автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:ГИГРОТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЛИСТОВОГО ТАБАКА С ПРИМЕНЕНИЕМ ИК И СВЧ - ИЗЛУЧЕНИЙ

¡.пстл^ретш аказкго и срцг[гго специального образования рсфср московсгай! ордла тру- оеого красного знамени

ТЕСНОЛОГИЧГКЖ! ИНСТИТУТ П№1ВОЙ ПР01.МПЛЕ0ЮСТИ

ППТОТКРННЧВСКАЯ ОБРАБОТКА ЛИСТОВОГО ТАЬАКЛ С ПРММШЕИИЕЫ ИК И СВЧ - ИЗЛУЧЕНИЙ

Специальность 05« ШЛЯ - Процесс и л аппарат

пищеьих производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

На правах рукописи

Для служебного пользования

^«Аиптт №

Экземпляр А

УСАЧЁв4}ергеЙ Григорьевич

¡^еш

УЖ 663.973.051.1.085/043.3/

Мискш - 1963 г.

Гасюта выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени технологическом институте пищевой промышленности

ч

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Б.Я.Леончик

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки и техники РСФСР, доктор технических наук, профессор А.С.Гинзбург кандидат технических наук, доцент 0.Л.Данилов

Ведупая организация - Научно-проиэводствонное объединение по табаку и махорке.

Защита состоятся " 19ВЗ года на эаседа;ши

специализированного Совета К.063.51.6? Московского ордена Трудового Красного Знамени технологического института пищевой промышленности по адресу: 125080, Москва, Волоколамское шоссе, II.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан

1963 года.

Ученый секретарь специадиэироьшгаого Совета кандидат технических наук, доцент

__Л Л,: „Савина

ОБШ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЦ

Актуальность темы. Повышение эффективности сельскохозяйственного производства и качеству выпускаемой продук-щш за счет широкого внедрения прогрессивной техники и технологии, преду с;датрившошдх полнук механизацию и автоматизацию производственных процессов, является, как отмечалось в материалах ХХУ1 съезда КЛСС, Daicioii народохоэяйствешюй задачай.

Б табачном сельскохозяйственном производстве, основными этапами которого.являются гыравдтванне табака и ere послеуборочная обработка, на tni3itoi.i уровне находится ¡жеаниэащм наиболее трудоемких процессов: уборки, нанизывания на шнуры табачных листьев и ж: сушки, требумйх около СС/!-всех трудовых затрат в производстве табачного ецрьл. Все еще прододглет оставаться невысоким качество табака, чем наряду с высокоЦ ееоесг'сшшотья получения табачного енрья, объясняется низкал рентабельность табаководства. ■

Гпгротерг.тчеекая обработка - наиболее отаетственнш и слож-mil технологический процесс послеуборочной обработки табака,- во время которого необходимо не.только удагать влагу из листьев до требуемого технологического уровня, но я обеспечить физиологе-счюхиглическке да.-.геншдя его состава для получения высокого ка- ' честьа чирья.

. ; [о со верше пет во cyneCTiij'iatjtx способов шгро термической обработки тлбака сдергивает внедрение перспективной технологии механизированного табачного производства в непрерывном потоке, не всегда позволяет достичь■желаемого качества табачного сырья, т.к. вояд;о:^ноити этих способов, ее позванных на применении традиционных методов Toii':onoii обработки табака, в значительней мере исчерпаны.

Использование ноша истодов энергоподвода - эяектромагнит-

РГАУ'МСХА • ' > имена К.А. Тимирязева | ЦНБ имени Н И. Железном i Фонд научный литературы

ных излученийсверхдасокочастотного/СЩ/и инфракрасного /ПК/ диапазона при обработке различию: биологических продуктов ^озво-ляет иятеноифидароватЬ;^тешговуи обработку, повысить качество и выход готовой продукций Применение этих методов обуславливает непосредственное использование электрической энергии в техноло--гическюс процессах» что целесообразно" о учетом изменения в блн-жайше. года отруктуры энергетического Ааланса. '.

Диссертация: поовгацена решению актуальной задачи — -разра- '.:' ботке высокоэф^ктивных способов гигротермнческой обработки та. бака с применением ИК в СБЧ-мвтодов внергоподвода и реализации-;: ш в тешоло1^ескик охешх дасдауйорочной ос)рас1отки тайака.

Цель работы - исследование гигротершчеокой обработка табака с пршэнением Ш п сет-ивлучений ддя определения основныя ' , факторов и шроприят!й; сжюобствутадах- эффективному и рациональ--ному ведеяиппроце оса {разработка на основе экспериментальных я теоретических исследований методики инженерногорасчета термора-диаиионной установки для гигротермической обработка табака, - создание терморвдиационной установки. .

Н а у ч н а я н о ви э н а. Определены терьюрадиационные и электрофизические характеристики табачных листьев. Изучены особенности тепломассообмена при термической обработке табака ¿'применением различных методов внергоподвода* Пблученн расчетные со-отаошения, - позволяадие оценять интенсивность сушки табака в пери-• од фиксации цвета а сушш пластинки* Научно, обоснован и разработан новый способ послеуборочной'гигротержческой обработки табака с применением 1Ж-излучезшя /решение ЕйЗТПЭ'о внсаче авторского. свсдетельотт по заявке & 3456973 от 25„01.32г./. Экспериментально доказана возможность проведения гягротеркачесяоа обработки табака с лгтатене;п:ем сВЧ-пз лучения, определены р.и—.опальные парапет-

ры данного способа обработки /решение ШИШЮ о выдаче авторского свидетельства по заявке # 345003/13 от II.II.83 г. Л

, П р а к г и. ч е о ч а я ц в в ч о с г ь, С учетом корреляции тертрадиацаонних характеристик излучателей и ойлучаеиого материала выбрани рациональные ИК-генераторы. Равработана методика инженерного расчета терморадиационзо£ установки для гигро-тернической обработки табака, Споооб гигротериической обработки табака в применением ИК-иэлучения был попытан в производственных условиях к на оснопаннивтого уточнены параметры, режима. Разработано техническое эаданне на проектирование ошггно-прошшленной установка для послеуборочной гкгротерцическоЙ, обработки табака с применением .ИК-иэлучения, а таюта ее эскизный проект. Даны* рекомендации по осуществлению гигротершче скоЙ обработки табака в СБЧ-поле. • '.'■■''.-■ "

А п р о б а ц и я р а бот ы. Оеношыв результаты исследовании докладывались на научной конференции Профессорско-преподавательского и научного соотава ШИШ /1982г./, на конференции колодах ученых МГИПП /1983г./, ва Всесоюзной конференции "Проблемы энергетики теплотехнологии" МЭИ /1983г./.

П у б л т( к а ц и и. По теме опубликовано четыре печатных работы, ^

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав,.выводов И предложений списка литературы из 168 наименований и приложения. Содержание работа изложено на 194 стр., включая 119 отр.машкнопиского текста, 38 рисунков, 2 таблицы,' 21 стр. приложения. .

':,содашаш РАБОЙ. . ' .V

■ Впе рвой/глав« дана-краткая характеристика послеуборочной обработки табака, проведен анализ реализуемых спосо-

бов гигротермяческой обработки. ' ■

' •■Показано» что технологию послеуборочной обработки табака ■ нельзя рассматривать изолировано от процессов, соззершавднхся в табачных листьях при созревании. Табачный лист.состоит из листовой пластинки и проводящей системы, лредстаалещюй глашок кадкой, боковыми килиадо и черешком. Образованная листовой тканью я боковыми ответвлениями главкой яшо пластинка листа содержит 70.сухого вещества и определяет основную технологическую ценность продукта. Толщина пластинки у разных ботанических сортов находится в пределах /0,09;..0,15/ х Ю-Зм. Тлавная жилка табачных листьев, имеющая толцсну /2,*0.. .10,0/ х и состав-

ляющая 20...30^ общей массы листа, оказывает тормозящее влияние па интенсивность процесса сушки табака и ее продолжительность, так как является наиболее трудаовысушваешй частью листа.:

Исследованиям технологических особенностей гигротермичес-кой обработка табака посвящены работы А.И.Смирнова, Г.П.Волгу-нова, П.Г.Асыаева, А.Г.Петренко и др.' Обработку табака, , в связи с его специфическими свойствам, при интенсивных способах подвода теплоты в высушиваемому материалу делят на два основных периода: в первом производится »¿иксация цвета и сушка листовых вдасти-нок, во втором - досушка главных эшлок. Величина потоков теплоты, подводимых к материалу в первом и во втором периодах, значительно отличается. 1 , 1 ■ '

Проведенный анализ способов послеуборочной гигротершчес- . кой обработки табачного о ирья, исяользувдах традиционные метода подвода'тсплоты, показал, что они могут быть в некоторой степени усовершенствованы за счетмеханизации отделышх процессов, ...

* ' ■

пртаенеюк лоБгсс коистр^здЗ;, суц:;.ток к т.д., одгако, при зиачн- ^ тельной росте объклов ваг/гаа тас&'зюгс сырья ^ повжегсг;: тре5о-

вашШ к качеству продукции, такие меры'не могут удовлетворить

потребностей производства и тормозят развитие сырьевой баз и. До*

зсазано, что перспективным является применение ИК и СВЧ-излучений для гигротердаческоЕ. обработки листового табака, причем .применять их целесообразно в начальный период обработки.

Основным преимуществом ИК п СБЧ-энергоподводов является то, что в отличие от традиционных мотодой энергоподвода, ири которых .энергия аккумулируется на поверхности материала и'распространяется оттуда к более глубоким слоям, при новых методах тепло генерируется непосредственно внутри материала. Это обеспечивает быстрое и равномерное нагревание по всему объему материала. Вы- \ сокне скорости нагревания и аномальное распределение температуры позволяют создавать высокопроизводительное оборудование с небольшими размерами. Процесс отличается гибкостью и может быть реализован на поточных а.автоматизированных технологических линиях.

Создание рациональных терморадиационных и сверхвнсокочас-тотных установок возможно только па основе теоретических и экспе- ■ рциентальных исследований. При исследовании взаимодействия ИК и . СВЧ-излучегаш с конкретным продуктом необходимо учитывать его специфические физико-химические к биологические свойства, кото-■ рые являются основными показателями качества и накладывают ограничения па выбор параметров режимов обработки. Поэтов выбор рациональных режимов облучения в технологических процессах должен . производиться на основе детального излучения комплекса сосйетв, облучаемого материала н в первуо очередь их электрофизических и терморадиационных характеристик, а также с учетом распределения --. потоков излучения в рабочей камере. ' }

. В овязи о этим бшга определены задача дясеертадаи: - ' *; ' ^ - изучить особенности, тешюмасоообменз табачных листьаи дрц раз-^Д личных споообах ьнергоподвода; ''■ ■ ¡!

- исследовать терморадиацноюше и электрофизические характерис-тшш табака в зависимости от длины волны, вла-лости, толпе гни слоя, вытошенности} е . -

- оценить влияние параметров .режима обработки при высокоиктсн-сшзных способах энергоподвода на эффективность процесса и качество конечного продукта; , .

- на основании результатов исследований обосновать рациональные параметры режимов дня проведения гигротермической обработки табака с использованием Ш и СВЧ-излученпЙ;

. - разработать методику ¿шзеенерного расчета терыорадиациокной установки и создать установку' для териорадиацноиной обработки табака. /

Во второй главе представлены результаты исследований термической обработка табачного сырья различных ботанически* сортов, подвод теплоты к которому осуществлялся кон, вективно, ковдуктивко н терморадиацией. В качестве объекта исследования был принят скелетный табак распространенных ботанических сортов: Юбилейный 8, Трапезонд 219, Остролист 2747, Шдтагкй 580, являющихся основными в табаководстзе черноземной зоны СССР Поскольку,.одним из главных внешних признаков, характеризуйте: качество табака, является его окраска и наибольщу» товарную ценность представляет сырье со светло-аелтой ровной.окраской, то' предварительный выбор рационального-режима обработки проводался исходя из этого показателя.

Установлено, что при зысОкоинтенспБном способе:энергопод-

к Ф г " "

воды кинетика обезвоживания лссле^.гемшс скелетных сортов табака практически не отличается. Однако, ка сгадшх тог.-леши бодге гг-сокоЗ скоростью то:*леш:ял равномерностью Бсгелчиэанкя отлгчакт-сл тлбаки Юог^теЛны!! 6 к ^ункыЛ Поэтов ирл обработке" получала кшислеэ гисс::о^т-1естРс:п:ог т.1йа*.;:се *3 -с.¡ьаеГ:-

,'■,'-'-- * 9

шем опиты проводились преимущественно о табаком этих сортов.

Результаты исследований гигротершческой обработки табака-при высокотемпературном конвективном энергоподводе согласуются о лслучшшми ранее Даннымл Г.В.Налнвко. фиксация цвета табака должна проводиться в одиночном слое при Т=373...393 К и if =5... ■ 50# в течение 360...600 о. . •

Па практике сойлццение такого теки алогического реяима обработка вызывает значительные трудности. Часто на стадии Гшсса-шш цвета происходит запаривание материала, чем объясняется выход" до 9-IOiS табачного ецрья 4 сорта, а необходимость досушки пластинки табака тонким слоем 1-1,5 лийта приводит к пересуши-вшш.о листовой пластинки,' Лист становится хрупким и в результате потери сырья за счет ^орштурообразоьатит достигают ЕЙ.

При подводе теплоты кондукцией технологически благопрьят-'ние результаты достигаются в случае обработки табачных листьев в одиночном слое на гршидей поверхности, имеищей температуру тшв "443-453 К. Изменение Тшв> в незначительных пределах оказывало решающее влияние на результаты термообработки. Так; пластинки табачных листьев, свободно ле;;адих на грещей поверхности Тша ='443-453 К высушивались за 240-270 с, сохраняя при этом ■ светлуй, ровную окраску. Понижение Тпов дп 423 К приводило к . увеличению времени фиксации /540 с/. При увеличении Тяст до 473 К в местах соприкосновения'с грешей поверхностью на плас-Tiaie листа появлялись ожога, а время ее высушивания снижалось незначительно / . ?*=210-240 с/. Существен!;«1* недостатком при атом является полистная раскладка табачных листьев по гретый поверхности, т.к. в случае увеличения тоадаиц слоя листов затруднялось удаление влегг кз меилистного пространства и происходило запаривание материала:

Тердарадиационные характеристики листьев-табака .в ИК-ютер-

0,4 0,6 1,0 2,0 3,0 5,0 Ю,0 Л.юш

. ' / РисЛ.Замсямость спектральной яоглоцателыой способности табака от длины - воднц. Терморадиационние характеристики излучателей. . ■ Табак "ЮбилеЯгой б": I - три листа, скрасйа свстло-зелтая, IV ?=355& 2 - одам лист, окрасга светло-желтая, 11/С=3555б; 3 - одэт .тлст, окраска свстло-кслтая, 4 - сдан лист, окраска'светло-зеленая, IV =355^6._ * ■ ' : Излучатели /спектры излучения,- 5 - КИ-220-1000; б - ТЭН. ■ м

вале длин волн ^ =0,4.15,0 жм били изучены в сцектрофото- ■ метрической лаборатория 1ШЗШ. Определены отражательная Í?a , пропускательная 7д и' поглощателышя J}^ »I. - / +Тх / способности листьев табака, шевдих разную влажность, окраску, толцпну слоя.

£ изученной области спектра табак обладает селективными оптическими свойствами /рио.1/, характерными для; влажных продук-, тов растительного происхождения. Полосы селективного поглощения ' вблизи 1,45 и 1,95 ыкм соответствует поглощении ИК-лзлученпя влагой табака, а полоса поглощения при длина волны А =0,68 дом для слабо вытопленного табачного листа со светло-зеленой окраской /кривая 4/ соответствует поглощению хлорофиллом, .

Согласование терморадиационных характеристик показало, что на стадии фиксации цвета табака предпочтение следует отдать темным излучателям, т.к. в этом случае происходит более эффективное поглощение Ж-яз лучения тонким слоем табака. . ' . Применять ПК-нагревание табака следует в начальный нериод его обработки, т.к. по мере обеэьозд&ания материала эффективность использования ИК-генераторов снижается. Увеличение толщины слоя табачных листьев, как показала органодептическая оценка, ' сникало качество обрабатываемого сырья. Уже при слое в два листа происходило запаривание табака, a нижний лист не фиксировал цвет и приобретал темную окраску. Несмотря на' то, что плотность падающего потока излучения /Ер/ от светлцх излучателей в несколько раз больше, чем от темных, интенсивность обезвоживания материала отличалась незначительно, Фиксация цвета табака,, облучаемого оветлыми излучателями, происходила за.160,.,200 о. Температура пластинки и жидки листа измерялась .термопарами в кошлек-. те с п'тенщоштром.ксп^. Темпрература'иласт1пп«1 табачного лис-' ,та возрастала в течении' Своего периода обработки. На кривых киае-

тики нагреван;ш практически отсутствует период постоянной теше ратури материала /рис.2/. Темп нагревания материала в случае облучения его различными Зи-генсратора:,:п существенно отлшачется. , Обеспечить-высокую равно: юрность вгсул:ванкя листовой икастппгл за счот применения светлых излучателей ¿ьию труднее, чем применяя темнис. - .

Вшеприведепнке данные, с учетом терморадшндаонных характ терястик табака и спектрального состав ИЧ-иэлучешт, позволили произвести окончательный выбор. НК-гсиератэра и рекомендовать ТШы /Т=б96+20 К/ в. кечестве излучателей, для гдгротершческой обработки табака с применением ¡Щ-иэлучения . '

Применение: ИК-знергоподвода сокращает длительность фик--оации цвета и.сушки пластинки табачных ллстьеи. Интенсивность ,. сушки листовой пластингл значительно вше интенсивности сунна: главной жилки. Таким образом, притенена» тершрадиационного ■ нагревания позволяет интенсимтаровать процесс суигси лпетоэо!! : пластинки. Пластинка листа становится практически су::оЯ в тс врем, как среднее влагосодеркаюге табачного .с:ста / \л/с / сли-жается только-до'120...15С£. . .

, Окраска сырья, полученная в 1ц?оцессе то.млеиня,' хорошо сохранялась дри.Ер=0,3 Х-10^ Вт/1^. У табака, вытопленного до , пожэлтения 1/5 листовой пластинки н голеадего тешгузо зелень, •' после фиксации цвета ИК-излучение.м тешая-окраска не исчезала. Сырье•ей светлой, ровной окраской получали в случае фиксации " цвета табака, вытомлеиногс до исчезновения те:люИ зелени и пожелтения не .менее чем на 2/3 листовой пластшш:. ., " /'

Определение рационального [«¿гима облучсяия проводшюс*. на оснований изучения клнзташ нагревания и суши табака. Совмезт-ное рассиотрение гзмеиеппн Т и IVе ьо Бремени позволило установить,-что в начальной период обра^отш; тег.трг.тура пластшпэг

asa

353

313

' 400 300 200 ---y--------

■ 2 I

f ..... ^-«..i ^

О 140

60

120 ;';. leo 200 с, о

Pjtc.S.Kpimite суйкл и тсг.мсратурние кривее табака при TS?:.-ofraEaimo»íiou нагревании: I - свет-■ ^ : zuii излучатель /К^.бхГО4 Dt/m2/; 2 - тем-с ■;. h'Jí! излучатель /^=0,3x10"* Вт/му..

303

S5Ü

3X3

г<

400 эсо 200 • 2 I

к

f ( >----и M 2

í nJ 'O-—

0 : 40 80 120 160 200 . £ с ' Рис.3.Кривы« сушки и температурные кривке табака: ... I ^ обдумемие в две стадии; 2 - облучение,EL■ ■■*.:■■ =0,3 х I04 Вт/м2.

' 14.

Листа, возростает до определённого предела, а затем в течении некоторого времени, характеризующегося интенсивной влагоотдачей, остается примерно на одном уровне. Этот предел достигается, за .. .

=50..,60с. В этот период времени увеличение Ер до 0,5 х Ю4 Бт/м2 не вызывало ожогов плаеппаш листа. После испарения слабоудерялваемой "свободной" маги, тедаэратура материала вноеь повышается. По мере обезвоживания.материала высокая плотность

■ падающего потока излучения обуславливала появление ожогов листа, поэтому после облучения материала в течении 50...60 с уровень Ер снижался. 0

Фиксацию цвета и сушку пластинки табачного листа проводили в две стадии. Лучшие результаты были получены при облучении ^ табака на первой стадии в течении 50...60 с нри Ер=/Р, 4... О,5/х Ю4 ВтД^, а на второй - Ер=/0,2...0,25/ х Ю4 Зт/ы2 в течении .

210...270 с. Из рис.3 видно, что двухстадийное облучение позво-¥

лило уменьшить температуру пластинка листа. На продолжительность термообработки это сказывалось незначительно. /С =270...£30 с/, но в то же время нагревание' в течешш 360. . .420 с не внзнвалс.

■ ожогов пластинки листа. .

■ Вышеприведенные исследования позволили предложить э(К«к- ■ тивный способ фиксации цвета табака, оснований на облучении топкого слоя /1..Л.5 листа/ 1К-излучениек, ■ и получить данные для реализации его в производственных условиях.

Экспериментальные исследования на опцтно-лроътшггезшо^ установке подтвердили ранее полученные результаты, позволили уточнить параметры процесса и 01;енить эффективность данного способа термообработки табака. . " .

£дптельнос:'Ь обгаботнд прл тех ;:е условгя:: облучеам сок-.рглвда&ь'до'21С,..2-:0.с* ■ . '

И ¡^у.тьтато "км'ггет^лгя1 в устедез?;:;- гсго возила

/Т =349.. .С53 К/ я двухстороннего облучения материала возможна _ термообработка табака в слое 2-3 листа. Продолжительность процесса по сравнении с (фиксацией в слое I...1,5 листа не увеличилась и составляла 210...240 с. При этом плотность подающего подтока- на перзой стадии облучения, как с шсшей, так и с верхней . стороны слоя составляла /0,4...0,5/ х 10^ Вт/м2, а на второй . стадии /0,2...0,25/ х Ю4 Вг/м2, При фиксации цвета табака ПК-излучением необходимо сохранять сравнительно'тонкий слой мате-■ риала /1-3 листа/. Фиксировать тоет следует па горизонтальной участке транспортера, скорость движения среда не долзна лрош-шать0,5 1

Установлено, что в начальный период последующей досушки авлки табака /1,8.. .2,4/ х 10^ с не следует увеличивать толгщну слоя табака более 0,06...0,10 м. В дальнейшем.это ограничение ■отпадает и толщина слоя табака'может составлять 0,3.,.0,4 ъи Температура а, влажность воздуха в период досушки табака: "=349.. 353 К, у =5.. Анализ образцов, проведений по обцепрпдя-ткм метсдисам в НПО по табаку, и ыахорке, показал,' что при г*..*-ротермической обработке гаошса с пр;п,;енонг»ч ЦС-иэлучошщ моет , быть получено сырье удовлетворительного качества, не уступаю |ее сырья.традиционные способов обработки /таблица I/,

В третий главе дано окисаппе техники, к методики исследования обработки табака а поле СВ'1, приведены результаты эксперикекталыпос исследований,

С целью получения данных об изменении электрофизических ' характеристик табака прл его термической оСраСотк«: йт прд-лепен калориметрический метод, позволшхей! определять -;гк?;пеское поглощение энергии г.гьте риалом в том ддапазс:!« частот, ь котором происходит его-те^;.=лесг^л обработка. ' .

Таблица I. Дегустационная оценка и технологические свойства табака.

," . Наименование Дегустационная оценка : диалогические . сво;.-'Тва

Ароьат : 1ип : * + : Кве- : 1алл по: ъалл * иость * вкусу * : : с : Сутг.£ .7словшй:йяаго-балдта* расход "емкость

;; • I. Юбилейный 8, л.4, Т.З., скелет- 18,9 ср. 19,0 37,9 692 18,0 ■: тошение в гармане, ИК- . ны£ фиксация, досушка при

. : 363 к. ... • ■■■ч ..'■'"'. чЧл^Л'

*.'.;; 2. ШмейшК 8; Т.З., л.4, - ' И,7 , . • . 57,6 730 . 13,0

.. Еалк-Кгрикг _; ■_..'. Г'.';'■'-V"' • ■■ ■ ' '. .•

3. Е<£лейН!£ В, Т.З., л.4, -и- 1С,5 -V 12,5 . 37,0 741 18,2 "

- .• •Солнечная сушка <.,-■■"•■■- ^„--^Л1-' '"-'/_-'. " "л"-';.;:;'.:'"'" '■ ; '

Т.З. - техническая г*;елость; ■■ л.4.-ломка четвертая.-.

■■.■■'.'СП ■

' '.Относительное,изменение суммарного фактора потерь ¿сс '.приведенного к сушарноцу фактору потерь "сухого табака ¿со будет равно: '

С со

&Се/б Г) '

с •.

/I /

где 4 - суммарный фактор потерь влажного материала;

С,Со _ соответственно теплоемкость влашюго и сухого ьа- ' териала; Дз^кгК; Г/Г° - плотность влажного V оу- .■ , хого тйбака , кг/мР{ (лТ/}(лг)о - усредненные - значения скорости нагревания влажного и сухого табака, К/с. > Оно позволяет оценить изменение, электрофизических харак- • теристше.табака при его термической обработке. Применять СМ-:1гзлучение наиболее целесообразно в начальный период обработки;! -при максимальном влагосодарханни, например, пр*: фглсацш цвета? ■габака. - , .'■' > •

Олределяэдео влияние па фи::сацио цвел- табачгше лисъ >ев* '..'оказывал уровень подзодш—£ к штериалу яэд-шкпости/ Р) /.

Фиксировать цвет табачных листьев, расположенных в I..Л,5. листа, удавалось в том случае, когда Рт _ составляла болео . .10,1 Вт на ТО"3 кг. Длительность обработки слоя табака 1,..1,5. листа в СВЧ поло составляла 180...300 с. В случае обработки менее 180 с, ^иксадаи цвета /закрепления окраекц/ табачшл листьев не прбиоходгою. ' '''■'..

Обработку более 500,с проводить нецелесообразно, т.к. при плагоердержалии табака менее \а/с =100# резко сшсгдется количество С1Я-энерг»т, ш>глон;аемо11 материалом. . ** "

Установлено, что термическая обработка табачное листьев в СБЧ-поле, обуолоаленпая селективны; т поглощением эцеогии а*<:Иг;о-

магнитного поля неравномерно.распределенной влаги в исходном ' сырье, обеспечивает равномерное высушивание табачного листа, ■'. значительно сокращает длительность обработки /за счет умеиыае-ния длительности досушки главной килкн табачного листа/, улучшает к-чество табака /за счет инактивации ферментов табака в '.. ГШП СВЧ/ и позволяет увеличить объем табака. Эти результаты исследований составляют основу, содержания нового способа гкгро-

• термической обработки табака о применением СВЧ-излучения.

В четвертой главе рассмотрены особенности ; тепломассообмена при термической обработке табака с применением

• различных методов энергоподво^з. Для условий естественной конвенции значение коэффициента маесообмена; р может быть найде-

■ но по зависимости:

Г ^-ОММ^" ', ; . /2/

где Л/и/п * Ргт и Яг - массообыешше числа Нуссельта и

Прандтля, число Дроошеда.

Приведенные на рис.4 экспериментальные точки расположены вблизи кривой, рассчитанной по соотношению / 2 /.-Расчет интенсивности массообмена в период постоянной скорости.сушкя табачного листа при конвективном энерго подводе /свободная конвекция/ по соотношению /2 / может осуществляться с относительной погрешностью, не превышающей 20%.

Для расчета кинетики сушки на стадии фиксации цвета та- -- бака при различных опособах внергоподвода ранее.предложены со—, отношения:

... - в первом периоде суши ■ °

..../3/

•—• во втором периоде оушки ■

eo

70

eo

50

о __ о

—-Ó""". 1 -о

:<>*—' 7 ° *

; 20

30

4G

50 60 70 SOÇHrt'ijxîO

рис.4*Сраэне1теЛ^/°/» полученного на основании экспериментальных данных по сушке табака'при конвективном энергоподводе, с расчеташиМи • -

wi%

400 300

200 IO0

О « о© «Ко о\в

у* •-в о\ о

Г^й о

ti of-. 1

• О 100 200 ЗСО '400 5СО .600 Т.% Ргс.5.0<3о(5деяная крявал хгаетдся су^кл

У*Р<

По результатам наших исследований относительный ноэ^фида-ент сушки, зависящий от свойств материала, его начального илаго-содержания и определяемый из опытной кривой сушки находится в пределах ^ =/50...90/ х 10~5.

Кривые сушки табака, полученные экспериментальным путем при различных режимах обработки, в системе координат IVе-совмещаются в единую обобщенную кривую кинетики.сушки /рис.5/.' В результате обработки опытных данных методом наименьших квадратов на ЭШ "0дра-1204" была получена зависимость:

Й/*-491,4.- 0,97 /УГ/ + 0,0006 /а/Т/2 / $ / . Среднеквадратичное отклонение не превышало.

Рассштрешге зависимости Г » ^ / и / при различных способах знергоподвода позволяет выявить основные закономерности процесса тепломассообмена при оушка табака / й. - влагосодер- , жание, 1!Е-кг/. Количество теплоты, затраченное при сушке на нагревание материала и испарение влаги определяется основным уравнением кинетики-сушки; . *

¿и л лП / 6 /

й-ГоИггГ^(ьщ)

Зависимость мех;ду А0 и влагосодержанием материала Щ монет быть описана выражением ; *

¡и ' ^ ехр[~п(й'йх)у ■

Результаты наших мссиериментов лозволига кадти величину /у и козг^ищпента Л . /7 не зависит от релаэда термообработки,. ко изменяется при разных сьособах эпергеподкеда. При конвектив-

нш нагревали:; о;г равен-й,1о, при терморадиакеонноы от светлых излучателе"■- 1,1, от теьшых - 2,3, Коэффициент Л увеличивается о ростом исходного плат о содержания материала. Полученные зиа-чгния Я находится в интервале : Я *0,1 ... 0,6 - конвективный энергоподвод ¡Я = 0,05 ... 0,03 - те^злорадиашошшй оиергопод-вод от светла излучателей и Я 4 0,05 ... 0,1а от темное.

В главе п я т_ о II изложены дашше практического использования результатов исследований. Цредлоаена методика инженерного расчета ПК-установки для гигротермическсй обработки тесака. Расчет технико-экзио.мгческой эффективности от внедрения пггро-■ тсршческой обработки табйка с применение» ИХ и СШ-излучекий произведен на основании рекомендаций по определению экономической эффективности новой'техники для шглевых отраслей промышленности, За базовое оборудование в случае применения ИК-излучеяия принята, сусшльио-феркеитахаюнпая установка. СевдаеыьЛ годсвсй эконоюте-ск1гН эффект от применения 1П>устано1 кн на сугшлыю-<1-оркептацион-нон производстве / СФП / составляет руб^ч / а СЖ вхо,глт ■

три суппитьно-Т-ер^еатадпонныс установки /.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В работе представлены результаты исследований термической обработки таоака при разных способах энергоподвода. Проведен ¿х сравнительный анализ.

2. Впервые получены данные о терморадиашонных u электрофизических характеристиках табачных листьев, о учетом которых обоснованы рациональные payait послеуборочной обработки табшса. Установлена зависимость характеристик от длины волна,' тодцины .; слоя и влагосодерсканки на стадии фиксации цвета.

3. Наследованы особенности тепломассообмена при термической обработке табака с применением Ш-излучения. Устанозленк ; зависимости интенсивности сушки и нагревания табака от параметров процесса и определен рациональный реяим обработки.

4. 1'эучено влияние параметров редита- и конструктивна раз меров на эффективность * работа Iffi-установки.

5. На опытно-проыыпшенной.установке подтверждены результаты лабораторных исследований.

Предложен новый способ послеуборочной гигротермической

обработки табака с применением ПК-излучения. Анализ свойств и

состава образцов, полученных при этом способе обработки табака

о

показал, что полученный продукт по технологическим свойствам и химическому составу соответствует технологическим требованиям.

С. Впервые подучены дашше'об.обработке табака в СШ-шле На основании этих экспериментальных данных определена зависимость интенсивности процесса от параметров режима. Изучено вдая axe электромагнитного излучения в5 качество и объем материала. Предложен перспективный новый способ гигроте^шчесхой обработки табака о применением СВЧ-излучения.' ■■'■.■'■'

7. Установлены новые закономерности тепло- и mccoocit.;ciia при гнгрогсрглгческой обработке табака, на основании которое раз-^ работала ь;стод:1ка гпи.тенерного расчета тершрадаашгопноИ установки. ■ ■ •

8. Выполнено технико-экономическое. обоснование предлагаемо: новых спосооов гигротермпческой обработки табака.

2. Разработано техническое задание на проектирование опит-но-проишлеииой установки для послеуборочной гнгротерг.зг;еско!1 обработки табака..

ХО.СгзддаэмиЙ годовой эконсюгчсскнй э£$ект от применения-Ш-установки па ОСП составляет 223S3 рубля.

По темо диссертации опубликованы работы;

1. Б.И.Деончпк, С.Г.Усачев. Тепломассообмен при гигротермичес-1 кой обработке табака после уборки.. Известия вузов СССР, Пи-

вая технология, IGS3, о. 81-^3.

2. Б.И.Леончик, А.И.Сорокин, С.Г.Усачев, А.А.Драгунов. Повышение ■ эффективности термовлакностной обработки материалов за счет

применения солнечного, ПК и СШ излучений. Сборник тезисов ' Всесоюзной ночной конференции "Проблемы энергетики тепло-технологии", МЭИ, 1983, с,42.

3. С.Г.Усачев, А.И.Петрий,Г. В.Наливко, Б.И.Леончик, В.М.Ларичев. Способ обработки табака. Решение ВНШГПЭ о ввдаче. авторского свидетельства по, заявке па изобретение Jé 3455076 от 25.OI.83r.

4..Б.И.Леончик, С.Г.Усачев, Ю.К.Губиев, А.Ц.Мальцев, В.А.Федо-. 'теюсо, И,П.Дьячкнн, А.К.ПеТрий. Способ подготовки Ta6aica к ; £ер:.:снтс.щпг. Репеште ЕЕБ2ГПЭ о выдаче авторского евпдетельст-• ва по'заявке на ызобргтсиие.;« 345003/13 от П.П.ЬЗг.

ОТПЕЧАТАНО ВО ВННИмитчашп -.'■'.' Злк.Н'З Тир.IDO