автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.03, диссертация на тему:Технология перемежающего вентилирования зерна

ВСЕРОССИЙСКИЙ ЗАОЧНЫЙ ИНСТИТУТ ШШВОЙ ПРОШШННОСТИ

На правах рукописи

ЕГОРОВА Светлана Вдадшировна

ТЕХНОЛОГИЯ ПБИЖШЩЕГОСЯ ВЕНТЙЖРОБАНШ ЗЕРНА

Специальность: 05.18.03 "Первичная обработка, хранение зерна и другой продукции растениеводства"

Диссертация написана на русском языке

Автореферат диссертации на соискание ученой степени каэдвдага технически наук

Москва - 1992

Работа выполнена на кафедре хранения сельхозпродуктов и стандартизации Всероссийского заочного института пищевой проша денеости и Пушкинской реалбазе хлебопродуктов Московской облас

Научный руководитель - кандидат технических наук, професс< Б.Б. Мельник.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Е.М.Мельников;

кандидат биологических наук, додент Е.К.Горелова.

Оппонирующая организация - Производственное объединение

зерноперерабатываодих с хлебоприемных предприятий

"ЫОСОЕШЕБОЛРОдаКТ",

Автореферат разослан

Занята диссертации состоится "ЗС "¿ХУ7г0р1992т. час на заседании специализированного Совета К 063.45.04 Всероссийск заочного института пищевой промышленности.

Просим Вас принята участие в работе указанного Совета или прислать письменный отзыв, заверенный печатью, в двух экземплярах но адресу: 109803, Москва, ул. Земляной вал, 73.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Ученый секретарь специализированного Совета

к. т.н., доцент И.Д.Белоусова

| нпг.

OIÏiAK ХЛРАКтаТТССТСА РАБОТЫ

Актуа.плtocть темы. Производство пшениц«, наиболее ценной ipnoBoi! культура, в нашей стране составляет порядка 20% от япемиропого. До Ь0% всего убираемого урожая поступает повшен->й плагглости и подаелит вентилированию.

В прткмке обеспечения сохранности свежеубранного зерна лишенной влажности, помимо очистки и сувжи, широко используют ¡прерывное активное вентилирование, расходуя при этом значи-¡лыюе количество энергоресурсов и денежных средств. Учитывая 1лы!:ле масштабы активного вентилирования, актуальным является ¡еспечешге стойкого состояния зерна при хранении с одновременна сюшением судаарннх затрат на обработку.

Повьшение технологической и экономической эффективности тивкого вентилирования зерна может быть достигнуто применением ремежшдагося вентилирования, сущность которого следующая, « правильно организованном вентилировании поверхность каздой рновки в массе со всех сторон "омывается" воздухом. Естествен, что ее охлаждение и сшк-сение влажности начинается с оболочки поверхностных слоев.

Пре.дста!Улется весы.« перспективным с позиций повышения эф-кташюсти и экономии энергии после снятия поверхностной влаги зерен вентилирование прекратить. По законам миграции влаги ешняя поверхность'подсушенных зерен во время отлежки начнет лакняться за счет более высокой влажности внутренних слоев, еле yiyiasieHW! вкевшеЯ поверхности зерновок, снова возобновить одувазше и так продолжить до тех пор, пока не будет достигнут обхода«!?. аспект по охлаждении и снижению влажности.

Есть-все основания предполагать, что при перемежающемся н'пш^ювашга съем влаги будет достигнут при значительной эхо-кии электроэнергии в сравнении с непрерывным вентилированием, я обоснования технологии перемелаадегося вентилирования пше-цы были проведены данные исследования.

Целью исследований является обоснование технологии и реязг-в перемежающегося вентилирования пшеницы, обеспечивающих ее хранкость и сокращение расходов на обработку..

¡¡ля достижения указанной цели необходимо было решить едущие задачи :

- разработать программу, методику лабораторию: и производственных исследований;

- разработать, смонтировать и произвести наладку экспериментального комплекса для проведения лабораторных исследованю": по обоснованию технологии перемежающегося вентилирования зерна;

- провести лабораторные исследования по выявлению радио нал ньк режимов перемещающегося вентилирования зерна тенжщ разлкч-поп влажности и разных удельных подачах воздуха;

- изучить влияние рациональных режимов перемежающегося вентилирования зерна на его оейовныа показатели качества;

- проверить-в производственных'условиях рекомендуемую технологию перемежающегося вентилирования зерна с определением технико-экономической эффективности ее применения к сформулировать предложения производству.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые для повышения технологической и экономической эффективности активного вентилирования применено чередование периодов продувания и отлежи зерна пшеницы повышенной влажности- перемежающееся вентилирование и обоснована его технология.

Получены данные по массовлагообменным характеристикам зерн выражающиеся в количественной оценке процесса подсушки и аналитические выражения послойных кривых от начала до конца перемеха вдегося вентилирования на основе которых можно найти поле влаго содержания насыпи и провести многосторонний анализ дяя планирования новых экспериментов.

Установлена зависимость медцу влажностью зерна и продолжительностью перемежающегося вентилирования с учетом коэффициенте диффузии влага, которая позволяет определить расчетный путем миграцию влаги в отдельной зерновке.

Разработана номограмма и таблица для выбора рационального режима и определения его продолжительности при перемежающемся вентилировании пшеницы повышенной влажности.

Впервые проведено комплексное исследование физических, биотических, мукомольных и хлебопекарных свойств, микроструктуры и микрофлоры зерна пшеницы повышенной влажности, обработанного рациональными режимами перемежающегося вентилирования.

Практическая ценность работа состопг в обосновании эффектной технологии перемещающегося вентилирования зерна пшеницы каккостью до 20/ь включительно, позволяющей сохранять убранный рожай о минимальными потерши и затратами.

Данн рекомендации производству по практическому применению зхнологии перемежающегося вентилирования и выбору рациональных вжимав в виде таблиц» 4 х формулы 9, которые внедрены на ушжской реаядазе хлебопродуктов Московской области.

Разработан экспериментальный лабораторный комплекс, кото-ый может быть в дальнейшем использован для обоснования техно-огии переметающегося вентилирования и других культур (маедич-ых, бобовых и т.д.).

Апробация диссертационной работы. Основные положения ¡пссертационной работы долояены и обсуздени яа:

- ежегодных научных конференциях Всесоюзного заочного [нститута пищевой промышленности в 1984-1391 году в г. Москве;

- конференции молодых ученых и специалистов Всесоюзного >рдена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского тети тута зерна и продуктов его переработки, 1985 г.;

- Всесоюзной УВ научной конференции молодых ученых и специалистов,'посвященной 60-летгао образования Московского ордена Грудового Красного Знамени технологического института пищевой иромнюленностя 11-14 юаня 1951 г.;

- на Пушкинской реалбазе хлебопродуктов Московской области в период с 1935 по 1991 годы.

Публикация результатов исследования. По материалам диссертации опубликовано Э работ.

Структура ¡1 объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций производству. Работа изложена всего ка/Й^ страницах машинописного текста и содериит 53 формулы, 4? рисунков,17 таблиц,3 приложения. Библиография вкличает 197 наименований ,из которых 27 иностранных.

СОЯЕРЕАНЙВ РАБОТЫ

Выбору материала, разработке програюлы и методики исследований технологи перемежающегося вентилирования зерна предшествовало изучение отечественных и зарубежных литературных —

источников в области активного вентилирования и обеспечения сохранности зерна. Изучением процесса сушки и свойств высушив емого материала занимались отечественные ученые Братерский Ф. Гинзбург A.C., Зелинский Г.С., Лыков A.B., Лысенко Б.И., Ново шенов ¡О.И., Птицин 'С,Д., Резчиков В.А., Смирнов М.С. и др. Исследованию технологии вентилирования посвящены работы Авдее A.D., Аклскина В.И., БахареЕа И.Я., Берзинш Э.Р., Еидко В.И., Ильясова С.Г., Капорулина К.И., Леончиха Б.И., Мельника Е-.Е. , Наймушна М.И., Полуэкгова В.И., Рыбарук В.А., Соседова К.К,, Страховой Т.В., Уколова B.C. и др. Изучению технологических о бенностей пшеницы посвящены работы Егорова Г.А., Закладного Г Казакова Е.Д..-Карабанова С.А., Козьшиой H.H., Костровой Е.К Кравцовой Б.Е., Кретовича В.Л., Мельникова Е.М., Моисеевой A.i Пункова С.П., Трисвятского Л.А., Фирсовой М.К., Швецовой И.А.;

Среди зарубежных ученых процессу вентилирования много вн мания уделяли Венкер Х.Л., Саул P.A. и др. Исследование техно, логических свойств мягкой пшеницы изложено в работах Андерсовг К.Е., Вильямсояа В.Ф., Клссельбаха I.A., Оксли Т.Д., Ульриха I Хелма С.А. и др. В то же время перемешшвееся вентилирование с тавалось практически не изучеюшм и нет до сих пор обоскованнЕ режимов и технологии названного процесса. Ревешго данной зада' и посвящена работа ав'тора.

г.1атешал исследования. Объектом исследования служили пар'; мягкой (продовольственной) пшеницы уроаая 1987-1989 г.г. .так основной зерновой культуры. Пробы зерна отбирались от сформирс ванных пар тки свежеубраиного (недозревшего) и вызревшего зерна пшеницы на Пушкинской реалбазе хлебопродуктов Московской облас

Нечерноземная зона России является зоной повышенного увлах кения и неустойчивого семеноводства, где перед уборкой ш в г риод уборки урогая выпадают дожда. В неблагоприятные годы epos уборки отодвигаются и продолжительность уборочных работ увеличивается.

Зерно, поступающее на хлебоприешше предприятия Нечерноземья, имеет различные показатели по степени зрелости, влажное и засоренности. Подвергаясь воздействию неблагоприятных внешни факторов и внутренних процессов в массе, зерно теряет свои качества, происходит ухудаение его технологических достоинств.

Сохранении и улучшению качества такого зерна способствует юшя технология перемежавшегося вентилирования.

Методика исследования. Лабораторные исследования проводили ;а искуссгвеЕШО увлажненном зерне пшеницы, а производственные -¡а зерне естественной влажности. Методика подготовки зерна к роведению опытов изложена в диссертации.

Для определения качества зерна пшеницы использовали стан-артизировашше методы и современные приборы.

Определение поверхностной микрофлоры пиениды проводили утем посева смыва на питательные среда- мясо-пептонный агар для учета бактерий) и среду Чапека (для учета плесневых грибов), тализ внутренней микрофлоры проводил прямим посевом зерен на чнтетическуп среду Чапека- Докса (для споруляции) в 6 повтор-5СТЯХ.

Исследование микроструктуры зерна пшеница проведено на [екгроннозоадовом приборе "Камебакс" фирмы "Камека".

Отбор проб и ввделение навесок вели по ГОСТ 13586.3-83; [ределение всхожести- по ГОСТ 10847-74 и энергии прорастания-ГОСТ 10968-88; определение запаха, цвета- по ГОСТ 10567-75. аяность зерна определяли основным методом, на электровлагомере па "Колос" а взвешивание?-! касет с пшеницей на технических вех (во время вентилирования). Определение засоренности, содер-кия испорченных и ловревденньк зерен проводили по ГОСТ 13586.2-01; нового состава- по ГОСТ 10940-64; натуры- по ГОСТ 10840-64; ?.сы 1000 зерен- по ГОСТ 10842-76. Стекловидаость зерна опреде-ш но ГОСТ 10987-76; количество и качество сырой клейковины- по ;Т 13586.1-68; зольность- по ГОСТ 10847-76; содержание белка-ГОСТ 10846-74.

Мукомольные достоинства пшеницы оценивали по результатам юла на мельничной лабораторной установке М1У- 202. Муку одиозного лабораторного помола оценивали в соответствии со станками и инструкциями: отбор проб и метода испытаний муки- до Т 9404-60 и ГОСТ 27669-88; зольность муки- по ГОСТ 10847-76; ержание белка- по ГОСТ 10846-74; крупообраэующую способность на- на приборе АДП-1, показатель седиментации- по табухаемос-мукн в растворе уксусной кислоты.' Физические свойства теста яедовали ка валориграфе фирмы "Лабор МИМ". Хлебопекарные

- о -

свойства пшеничной муки определяя» по результатам пробной лабораторной выпечки, проводимой по стандарту и решке- методом. Выпеченный хлеб анализировали ло объемному выходу, формоустойчи вости и органолептамеским показателям.

Определение качества зерна и муки проводили в 3-х повтор-ностях.

Результаты экспериментов обрабатывали методами математичес кой статистики на ЭВМ- М- 222.

Экспериментальная часть

Данный этап работ предусматривал проведение лабораторию; исследований по выявлению рациональных режимов перемещающегося вентилирования зерна пшеницы различной влаяности и удельных подач воздуха. С целью выявления рациональных режимов, лабораторные исследования проводились на специально разработанном экспериментальном комплексе, представляющим собой цилиндрическую емкость- колонку доя зерна (высота 1,6 м, диаметр 0,3 м), снабже: ном центробежным вентилятором с электронагревателем, системой воздуховодов, контрольной и измерительной аппаратурой. Снаружи колонка и воздуховоды покрыты слоем ыамотной глины для теплоиэ тот. В колонке смонтированы по винтовой линии горизонтально расположенные патрубки, позволяющие вести измерение температур и влажности зерна и воздуха. Описание работы экспериментально! комплекса и методика проведения исследований на установке при денн в диссертации.

Исследования проводились на пробах зерна пшеницы массой 100 кг.

Порядок проведения исследований включал увлажнение опнти партий пшеницы в пределах от 16 до 20% с интервалом в 1%, пос. довательную загрузку кавдой из них в вентилируемую емкость ' экспериментальной установки и вентилирование кавдой партии с целы) обоснования технологии и выбора рациональных режимов, г рантирутацих высокую эффективность при сохранении его исходног качества.

Схема опытов по вентилировании представляла собой полный факторный эксперимент с тремя переменными: начальной влажное! зерна, удельной подачей воздуха к его температурой.

Вентилирование кадцой опытной партии осуществляли до сухого юстошшя П4'Л с удельным подачами воздуха от 20 до 60 м3/(ч-т) ^ интервалом Ш м3/(ч-тК

Тсмпе]хзтура подогреваемого в электронагревателе воздуха ко-тебялась в пределах 15...25°С, относительная влажность находилась в пределах 60...65?. Исходная температура обрабатываемого . зерна в опытах составляла 18...20°С. Толщина зернового слоя 1,6 м.

Измерение относительной влажности воздуха на входе и выходе 13 колошей проводили психрометром; температуру зерна в процессе зснталирсванля послойно фиксировали с помощью ртутных-и электро-гермометров.

В результате проведенных исследований и обработки экспериментальных данных были выявлены рациональные режимы перемежающегося вентилирования зерна пшеницы, которые в виде таблицы и но-юграм.а; представлены в диссертации.

Эсйективкость рекомендуемых режимов проверялась в опытах по ¡зкененио семенных показателей зерна. При указанных в таблице зекимах всхожесть и энергия прорастания пшеницы оставались неаз-1е иными пли колебались в пределах ошибки опыта.

В соответствии с Инструкцией по вентилированию следует, что да зерна вла.-иостьо 16 л 20$ и непрерывном вентилировании необ-:0Д1350 обеспечивать удельную подачу воздуха соответственно не !снее 30 и 60 м3/(ч>т). Поэтому при сравнении технологий непрерывного н перемещающегося вентилирования были взяты зерно ше-■ицк с злглзюстьв 16 и 20% и те ;:е удельные подачи воздуха-¡0 к ВС м3/(ч-т).

На рис.1 показаны крпвые изменения влажности пшеницы по юдщине зернового слоя при непрерывном и перемещающемся венти-шровашш. Из рисунка следует, что общая продолжительность провеса при перемеаапщемся вентилировании примерно в три раза ганыпе в сравнении с непрерывным вентилированием. При этом перемещающееся вентилирование способствует более равномерному ( в :,3...1,6 раза) сгашенио влажности в зерновом слое. Всхожесть паеницк по слоям' при непрерывном и переменяющемся вентилирова-ши практически не менялась (см. диссертацию).

Из рис.1 видно, что кривые подсушки, получаемые при лере-¡еяающемся вентилировании имеют - образную форму и представляют

«

15.5 /Г /*,}

|

г - с,»* З-Г^м ь-егн*

л -----

\ г 1\ ' Ь<1

1И

I- СН1 ПО с» 1Ю

г 6

лрояол-м-чгемносч. наштшге интилирсмякя, счгкп

'о ю <н> 60

ягедыжнтелкюсъ пшиежлюпшся ¿[нпмирошнл с

# г и

лгцдолжнгетность непнгмноте МНТИАНРОЫНИЯг СЧТКЯ

о 40 ¡0 по

ппдоАхоггс/шосп пениежоиоцется еенти/мтвлнмя ч

Рис. I. Сишнительные измсиекня влажостх гасешщн по толщине зернового слом .-¡з: иеи[е,-«в!!ом иенткхярооато! (ло литерзтурним источникам) 1! неремехаияемся вентилировании (по экспериментальным ламкш): ;< - М5', = 161. = 30 м3/(ч.т); й - К/3 = 20*,^ = СО м3Дчч)

;обой монотонно-убывающую линии без экстремумов с одной точкой тереглба н двумя горизонтальными асимптотами. Следовательно эти сривне можно математически описать следующим образом: I+ € (I), где влагосодеряание зерна, %;

V - время, ч;

р и V0 - постоянные, связанные со свойствами зерна и режимом подсушки;

а = 0,5(/Гр -/Гв)<0, поскольку /¡/р<й/Е;

= - начальная влажность зерна, %; й^р - равновесная влажность зерна, %.

Были найдены параметра ¿2 , , р и для каядой экспериментальной кривой всех четырех слоев зерновой насыш. Для кривых юдсупка зерна влажностью 16$ л удельной подаче воздуха 30 м3/(ч-т) шсперсия неадекватности составляет 0,0039 + 0,0087$, среднее квадратичное отклонение лежит в пределах 0,022 + 0,076$. Для кривых подсушки зерна влааностьп 20$ и удельной подаче воздуха 50 м3/(ч.г) дисперсия неадекватности составляет 0,024 + 0,0328$, :реднее квадратичное отклонение леетт в пределах 0,1549 + 0,181$. ¡удя по дисперсия;.) и сопоставлению экспериментальных и расчетных яанных, формула I описывает процесс адекватно.

Зависимость параметра р от толщины слоя зерна х выразится [по методу наименьших квадратов) уравнением:

р = - 3,10 -(х - 1,14)4 - С,68 (2)

Оценивая количественно развитие процесса подсушки, есть зозможйость рассчитать его скорость к ускорение в любой момент зреыени в каядом слое по формулам:

: -^Д- е^ос (3)

(4)

Результаты обработки экспериментальных данных показывают,' 1то период "постоянной" скорости подсушки охватывает приблизительно интервал времени:

гж) (5)

Методом Симлсояа возможно рассчитать длину дуги всех четырех послойных кривых подсуши, линейно зависящих от времени:

Ь-^^УТ^с^Р/Щ1 лгТ (6)

Полученный результат является своеобразной характеристикой перемежающегося вентилирования в теории тепло- и массонереноса.

Исследование изменения температуры пшеницы по толцине зернового слоя при перемещающемся вентилировании зерна влажностью до 20% включительно с разными удельными подачами воздуха показало, что температура зернового слоя остается ншсе температуры подаваемого воздуха до тех пор, пока зерно еще влажное. Самая низкая температура наблюдается в зоне сушки. Уменьшение температурь в слоях возрастает последовательно снизу вверх насыпи от нижнего к верхнему слою. При завершении подсушки зерна температура всей массы приближается к температуре воздуха с небольшими отклонения

Следует отметить, что в слоях, лежащих над зоной сушки, нас людается некоторое повышение температуры зерна и воздуха, поскольку эффект охлаждения от снижения в этой зоне влажности зерна •отсутствует. Постепенно, с повышением температуры воздуха, прокк зываюдего насыпь, увеличивается его способность воспринимать вла гу и в верхних слоях зерновой насыпи также начинается подсушивание зерна.

Обработка экспериментальных данных позволила установить следующую зависимость между влажностью зерна и продолжительность перемежающегося вентилирования с учетом коэффициента диффузии

влаги; -С2.405)2- Ш

Ш2Ж2-е (V). где

Гв - ^р

- начальная влажность зерна, %•, ¡рк - конечная влажность (до которой подсужено зерно), %<, ¡у р - равновесная влагаю с гь зерна, %■, I с - продолжительность перемежающегося вентилирования, ч;

/Р - радиус зерна (1,34 ми);

К - коэффициент диффузии влаги, м^/ч.

Используя указанную зависимость можно определить миграцию влаги в отдельной зерновке при перемещающемся вентилировании:

К = ———^ • гДе & ~ средняя скорость снижения

влажности зерна, %/ч.

Изменение качества зерна лшеницы увлажненной до 16.. .20%, после перемежающегося вентилирования было следующим. По основным

показателям качества обработанное переиежающшся вентилированием зерно сохраняет свои исходные свойства за исключением о<Зсвмененное ти микроорганизмами, которое увеличивается. Увеличение содер^-жанкя кикро(1уюры объясняется недостаточной подачей воздуха, хотя зерно сохраняло доброкачественный вид я это не сказалось на его технологических достоинствах.

Производственная проветжа

Производственная проверке технологии перемежающегося вентилирования зерна проводилась на Пушкинской реалбазе хлебопродуктов Московской области в 1988-1990 годах.

Регяпш перемещающегося вентилирования проверяли в складе п;,х'ст5ш0стью 6450 т с использованием новых телескопических аэро-кэлобов ВЗШП, которые Государственной комиссией Совета Министров СССР по продовольствию и закупкам ВШО "Зернопродукт"рекомендова-ны к серийному производству (приложение 3 диссертации). Названная техника выбрана дли проведения производственных опытов как перспективная, поскольку телескопические аэрояелоба предназначены не только для вентилирования зерна в складах, но и дан их пневматической разгрузки с оезобоздением людей от тяжелых и вредных условий труда. Размещение телескопических аэрокелобов в складе, их загрузка зерном и схема вентилирования приведены в диссертации.

В осенглй период проверяли режимы перемеяазощегося вентилирования на езек'.еубракном (недозревшем) зерне, а в зимнее время опыты проводили по охлаздению просушенного и вызревшего зерна. Состояние зерна контролировала послойно. Результаты производственных опытов представлены в таблице I.

Вентилирование партий свеяеубраиного зерна злажзостью от 16 до 19,9/' прозодили атмосферным воздухом с удельными подачами' в средний часть насыш ¡¿езду каналами установок 30 , 40 , 50, 60 м3/(ч-т) и чередувдишея интервалами продажи и отлетай соответственно: 20 мин. вентилирования и 15 мин. отлеяхи; 15 - 15; 15-10; 10 - 10 с доведением зерна до сухого состояния. После завершения процесса зерновая нбснць имела температуру на 1...2°С шше исходной.

Таблица I

Производственная проверка режимов перемещающегося вентилирования свежеубранного (недозревшего) и вызревшего зерна пшеницы на Пушкинской реалбазе хлебопродуктов Московской области

Показатели газ-мерность иентклирование зерна (ВЫЗ- свежеубвашгого(недозревшего)¡рев- ;пего

I 2 3 ! 4 1 5 ! 6 ! 7 ! 8

Высота насши м 3,2 3,2 4,7

Количество зерна вентилируемого одним аэроже-

лоЗом т 135 132 101

Параметры воздуха:

удельная подача воздуха в среднюю часть насыпи , мевду установками; м

средняя скорость воздуха при выходе из насыпи;

температура (пределы колебаний/ средняя); _

4,0 3,5 82 69

7,0 159

относительная влажность

(пределы колебаний/сред- _

няя) %

Время: мин.

подачи воздуха; 20

отлекки зерна 15

Продолжительность перемежающегося вентилирования ч 151,5

Средняя скорость скиже-

ния влажности зерна %/ч 0,012

Коэффициент диффузии х 1£Г® влаги в зерне иг/ч 1,035

Средняя влажность зерна пшеницы: %

до вентилирования; 16,0

после вентилирования 14,2

Влажность верхнего слоя насыпи после вентилирования, (0,2 и от поверхности) %

т)30 30 40 50 60 25

' 0,24 0,24 0,46 0,48 0,5 0,43

18... 17... 14... 14... 13...

.. .24 ...24 ...24 ...23 ...22 .. .-К

20 20 20 19 18 -9

63... 64... 67... 67... 74... 80...

...СО ...81 ...84 ...83 ...86 ...81

73 .73 76 75 80 81

20 15 15 15

253,1 285,4 0,013 0,014 1,122 1,208

17,0 18,0 13,8 14,0

15 10

10 10

340,1 353,9 0,014 0,016 1,208 1,381

19,0 19,9 14,4 14,1

10 10

3,6 0,026 2,407

13,6 13,5

14,4 14,1 14,3 14,7 14,6 13,7

Окончание та(5л. I

I ! 2 ! з ! 4 ! 5 ! 6 ! 7 ! 8

!реднш1 температура на-'.ыпи: до вентилирования; после вентилирования °С +23 +20 +23 +20 +23 +21 • +21 +19 +22 +20 +8 +5

'еыпература верхнего лоя насыпи после вен-илирования °с +21 +21 +22 +20 +21 +10

При перемежающемся вентилировании зерна с целью охлаждения удельной подачей воздуха в среднюю 'часть насыпи между установ-ами 25 м3/(ч-т) и режимом 10 мин. продувания и 10 мин, отлежкл, со температура снизилась за 3,6 ч на 3°С. Влажность зерна при том практически не изменилась (13,6...13,5$).

Математическая обработка данных, полученных в результате юизводственной проверки рекомендуемых режимов перемежающегося ¡нтилирования зерна пшеницы повышенной влажности с использовали формул Линда и Веннера, позволила получить следующую зави-мость продолжительности влагосъема от удельной подачи воздуха, ■о относительной влажности, неравномерности распределения и миг-ции влаги в насиди:

2,45 • Ю6(^2

■ г = —1-а-^-—• о Где

3,94 (¿с - гвИ100-Г°)

V - продолжительность перемежающегося вентилирования, ч; 'н' П ~ начальная и конечная влаккость зерна ка общую массу,%\

- удельная подача воздуха, ы3/(ч-т); с, ¿ы - температура сухого и мокрого термометров психрометра,°С.

Приведенная зависимость справедлива в следующих пределах: шюсть обрабатываемого зерна не превышает 20$; эльная подача воздуха колеблется в пределах 20...60 мэ/(ч-т); шература воздуха находится в пределах 13...24^0; юсительная влажность воздуха колеблется 63.. .8655.

Проверка результатов сходимости фактической продолжителькос-веремежавдегося вентилирования с расчетной показала, что отно-■ельная ошибка составила 0,89...1 ,В%, что выражается в 3... 6,4 часах и для практики вполне допустима.

При производственной проверке режимов перемежающегося вен-тззлировашад были детально исследованы показатели качества зззиени-j-ш влажностью от 16 до 19,952 как поступавшей на хлебоприемное предприятие в период уборки урокая, гак и просушензюм.

Данные по качеству постулающе.то на хлебоприемное предприятие зерна получены совместно с работзшказдз лаборатории техно-хзз.контроля Пушкинской реалбазы.

Исходное качество поступившего на реалбазу свекеубранного зерна характеризовалось следующими данными. Всхожесть и эззергия прорастания с увеличением влажности зерна и хранении без обработки заметно снижались: энергия прорастания с 56 до 30%, а всхожесть с 60 до 30$. В зерновой массе содергязтся сорная при- • месь л дефектные зерна. 3о время уборки поступавшее зерно подве; галось воздействию неблагоприятных вкеизшх условий (сырая погод Определение обсеменеяяости пзленицы поверхностной микрофлор выявило, что с повышением влажности зерна численность бактерий такке увелзшшалась от 60 тыс. до 280 тыс. на I г зерна. Зараженность внутренней микрофлорой во всех партиях составила 100 % Происходили качественные изменения микрофлоры. Полевые гри 5а ОЗИои&Исс, He¿m¿/iM0if&Ut'm вытеснялись плесневыми грибами разных видов: , Rfí£$cpu¿ , Pesuu¿¿ú</ti.

Грибная микрофлора лодеергзвегося перемевающемуся вектилиро зазшю сведеубраиного (недозревшего) зерна повышенной влажности была представлена грибами рода /X£te¿.A<x&íQ., ñuoou'/c/», ñAifq&a* Pen¿ci¿ü'uht , /ftt-ce&i. Грибы рода , /üjxlixtn были обнаруке

кы на образце о исходной влажностью 18,4% и после вентзиированл При посеве смыва до и после обработки зерна режиназли перемещающегося вентилирования обнаружена бил/йл .

При перемежающемся вентидированив просушенного, вызревшего зерна охлажденным воздухом количество бактерай увеличилось с 50 тыс. до 76 тыс. на I г зерна, на зерне преобладали плесени хранения, но были и единичные J?u>ia4¿{</»4 Зараженность внутренне мнрошлорой до и после вентилирования была идинаковой 100%. Прз посеве смыва выявлена травяная палочка.

Изучение микроструктуры свехеубранного (недозревшего) и вшревшего зерна до я после перемежающегося вентилирования поз:< зало повреждение его ферментами грибов. Некоторые крахмальные

ерна разрушены иод воздействием ферментов. Однако, фержнтатив-:ая активность после перемещающегося вентилирования сштается з езудьтате погори горком свободной влаги. ¡¡пзревшсе доброкачест-;еняое зерно имеет одинаковую плотную структуру тканей.

■ Качество зерна пшеницы до и после переметающегося вентилк-ования и полученной/из ¡¡его муки приведены в таблицах 2 и 3.

• Натура свенеубренного (недозревшего) зерна после обработки зеличивается на 12 г/л, масса 1000 зерен- на 1,38 г, что обес-:ечивает получение большего вшсода мухи на 6,4%, Содержание сор-:ой и зерновой примеси практически не меняется. Стекловидность ерна после вентилирования колеблется в пределах ошибки опыта.

Во влажном, недозревшем зерне, отличающимся высокой золь-.-остью, после обработки его режимами перемещающегося вентилиро-аняя, среднее содержание золы уменьяается на 0,06^, а в муке, ыработанной из этого зерна- на 0,09^5. Улучшается качество клей-овины в зерне. Количество клейковины в муке после вентилировали увеличивается на 2%, а группа качества из Ц переходит в I.

При обработке просушенного в зерносушилке, вызревшего зер-:а режимами перемежающегося вентилирована/г с деда» охлаждения: атура, масса 1000 зерен, содержание сорной я зерновой примесей рактически не изменились. Стекловидность зерна и количество лейковины колебались в пределах ошибки опыта. Группа качества лейковины из П переходит в I. Содержание белка осталось неизменим (табл. 2).

Показатели качества пшеничной муки односорткого 70& помола з этого зерна до я после зекткянрозаккя- фактический вкход, •дельная поверхность и средний размер частиц муки, количество лейковины- не менялись. Содержание бежа практически не увели-ивалось (на 0,09%). Качество кле^коаннк улучшилось.

По показателю седиментации (набундам) ыошо говорить о :иле пшеницы. Величина седшенгационкого осадка обработанного ¡едозревшего и вызревшего зерна колебалась в пределах 40... .. 21 мл, что соответствует средней силе (табл. 3).

Физические свойства геста улучшаются, водояоглотительная пособность' муки увеличивается с 66,4... 59,&% до 68,2.. .60,8$.

Наиболее объективным показателем является объемный выход и ;ачество выпеченного хлеба, оцениваемого по результатам пробных

*

Таблица 2

Качество зерна пшеницы до и после перемежающегося вентилирования

Ндажность зерна

г

Показатели качеств

Ж.

вентилирования

Масса ! 1000 ' ! зерен,г!

На тара.! СодержаниеЛ ¡Отекловид-! Клейковина

¡сорной ¡зерновой; ность-? коли-Iпримеси|примеси | \иаг.т-,

т:

'.Содетдание,%

¡группа белка ¡золы чество,{качест-; ;

ва ! !

Вентилирование свекеубранного (недозревшего) зерна

16,0 - 28,8 732 1,0 1,2 42 19 П 12,20 1,33

17,0 - 28,1 732 0,7 1,2 42 19 П 12,23 1,32

18,0 - 28,4 723 1,0 1,5 43 19 П 11,95 1,37

19,0 - 27,6 713 IД 4.7 42 18 П 11,65 1,43

19,9 _ 27,2 706 2,8 4,6 42 18 П 11,84 1,49

16,0 14,2 30,3 740 0,9 1,2 47 20 I 12,48 1,28

17,0 13,8 29,1 743 0,7 1,1 48 20 I 12,18 1,26

18,0 14,0 30,0 730 1,0 1,5 46 19 П 12,24 1,31

19,0 14,4 28,7 728 1,0 4,5 47 19 П 11,98 1,36

19,9 14,1 28,9 725 2,2 4,2 • 44 18 П 11,72 1,42

Вентилирование вызревшего зерна

13,6 - 27,4 717 1,3 4,2 44 22 П 10,63 1,42

13,6 13,5 26,8 718 1,1 4,2 47 23 I 11,0 1,40

I

м СП

лачество муки односортного 70$ помола, полученного из зерна до и после перемежающегося вентилирования

гила о

Влажность зерна. &_Показатели качества_

до| после ! Факта- ! Влаж- ¡Удель- ¡Средний! Клейковина • !Содержание,%! Показа---¡ческий ¡ноеть, !ная по-(размер !кп™р !тель се-

вентилирования ¡выход, ) % ¡верх- ! части-¡0елка !золн .'дамента-

! % ! ¡ность, !цы, мкм! во> ! !щш, ил

___1_1смЗ/г I !_! ! ! !_

Вентилирование свежеубранного (недозревшего) зерна

16,0 - 63 12,8 2164 19 21 П 11,24 0,51 37

17,0 - 60 12,3 2176 19 21 П 11,35 0,56 28

18,0 - 57 12,5 2240 18 20 П 10,89 0,62 25

19,0 - 58 12,2 2286 17 19 П 10,51 0,64 23

19,9 - 54 11,9 2395 16 19 П 10,77 0,67 21

16,0 14,2 ее 13,1 2097 20 23 I 11,43 0,44 40

17,0 13,8 66 12,5 2125 19 . 23 I 11,09 0,47 38

18,0 14,0 63 12,4 2155 19 22 П 11,10 0,52 34

19,0 14,4 65 13,6 2214 18 21 П 10,62 0,55 29

19,9 14,1 62 12,0 2249 18 20 П 10,93 0,57 27

Вентилирование вызревшего зерна

13,6 - 67 12,6 2114 19 25 П 9,93 0,53 38

13,6 13,5 65 13,0 2112 19 25 I 10,02 0,46 39

лабораторных выпечек. Объемный выход хлеба свежеубранного зерна (400...350 см3) после обработки перемежающимся вентилированием увеличился и находился в пределах 490...390 см3. При вентилировании вызревшего зерна с целью охлаждения, объемный выход хлеба составил с 460...480 см3.

В результате производственной проверки полученных в лабораторных условиях режимов перемежающегося вентилирования зерна подтверждена их технологическая эффективность л возможность рекомендовать производству для применения. Применение новой технологии способствует также нормальному дозреванию свеяеубранно-го зерна.

Результаты сравнительного расчета технико-экономической эффективности непрерывного и перемежавшегося вентилирования показали, что расходы на перемежающееся вентилирование заметно снижаются в связи с сокращением, прежде всего, затрат на элект] энергию. Общая суша затрат на однократное охлаждение партии з< на перемеяащимоя вентилированием снижается в 2,5 раза в расче1 на I физическую тонну в сравнении с непрерывным.

Годовой экономически® эффект применения перемежающегося вентилирования на Пушкинской реалбазе хлебопродуктов в складе вместимостью 6450 т составит около двух тыс. руб. При оборудов. нии одного типового склада вместимостью 3200 т и оснащении его новыми телескопическими аэрокелобами, суммарный годовой эконом чеокий эффект составит более 2,7 тыс. руб.

вывода

1. В результате проведенных исследований впервые обоснова технология перемещающегося вентилирования зерна, заключающаяся чередовании периодов продувания и отлекки зерновой массы.

2. Установлено конкретное время периодов продувания и от; ки пшеницы влажностью 16.. .20$ при удельных подачах воздуха 2С ...60 м3/(Ч'т). Экспериментально доказана закономерность, что увеличением удельной подачи воздуха, уменьшается период продув ния пшеницы, но увеличивается необходимое время отлежи. В то время суммарная продолжительность перемежающегося вентилирова! сокращается в среднем до двух раз.

3. В результате обработки экспериментальных данных

заработана номограмма и таблица для выбора рациональных регаыов определения их продолжительности при перемежающемся вентилиро-знии пшеницы влажностью до 20,1 включительно и удельных подачах эздуха 20...60 мэДч'т), Так, например, при влажности зерка 16% удельной подаче воздуха 60 м3/(ч<т) суммарная продолжительность зремежающегося вентилирования составит 30 часов. При этом за казанное время 5-ти минутная подача воздуха дшшга чередоваться 15-ти минутами отлежи зерна.

4. На основе экспериментальных дакннх получено аналитичес-ое выражение I , которое удовлетворительно описывает весь ход ослойной подсушки зерна от начала до конца перемежающегося вен-илировашш, Согласно этой формуле, величина подсушки зависит от ачальной влажности зерна и режима обработки. Это выражение поз-¡оляет найти поле влагосодержания насыпи л провести анализ гроцесса.

5. Получены данные (формулы 3, 4, 5 и 6) по массовлагообмен-шм характеристикам зерна. Количественная оценка процесса подсуш-ш при перемежающемся вентилировании позволяет рассчитать его гкорость и продолжительность.

6. В результате обработки экспериментальных данных получена эмпирическая формула 7 , выражающая зависимость между влажностью зерна в пределах 16...20% я продолжительностью перемежающегося вентилирования с учетом коэффициента диффузии влаги, которая позволяет определить расчетным путем миграцию влаги в отдельной зерновке.

7. При перемежающемся вентилировании в сравнении с нелрерыв-ним достигается более равномерная послойная влагоотдача в 1,3... ...1,6 раза.

8. В результате проверки режимов перемежающегося вентилирования зерна влажностью до 20$ включительно на Пушкинской реалба-зе хлебопродуктов Московской области, получена зависимость 9 влагосъема от удельной подачи воздуха, его относительной влажности, неравномерности распределения и миграции влаги в насыпи, которую можно применять для определения предварительной продолжительности процесса с учетом естественных климатических условий.

При использовании на практике формулы 9 , относительная ошибка определения продолжительности перемежающегося вентилирова-

няя составляет 0,89...1,8%, что выражается в 3...6.4 часах и да производства допустимо.

9. Производственная проверка рекомендуемой технологии перемещающегося вентилирования зерна показала высокий технологический и экономический эффект. Достигается улучшение качества зерна сокращается продолжительность процесса и его энергоемкость примерно в 3 раза и- снижаются суммарные затраты isa вентилирование г сравнению с непрерывным способом обработки в 2,5 раза.

РИШБНШИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Разработанную технологию перемежающегося вентилирования зерна можно использовать во всех существующих зернохранилищах на хлебоприемных предприятиях, токах колхозов и совхозов, фермерских хозяйствах и в других местах, оснащенных установками для вентилирования.

При применении на производстве технологии перемещающегося вентилирования зерна и выборе ее рационального режима для пшеницы влажностью до 20$ включительно необходимо руководствоваться данными таблицы 4, используя следующим образом.

Допустим, необходимо подсушить зерно влажностью 19£, Для этой влажности при перемежающемся вентилировании рекомендуется обеспечить удельную подачу атмосферного воздуха в насыпь не менее 50 мэ/(ч- т) к осуществить следующий режим обработки: 15-ти минутная подача воздуха должна чередоваться с 10-тп минутной отлегхкой зерна, Воли при вентилировании используются телескопические аэрожелоба и расстояние мевду каналами установок 6,0 м, то формируется наенпь высотой 1,3 м (табл. 4).

Предварительную продолжительность переметающегося вентилирования с учетом условий окружающей, среды определяют по формуле S .

Установки для вентилирования целесообразно оснащать средствами автоматики для переключения работа вентиляторов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследования и полученные результаты подтвердили эффективность и перспективу технологии перемежающегося вентилирования зерна. В дальнейшем первостепенной задачей является разработка

Таблица 4

Рекомендации производству по практическому применению технологии перемежающегося вентилирования зерна и выбору ее рационального режима для пшеницы злакностью до 2С$ включительно

Расстояние Удельная подача воздуха в срецнюв часть зерношй между ося- ; насыпи между установками, м3/(ч- г)

ми каналов ; 20 ! 30 ! 40 ! 50 ! 60

м ! Высота насыпи, м

2,0 - - - 5,5 4,6

2,5 - - 5,5 4,4 3,7

3,0 - - 4,6 3,7 3,0

3,5 - 5,2 3,9 3,1 2,6

4,0 - 4,6 3,4 2,7 2,3

4,5 - 4,1 3,0 2,4 2,0

5,0 5,5 3,7 2,7 2,2 1,8

5,5 5,0 3,2 2,5 2,0 1,7

6,0 4,6 3,0 2,3 1.8 1,5

6,5 4,2 2,8 2,1 1,7 1.4

Время, мин. Влажность зеша, %

16 ! 17 ! 18 ! 19 ! 20

Удельная воцача воздуха, м3/(я-т)

20 30 40 50 60!30 40 50 60 40 50 60!б0 60 1 60

ВОТ | 20 20 15 10 5 ! 20 15 15 5 1 15 15 10^5 15 1 10

.... ^ • • - • • I °зернаИ |30 15 10 10 15|15 10 10 15 15 ГО 10110 10 1 10

Примечание: I. Прочерк означает, что формировать насыпь такой влажности при указанном расстоянии межцу установками и приведенных удельных подачах воздуха не рекомендуется.

2. Данные таблицы могут быть использованы во всех зернохранилищах, оснащенных установками для вентилирования, обеспечив указанные удельные подачи воздуха в насыпь.

3. Хранилище необходимо загружать до полной вместимости слоями толщиной не более 1,6 м.

комплексной программы исследовании технологии перемежающегося вентилирования пилимо пшенидн и других зерновых культур, а так же бобовых и масличных. Последующие исследования необходимо иг чинать с наиболее распространенных культур и тех, которые без применения вентилирования практически нельзя сохранить и предз редить потери. К таким культурам, прежде Dcero, следует отнеси семена подсолнечника, сою, рапс и некоторые другие (рис, кукут; зу и т.д.). Разработка, обоснование я применение технологии пе ремехащегося вентилирования взамен непрерывного только для эз культур позволит сэкономить огромные энерго- и денежные ресурс По мере расширения масштабов применения технологии перемеаающе ся вентилирования в стране, соответственно и будет увеличивали технологическая и экономическая эффективность такой технологи

Решению предстоящих задач автор планирует посвятить свои дальнейшие исследования.

В работе над диссертацией мне была оказана большая помоесе зав. кафедрой высшей математики ВЗШЩ, проф. Новокшеновьм Ю.И. проф. Смирновым М.С., доц. Лысенко В.И., зав. лабораторией ре5: теновского анализа НПО ЦШШТМАИ Батыревым В.А. и ведущим иняе£ ром Прудниковым А.Н., руководством и коллективом Пушкинской ре базы хлебопродуктов Московской области, которым автор приносит искреннюю благодарность. Выражаю благодарность научному руковс дателю работы проф. Мельнику Б.Е., сотрудникам В31ШП, коллектв кафедры Хранения сельхозпродуктов и стандартизации за помощь л ценные советы, которые мне были оказаны в процессе работы.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ИАТЕШЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1. Мельник Б.Е., Егорова C.B. Сущность технологии перемежающегося вентилирования зерна и пути ее интенсификации.- Ы., 1987г., 6 с. Деп. в ЩШТЭИхлебопродуктов, 2 июля 1987г.,Jê802-

2. Егорова C.B., Прудников А.Н. Применение электронной № роскопии для изучения особенностей микроструктуры зерна, обрас тайного режимами перемежающегося вентилирования,- М, ,1990г., ] Деп. в ЩШТЭИхлебопродуктов, 10 июля 1990 г., ¡ai87-XB90.

3. Егорова C.B., Чернышев A.A., Канцнрский В.И. Опыт npai тического применения технологии перемещающегося вентилированш зерна на Пушкинской реалбазе хлебопродуктов Московской облает]

, 1990г., 5 с. Дсп. в ЦШ-З-ГГЗИхлебопродуктов, 10 шли 1990г., Т8&-ХБ90.

4. Егорова C.B. Изменение состава микрофлоры зерна пиешщн m перемежающемся вентилировании,- №., 1990г. , 9 с. Деп. в МИТЭИхлебопродуктов, 10 июля 1.990 г., !Ь П84-ШЮ.

5. Егорова С.Б. Сравнительные изменения микрофлоры и михро-•руктуры зерна пиеницы в зоне повышенного увлажнения и прнмене-ie режимов перемещавшегося вентилирования с целью сохранения [Чества убранного урожая.- М., 1990г,, 28 с. Деп. в ЦНИИТЭИхле-шродуктов, 10 июня 1990 г., й 1183-ХБ90.

6. Мельник F.r., Егорова C.B. Совериенствование технологии ¡нтнлироваиия зерна. Информационный сборник, серия: Элеваторная юмьшгенность, вкл. P.- Î.Î.: ЩШТЗИхлебопродухтов, 1990, с. 1-5.

7. Моисеева K.IL, Егорова C.B. Влияние режимов перемехаюке->ся вентилирования ца качество зерна шеншда Нечерноземной зоны !0СР. Иниорг.'ицгоннш сборник, серия: Элеваторная промышленность, ш. 10.- М.: ЩШТЗМхяебопродуктов, 1990, с. 1-5.

8. Егорова C.B. Технология переметающегося вентилирования ;рна и опыт ее практического применения.- Сборник тезисов док-(дов ЭТИ конференция молодых ученых и специалистов, посвященной )- летив образования МП-ЯШ 11-14 июня 1991 г.- М. : МИШ, IS9I,

9. Мельник Б.Е., Егорова C.B. Технология перемещающегося жталированля зерна. Обзорная информация, серия: Элеваторная юшалепноать.- !,!. : ЦКНМГЗИхлебопродукгов, 1991.- 28 с.