автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности сушки семян рапса с применением электромагнитного излучения

4852765

ТАНЕЕВ Ильдар Рафамлсвич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СУШКИ СЕМЯН РАПСА С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Специальность: 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

8 СЕН 2011

Уфа-2011

4852765

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Башкирский государственный аграрный университет» (ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ»)

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Масалимов Ильгам Хамбаловпч

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

заслуженный деятель науки и образования РФ Артемьев Владимир Григорьевич

кандидат технических наук, доцент Самигуллин Анвар Сайфуллиновнч

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Челябинская государственная

агроинженерная академия»

Защита состоится 23 сентября 2011 года в Ю00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.003.04 при ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» по адресу: 432980, г. Ульяновск, б. Новый Венец, д. 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан и размещен на официальном сайте ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» www.bsau.ru «19» августа 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук 7 С.Г. Мударисов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Ведомственная целевая программа Министерства сельского хозяйства Российской Федерации «Развитие производства и переработки рапса в Российской Федерации на 2008-2010 годы», а также государственная программа развития сельского хозяйства РФ на 2008-2012 годы предусматривают увеличение производства рапса в России. Рапс относится к культурам, которые обладают большим потенциалом использования, как в сельском хозяйстве, так и промышленности.

В настоящее время в сельскохозяйственной практике рапс, как кормовая и техническая культура, приобретает все большую значимость. Рапсовый шрот, жмых и зеленая масса рапса являются ценным высокобелковым кормом. Посевы рапса позволяют улучшить структуру и плодородие почвы, а также уменьшить засоренность полей. Кроме этого, рапс является источником высококачественного пищевого и технического масла, которые широко применяются в мыловаренной, текстильной, металлургической, полиграфической, кожевенной отраслях, а также для производства экологически безопасного биотоплива.

Одной из важнейших операций технологии возделывания рапса является послеуборочная обработка семян. Обусловленные неравномерностью созревания, разнокачественные семена рапса имеют исходную влажность 15...25%, в то время как кондиционная влажность составляет 7...8%. Вследствие высокой влажности и масличности семена подвержены окислительным изменениям и микробиологической порче. Поэтому для сохранения высоких посевных и технологических качеств семян рапса необходимо проводить своевременную сушку. Из-за отсутствия специального технологического оборудования сушка семян рапса производится на зерно сушильном оборудовании. Однако существующие зерносушилки не полностью удовлетворяют требованиям, предъявляемым к качеству высушенных семян. Используемый на существующих сушилках конвективный способ подвода теплоты характеризуется большой инертностью, приводящей к перегреву семян, не обеспечивает равномерность высушенных семян. Существует необходимость специальной подготовки и замены некоторых рабочих узлов зерносушильного оборудования для сушки рапса, при этом производительность по рапсу составляет лишь 50...60% от производительности по зерновым культурам. В связи с этим, исследование процесса сушки семян рапса, направленное на решение проблемы сохранения качества продукта и повышения эффективности процесса сушки, представляется актуальной задачей.

Работа выполнена в соответствии с планом НИОКР ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ» на 2010-2015 гг. «Разработка энергосберегающих, экологически безопасных технологий и технических средств для сушки и сортировки сельскохозяйственных культур» (регистрационный номер 01201060414).

Цель исследований. Повышение эффективности сушки семян рапса путем совершенствования технологического процесса сверхвысокочастотной (СВЧ) сушки и обоснования режимов работы СВЧ-сушильной установки.

Объект исследования. Технологический процесс сушки семян рапса электромагнитным излучением.

Предмет исследования. Закономерность процесса сушки семян рапса электромагнитным излучением с продувкой в псевдоожиженном слое.

Методика исследований. В теоретических исследованиях применены основы теории сушки коллоидных капиллярно-пористых тел, положения теории тепло- и массопереноса, основы теплотехники и теория электромагнитного поля. Экспериментальные исследования в лабораторных и производственных условиях проводились в соответствии с действующими ГОСТ, ОСТ и разработанными частными методиками, а также с использованием теории планирования многофакторного эксперимента. Основные расчеты и обработку результатов экспериментов выполняли с применением методов математической статистики и регрессионного анализа, прикладного программного обеспечения в виде офисных программ общего назначения и специализированных математических пакетов.

Научная новизна работы. Разработана математическая модель процесса сушки семян рапса электромагнитным излучением СВЧ-диапазона, численная реализация которой позволяет установить характер изменения температуры и влажности по времени и радиусу семени.

Получены закономерности влияния режимных параметров (мощности СВЧ, исходной влажности и температуры нагрева семян) на кинетику сушки.

Предложены СВЧ-сушильные установки, имеющие новые конструктивные исполнения, подтвержденные патентами РФ на полезные модели № 81567, № 77950 и на изобретение № 2380632.

Практическая ценность. По результатам исследований создана СВЧ-сушильная установка, которую можно применять для сушки семян рапса и других сельскохозяйственных культур. Разработана методика определения и рациональные режимы сушки семян рапса для семенных и для технических целей.

Использование разработанной СВЧ-сушилыюй установки при сушке семян рапса позволяет получить готовый продукт с требуемым качеством при удельных затратах теплоты 4,1 МДж/кгыаги, что на 24,1% ниже по сравнению с сушильной установкой СК-2.

Годовой экономический эффект при сушке семян рапса составляет 628,52 рубля на 1 т высушенных семян.

Реализация результатов исследований. Разработанная СВЧ-сушиль-ная установка была исследована и внедрена в производство в ООО МТС «Илишевская» Илишевского района Республики Башкортостан, где она применялась для сушки семян рапса.

Апробация работы. Основные научные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях - международных: Челябинской ГА А (Челябинск, 2009, 2010 гг.), Иркутской ГСХА (Иркутск, 2009 г.), Башкирского ГАУ (Уфа, 2010 г.); всероссийских: Башкирского ГАУ (Уфа, 2008-2010 гг.), Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова (Саратов, 2009 г.); межвузовских: Мордовского ГУ им. И.П. Огарева (Са-

ранск, 2008 г.). Работы, выполненные по теме диссертации, участвовали в конкурсах и грантах: Всероссийский открытый конкурс достижений талантливой молодежи «Национальное Достояние России», 2009 г. (диплом II степени); «Национальное Достояние России», 2010 г. (диплом победителя, золотой знак отличия); конкурс молодых ученых и молодежных научных коллективов на соискание грантов Правительства Республики Башкортостан, 2010 г. (выдан грант на проведение научно-исследовательских работ).

Результаты работы демонстрировались и были отмечены на выставках и форумах: XIX Международная специализированная выставка «Агроком-плекс-2008», г. Уфа (диплом II степени); III Инновационный форум «Российским инновациям - российский капитал», г. Ижевск, 2010 г. (диплом); Российская агропромышленная выставка «Золотая осень», г. Москва, 2010 г. (золотая медаль).

Публикации. По результатам работы над диссертацией опубликовано 16 работ, в том числе 2 патента РФ на полезные модели и 1 патент РФ на изобретение, 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Общий объем опубликованных работ составляет 4,9 п.л., из них автору принадлежит 2,8 п.л.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 156 страницах машинописного текста, содержит 70 рисунков и 18 таблиц. Список литературы включает 145 наименований, в том числе 17 - на иностранных языках.

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

- математическое обоснование процесса сушки семян рапса электромагнитным излучением СВЧ-диапазона;

- конструктивное обоснование СВЧ-сушилыюй установки;

- экспериментальная оценка рациональных режимов сушки и их влияния на показатели качества семян.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрыта актуальность выбранной темы исследований, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследовании» рассмотрены характеристики и свойства семян рапса, как объекта сушки. Выполнен анализ существующего зерносушильного оборудования и отмечены его основные недостатки при использовании для сушки семян рапса.

Огромный вклад в развитие теории сушки внесли отечественные ученые: A.B. Лыков, A.C. Гинзбург, П.Д. Лебедев, Г.К. Фнлоненко, В.А. Резчиков, B.C. Уколов и другие. Большое значение для совершенствования технологии и технических средств сушки имеют работы: А.П. Гержоя, Г.С. Окуня, В.Ф. Самочетова, Ю.Л. Фрегера, В.Н. Карпова, И.П. Журавлева, В.И. Кур-дюмова, В.Г. Артемьева и многих других ученых.

Вопросами тепловой сушки семян рапса занимались И.В. Артемов, А.Д. Федоров, Г.А. Филатов, М.А. Шипилов, A.B. Голубкович, А.Г. Чижиков, J1.B. Шампанова, Н.Г. Каширина, А.Е. Машков, H.J1. Маренков, Д.О. Матвеев, С.А. Нагорнов, зарубежные ученые B.G. Patil, G.T. Ward, К.Е. McKnight, E.B. Moysey, J. Crisp, J.L. Woods и другие.

Основные теоретические и экспериментальные исследования, связанные с изучением закономерностей СВЧ-нагрева и применением его в сель-хозпроизводстве, были проведены A.B. Лыковым, С.П. Рудобашта, П.Д. Лебедевым, И.Ф. Бородиным, C.B. Вендиным и другими.

На основе теории тепло- и массопереноса было установлено, что для повышения эффективности сушки семян рапса необходимо интенсифицировать внутренний и внешний перенос влаги. Наиболее эффективным способом интенсификации внешнего влагопереноса при сушке семян рапса является организация псевдоожиженного слоя.

Повысить интенсивность внутреннего влагопереноса можно путем воздействия на семена электромагнитным излучением СВЧ-диапазона.

На основании проведенного анализа состояния вопроса и для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи исследований:

- произвести анализ существующих технологий и технических средств сушки семян рапса, выявить основные направления их совершенствования;

- разработать математическую модель процесса сушки семян рапса электромагнитным излучением СВЧ-диапазона и произвести ее численную реализацию;

- разработать экспериментальную установку для сушки семян рапса электромагнитным излучением СВЧ-диапазона и определить основные ее параметры;

- провести исследования процесса сушки семян рапса электромагнитным излучением СВЧ-диапазона в лабораторных условиях, определить рациональные параметры режимов;

- провести производственную апробацию и оценить технико-экономическую эффективность установки и технологии процесса сушки семян рапса.

Во второй главе «Разработка теоретических основ процесса сушки семян рапса с применением электромагнитного излучения» рассмотрены теоретические основы сушки влажных материалов в электромагнитном поле, существующие подходы к математическому описанию процесса сушки.

Разработана технологическая схема процесса сушки семян рапса. Согласно разработанной схеме процесс сушки состоит из нескольких циклов, каждый из которых включает в себя два этапа. На первом этапе производится нагрев семян до требуемой температуры, путем воздействия на них электромагнитным излучением СВЧ-диапазона. На данном этапе происходит повышение температуры и интенсивное выделение влаги из семян, накапливающейся в межсеменном пространстве. На втором этапе производится продувка семян наружным воздухом с организацией псевдоожиженного слоя. На дан-

ном этапе решаются две задачи. Во-первых, отводится вышедшая из семян влага, во-вторых, производится охлаждение семян с целью недопущения перегрева.

Предложено математическое описание процесса сушки семян рапса электромагнитным излучением СВЧ-диапазона. В основу математической модели принята система дифференциальных уравнений в частных производных, описывающих процесс внутреннего тепло- и массопереноса, разработанная A.B. Лыковым для высокоинтенсивного процесса сушки:

dt с dt с ■ р0

f = am2.^U + am2-S2^T + e.f, (2)

дР s BU ,,,

где Т - температура материала, К; а - коэффициент температуропроводности материала, м2/с; V2 - оператор Лапласа, м~2; е - коэффициент фазового превращения жидкости в пар; г -удельная теплота парообразования, Дж/кг; с - удельная теплоемкость материала, Дж/(кг*К); U - влагосодержание материала, кгв;1 /кгс в; Qv- мощность внутренних источников теплоты, Вт/м ; р0 -плотность сухого вещества материала, кг/м3; ат2 - коэффициент диффузии жидкости, м2/с; д2 - относительный коэффициент термодиффузии, МК\ Р -избыточное давление в материале, Па; ар - коэффициент конвективной диффузии, м2/с; с,- - коэффициент емкости влажного воздуха в пористом теле, Па"1.

Принимаем следующие допущения: семена рапса имеют сферическую форму с радиусом г„, постоянное геометрическое сечение и постоянную плотность, мощность электромагнитного излучения по всем семенам распределена равномерно.

С учетом сферической симметричности и зависимости коэффициентов в уравнениях (1-3) от температуры и влагосодержания система дифференциальных уравнений примет вид:

dt г2 di\ дг) dt с- pQ

f^fk^fb^-f'

где о,=о; —; а2=а ; b2=am2-S2; аъ=а ; Ь3 = —; г - радиаль-с cv

ная переменная.

Дополним систему дифференциальных уравнений (4-6) соответствующими начальными и граничными условиями.

Начальные условия задаются постоянными в зависимости от радиальной переменной г.

Щг) = Г0(г); С/(0,г) = С/о(г); Р(0,г) = Р0(г). (7)

При г = 0 ставится условие симметричности:

^ = ^ = ^ = 0. (8) дг дг дг

Граничные условия для температуры, влагосодержания и давления имеют вид:

(9) (10)

Р{1,г0)=0, (11)

где Д1 - коэффициент теплообмена, Вт/м2*К; Тсг - температура окружающей среды, К; а2 =рс/ ро, Рс ~ коэффициент влагообмена, отнесенный к разнице влагосодержаний, м/с; ир — равновесное влагосодержание материала, кгвл/кгс в .

Для численного решения задачи, в которую входят уравнения (4-11), была использована явная схема на основе конечно-разностных аппроксимаций дифференциальных операторов для последовательного послойного вычисления Т, и и Р.

Для оценки процессов происходящих на этапах сушки были проведены вычислительные эксперименты.

Т, °С 60

50 40 30 20 10

1 1 этап 1 , 2 этап —• ---------

— -

-- - -1 1

_______1_________ ! |

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 1, с Рисунок 1 - Изменение температуры семян рапса на этапах сушки

Из рисунка 1 видно, что на первом этапе температура семян интенсивно увеличивается, причем закон повышения температуры близок к линейному. На втором этапе, температура семян сначала интенсивно снижается, а затем стабилизируется. Это объясняется одновременным воздействием СВЧ-нагрева и охлаждением семян потоком воздуха.

0.13 _

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 t, с

Рисунок 2 - Изменение влагосодержания семян рапса на этапах сушки

В начале первого этапа происходит интенсивное выделение влаги (рисунок 2). Через определенный промежуток времени интенсивность выделения влаги снижается и затем перестает выделяться. Это связано с насыщением межсеменного пространства выделившейся влагой. Для отвода выделившейся влаги необходимо начать этап продувки.

Влагосодержание семени на втором этапе продолжает убывать. Необходимо отметить, что на данном этапе количество отведенной влаги больше, чем на первом, что объясняется интенсивностью внешнего влагообмена.

кг,.

0.17 0.14 0.11

0.08 0.05

—— 1 этап

-- -- 2 этап

¡ ч

Т,°С 65

60 55 50 45

j | _ — 1 этап --2 этап

--ч i

0 0.2 0,4 0.6 0.8 г, мм 0 0.2 0.4 0.6 0.8 г, мм

а) б)

Рисунок 3 — Изменение температуры (а) и влагосодержания (б) по радиусу семени

Оценка изменения вышерассмотренных параметров по радиусу семени, позволяет сделать вывод, что на первом этапе влагосодержание в центральной части семени постоянно и начинает убывать ближе к поверхностным слоям (рисунок За), что связано с выделением влаги с поверхностных слоев в межсеменное пространство. На втором этапе разница влагосодержаний между центром и поверхностными слоями семени существенна, она является основной движущей силой процесса.

Температура на первом этапе по радиусу семени практически не изменяется (рисунок 36), что свидетельствует о наличии объемного нагрева. На втором этапе возникает градиент температуры по радиусу, он является до-

полнительной движущей силой переноса влаги из центральных к поверхностным слоям.

Перемещение влаги в семени происходит и под действием избыточного давления, возникающего при СВЧ-нагреве. В начале процесса сушки наблюдается резкое повышение давления, вызванное включением источника электромагнитного излучения. Далее скорость повышения давления уменьшается.

В третьей главе «Методика проведения экспериментальных исследований» изложены программа и методика экспериментальных исследований, основанные на действующих ГОСТах и ОСТах, представлены описания лабораторной СВЧ-сушильной установки и применяемых измерительных приборов и оборудования. На рисунке 4 представлена схема СВЧ-сушильной установки.

Рисунок 4 - Схема СВЧ-сушильной установки

Для проведения экспериментальных исследований была изготовлена лабораторная СВЧ-сушильная установка (рисунок 5).

11 12 13 М

1 - загрузочный бункер; 2 - выгрузное устройство; 3 — сушильная камера; 4 - резонатор-ная камера; 5 - система охлаждения магнетрона; 6 - пульт управления; 7 - пускозащит-ный блок; 8 - магнетрон с волноводом; 9 - инвертор; 10 -беспровальная радиопрозрачная сетка, 11 - экранирующая сетка; 12 - воздухораспределительный канал; 13 - нагнетательный вентилятор; 14 - несущая рама

8

1 - загрузочный бункер; 2 - механизм загрузки; 3 - корпус; 4 -пульт управления; 5 - пускоза-щитный блок; 6 - нагнетатель-

4 ный вентилятор; 7 - несущая рама; 8 - выгрузное устройство; 9 - контрольно-измерительная аппаратура; 10 - персональный компьютер для обработки данных

Рисунок 5 - Лабораторная СВЧ-сушильная установка

Применялись как однофакторные, так и многофакторные методики исследований со статистической обработкой экспериментальных, данных с использованием пакетов прикладных программ «Statistica 6.О.», «Mathcad 14» и «Excel».

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований»

представлены результаты обработки экспериментальных исследований.

Рисунок 6 - Динамика нагрева семян рапса с различной исходной влажностью при мощности СВЧ: а - Р = 850 Вт; б - Р = 470 Вт

Результаты исследования динамики нагрева семян в СВЧ-сущильной камере показали, что основными параметрами, влияющими на динамику нагрева семян рапса при СВЧ-сушке, являются исходная влажность семян и мощность СВЧ. С повышением подводимой мощности СВЧ интенсивность повышения температуры увеличивается. Чем ниже исходная влажность семян, тем ниже скорость повышения температуры. Графики динамики нагрева семян рапса с различной исходной влажностью в зависимости от мощности СВЧ приведены на рисунке 6. Показания температуры снимались с интервалом в 1 секунду.

Рисунок 7 - Кинетика сушки семян рапса (Р = 600 Вт, WH= 15,5%, /„.«, = 45°С)

По результатам исследования кинетики сушки было установлено, что характер изменения температуры семян не одинаков между циклами. После каждого этапа охлаждения семян устанавливается температура выше предыдущего, что связано со снижением влажности семян. Определены оптимальные соотношения продолжительности этапов сушки, при которых на первом этапе производится СВЧ-нагрев семян до требуемой температуры, а на втором продувка с охлаждением на 8...10°С от установленной температуры сушки (рисунок 7).

w,%

О 1,5 3 4,5 6 7.5 9 10.5 12 13.5 15 1, х10"с --теоретическая кривая; □ - экспериментальные данные

Рисунок 8 - График изменения влажности в процессе сушки

Данные, полученные аналитическим путем, оказались в зоне эксперимента (рисунок 8), причем характер изменения влажности во времени совпадает по теоретическим и экспериментальным данным. Расхождение теоретических и экспериментальных данных не превышает 7,6%.

■ЯВС Л*ЛЩГШ&1 Г >

а 6 в

Рисунок 9 - Фотографии структуры семени рапса: а - влажного; б - высушенного при Pyä= 850 Вт/кг, Т= 40°С; в - высушенного при Pvä= 2100 Вт/кг, Т= 40°С

Изучение структуры семян, высушенных при воздействии различного уровня электромагнитного излучения показало, что сушка рапса в рассматриваемом диапазоне удельной мощности СВЧ Ру0 = 250. ..850 Вт/кг при температуре нагрева не более Т= 50°С не приводит к существенным изменениям в структуре семян. При воздействии на семена электромагнитным излучением с удельной мощностью более Pyä = 2000 Вт/кг могут произойти необратимые изменения в структуре семян. Также было установлено, что сушка семян

рапса электромагнитным излучением с удельной мощностью более Р^ = 600 Вт/кг, при температуре нагрева более Т = 60СС, может привести к изменениям в структуре семян. На фотографии структуры влажного семени рапса, приведенного на рисунке 9а видно, что структура без изменений, наблюдается наличие жидкого вещества. После сушки при Руд = 850 Вт/кг изменений в структуре семени не наблюдается, но количество жидкого вещества уменьшилось (рисунок 96). Увеличение удельной мощности СВЧ до Р)г, = 2100 Вт/кг привело к необратимым изменениям в структуре семени (рисунок 9в).

Были проведены исследования по определению изменения ферментативной активности в семенах рапса после СВЧ-сушки. Гистохимическое выявление активности изоферментов рапса проводили в гелях методом диск-электрофореза.

Результаты исследований позволили сделать следующие выводы: разработанные и предлагаемые нами режимы сушки семян рапса, существенно не нарушают физиологический и биохимический статус клетки; режим, близкий к пороговому, приводящий к началу биохимического ответа и уменьшению гистохимической активности ферментов, начинается при температуре нагрева семян более Т - 60°С и увеличении времени экспозиции СВЧ-нагрева более 1> = 40 мин. Основным параметром, приводящим к изменению активности ферментов рапса в рассмотренных режимах, является температура нагрева семян.

Проверка высушенных семян на энергию прорастания и всхожесть показала, что основными параметрами, приводящими к снижению всхожести семян, являются температура и время экспозиции СВЧ-нагрева. Повышение температуры нагрева выше 60°С приводит к резкому снижению всхожести семян. Меньшее влияние оказывает время экспозиции СВЧ-нагрева, но при воздействии на семена электромагнитным излучением более 30 мин., также наблюдается тенденция к снижению всхожести семян. Закономерность влияния мощности СВЧ на снижение всхожести семян, в рассматриваемых режимах, не была установлена.

Анализ качественных показателей семян рапса, высушенных при различных режимах, показал, что СВЧ-сушка не оказывает существенного влияния на общее содержание белка в семенах. Полученные результаты свидетельствуют, что СВЧ-сушка семян рапса с высокой подводимой мощностью Р = 600...850 Вт и высокой температурой Т= 60...70°С нагрева семян позволяет увеличить массовую долю жира на 5... 6%.

Для оценки эффективности процесса сушки в качестве критерия оптимизации были выбраны удельные затраты теплоты на испарение 1 кг влаги из семян.

Уравнение регрессии, характеризующее влияние исходной влажности семян и мощности СВЧ на удельные затраты теплоты:

Qvd = 16914,4-7,838Р-1026,98+

+ 0,0046Р+ 0,0796!ÄР+ 22,342W^.

Графическое изображение поверхности отклика от взаимодействия исходной влажности семян и мощности СВЧ и их совместного влияния на удельные затраты теплоты представлено на рисунке 10.

Аналогично были получены уравнения регрессии от взаимодействия исходной влажности семян и температуры нагрева семян: О,,,, = 22999,54 - 248.392Г -1116,504^„ +

у (13)

+ 1,4155Г2 +2,6539ГНГ +22,342)^.

Рисунок 10 - Поверхности отклика от взаимодействия исходной влажности семян и мощности СВЧ излучения

Рисунок 11 - Поверхности отклика от взаимодействия исходной влажности семян и температуры нагрева семян

Графическое изображение поверхности отклика, характеризующее удельные затрат теплоты от совместного влияния исходной влажности семян и температуры нагрева семян, представлено на рисунке 11.

т.°с

54

.ЧУХ1 451К1 41 к К]

•1КХ1

■ 5500 ■I 5000 Г I 4500 □ 4000 Ю 3500 800 Р. Вт

для технических целей; ^^ ■ для семенного материала

Рисунок 12 - Двумерное сечение поверхности отклика влияния Т и Р на <2)0

На основе результатов исследований и анализа математических моделей были определены граничные значения параметров для различных режи-

мов сушки, при которых удельные затраты теплоты на испарение 1 кг влаги из семян минимальны.

Двумерное сечение поверхности отклика, характеризующее удельные затраты теплоты от совместного влияния температуры нагрева семян и мощности СВЧ представлено на рисунке 12. На поверхности отмечены граничные значения параметров для сушки семян рапса на технические и семенные цели. При сушке рапса на технические цели, значения параметров следующие: мощность СВЧ Р = 550...850 Вт, температура нагрева семян Т = 60...70°С, время экспозиции СВЧ-нагрева г., = 30...40 мин. Для рапса, используемого в качестве семенного материала, значения параметров равны: мощность СВЧ Р = 600...850 Вт, температура нагрева семян Т = 38...42°С, время экспозиции СВЧ-нагрева t3 = 20...30 мин. Определен рациональный режим сушки: мощность СВЧ Р = 600 Вт, температура нагрева семян Т = 50°С, время экспозиции СВЧ-нагрева t3 = 20 мин. При данных параметрах режима качество высушенных семян находится на удовлетворительном уровне и минимальные затраты теплоты равны Qr0 = 4,1 МДж/кгвлап1.

Статистическая обработка результатов экспериментов выявила адекватность уравнений регрессий, значимость коэффициентов и воспроизводимость результатов.

В пятой главе «Исследование процесса сушки семян рапса в производственных условиях и оценка его экономической эффективности» приведены результаты производственных исследований, проведенные в ООО МТС «Илишевская» Илишевского района Республики Башкортостан.

Рисунок 13 - Производственные испытания СВЧ-сушильной установки

Сушка семян рапса в производственных условиях, на разработанной сушильной установке, проводилась на режимах определенных лабораторными исследованиями и показала высокую эффективность и качество процесса сушки.

При проведении производственных исследований разработанная СВЧ-сушильная установка входила в состав технологической линии послеубороч-

ной обработки семян, включающей семяочистительно-сортировальную машину «ПЕТКУС» К-531А, шнековый погрузчик Т-403/2, СВЧ-сушильную установку (рисунок 13).

Технико-экономические показатели эффективности сушки семян рапса в разработанной сушильной установке приведены в сравнении с серийно выпускаемой зерносушилкой СК-2. Экономический эффект от внедрения СВЧ-сушилыгой установки составил 628,52 руб. на 1 тонну высушенных семян рапса, годовой экономический эффект 245124,31 руб. Срок окупаемости СВЧ-сушильной установки не превышает 0,76 года.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено в результате анализа литературных данных, что основным направлением повышения эффективности сушки семян рапса является интенсификация влагопереноса: внутреннего переноса - путем воздействия на семена электромагнитным излучением, внешнего переноса - сушкой семян в псевдоожиженном слое.

2. Разработана математическая модель процесса сушки семян рапса электромагнитным излучением СВЧ-диапазона на основе дифференциальных уравнений в частных производных. Для численной реализации математической модели созданы алгоритм и компьютерная программа. В результате численной реализации установлен характер изменения температуры и влажности по времени и радиусу семени.

3. Разработана экспериментальная СВЧ-сушильная установка, которая включает в себя несущую раму, корпус, нагнетательный вентилятор, резона-торную и сушильную камеры, волновод, магнетрон с системой охлаждения. Сушильная камера представляет собой цилиндр, выполненный из радиопрозрачного материала, который установлен в резонаторной камере специальной формы.

Определены основные параметры СВЧ-сушильной установки: рекомендуемая мощность источника электромагнитного излучения установки составляет 550...850 Вт, установленная частота изменения электромагнитного поля 2,45 МГц, расход агента сушки - воздуха (температура 20...30°С), 0,7... 1 м3/с, производительность 0,2...0,3 т/ч.

4. Установлено в результате экспериментальных исследований, что необходимая по агротехническим требованиям влажность семян 1...8% достигается за 8... 12 циклов (в зависимости от исходной влажности). Определен рациональный режим сушки при исходной влажности семян 13...25%: мощность СВЧ Р = 600 Вт, температура нагрева семян 50°С, время экспозиции СВЧ-нагрева /э = 20 мин. При рекомендуемом режиме удельные затраты теплоты на испарение 1 кг влаги из семян составляют Q = 4,1 МДж/кгмап,, качество семян не снижается.

Определены режимы сушки: мощность СВЧ Р = 550...850 Вт, температура нагрева семян Т = 60...70°С, время экспозиции СВЧ-нагрева t3 = 30...40 мин. - для рапса используемого на технические цели; мощность СВЧ

Р = 600...850 Вт, температура нагрева семян Т - 40°С, время экспозиции СВЧ-нагрева t, - 20.. .30 мин. - для семенного материала.

5. Разработанные СВЧ-сушильная установка и технология сушки семян рапса прошли производственную апробацию в условиях ООО МТС «Или-шевская» Илишевского района Республики Башкортостан.

Экономический эффект от внедрения СВЧ-сушильной установки составил 628,52 руб. на 1 тонну высушенных семян рапса, годовой экономический эффект 245124,31 руб. Срок окупаемости СВЧ-сушильной установки не превышает 0,76 года.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Танеев, И.Р. Как лучше сушить семена / И.Х. Масалимов, A.B. Ефимов, И.Р. Танеев, В.Н. Пермяков // Сельский механизатор. - 2009. - № 8. -С. 16-17.

2. Танеев, И.Р. Сушка семян рапса в неподвижном слое электромагнитным излучением СВЧ диапазона / И.Х. Масалимов, И.Р. Танеев, А.В Ефимов // Вестник Московского государственного агроинженерного университета им. В.П. Горячкина. Агроинженерия. - 2009. - № 4. - С. 30-32.

3. Танеев, И.Р. Передвижная конвейерная сушилка / И.Х. Масалимов, И.Р. Танеев, В.Н. Пермяков // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2010. - № 3. - С. 9-10.

Патенты

4. Пат. № 77950 Российская Федерация, МПК F26B 17/10. Сушильно-сортировальная установка сыпучих материалов / И.Р. Танеев, И.Х. Масалимов, В.Н. Пермяков; заявитель и патентообладатель Башкирский государственный аграрный университет. - №2008120896/22; заявл. 10.09.2008; опубл. 10.11.2008, Бюл. №31.-2 с.

5. Пат. № 81567 Российская Федерация, МПК F26B 17/12. Передвижная конвейерная сушилка сыпучих материалов / И.Р. Танеев, И.Х. Масалимов, В.Н. Пермяков; заявитель и патентообладатель Башкирский государственный аграрный университет. -№2008110367/22; заявл. 18.03.2008; опубл. 20.03.2009, Бюл. №8.-2 с.

6. Пат. № 2380632 Российская Федерация, МПК F26B 20/00. Сушиль-но-сортировальная установка сыпучих материалов / И.Р. Танеев, И.Х. Масалимов, В.Н. Пермяков; заявитель и патентообладатель Башкирский государственный аграрный университет. - №2008118677/06; заявл. 12.05.2008; опубл. 27.01.2010, Бюл. №3.-5 с.

Публикации в сборниках научных трудов и материалах конференций

7. Танеев, И.Р. Обоснование выбора материала сушки / И.Р. Танеев // Молодежная наука и АПК: проблемы и перспективы: материалы II Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов, Ч. 1. - Уфа: Башкирский ГАУ, 2008. - С. 198-200.

8. Танеев, И.Р. Применение СВЧ-излучения для сушки семян рапса / И.Х. Масалимов, И.Р. Танеев // Повышение эффективности функционирования механических и энергетических систем: материалы Всероссийской научно-технической конференции. - Саранск: Мордовский ГУ им. И.П. Огарева, 2008. - С. 251-253.

9. Танеев, И.Р. Сушильно-сортировальная установка для сушки семян рапса / И.Р. Танеев, И.Х. Масалимов // Достижения науки - агропромышленному производству: материалы XLVIII Международной научно-технической конференции. - Челябинск: ФГОУ ВПО «Челябинский ГАУ», 2009. - С. 122124.

10. Танеев, И.Р. Выбор оптимальной конструкции зерносушилки для сушки семян рапса / И.Р. Танеев, И.Х. Масалимов // Климат, экология сельское хозяйство Евразии: материалы Международной научно-технической конференции посвященной 75-летию образования ИрГСХА. - Иркутск: НЦ PBX ВСНЦ СО РАМН, 2009. - С. 417-420.

И. Танеев, И.Р. Инновационные методы сушки сельскохозяйственных культур / И.Р. Танеев, И.Х. Масалимов // Аграрная наука в XXI веке: проблемы и перспективы: материалы III Всероссийской научно-практической конференции. - Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова», 2009.-С. 91-93.

12. Танеев, И.Р. Воздействие СВЧ излучателя на клетки зерен рапса при их сушке / И.Р. Танеев, А.В Ефимов, Б.И. Сайтов // Молодежная наука и АПК: проблемы и перспективы: материалы III Всероссийской научно-практической конференции. - Уфа: Башкирский ГАУ, 2009. - С. 78-81.

13. Танеев, И.Р. Экспериментальная установка для сушки электромагнитным излучением СВЧ диапазона / И.Р. Танеев, В.Н. Пермяков // Достижения науки - агропромышленному производству: материалы XLIX Международной научно-технической конференции, Ч. 2. - Челябинск: ФГОУ ВПО «Челябинский ГАА», 2010. - С. 246-249.

14. Танеев, И.Р. Лабораторные исследования микроволновой сушки семян сельскохозяйственных культур на экспериментальной сушильной установке / И.Р. Танеев, И.Х. Масалимов // Состояние, проблемы и перспективы развития АПК: материалы Международной научно-технической конференции посвященной 80-летию ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ», Ч. 2. - Уфа: Башкирский ГАУ, 2010. - С. 31-33.

15. Танеев, И.Р. Выявление зависимости кинетики сушки от мощности СВЧ излучения / И.Р. Танеев, Ш.Ф. Файзрахманов // Ремонт. Восстановление. Реновация: материалы II Всероссийской научно-практической конференции. -Уфа: Башкирский ГАУ, 2011.-С.95-96.

16. Танеев, И.Р. Влияние СВЧ-сушки на физиологическое состояние клетки в семенах рапса / И.Р. Танеев, И.Х. Масалимов // Особенности развития агропромышленного комплекса на современном этапе: материалы Всероссийской научно-технической конференции, Ч. 2. - Уфа: Башкирский ГАУ, 2011.-С. 27-30.

Подписано в печать 17.08.2011 г. Формат бумаги 60^8Д1/16. Усл. печ. л. 1,0. Бумага офсетная Печать трафаретная. Гарнитура «Тайме». Заказ 376. Тираж 100 экз.

Типография ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» 450001, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, 34

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИСССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Общая характеристика рапса.

1.2 Особенности рапса как объекта сушки.

1.2.1 Влажность семян.

1.2.2 Термостойкость семян.

1.2.3 Физико-механические свойства семян.

1.3 Анализ сушильного оборудования применяемого для сушки семян рапса.

1.4 Основные направления повышения эффективности сушки семян рапса.

1.5 Особенности технологий и оборудования СВЧ-сушки.

1.6 Цель и задачи исследования.

2 РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ПРОЦЕССА СУШКИ СЕМЯН РАПСА С ПРИМЕНЕНИЕМ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ.

2.1 Общие положения сверхвысокочастотного нагрева.

2.2 Теоретические основы сушки влажных материалов в электромагнитном поле.

2.3 Существующие подходы к математическому описанию процесса сушки.

2.4 Разработка технологической схемы процесса сушки семян рапса с применением электромагнитного излучения.

2.5 Математическая модель процесса сушки семян рапса электромагнитным излучением СВЧ-диапазона.

2.5.1 Постановка задачи.

2.5.2 Алгоритм и методика расчета.

2.5.3 Особенности этапов процесса сушки.

2.6 Численная реализация математической модели.

Выводы по главе.

3 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Планирование и общая методика. экспериментальных исследований.

3.1.1 Программа экспериментальных исследований.

3.1.2 Выбор факторов и обработка результатов исследований.

3.2 Экспериментальное оборудование.

3.2.1 Описание экспериментальной сушильной установки.

3.2.2 Измерительные приборы и оборудование.

3.3 Методика проведения эксперимента.

3.3.1 Методика исследования динамики нагрева семян рапса в СВЧ-сушильной камере.

3.3.2 Методика исследования влияния режимных параметров на процесс сушки.

3.3.3 Методика исследования структуры семян рапса после СВЧ-сушки.

3.3.4 Методика исследования физиологического и биохимического состояние семян рапса после СВЧ-сушки.

3.3.5 Методика исследования влияния СВЧ-сушки на показатели качества семян рапса.'.

3.3.6 Методика определения удельных затрат теплоты и рациональных параметров режимов сушки.

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1 Результаты исследования динамики нагрева семян рапса в СВЧ-сушильной камере.

4.1.1 Динамика нагрева семян в СВЧ-сушильной камере.

4.1.2 Распределение температурных полей по объему сушильной камеры.

4.2 Влияние режимных параметров на процесс сушки семян рапса.

4.2.1 Кинетика сушки семян рапса.

4.2.2 Влияние режимных параметров на кинетику сушки.

4.2.2.1 Влияние исходной влажности семян на кинетику сушки.

4.2.2.2 Влияние температуры нагрева семян на кинетику сушки.

4.2.2.3 Влияние мощности СВЧ на кинетику сушки.

4.2.3 Сравнительная оценка конвективной и СВЧ-сушки рапса.

4.3 Адекватность теоретических и экспериментальных данных.

4.4 Влияние СВЧ-сушки на сохранность структуры семян рапса.

4.5 Физиологическое и биохимическое состояние семян рапса после СВЧ-сушки.

4.6 Влияние СВЧ-сушки на показатели качества семян.

4.7 Удельные затраты теплоты и рациональные параметры режимов сушки.

Выводы по главе.

5 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ СЕМЯН РАПСА В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ И ОЦЕНКА ЕГО ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ.

5.1 Результаты производственных исследований

СВЧ-сушки семян рапса.

5.2 Экономическая эффективность сушки семян рапса электромагнитным излучением СВЧ-диапазона.

5.2.1 Определение капиталовложений на изготовление

СВЧ-сушильной установки для сушки семян рапса.

5.2.2 Определение экономической эффективности применения

СВЧ-сушильной установки для сушки семян рапса.

Выводы по главе.

В сельскохозяйственной практике рапс как кормовая и техническая культура приобретает все большую значимость. Рапс относится к культурам, которые обладают большим потенциалом использования, как в сельском хозяйстве, так и промышленности.

Рапсовый шрот, жмых и зеленая масса рапса являются ценным высокобелковым кормом. Посевы рапса позволяют улучшить структуру и плодородие почвы, а также уменьшить засоренность полей. Кроме этого, рапс является источником высококачественного пищевого и технического масла, которые широко применяются в мыловаренной, текстильной, металлургической, полиграфической, кожевенной отраслях, а также для производства экологически безопасного биотоплива.

Одной из важнейших операций технологии возделывания рапса является послеуборочная обработка семян. Обусловленные неравномерностью созревания, разнокачественные семена рапса имеют исходную влажность 15.25%, в то время как кондиционная влажность составляет 7.8%. Вследствие высокой влажности и масличности семена подвержены окислительным изменениям и микробиологической порче. Поэтому для сохранения высоких посевных и технологических качеств семян рапса необходимо проводить своевременную сушку.

Из-за отсутствия специального технологического оборудования сушка семян рапса производится на зерносушильном оборудовании. Однако существующие зерносушилки не полностью удовлетворяют требованиям, предъявляемым к качеству высушенных семян. Несовершенство конструкций существующих зерносушилок, приводят к большим потерям (до 50%) и снижению качества семян. Используемый на существующих сушилках конвективный способ подвода теплоты ограничена высокой температурой сушки и инерционностью процесса, приводящей к перегреву семян, не обеспечивает равномерность высушенных семян.

В связи с этим, исследование процесса сушки семян рапса, направленное на решение проблемы сохранения качества продукта и повышения эффективности процесса сушки, представляется актуальной и важной научно-технической задачей. При этом для разработки современного высокопроизводительного сушильного оборудования для семян рапса и обоснования рациональных режимов сушки необходимо исследовать процесс сушки семян рапса, используя традиционные и новые, более эффективные, способы сушки.

Решению данной задачи и посвящена данная диссертационная работа.

Работа выполнена в соответствии с планом НИОКР ФГОУ ВПО «Башкирский ГАУ» на 2010-2015 г.г. «Разработка энергосберегающих, экологически безопасных технологий и технических средств для сушки и сортировки сельскохозяйственных культур» (регистрационный номер 01201060414).

Цель исследований. Повышение эффективности сушки семян рапса путем совершенствования технологического процесса сверхвысокочастотной (СВЧ) сушки и обоснования режимов работы СВЧ-сушильной установки.

Объект исследования. Технологический процесс сушки семян рапса электромагнитным излучением.

Предмет исследования. Закономерность процесса сушки семян рапса электромагнитным излучением с продувкой в псевдоожиженном слое.

Научная новизна работы. Разработана математическая модель процесса сушки семян рапса электромагнитным излучением СВЧ-диапазона, численная реализация которой позволяет установить характер изменения температуры и влажности по времени и радиусу семени.

Получены закономерности влияния режимных параметров (мощности СВЧ, исходной влажности и температуры нагрева семян) на кинетику сушки.

Предложены СВЧ-сушильные установки, имеющие новые конструктивные исполнения, подтвержденные патентами РФ на полезные модели № 81567, № 77950 и на изобретение № 2380632.

Практическая ценность. По результатам исследований создана СВЧ-сушильная установка, которую можно применять для сушки семян рапса и других сельскохозяйственных культур. Разработана методика определения и рациональные режимы сушки семян рапса для семенных и для технических целей.

Использование разработанной СВЧ-сушильной установки при сушке семян рапса позволяет получить готовый продукт с требуемым качеством при удельных затратах теплоты 4,1 МДж/кгвлаги, что на 24,1% ниже по сравнению с сушильной установкой СК-2.

Годовой экономический эффект при сушке семян рапса составляет 628,52 рубля на 1 т высушенных семян.

Реализация результатов исследований. Разработанная СВЧ-сушиль-ная установка была исследована и внедрена в производство в ООО МТС «Илишевская» Илишевского района Республики Башкортостан, где она применялась для сушки семян рапса.

Апробация работы. Основные научные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях - международных: Челябинской ГАА (Челябинск, 2009, 2010 гг.), Иркутской ГСХА (Иркутск, 2009 г.), Башкирского ГАУ (Уфа, 2010 г.); всероссийских: Башкирского ГАУ (Уфа, 2008-2010 гг.), Саратовского ГАУ им. Н.И. Вавилова (Саратов, 2009 г.); межвузовских: Мордовского ГУ им. И.П. Огарева (Саранск, 2008 г.). Работы, выполненные по теме диссертации, участвовали в конкурсах и грантах: Всероссийский открытый конкурс достижений талантливой молодежи «Национальное Достояние России», 2009 г. (диплом II степени); «Национальное Достояние России», 2010 г. (диплом победителя, золотой знак отличия); конкурс молодых ученых и молодежных научных коллективов на соискание грантов Правительства Республики Башкортостан, 2010 г. (выдан грант на проведение научно-исследовательских работ).

Результаты работы демонстрировались и были отмечены на выставках и форумах: XIX Международная специализированная выставка «Агрокомплекс-2008», г. Уфа (диплом II степени); III Инновационный форум «Российским инновациям - российский капитал», г. Ижевск, 2010 г. (диплом); Российская агропромышленная выставка «Золотая осень», г. Москва, 2010 г. (золотая медаль).

Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

- математическое обоснование процесса сушки семян рапса электромагнитным излучением СВЧ-диапазона;

- конструктивное обоснование СВЧ-сушильной установки;

- экспериментальная оценка рациональных режимов сушки и их влияния на показатели качества семян.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено в результате анализа литературных данных, что основным направлением повышения эффективности сушки семян рапса является интенсификация влагопереноса: внутреннего переноса - путем воздействия на семена электромагнитным излучением, внешнего переноса - сушкой семян в псевдоожиженном слое.

2. Разработана математическая модель процесса сушки семян рапса электромагнитным излучением СВЧ-диапазона на основе дифференциальных уравнений в частных производных. Для численной реализации математической модели созданы алгоритм и компьютерная программа. В результате численной реализации установлен характер изменения температуры и влажности по времени и радиусу семени.

3. Разработана экспериментальная СВЧ-сушильная установка, которая включает в себя несущую раму, корпус, нагнетательный вентилятор, резонаторную и сушильную камеры, волновод, магнетрон с системой охлаждения. Сушильная камера представляет собой цилиндр, выполненный из радиопрозрачного материала, который установлен в резонаторной камере специальной формы.

Определены основные параметры СВЧ-сушильной установки: рекомендуемая мощность источника электромагнитного излучения установки составляет 550.850 Вт, установленная частота изменения электромагнитного поля 2,45 ГГц, расход агента сушки — воздуха (температура 20. .30°С), 0,7. 1 м /с, производительность 0,2.0,3 т/ч.

4. Установлено в результате экспериментальных исследований, что необходимая по агротехническим требованиям влажность семян 7.8% достигается за 8.12 циклов (в зависимости от исходной влажности). Определен рациональный режим сушки при исходной влажности семян 13.25%: мощность СВЧ Р = 600 Вт, температура нагрева семян 50°С, время экспозиции СВЧ-нагрева 1Э = 20 мин. При рекомендуемом режиме удельные затраты теплоты на испарение 1 кг влаги из семян составляют Q = 4,1 МДж/кгвлаги, качество семян не снижается.

Определены режимы сушки: мощность СВЧ Р = 550.850 Вт, температура нагрева семян Т = 60.70°С, время экспозиции СВЧ-нагрева t3 = 30.40 мин. - для рапса используемого на технические цели; мощность СВЧ Р = 600.850 Вт, температура нагрева семян Т = 40°С, время экспозиции СВЧ-нагрева t3 - 20. .30 мин. — для семенного материала.

5. Разработанные СВЧ-сушильная установка и технология сушки семян рапса прошли производственную апробацию в условиях ООО МТС «Или-шевская» Илишевского района Республики Башкортостан.

Экономический эффект от внедрения СВЧ-сушильной установки составил 628,52 руб. на 1 тонну высушенных семян рапса, годовой экономический эффект 245124,31 руб. Срок окупаемости СВЧ-сушильной установки не превышает 0,76 года.

141

1. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер. М.: Наука, 1966. - 93с.

2. Андреева, Н.И. Режимы активного вентилирования зерна и эксплуатация вентиляционных установок / Н.И. Андреева, И.А. Клеев, Б.Е. Мельник, B.C. Уколов. М.: Хлебоиздат, 1958. - 247 с.

3. Андрюхов, В.Г. Подсолнечник / В.Г. Андрюхов, H.H. Иванов. — М.: Росссельхозиздат, 1990. 68 с.

4. Анискин, В.И. Теория и технология сушки и временной консервации зерна активным вентилированием / В.И. Анискин, В.А. Рыбарук. М.: Колос, 1972. - 199 с.

5. Атаназевич, В.И. Сушка зерна / В.И. Атаназевич. — М.: Агропром-издат, 1989.-240 с.

6. Баум, А.Е. Сушка зерна / А.Е. Баум, В.А. Резчиков. — М.: Колос, 1983.-223 с.

7. Баутин, В.М. Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства / В.М. Баутин, В.Е. Бердышев, Д.С. Буклагин и др. М.: Колос, 2000. - 536 с.

8. Бородин, И.Ф. Изменение всхожести семян зерновых культур под влиянием СВЧ-обработки / И.Ф. Бородин, СВ. Вендин, А.Д. Горин // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 1993. - №2. - С. 9295.

9. Бородин, И.Ф. Применение СВЧ-энергии в сельском хозяйстве / И.Ф. Бородин, Г.А. Шарков, А.Д. Горин. М.: ВНИИТЭИагропром, 1987. -56 с.

10. Братерский, Ф.Д. Активность глутаматдегидрогеназ семян кукурузы при естественной и искусственной сушке / Ф.Д. Братерский // Известия вузов СССР. Пищевая технология. 1973. - №5. — С. 23-26.

11. Братерский, Ф.Д. Активность малатдегидрогеназы и лактатдегид-рогеназы семян кукурузы естественной и искусственной сушкой / Ф.Д. Братерский // Известия вузов СССР. Пищевая технология. 1973. - №4. - С. 1215.

12. Братерский, Ф.Д. Изменение активности глутаматдегидрогеназы зерна пшеницы при тепловой обработке / Ф.Д. Братерский. М.: Химия, ВИНИТИ, 1980.-С. 32-37.

13. Братерский, Ф.Д. Ферменты зерна / Ф.Д. Братерский. М.: Колос, 1994.- 196 с.

14. Будников, Д.А. Интенсификация сушки зерна активным вентилированием с использованием электромагнитного поля СВЧ: дис. . канд. техн. наук: 05.20.02 / Д.А. Будников. Зерноград., 2008. - 164.

15. Будников, Д.А. Проблемы и возможности использования СВЧ для сушки зерна / Д.А. Будников // Проблемы исследования и проектирования машин. Пенза, 2006. — С. 113 - 115.

16. Буянов, В.А. Применение СВЧ энергии для сушки зерна / В.А. Буянов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1982. - №1. -С. 55-56.

17. Валушис, В.Ю. Основы высокотемпературной сушки / В.Ю. Ва-лушис. М.: Колос, 1977. - 302 с.

18. Васильев, А. Н. Расчет коэффициента конвективного теплообмена при СВЧ сушке зерна / А.Н. Васильев, Д.А. Будников, Б.Г. Смирнов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 2007. № 11. — С. 20-21.

19. Васильев, А.Н. Влияние градиента температур на давление паров в зерновке при СВЧ нагреве / А.Н. Васильев, Д.А. Будников, Б.Г. Смирнов // Агроинженерия. Вестник МГАУ. Выпуск 3/1. М., 2007. С. 27-29.

20. Вендин, C.B. Интегральная оценка температурного действия СВЧ обработки семян /C.B. Вендин // Техника в сельском хозяйстве . 1995.-№3.-С. 31-32.

21. Вобликов, Е.М. Послеуборочная обработка и хранение зерна / Е.М. Вобликов, В.А. Буханцов, Б.К. Маратов. Ростов н/Д.: МарТ, 2001. - 240 с.

22. Волженцев, A.B. Совершенствование технологического процесса сушки зерна пшеницы и обоснование конструктивных параметров сушилки с псевдоожиженным слоем: автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.20.01 / A.B. Волженцев. Воронеж, 2010. - 22 с.

23. Танеев, И.Р. Методы и средства обеспечения технической безопасности при эксплуатации СВЧ-сушильных установок непрерывного действия / И.Р. Танеев, И.Х. Масалимов // Машинно-технологическая станция. — 2010. — №2. С. 47-49.

24. Гинзбург, A.C. Влага в зерне / A.C. Гинзбург, В.П. Дубровский, Е.Д. Казаков, Г.С. Окунь, В.А. Резчиков. М.: Колос, 1969. - 224 с.

25. Гинзбург, A.C. Теплофизические свойства зерна, муки и крупы /

26. A.C. Гинзбург, М.А. Громов. -М.: Колос, 1984. 304 с.

27. Голубкович, A.B. Сушка семян рапса и трав в сушилке псевдо-ожиженного слоя / A.B. Голубкович, А.Е. Машков, H.JL Маренков // Научно-технический бюллетень ВИМ. 1992. - Вып. 85. - С. 28-31.

28. Гольтяпин, В.Я. Современные технологии и комплекс машин для возделывания и уборки рапса / В.Я. Гольтяпин //Научн. аналит. обзор. — М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2008. 96 с.

29. Гольцов, A.A. Рапс, сурепица / A.A. Гольцов, A.M. Ковальчук,

30. B.Ф. Абрамов, Н.З. Милащенко. М.: Колос, 1983. - 192с.

31. Гухман, A.A. Применение теории подобия к исследованию процессов тепло-массообмена / A.A. Гухман. М.: Высш. школа, 1967. - 303 с.

32. Жидко, В.И. Зерносушение и зерносушилки / В.И. Жидко, В.А. Резчиков, B.C. Уколов. М.: Колос , 1982. - 239 с.

33. Журавлев, А.П. Технология сушки зерна и семян подсолнечника / А. П. Журавлев, JI. А. Журавлева. — Чапаевск: Б.и., 2000. — 203 с.

34. Инструкция по сушке зерна, семян масличных культур и эксплуатации зерносушилок / утв. 12.окт. 1995г. М.: Б.и., 2001. — 61 с.

35. Исмаилов, Э.Ш. Биофизическое действие СВЧ-излучений / Э.Ш. Исмаилов. -М.: Энергоатомиздат, 1987. 144 с.

36. Казарцев, Д.А. Совершенствование процесса сушки семян кориандра в аппарате с СВЧ-энергопроводом: дис. . канд. техн. наук.: 05.18.12 / Д.А. Казарцев. Воронеж, 2004. - 147 с.

37. Каун, В.Д. Скорость потока влаги зерна при СВЧ обработке / В.Д. Каун // Механизация и электрификация сельского хозяйства — 2004. №4. — С 6-8.

38. Клоков, Ю.В. Теория удаления влаги. 1. О градиентах процесса удаления влаги / Ю.В. Клоков // Хранение и переработка сельхозсырья. -2002.-№1 С. 7-10.

39. Клоков, Ю.В. Теория удаления влаги. 3. О коэффициенте затухания электромагнитных волн при диссипации энергии СВЧ в пищевых продуктах / Ю.В. Клоков // Хранение и переработка сельхозсырья. 2004.- №12. -С 28-29.

40. Клоков, Ю.В. Теория удаления влаги. 4. Температурный коэффициент диссипируемой энергии поля СВЧ в пищевых продуктах / Ю.В. Клоков // Хранение и переработка сельхозсырья. 2006. - № 2. - С. 29 -31.

41. Клоков, Ю.В. Теория удаления влаги. О нагреве пищевых продуктов в ЭМП СВЧ "объемно" / Ю.В. Клоков // Хранение и переработка сельхозсырья. 2003. -№ 7. - С. 29 - 31.

42. Королев, H.A. Повышение эффективности сушки семян зерновых культур путем совершенствования работы системы рециркуляции агента сушки в сушилках аэрожелобного типа: автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.20.02 / H.A. Королев. Кострома, 2007. - 21 с.

43. Костин, Н.Ф. Рапс / Н.Ф. Костин, П.К. Величко. Алма-ата: Кай-нар, 1985.-96 с.

44. Краусп, В.Р. Автоматизация зернопунктов / В.Р. Краусп, В.Н. Рас-стригин, В.Н. Грошев. — М.: Россельхозиздат, 1973. — 248 с.

45. Краусп, В.Р. Автоматизация послеуборочной обработки зерна / В.Р Краусп. М.: Машиностроение, 1975. - 277 с.

46. Кулагин, М.С. Механизация послеуборочной обработки и хранения зерна и семян / М.С. Кулагин, В.М. Соловьев, B.C. Желтов. — М.: Колос, 1979 256 с.

47. Куцакова, В.Е. Интенсификация тепло- и массообмена при сушке пищевых продуктов / В.Е. Куцакова, А.Н. Богатырев. М.: Агропромиздат, 1987.-236 с.

48. Кучин, Л.Ф. Воздействие низкоэнергетическими СВЧ-полями на биологические объекты растениеводства / Л.Ф. Кучин // Использование СВЧ-энергии в с.х. производстве: сб. науч. тр. / ВНИПТИМЭСХ. Зерноград, 1989.-С. 18-23.

49. Лебедев, П.Д. Теплообменные, сушильные и холодильные установки / П.Д. Лебедев. М.: «Энергия», 1972. - 320 с.

50. Лебедев, П.Д. Расчет и проектирование сушильных установок / П.Д. Лебедев. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962. — 320 с.

51. Лоенко, В.В. СВЧ-сушка моркови и растительного сырья: автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.20.02 / В.В. Лоенко. -М., 1999. 18 с.

52. Лыков, М.В. Сушка в химической промышленности / М.В. Лыков. -М.: «Химия», 1970. 432 с.

53. Лыков, A.B. Исследование процесса сушки в поле высокой частоты / A.B. Лыков, Г.А. Максимов // Тепло- и массообмен в капиллярно-пористых телах. Л., М.: Госэнергоиздат, 1957. - С. 133-142.

54. Лыков, A.B. Теория сушки / A.B. Лыков. М.: Энергия, 1968.471 с.

55. Лыков, A.B. Теория тепло- и массопереноса / A.B. Лыков, Ю.А. Михайлов. Л., М.: Госэнергноиздат, 1963. - 535 с.

56. Малин, Н.И. Справочник по сушке зерна / Н.И. Малин. М.: Аг-ропромиздат, 1989. — 159 с.

57. Малин, Н.И. Энергосберегающая сушка зерна / Н. И. Малин. — М. : КолосС, 2004. 240 с.

58. Мальтри, В. Сушильные установки сельскохозяйственного назначения: Сокр. пер. с нем. / В. Мальтри, Э. Петке, Б. Шнайдер. М.: Машиностроение, 1979. - 525 с.

59. Масалимов, И.Х Передвижная конвейерная сушилка / И.Х. Масалимов, И.Р. Танеев, В.Н. Пермяков // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2010. - №3. - С. 9-10.

60. Масалимов, И.Х. Воздействие температур на каркас сушильной установки / И.Х. Масалимов, И.Р. Танеев, A.B. Ефимов, Б.Н. Сайтов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2009. - №12. - С. 27.

61. Масалимов, И.Х. И сушит хорошо и энергию бережет / И.Х. Масалимов, И.Р. Танеев, В.Н. Пермяков // Сельский механизатор. 2009. - №9. -С. 14-15.

62. Масалимов, И.Х. Исследование устойчивости формы тонкой формы тонкой металлической обшивки корпуса сушильной установки при сдвиre / И.Х. Масалимов, И.Р. Танеев, A.B. Ефимов // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2010. -№3. С. 5-6.

63. Масалимов, И.Х. Как лучше сушить семена / И.Х. Масалимов, A.B. Ефимов, И.Р. Танеев, В.Н. Пермяков // Сельский механизатор. 2009. -№8.-С. 16-17.

64. Масалимов, И.Х. Монтажные напряжения при неточной установке корпуса сушильной установки на опоры / И.Х. Масалимов, В.Н. Пермяков, И.Р. Танеев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2009. -№10.-С. 32.

65. Масалимов, И.Х. Сушка семян рапса в неподвижном слое электромагнитным излучением СВЧ диапазона / И.Х. Масалимов, И.Р. Танеев, А.В Ефимов // Вестник Московского государственного агроинженерного универсиета им. В.П. Горячкина. 2009. - №4. - С. 30-32.

66. Матвеев, Д.О. Совершенствование оборудования для сушки рапса / Д.О. Матвеев, С.А. Нагорнов // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2008. - № 4. - С. 31-34.

67. Мельников, C.B. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / C.B. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. Л.: Колос, 1980. - 168 с.

68. Надыкта, В.Д. Теоретические аспекты и практические рекомендации по хранению семян рапса / В.Д. Надыкта, М.К. Муртазалиева. М.: Аг-роНИИТЭИПП, - 1988. - вып. 5: Масло-жировая промышленность. - 36 с.

69. Некрутман, C.B. Тепловая обработка пищевых продуктов в электрическом поле сверхвысокой частоты /C.B. Некрутман. — М.: Экономика, 1972.-141 с.

70. Нельсон, С.О. Потенциальные сферы применения радиочастотной и микроволновой энергии в сельском хозяйстве: пер. с англ. / С.О. Нельсон. — М.: ВЦП,-1988.-15 с.

71. Окресс, Э. СВЧ энергетика / Э.Окресс М.: МИР, 1971. - Т.2.272 с.

72. Остапенков, A.M. К решению задачи тепломассопереноса в продукте, нагреваемом в поле СВЧ / A.M. Остапенков // Электронная обработка материалов. 1979. - № 4. - С. 76-78.

73. Павлык, В.А. Исследование процесса сушки зернового вороха в ионизированной воздушной среде / В.А. Павлык, А.Е. Иванов // Механизация и автоматизация технологических процессов в агропромышленном комплексе: сб. науч. тр./ВИМ. — М., 1998. 4.1. - 168 с.

74. Панфилов, В.А. Теоретические основы пищевых технологий / В.А. Панфилов, JI.M. Аксенова, С.Т. Антипов, М.В. Гернет, JI.A. Иванова, В.А. Панфилов, Ю.М. Плаксин, Г.В. Семенов, Ю.И. Сидоренко, Е.И. Сизенко,

75. A.A. Славянский, Н.С. Тульская, В.Я. Черных, C.B. Чувахин, Книга 2. М.: КолоС, 2009. - 800 с.

76. Пат. 81567 Российская Федерация, МПК F26B 17/12. Передвижная конвейерная сушилка сыпучих материалов / И.Р. Танеев, И.Х. Масалимов,

77. B.Н. Пермяков; заявитель и патентообладатель Башкирский государственный аграрный университет. №2008110367/22; заявл. 18.03.2008; опубл.20.03.2009, Бюл. №8.-2 с.

78. Пахомов, В.И. Динамика СВЧ нагрева при микронизации зерна / В.И. Пахомов, В.Д. Каун // Обоснование и разработка новых технологий и технологических средств в животноводстве: сб. науч. тр. / ВНИПТИМЭСХ. -Зерноград, 2001. С. 100-109.

79. Пахомов, В.И. Обоснование параметров излучателя сушилки СВЧ / В.И. Пахомов, В.И. Шустов // Математическое моделирование уборочно-транспортных процессов: сб. науч. тр. / ВНИПТИМЭСХ. Зерноград, 1986. - С. 138-143.

80. Пахомов, В.И. Оптимизация тепловой обработки фуражного сырья СВЧ энергией / В.И. Пахомов, В.Д. Каун // Механизация и электрификация сельского хозяйства. — 2000. № 9. - С. 8-10.

81. Пахомов, В.И. Параметры процесса сушки зерна с использованием энергии электромагнитного поля сверхвысокой частоты колебаний: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.20.01. — Зерноград, 1988. — 220 с.

82. Пермяков, В.Н. Перспективная технология сушки влажного зерна кукурузы / В.Н. Пермяков, И.Х. Масалимов, И.Р. Танеев, A.B. Ефимов // Вестник Московского государственного агроинженерного универсиета им. В.П. Горячкина. 2009. - №2. - С. 49-51.

83. Поморцева, Т.И. Изучение режимов и способов хранения семян ярового рапса: дис. . канд. сельскохозяйственных наук: 06.01.09 и 05.18.03 / Т.И. Поморцева. М., 1995.- 172 с.

84. Птицын, С.Д. Зерносушилки / С.Д. Птицын. М.: Машиностроение. - 1966.-213 с.

85. Пюшнер, Г. Нагрев энергией сверхвысоких частот: пер. с англ. / Г. Пюшнер М.: «Энергия», 1968. - 311 с.

86. Раманков, П.Г. Сушка во взвешенном состоянии / П.Г. Раманков, И.Б. Рашковская. М.: «Химия», 1968. - 360 с.

87. Рекомендации по возделыванию ярового рапса на семена и варианты использования рапсового масла в качестве компонента дизельного топлива / Уфа: БСНИИХ, 2010. - 67 с.

88. Рогов, И.А. Сверхвысокочастотный и инфракрасный нагрев пищевых продуктов / И.А. Рогов, C.B. Некрутман. М.: Пищевая промышленность, 1981.-212 с.

89. Рогов, И.А. Сверхвысокочастотный нагрев пищевых продуктов / И.А. Рогов, C.B. Некрутман. М.: Агропромиздат, 1986. - 3 51 с.

90. Рогов, И.А. Техника сверхвысокочастотного нагрева пищевых продуктов / И.А. Рогов, C.B. Некрутман, Г.В. Лысов. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1976. 199 с.

91. Рогов, И.А. Физические методы обработки пищевых продуктов / И.А. Рогов, A.B. Горбатов. М.: Пищевая промышленность, 1974. — 584 с.

92. Рогов, И.А. Электрофизические методы обработки пищевых продуктов / И.А. Рогов. — М.: Агропромиздат , 1988. 272 с.

93. Сажин, Б.С. Основы техники сушки / Б.С. Сажин. М.: Химия, 1984.-320 с.

94. Сакун, В.А. Сушка и активное вентилирование зерна / В.А. Сакун. -М.: Колос, 1969.- 176 с.

95. Сакун, В.А. Сушка и активное вентилирование зерна и зеленых кормов / В.А. Сакун. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 1974. - 216 с.

96. Сорочинский, В.Ф. Повышение эффективности конвективной сушки и охлаждения зерна на основе интенсификации тепломассообменных процессов: автореф. дис. . д-ра техн. наук.: 05.18.12. — М., 2003. -43 с.

97. Сушка свежеубранных семян рапса и сурепицы: Рекомендации / ВНИИ механизации сел. хоз-ва, Всерос. н.-и. и проект.-технол. ин-т рапса. -М.: Гос. агропром. ком. СССР, 1987. 15 с.

98. Троцкая, Т.П. Энергосберегающая технология сушки сельскохозяйственных материалов в озоно-воздушной среде / Т.П. Троцкая. Минск: БелНИИМСХ, 1997. - 750 с.

99. Харвей, А. Ф. Техника сверхвысоких частот. Т.1: пер. с англ. / А.Ф. Харвей. М. : Советское радио, 1965. - 774 с.

100. Щванская, И.А. Сушка семян масленичных культур с использованием СВЧ нагрева / И.А. Шванская // Техника и оборудование для села. — 2003.-№8.-С. 18-19.

101. Электрофизические, оптические и акустические характеристики пищевых продуктов: Справочник / Под ред. И.А. Рогова. М., Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 288 с.

102. Яковенко, В.А. Влияние созревания и тепловой сушки на активность дегидрогеназ в зародышах кукурузы /В.А. Яковенко, А.И., Яковенко, Л.Ю. Исарова // Известия вузов. Пищевая технология. 1976. - № 3. - С. 18-20.

103. Янбаев, Ю.А. Эколого-популяционные аспекты адаптации лесооб-разующих видов к условиям природной и техногенной среды: Автореф. дис. докт. биол. наук. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2002. - 35 с.

104. Adu, В. Modelling thin layer microwave drying of soybeans / B. Adu, L. Otten, R.B. Brown // Canadian agricultural engineering. 1994. - №3. - P. 135140.

105. Copson, D.A. / D.A. Copson / Microwave Heating, Westport, Connecticut, AVI, 1962. 292 p.

106. Crisp, J. The drying properties of rapeseed / J. Crisp, J.L. Woods // J. agric. Engng Res. 1994. - №2. - P. 89-97.

107. Davis, B.J. Disc electrophoresis. 11. Methods and application to human serum proteins / Ann. New York Acad. Sci. 1964. - V.121. - P.404-427.

108. Decareau, R.V. For microwave heating tune to 915 MHz or 2450 MHz / R.V. Decareu // Food Eng., 37, 1965. P. 55-56.

109. Determination of water content of soil by the microwave oven method D 464393 //Annual book of ASTM standarts, 1996.

110. Dong, T. Microwave drying of thick layer rough rice with concurrent, counter and cross ventilation / T. Dong, T. Kimura, S. Yoshizaki, C. Feng, Y. Mi-yatake, T. Kawakami // Journal of JSAM. №4. - P. 89-101.

111. Goncharenko, G.G., Padutov V.E., Silin A.E. Allozyme variation in natural populations of Eurasian pines / Silvae Genetica. 1993. - V. 42. — P. 246-253.

112. Jomeh, Z.E. Microwavw Driying, as Against Combined Method of Drying Sliced Apple /Z.E. Jomeh, G.R. Askari // Iran J.agr.Sc, 2004. №3. - P. 777-785.

113. Lücke, V.W. Versuche zur Behandlung von getreide mittels microwellenenergie / V.W. Lücke // Grundlagen der Landtechnik. 1989. - №2. - P. 43-47.

114. Okress, E.S. Mikrowave Power Engineering / E.S. Okres. New - York- London, 1968, v.2. 270 p.

115. Ornstein, L. Disc-electrophoresis. I. Background and theory / Ann. New York Acad. Sei. 1964.-V. 121.-P. 321-349.

116. Patil, B.G. Heated air drying of rapeseed / B.G. Patil, G.T. Ward // Agricultural mechanization in Asia, Africa and Latin America. 1989. - №4. - P. 5258.

117. Puescner, H. Heating with microwaves / H. Puescner. Holland, 1966.- 317p.

118. Ren, G. Drying of American ginseng roots by microwave hot air combination / G. Ren, F. Chen // Food Eng. - 1998. - №4. - P. 433-443.

119. Staney, E. Microwave Vacuum drying / E. Staney // Food Eng. 1979. -v. 51. P 73-79.

120. St-Denis, E. Particle size and bulk density effects on grain dielectric properties / Canadian society of agricultural engineering. 1995. - №95. - P. 219.