Развитие научных основ и практических методов повышения эффективности технологии зерносушения
|
Скачать 0.61 Mb.
|
|
На правах рукописи САВЧЕНКО Светлана Вениаминовна РАЗВИТИЕ НАУЧНЫХ ОСНОВ И ПРАКТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ЗЕРНОСУШЕНИЯ Специальность 05.18.01 Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства А в т о р е ф е р а т диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Москва 2009 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств». Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор, почетный работник высшего профессионального образования России Карпиленко Геннадий Петрович - доктор технических наук, профессор Малин Николай Иванович - доктор технических наук, профессор Секанов Юрий Петрович Ведущая организация – НОУ ДПО «Международная промышленная академия» Защита диссертации состоится «……..» ………….………………. 2009г. в …… часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.148.03 при ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, Москва, Волоколамское ш., 11, ауд…………. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств». Автореферат разослан…………………………………….2009г. Ученый секретарь Совета, к.т.н., доцент И.Г.Белявская ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Решение проблемы повышения производства зерна неразрывно связано с развитием и совершенствованием мероприятий по обеспечению его количественно-качественной сохранности. Неблагоприятные природно-климатические условия, характерные для многих зернопроизводящих регионов нашей страны, зачастую обусловливают высокую влажность и засоренность свежеубранного зерна. Сохранность его в таких условиях в решающей мере зависит от степени совершенства технологии зерносушения. Специфические свойства зерна обусловливают довольно прочную связь содержащейся в нем влаги, удаление которой связано с затратой тепла путем ее испарения. В связи с этим в практике зерносушения наибольшее применение имеют разнообразные технологии тепловой сушки. Тепловое воздействие на зерно, как термолабильный продукт биологической природы, требует особого внимания к предотвращению негативных изменений состояния химических веществ зерна, определяющих его технологические свойства и качество в широком смысле слова. Задача заключается в обосновании рациональной технологии и оптимизации режимов сушки, обеспечивающих полное сохранение качества зерна и его безопасности как сырья для производства самых массовых продуктов питания человека и кормов для животных. В прошлом в течение многих лет развитие технологий зерносушения было ориентировано прежде всего на ускорение процесса сушки, что объективно вызывалось хроническим недостатком сушильных мощностей и централизацией больших масс свежеубранного зерна. Несмотря на изменившиеся условия заготовок зерна, снижение темпов его поступления на элеваторы и хлебоприемные предприятия, значительная часть зерна и до сих пор просушивается при довольно жестких температурных режимах, губительно отражающихся на его качестве. Применяемые технологии сушки зерна еще не полностью удовлетворяют современным требованиям, предъявляемым мукомольно-крупяной промышленностью к качеству зерна. Исходя из общей концепции государственной политики в области питания населения Российской Федерации, снижения потерь и повышения качества зерна важнейшие задачи по повышению эффективности технологий зерносушения могут быть успешно решены лишь на научной основе с расширением исследований свойств зерна как объекта сушки, установлением кинетических закономерностей процесса сушки, созданием основ управления технологическими свойствами высушиваемого зерна, с разработкой способов энерго- и ресурсосбережения. Тепловая сушка зерна – энергоемкий процесс. Между тем, решение проблемы экономии энергозатрат сдерживается недостаточной изученностью потенциально прогрессивных технологий зерносушения – с предварительным нагревом зерна, сушкой агентом повышенного влагосодержания, с повторным использованием отработавшего сушильного агента. Ручной выбор оптимального режима сушки в реальных условиях переменной начальной влажности и качества зерна крайне затруднен. Переход на современный компьютерный метод управления технологическим процессом сушки требует разработки соответствующего математического описания процесса, базирующегося на закономерностях кинетики сушки. Изложенные в диссертации новые научные положения, обоснованные и апробированные на промышленных установках технологические схемы и режимы сушки зерна направлены на повышение эффективности технологий тепловой сушки зерна. Цель исследований – решение комплексной проблемы полного сохранения технологических свойств, обеспечения безопасности высушиваемого зерна и снижения удельных энергозатрат на сушку зерна. Задачи исследования:
Научная концепция работы. В разработке научно-практических основ повышения эффективности технологии зерносушения принят системный подход к решению логически взаимосвязанных задач от исследования кинетики процесса сушки и комплекса технологических свойств высушиваемого зерна, обоснования рациональной совокупности системообразующих элементов технологии до разработки эффективных технологий и их промышленной апробации. Научная новизна работы заключается в следующем:
Практическая значимость работы заключается в разработке и реализации в промышленности эффективных технологий тепловой сушки зерна, обеспечивающих полное сохранение качества, безопасность высушиваемого зерна и снижение энергозатрат в процессе сушки. Апробированы в промышленных условиях технологии сушки зерна разных культур с пониженными температурными режимами на прямоточных и рециркуляционных зерносушилках, работающих по разным технологическим схемам, в т.ч. с предварительным нагревом зерна, повторным использованием отработавшего сушильного агента. Разработана и внедрена в производство защищенная патентом технология сушки крупяных культур с предварительным нагревом зерна агентом повышенного влагосодержания и последующей сушкой при пониженных температурных режимах. Расширены и скорректированы данные о границах предельно допустимых температур нагрева зерна разных культур применительно к реальным условиям протекания процесса сушки в промышленных зерносушилках, работающих по различным технологическим схемам сушки. Полученные данные учтены в разработанной ГНУ ВНИИЗ «Инструкции по сушке зерна, семян масличных культур и эксплуатации зерносушилок» (1995г.) в части режимов сушки зерна пшеницы, кукурузы, гороха и семян подсолнечника. Разработана методика инженерного расчета процесса сушки зерна и производительности зерносушильного оборудования, составляющая основу новой концепции проектирования зерносушилок, совмещающей результаты исследования технологии сушки с возможностями компьютерного управления процессом сушки. В основу математического описания процесса сушки зерна в качестве граничных условий положены полученные данные о предельно допустимых температурах нагрева зерна. Разработаны практические рекомендации по технологии сушки зерна разных культур на рециркуляционных зерносушилках А1-ДСП-50 и А1-УЗМ-1. Расширены сведения о потенциально возможном загрязнении высушиваемого зерна канцерогенно-опасными веществами; получены данные об их содержании в зерне разных культур (пшеницы, ржи, овса и гороха), высушиваемом на зерносушилках разных типов (ДСП-32от, РД-2х25, А1-УЗМ, А1-УЗМ-01, А1-ДСП-50, в том числе оснащенных высоконапряженными цельнометаллическими топками У21-УЦТ-4,5), работающих с использованием различных видов топлива (дизельного топлива, смеси тракторного керосина с химическим адсорбентом, природного газа). Впервые в высушиваемом зерне разных культур определено содержание нитрозаминов, представляющих значительную канцерогенную опасность. Расширены рекомендации по предотвращению возможного загрязнения зерна вредными веществами в процессе сушки его смесью продуктов сгорания топлива с воздухом. Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе при подготовке дипломированных специалистов по специальности 260201(270100) «Технология хранения и переработки зерна» направления 655600 «Производство продуктов питания из растительного сырья» и по специальности 260601 (170600) «Машины и аппараты пищевых производств» направления 655800 «Пищевая инженерия». Положения, изложенные в диссертационной работе, соответствуют основным принципам и направлениям государственной политики в области создания принципиально новых, энергетически выгодных, экологически безопасных технологий, обеспечивающих производство пищевых продуктов высокого качества, отраженным в «Концепции развития пищевой и перерабатывающей промышленности Российской Федерации до 2010 года». Достоверность результатов диссертационной работы обеспечена корректностью постановки и решения задач с использованием фундаментальных положений теории тепло- и массообмена, биохимии, зерноведения, хранения, сушки и переработки зерна, обработкой экспериментальных данных общепринятыми методами с использованием компьютерной техники, удовлетворительной сходимостью результатов лабораторных исследований с данными промышленной апробации. Апробация диссертационной работы. Основные положения диссертационной работы доложены на научных и научно-практических конференциях Всероссийского научно-исследовательского института зерна и продуктов его переработки (1989,1991г.г.), Всероссийского научно-исследовательского и технологического института птицеводства (1996г.), Московского государственного агроинженерного университета им.В.П.Горячкина (2002г.), Казахского национального аграрного университета (2004, 2006г.г.), Республиканского государственного предприятия «Научно-производственный центр перерабатывающей и пищевой промышленности» Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан (2006г.), Международной промышленной академии (2006г.), Московского государственного университета пищевых производств (1991, 2001, 2002, 2003, 2005, 2006, 2007, 2008г.г.). Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 51 печатная работа, в т.ч. 9 статей в ведущих рецензируемых научных журналах, 2 брошюры, 12 публикаций – в материалах международных научных и научно-практических конференций, патент Российской Федерации на изобретение (в соавторстве), учебник для вузов (в соавторстве), учебное пособие для вузов (в соавторстве), учебно-методическая работа (в соавторстве). Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общего заключения и выводов, приложений. Общий объем работы составляет 387 страниц компьютерного текста, в т.ч. 32 рисунка, 47 таблиц, 45 приложений. Список использованных источников включает 489 наименований, в т.ч. 48 – на иностранных языках. Представленная работа является обобщением научных исследований, выполненных автором лично или при ее непосредственном участии и руководстве научно-исследовательскими работами в период 1989-2009 г.г. Отдельные этапы экспериментальных исследований и обработки полученных данных выполнялись на кафедрах «Хранение зерна и технология комбикормов» и «Технологическое оборудование предприятий хлебопродуктов» Московского государственного университета пищевых производств», лаборатории техники и технологии приема, сушки и хранения зерна и лаборатории качества и биохимии зернопродуктов Всероссийского научно-исследовательского института зерна и продуктов его переработки, в лаборатории биофизики научно-исследовательского института онкологии им.проф. Н.Н.Петрова. Автор выражает благодарность руководителям и сотрудникам хлебоприемных предприятий Российской Федерации и Украины, научно-исследовательских подразделений за оказанное содействие в проведении исследований. |
Похожие:
 |
Тюменской области постановлени е В целях выявления, пропаганды и повсеместного внедрения в молочном животноводстве передовых приемов и методов труда, повышения эффективности... |
|
Развитие научных основ моделирования кристаллизации отливок с направленной... Работа выполнена в Московском государственном машиностроительном университете (мами) |
|
Методические рекомендации для участников стажировочной площадки по... «Эмоционально-сенсорное развитие младших школьников как фактор повышения эффективности их учебной деятельности в рамках реализации... |
|
Цели освоения дисциплины: изучение методологии, средств и методов... Постановка задачи бизнес-аналитики для оценки эффективности деятельности на предприятии |
 |
Программа в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности... Комплексный анализ текущего состояния энергосбережения и повышения энергетической эффективности 6 |
|
Методические указания по освоению основ энергосбережения и управлению... Негосударственное образовательное учреждение дополнительного образования Ставропольский краевой образовательный центр |
|
К научно-методической разработке разработка технологии для повышения... ... |
|
Курс повышения квалификации по обучающей программе «Анализ и исследование... «Анализ и исследование потенциала энергосбережения и повышения энергетической эффективности» |
|
Программа энергосбережения и повышения энергетической эффективности... ... |
|
Программа энергосбережения и повышения энергетической эффективности... Программа энергосбережения и повышения энергетической эффективности на 2015-2018 гг |
|
«Современный подход к организации образовательного процесса уроков... На заседании методического объединения учителей технологии, обж и физической культуры |
|
К городской целевой программе «Энергосбережение и повышение энергетической... Информационная система в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности 5 |
|
Методические указания по выполнению контрольной работы Целью выполнения... Целью выполнения контрольной работы является закрепление знаний теоретических основ дисциплины «Правоведение» и получение практических... |
|
Фгуп росдорнии сборник дороги и мосты В очередном отраслевом сборнике научных трудов «Дороги и мосты» нашли отражения последние исследования ученых и специалистов ведущих... |
|
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Целью освоения дисциплины является изучение основ и методов современной психолого-педагогической диагностики и формирование диагностических... |
|
Пояснительная записка к программе энергосбережения и повышения энергетической... Федеральный закон от 23. 11. 2009 г. №261-фз «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений... |