволяет снизить удельные затраты ручного труда до 30'...35%, повысить производительность труда в 3...3,5 раза. Экономический эффект составляет 0,367 т.руб/шт. (в ценах па 01.01.1994г.).

ОБЩИЕ вывода И РЕКОМЕНДАЦИИ

I. Процесс сушки квашеных карэ1<ульских шкурок, является одним то ответственных, наиболее трудо- и энергоемких в технологии первичной обработки. Сушка естественным способом на открытых площадках, сильно зависит от погодных условий ("сезонность"), протекает длительно, осуществляется вручную в яаркое летнее время, сопряжена с получаемыми дефектами шкурок до 15%; усадкой их по площади до 25%, что в итоге приводит к резкому ухудшению качественных показателей и повышению себестоимости первичной обработки шкурок.

Используемые в настоящее время сушильные установки, хотя и позволяют сократить продолжительность сушки в 2...5 раз и электромеханизировать процесс, в основном, неэффективны из-за значительных удельных энергозатрат, большой усадки по площади (до 20%) и зависимости от погодных условий.

2. Разработанный новый способ комбинированной сугают с использованием энергий неоднородных переменных электрических полей и ПК-излучения позволяет сшить затраты ручного труда на 30...35Ж, повысить производительность труда почти в 3,5 раза по сравнению с естественной сушкой, обеспечивает снижение удельных

затрат энергии по сравнению с конвективной и конвективно-радиационной сушкой соответственно на 18...243С и 10...14% и сокращение продолжительности процесса в 2...3 и 1,4...2 раза, способствует максимальному сохранению товарных свойств полуфабриката.

3. Предложенная математическая модель процесса сушки, характеризуйся степень ' влияния основных параметров технологического процесса на продолжительность сушки позволила определить их рациональные значения: энергетическая облученность поверхности I кВт/м2, коэффициент ионизации обдувающего воздуха О,7...О,72 при скорости 2,5...3,0 м/сек.

.4. Разработана методика расчета нестационарного тепломассопереноса и определены параметры сушильной установки для комбинированной сушки квашеных каракульских шкурок, позволяющая установить режимные параметры сушки для каждой смушковой группы высушиваемых шкурок.

5. Выявлена взаимосвязь между усадкой шкурок и методом их расстилки на рамах перед сушкой, выбран материал для выполнения рамы. Для уменьшения усадки рамы для расстилки шкурок выполняется с валкообразно плетенной металлической сеткой, шкурки на рамы расстилаются волосяной стороной вниз.

6. Экономический эффект использования разработанной телогаи сушки составляет 0,367 т.руб/шт. (в ценах на 01.01. 1994г-71 при удельной затрате энергии 1100...1400 кДж/шт.

' * ': Дальнейшие исследования необходимо продолжить в направлении совершенствования технологических параметров машин и оборудования для обработки каракульских шкурок на квасильных заводах.

Основное содержание диссертации опубликовано следующих

работах:

I. Раджабов А.Р., Рахметов Д.А. О некоторых изменениях площади квашеных каракульских шкурок при сушке // Механизация трудоемких производственных процессов в зоне хлопководства. Материалы научно-практической Конференции, Ташкент; 1992 г., сЛ22-123 ..

г.Раджабов Д.Р. .Рахметов Д.А. К вопросу комбинированной сушки квашеных каракульских шкурок. // Узбекистан Республикаси халк ху£алига тарыокларвда ресурсларни ва энергияни тежаи муаммолари буйича илмий-амалий конференция. Илмий маколалар туплами. Бухоро, 1993Й., 215-216 С. ~

3. Рахметов Д.А. Расчет параметров коронного аэроионизатора системы электродов "коаксиальные цилиндры".// Киплок хужалиги 1ялпб чнкариазда энергоресурслардан самарали фойдалгшиш республика

иймий-техника конференциясининг тезис лари. Тошкент,1993й.,49-50'б.

4. Раджабов Л.Р., Рахметов Д. А. Некоторые вопроси комбинированной сушки квашеного каракуля.// Кишлок хуасалигй ишлаб чикарйшида энергоресурслардан самяроли фойдяланш республика илмий-техника конференциясининг тезис лари. Тошкент,1993й. ,54-55 б.

5. Способ сушки меховых шкурок. //Ряджабов А.Р.» Рахметов Д.А. Предварительный патент по № 1Н ДР 9300395.1 (1466 ГФ).

"КоракУл териларни комбинирлаиган куритшнинг элактротохно-логияси" мавзуидагл диссертация шага (Рахмэтов Даврон Ахмедович)

АННОТАЦИЯ

Диссертация или ионлаштирилган хаво огдама ва йнфракизил нурларнинг Сиргэлшща тяьсиршзй комбинирлаш усули билан ошлвнган КоракУл териларни куритишни мукаммаллаштариига йагиитанган булиб, куритиш ясараенида махсулот сафатини яхшшгага ва анэргия сарфини камайтиритдок долзарб муаммоларнп хал щшяпга хизмат килади.

Ошааган коракУл териларни куритишшнг янги усули ва унинг параметра« клйматлврп, ионлаштирилган *аво онцми билан куритишда иссшушк алмашиниш коэффицивнтининг аналитик ифодаси, янги усул билан куритишда терннинг харораги Ва нашита узгарипшии жисойлаш услуби илмий шшинг солмокли натияасидир.

Мазкур дуриташ у су лини куллаш солштирма энергия (II...1455) ва кул мехнати (30...35%) сарфини камайтариш, куритиш даврини киске ртириш ва уни 2,5.. .3 соатда омалга ошириш, ясараення паст харо-ратда утказаш натютасйда олинадяган тэйер махсулот хаямини 5...7 фоизгача ошириш ва элэктродаханизацияни куллаш хисобига "мавсумий-лшС'ка бярхам бериш имконини берада. 1(бир) дона оиланган тери куритилганда олинадиган ицтисодий саморй 367 сумни (1994 Аил I ян-варга булган бахода) тащил зтада. йлмий ш натиталарига всосан опшанган коракул черплартш куритиш учун ишлатиладиган курилмз лойихасига технологии талаОлар ишлаб чжиягвн.

Диссертация вши рус талида озилган.

ANNOTATION

Oi Davron Alchmedovlch Rakhmatov's dissertation on subject: "Electric technology oi combined drying of astrakhan skins"

The dissertation Is devoted to combined drying of leavened as trakhan sKlns from complex exposure to energy of nonuniform alterating electric fields and lnfa-red radiations In oscillating mode and is directed lor solution or a vital problem as development oi power saving method oi drying upon conservation of finished products quality.

The most essential scientific results of work are develop-Eent of new drying method of leavened astrakhan skins and determination of its operating conditions, analitlcal derivation of expression for coefficient of heat exchange by Ionized air, methods of calculation or non-stationary heat and mass transfer upon proposing drying metod.

Developed technology of drying allows to reduce the specific .power consumtlori by 10...14% against existing, to shorten manual labour cost, to Increase the output of finished products by 5...7 SE owing to fulfilment of drying In soft temperature mode and reduction of shrinkage, to eliminate the "seasonal" drying. Efficiency make up 0.3G7 thousand roubles per article. On the groung of research results It was developed the request for proposal for drying plant for drying of leavened astrakhan skina. -

Dissertation ha3 written in Russian. It includes 118 pades of typewritten text, 105 references, 10 tables, 19 figures, 10 Appendixes.

P. Подписано л печати31 5 0*1 г Формат бумаги 00X84'/,«. Бумага писчая.

' Печать офсетная. Объем | п л- Тираж £Q экз. Заказ i*'°3,20

Отпечатано в Ишографии 1ЛСИ Ташкент, ул >1 Ки.тпса, 16