.

Технологія первинної обробки зерна соризу: Автореф. дис… канд. техн. наук / А.К. Друзьєва, Одес. держ. акад. харч. технологій. — О., 1999. — 16 с. —

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
0 2461
Скачать документ

ОДЕСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Друзьєва Анфіса Карпівна

УДК 664.723:664.788

ТЕХНОЛОГIЯ ПЕРВИННОЇ ОБРОБКИ ЗЕРНА СОРИЗУ

Спеціальність: 05.18.03 — первинна обробка і зберігання продуктів
рослинництва

А в т о р е ф е р а т д и с е р т а ц і ї
на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Одеса — 1999

Дисертацiію є рукопис.

Робота виконана в Одеськiй державнiй академiї харчових технологiй, Міністерства освіти Украіни.

Науковий керівник — доктор технiчних наук, професор
Станкевич Георгій Миколайович, Одеська державна академiя харчових технологiй, завідуючий кафедрою технологіі елеваторноі промисловості.
Офiцiйнi опоненти: — доктор технiчних наук, доцент
Моргун Валентина Олексіівна, Одеська державна академiя харчових технологiй, завідуюча кафедрою технологіі переробки зерна;
— кандидат технічних наук, доцент
Шерстобитов Валерій Валентинович, Акціонерне товариство закритого типу науково-виробниче об’іднання “Одеський біотехнологічний інститут”, заступник генерального директора з науковоі роботи.

Провiдна установа — Украінський державний університет харчових технологій, кафедра технологіі хліба, кондитерських, макаронних виробів, харчоконцентратів і зерна, Міністерство освіти Украіни, м. Киів.

Захист вiдбудеться “17” лютого 2000 р. о 10-30 годині на засiданнi спецiалiзованої вченої ради Д 41.088.02 при Одеськiй держав¬нiй академiї харчових технологiй за адресою:
65039, м. Одеса, вул. Канатна, 112.

З дисертацiєю можна ознайомитись у бiблiотецi Одеської державної академiї харчових технологiй за адресою:
65039, м. Одеса, вул. Канатна, 112.

Автореферат розiсланий “14” січня 2000 р.

Вчений секретар
спецiалiзованої вченої ради Віннікова Л.Г.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми: Аграрна політика Украіни на сучасному етапі спрямована на створення необхідних сировинних ресурсів та продо¬вольчого фонду і для задоволення потреб населення в продуктах хар¬чування. Ефективним шляхом для цього і збільшення виробництва зер¬на та створення нових культур, які в конкретних грунтово-кліматичних умовах здатні давати стабільно високі врожаї продовольчого зерна, придатного для використання за цільовим призначенням.
Саме такою культурою може стати сориз (сорго рисозерне) — од¬нолітня рослина гібридного походження зі скловидним або напів¬скловидним зерном. Він характеризується цінними властивостями зер¬нового сорго, стабільною високою продуктивністю, посухостійкістю, солевитривалістю, невибагливістю до грунтів та дозволяі отримувати зерно з високими споживчими якостями, спроможного задовольнити потреби круп’яноі галузі Украіни. Результати досліджень, що проводяться у Селекційно-генетичному інституті УААН (СГі), ОДАХТ та інших установах свідчать про великі перспективи цієї культури.
Перш ніж надійти на переробку зерно соризу повинно пройти при первинній обробці ряд важливих технологічних операцій, головними із яких і очищення та сушіння. Організація високоефективного процесу первинної обробки та зберігання соризу передбачає знання його анато¬мо-морфологічних, структурно-механічних і біохімічних властивостей з метою обгрунтування і розробки режимів очищення та сушіння, які впливають на технологічні і споживчі якості. На теперішній час відсутні комплексні дослідження властивостей зерна соризу як об’єкту первинної обробки. У фундаментальних роботах з теплофізичних властивостей зернових культур зерно соризу не представлено. Немаі узагальнених результатів з технологічних, гігроскопічних та деяких інших його ха¬рактерис¬тик, багато з яких мають частинний характер.
Таким чином, і актуальною розробка технологіі первинноі оброб¬ки зерна новоі культури — соризу.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота вiдповiдає основному напрямку наукової роботи кафедри технології елеваторної промисловості ОДАХТ — “Пiдвищення ефективностi технологiчних процесiв в елеваторній промисловостi“.
Мета і задачі дослідження. Метою дослідження є розробка техно¬логії первинної обробки зерна соризу, що забезпечуі його надійне збе¬рігання, подальше використання на насіння і переробку в харчові та кормові продукти.
В зв’язку з цим до задач роботи входило:
— дослідження фізико-технологічних властивостей (ФТВ) та теп¬лофізичних характеристик (ТФХ) зерна соризу;
— вивчення гігроскопічних властивостей в залежності від умов зберігання;
— вивчення впливу різноманітних умов зберігання на біохімічні та мікробіологічні зміни в процесі зберігання зерна соризу;
— дослідження закономірностей процесу сушіння зерна соризу в щільному шарі;
— розробка математичноі моделі процесу сушіння зерна соризу;
— обгрунтування технологіі та схеми технологічного процесу первинноі обробки зерна соризу;
— розробка рекомендацій промисловості з режимів очищення, су¬шіння та зберігання.
Наукова новизна одержаних результатів полягаі в тому, що:
— отримано нові дані з фізико-технологічних властивостей зерна соризу різноманітних сортів; вперше досліджено гігроскопічні власти¬вості;
— вперше встановлено закономірності зміни теплофізичних харак¬теристик зерна соризу в залежності від їхньої вологості і температури;
— вперше встановлено закономірності кінетики нагрівання та су¬шіння зерна соризу у щільному шарі при різноманітних умовах сушіння;
— вперше досліджено зміни показників якості продовольчого і на¬сіннівого зерна сориза в залежності від режимів сушіння;
— вперше розроблено режими сушіння зерна соризу в зерносушарках шахтного типу;
— вперше визначено закономірності зміни мікрофлори і біохі¬мічного складу в залежності від умов (відносноі вологості і температури середовища) та тривалості безпечного зберігання.
Практичне значення одержаних результатів. Дані з фізико-техно¬логічних та гранулометричних властивостей необхідні для вибору най¬більш ефективного способу очищення; отримані залежності між основ¬ними ТФХ зерна соризу, їхньою вологістю та температурою можуть бути використані для визначення раціональних режимів сушіння та зберігання, а також для інженерних розрахунків при проектуванні теп¬ломасообмінних апаратів. Розроблена математична модель процесу сушіння зерна соризу дозволяє обгрунтувати раціональні режими його сушіння в різноманітних сушарках. Розроблено рекомендації з режимів зберігання соризу в залежності від відносноі вологості та температури навколишнього середовища.
Обгрунтованно технологічну схему первинноі обробки зерна со¬ризу продовольчого і насіннівого призначення.
Результати роботи було впроваджено на експериментальній базі “Дачна” Селекційно-генетичного інституту та на хлібній базі № 73 Дніп¬ропетровськоі обл., де були очищені та просушені дослідні партіі соризу.
Особистий внесок здобувача. Автор дисертації особисто приймав участь в проведенні досліджень і отриманні всіх наукових результатів, вказаних в роботі. Внесок здобувача полягає в постановці, проведенні та обробці експериментів, а також моделюванні та узагальненні отри¬маних результатів.
Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень доповідалися на 56-58-ій наукових конференціях ОДАХТ (м. Одеса, 1996-1998), Другій національній науково-практичній конференції “Хлібо¬продукти–97” (м. Одеса, 1997), обласній науково-практичній конфе¬ренції “Пути повышения эффективности хранения и переработки сель¬скохозяйственной продукции” (м. Одеса, 1999).
Публікації. За результатами досліджень опубліковано 5 статей в збірниках наукових праць.
Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота включає вступ, огляд літератури, методику та програму досліджень, опис результатів експериментів, результати впровадження розроблених режимів очи¬щення та сушіння, основні висновки та рекомендації, список викорис¬таноі літератури та додатки. Зміст роботи викладено на 197 сторінках, включаючи 34 таблиць (18 сторінок), 26 рисунків (19 сторінок), 3 до¬датки (17 сто¬рінок). Список використаних літературних джерел включає 188 найменувань, в тому числі 22 іноземних. В додатку наведено додаткові матеріали до розділів (3, 5), в тому числі акти впровадження.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обгрунтовано актуальність роботи, її народногос¬подарське значення, сформульовано мету роботи. Показано, що в ни¬нішній час для підвищення ефективності виробництва зерна вимагається як впровадження нових високопродуктивних культур, так і правильна та вчасна первинна обробка зерна, в результаті виконання якої під-вищується якість до такого рівня, при якому воно може бути вико¬ристано на харчові, фуражні, насінніві цілі, або бути придатним для тривалого зберігання.
У першому розділі проведено аналіз наукових публікацій і патен¬тних матеріалів, на підставі якого визначено конкретні задачі даної ро¬боти, рішення яких необхідно для досягнення її мети.
Наведено дані біохімічного складу, що дозволяють говорити про високу харчову цінність зерна соризу. Описано напрямки використання соризу в харчових цілях.
Розглянуто можливі біохімічні та мікробіологічні зміни в зерні різ¬них культур при зберіганні.
Показано зростаючий інтерес до зерна соризу, як до продуктивної круп’яноі культури, що має безсумнівну перспективу і нові можливості серед традиційних — ячменю, гречки, кукурудзи, рису, проса та сорго.
У другому розділі наведено характеристику соризу як об’єкта пер¬винної обробки, описано програму, план, методику експериментальних досліджень, лабораторне обладнання для визначення кінетичних зако¬номірностей процесу сушіння та теплофізичних характеристик зерна соризу. Послідовність проведення основних етапів досліджень відобра¬жено на рис. 1.
Як об’єкт досліджень використали зерно соризу, вирощене на дослідних полях селекційно-генетичного інституту: сорт Янтарний (врожаю 1995 р.), сорт Одеський 350 (врожаю 1996 р.) і сорт Олімп (врожаю 1997 та 1998 років).
Наведено методику дослідження з використанням математичної теорії планування експерименту, а також методику математичної об¬робки експериментальних даних та визначення похибок вимірів.
Статистичну обробку отриманих результатів та регресійний аналіз проводили на ПЕОМ з використанням загальноприйнятих методик та розроблених на кафедрі програм.
У третьому розділі наведено результати експериментальних дос¬ліджень фізико-технологічних, гігроскопічних та теплофізичних харак¬теристик зерна соризу.
Для трьох сортів соризу (Янтарний, Одеський 350, Олімп) визна¬чено об’імну масу , масу 1000 зерен, густину , гранулометричний склад, кут природнього відкосу , коефіціінти внутрішнього і зовніш¬нього тертя спокою та руху, ряд інших показників (табл. 1).
Таблиця 1
Фізико-технологічні показники зерна соризу і сорго зернового

Сориз Сорго
Янтарний Одеський 350 Олімп Сатурн
Вологість,% 12,1 24,8 12,0 25,2 12,2 25,8 12,4
Маса 1000 зерен, г 24,84 28,5 24,4 33,6 29,6 37,2 21,2
Об’імна маса, кг/м3 820 735 836,5 730,8 726,7 710,8 738
Густина, т/м3 1,25 1,14 1,25 1,21 1,24 1,19 1,25
Кут природнього відкосу, град. 25 32 25 30 31 35 23
Щільність, % 44,4 37,0 44,7 43,3 45,0 42,8 41
Коефіціінти:
– зовнішнього тертя спокою:
– по сталі 0,344 0,445 0,268 0,364 0,367 0,388 0,268
– по гумі 0,315 0,445 0,235 0,364 0,336 0,410 0,306
– по пластику 0,180 0,394 0,176 0,330 0,310 0,368 0,185
– зовнішнього тертя руху 0,345 0,441 0,285 0,381 0,360 0,379 0,323
З наведених даних видно, що за масою 1000 зерен і їх густиною сориз наближається до сорго. Однак, досліджені зразки соризу мають більшу об’імну масу у порівнянні з зерновим сорго. З підвищенням вологості густина та об’імна маса вологого зерна зменшуються.
З метою вибору найбільш ефективного способу очищення визначе¬но розмірні характеристики (лінійні розміри), подільність зерновоі ма¬си, а також іі фракційний склад.
Розміри зерна соризу складають в довжину 3,8…5,2 мм, ширину — 3,6…4,3 мм та товщину — 2,1…3,1 мм. За результатами вимірів побудо¬вано гістограми розподілу зерна за довжиною, шириною та товщиною.
Аналіз фракційного складу зерна соризу представленого в вигляді диференційних гістограм, дозволив встановити, що для виділення домі¬шок з основної маси зерна соризу слід вибирати сита в сепараторах з круглими отворами в діапазоні від 2 мм до 6 мм, а також сита з прямо¬кутними отворами — розмірами 1,720, 2,020, 2,220 та 3,020 мм.
Рівноважну вологість р визначали тензометричним методом при відносній вологості повітря  =55 і 75 % та температурі повітря t=5; 15 та 25 С. Досягнення зерном соризу рівноважноі вологості наведено на рис. 2. Експериментальні дані по зволоженню зерна соризу апроксимували виразом виду =/(а+b). Якість апроксимаціі залежності =f() оцінювали за середньоквадратичним відхиленням S. За означеними апроксимаційними виразами можна прогнозувати вологість зерна соризу, а також визначати тривалість його безпечного зберігання. Узагальнені результати досліджень наведено у табл. 2.

Рис. 2. Швидкість сорбціі вологи зерном соризу при зберіганні
в різних умовах
Для обгрунтування раціональних режимів тепломасообмінних процесів, що протікають при нагріванні, сушінні та охолодженні зерна соризу нами визначено теплопровідні та теплоінерційні властивості, що характеризуються питомою теплоімністю с, коефіціінтами температуро¬провідності а, теплопровідності  та тепловоі активності , а також закономірностями їх зміни в залежності від температури =4,2…35,4 С та вологості =12,0…26,2 % зерна соризу.
Таблиця 2
Гігроскопічні властивості зерна соризу
Умови дослідів Р, Р, Коефіціінти S,
, % , С % діб. a b %
25 12,74 12 0,4188 0,1134 0,0870
55 15 12,91 14 0,3870 0,1786 0,0963
5 13,08 19 0,3386 0,2384 0,0704
25 13,77 15 0,5775 0,3835 0,1070
75 15 13,94 19 0,6204 0,4210 0,1086
5 14,10 23 0,5278 0,4854 0,1089
Всі розрахунки по обробці результатів досліджень, зв’язаних з ап¬роксимаціію експериментальних даних, обчисленнями значень ТФХ (с, а, , ) соризу, регресійний аналіз та статистичну оцінку отриманих результатів проводили на персональній ЕОМ.
Так, було отримано узагальнені емпіричні залежності ТФХ від означених змін вологості та температури зерна соризу виду:
с=1152,3+47,45 +5,76, Дж/(кгК); (1)
а109=88,7+0,65 , м2/c; (2)
=0,103+0,003+0,0004, Вт/(мК); (3)
=257,4+19,54+1,08  0,312, Дж/(м2Кс0,5). (4)
Рівняння (1 – 4) адекватно описують експериментальні дані в озна¬ченому діапазоні зміни вологості зерна соризу. Характер впливу воло¬гості та температури соризу на його ТФХ наочно видно з ізоліній (рис. 3), побудованих на основі отриманих рівнянь.
Аналіз отриманих результатів показав, що питома теплоімність с і коефіціінт теплопровідності  мають лінійну залежність від вологості та температури соризу, а коефіціінт тепловоі активності  навпаки — нелінійну. Коефіціінт же температуропровідності а лінійно залежить лише від вологості соризу. Це свідчить про справедливість принципу адитивності в розрахунку ТФХ лише для коефіціінту температуропро¬відності а. інші ТФХ треба розраховувати за двопараметричними рів-няннями (1 – 4).
Для визначення терміну безпечного зберігання проведено дослід¬ження змін мікробіологічного та біохімічного складу зерна соризу в залежності від відносноі вологості (=55 і 75 %) і температури (t=5, 15 та 25 С) навколишнього середовища.
Результати мікробіологічного аналізу показали, що всі прийняті умови зберігання сприяли поліпшенню санітарного стану зерна соризу. Однак, вони по-різному впливали на його бактеріальну та грибну мік¬рофлору. Розвиток бактерій ефективно стримувався при всіх варіантах відносноі вологості та температури середовища, а мікроміцетів — тільки при 5 С при обох значеннях відносної вологості середовища. Тому при виборі режиму зберігання слід враховувати склад і кількість мікрофлори початкового зерна з тим, щоб не допускати розвиток плісеней збе¬рігання, серед яких можуть бути токсиноутворюючі види.
Харчова і біологічна цінність зернових продуктів в значній мірі за¬лежить від первинноі обробки зерна перед зберіганням, а також його умов (вологості та температури). Тому, окрім мікробіологічних дос¬ліджень, нами було проведено дослідження змін біохімічного складу зерна, що зберігалось при різних відносній вологості середовища (=55 і 75 %) та температурі (t=5; 15 і 25 С). Як контроль використали зерно, що зберігалось при кімнатній температурі.
В зв’язку з тим, що вологість зразків зерна соризу була різною, для виявлення необхідних залежностей масову частку складових компонен¬тів, що визначали, перераховували на суху речовину.
Встановлено, що підвищення температури і відносної вологості се¬редовища призводить до збільшення активності біохімічних процесів та часткової деструкціі основних компонентів зерна (крохмалю та протеіну), підвищення масової частки редуцируючих сахарів та амінного азоту за рахунок гідролітичних процесів.
У четвертому розділі викладено результати розробки режимів сушіння зерна соризу в шахтних зерносушарках різних типів.
На основі аналізу способів математичного опису кінетики сушіння зерна встановлено, що для цього найчастіше застосовуються рівняння Ликова А.В. та Філоненко Г.К. На першому етапі досліджень процесу сушіння зерна соризу було встановлено залежність коефіціента сушіння К та тріщинуватості зерна соризу від його початкової вологості 0 і температури сушильного агенту t. Отримані результати дозволяють прогнозувати тривалість сушіння зерна та його якість як круп’яної культури в залежності від вказаних вище факторів 0 та t.
На другому етапі згідно плану та методики дослідження була вивчена кінетика сушіння соризу при різноманітних параметрах процесу в умовах, близьких до промислових зерносушарок. Експериментальні дослідження проводили в щільному шарі, на експериментальному стенді, що забезпечує зміну швидкості сушильного агенту в межах 0,1…5 м/с та його температури t = 40…100 С.
Як фактори, що визначають кінетику сушіння і нагрівання були вибрані початкова вологість 0 і температура  зерна соризу та темпе¬ратура сушильного агенту t. Значення товщини зернового шару було прийняте h=0,1 м, а швидкість сушильного агенту v=0,3 м/с, що від¬повідає умовам сушіння у шахтних зерносушарках (наприклад, типу ДСП) з діагональним розташуванням коробів. Діапазони зміни факторів 0,  та t вибрані з реальних умов.
З метою скорочення кількості дослідів та підвищення вірогідності результатів, іх проводили за планом повного факторного експерименту ПФЕ-22. Для оцінки значимості впливу квадратичних ефектів в кожній серії було намічено додатковий дослід в центрі експерименту, трикратне дублювання якого забезпечило також оцінку дисперсії похибки досліду S2y. Опис кінетики сушіння проводили методом приведеної швидкості сушіння з використанням рівняння Г.К.Філоненко, що вимагає на підставі експериментальних досліджень визначення наступних вели¬чин — швидкості сушіння у першому періоді N, критичноі кр та рівно¬важноі р вологості соризу, коефіціінтів А та , а також показника сту¬пеня m.
На першому етапі обробки дослідних даних було проведено уза¬гальнення отриманих результатів способом регресійного аналізу та отримано рівняння регресіі для всіх кінетичних коефіціінтів в кодованих змінних:
N = 0,81909+0,29571×1+0,15896×2+0,26379×3+0,121460756x1x3+
+0,08871x2x3; (5)
A = 26,3414 + 11,613578×1 + 2,1260×3 ; (6)
 = 0,003560 – 0,0001296×2 + 0,0003779×3 + 0,0004926x1x3; (7)
кp=23,74 + 5,89×1 + 0,97×3; (8)
де x1, x2 та х3 — кодовані значення факторів 0,  та t.
Перехід від натуральних до кодованих значень факторів здійс¬нюється за співвідношеннями:
x1=(0 – 27)/8; x2= ( – 15)/10; x3=(t – 80)/15. (9)
Для зручності в практичному використанні було отримано також аналогічні рівняння в натуральних змінних. Статистична оцінка пока¬зала, що отримані рівняння з надійністю 95 % адекватно описують екс¬периментальні дані та можуть бути використані для розрахунку три¬валості сушіння соризу при різноманітних режимах сушіння.
Окрім кінетики сушіння в цих же серіях дослідів вивчали законо¬мірності нагрівання зерна соризу в процесі його сушіння у щільному шарі, характерному для шахтних зерносушарок. Для зглажування от¬риманих експериментальних даних по нагріванню зерна та узагальнення закономірностей кінетики була проведена апроксимація кривих нагрі¬вання рівнянням
 = 0 +  / (А + В) (10)
Розрахунок коефіціінтів A і B в означеному рівнянні було прове¬дено методом найменших квадратів з попереднім вирівнюванням (лі¬неаризаціію) кривих нагрівання, що забезпечило необхідну точність об¬числень.
Далі було узагальнено дані з кінетики нагрівання і отримано рів¬няння регресіі для залежностей коефіціінтів А и В від факторів 0,  та t наступного виду
А, В = b0+b10 +b2+b3t+b120 +b130 t+b23 t (11)
При цьому отримано також наступні рівняння в кодованих змінних:
A=0,15461+0,076894х1+0,010447х2–0,038091х3–0,035216х1х3; (12)
B= 0,02683–0,0021937х1+0,0060205х2–0,0080015х3–0,0032985х2х3. (13)
де x1, x2 та х3 — кодовані значення факторів 0,  та t.
Спільний аналіз кривих нагрівання досліджуваного зерна соризу та показників його якості (тріщинуватості) дозволив визначити гранично-допустиму температуру нагрівання. Для збереження якості продоволь¬чого зерна температура нагрівання зерна не повинна перевищувати 45 С. Це може бути забезпечено при температурі сушильного агенту до 100 С. При сушінні насіннівого зерна соризу температура сушильного агенту не повинна перевищувати 80 С, а нагрівання зерна в залежності від початковоі вологості — не вище 35…40 С.
Згідно загальним принципам розрахунку зерносушарок для визначення режимів сушіння зерна сориза було складено статичну математичну модель сушильної зони зерносушарки, яка дозволяє для заданої продуктивності сушарки визначити кількість випареної вологи, необхідну для цього кількість теплоти, сушильного агенту або повітря, палива тощо. Надалі було розроблено математичні моделі діючих шахтних зерносушарок (К4-УС2А, СЗШ-16) для визначення їх техніко-економічних показників при сушінні зерна соризу.
Результати розрахунку прямоточного процесу сушіння зерна сориза в умовах сушарки К4-УС2А при різних параметрах зовнішнього повітря показали, що при підвищенні температури з 5 до 20 С питомі витрати палива снижуються з 15 до 12,3 кг/пл.т, тобто на 18 %. При цьому термічний к.к.д. зерносушарки підвищується з 42,2 до 51,3 %, тобто на 17,7 %. Зниження витрат умовного палива та к.к.д. практично не залежать від відносної вологості зовнішнього повітря, а визначаються тільки зміною його температури.
З метою розробки енергоощадної технології сушіння зерна соризу склали математичну модель рециркуляційного способу сушіння соризу в зерносушарці К4-УС2А. Для розрахунку параметрів рециркулюючого зерна та його суміші з сирим математичний опис теплової моделі зони сушарки доповнили рівняннями змішування сирого та рециркулюючого зерна, а також балансовими рівняннями зв’язку параметрів зерна і сушильного агенту та повітря на вході та виході із зони сушарки. Реалізацію математичної моделі шахтної зерносушарки К4-УС2А проводили за розробленими нами програмами.
Як і для прямоточної зерносушарки, при частковому поверненні від¬працьованих сушильного агенту і зовнішнього повітря в топку для повторного використання їх теплоти, питомі витрати палива та к.к.д. при рециркуляційному сушінні практично не залежать від відносної вологості повітря. Зниження витрат умовного палива складає при різних варіантах повернення:
1) з зони охолодження — з 14,2 до 12,2 кг/пл.т або 14,1 %;
2) з другої зони сушіння — з 11,4 до 10,0 або 12,3;
3) з другої зони сушіння та зони охолодження — з 10,8 до 9,9 кг/пл.т або 8,3 %.
При цьому частка повернених на повторне використання відпрацьованих сушильного агенту або повітря складає близько 50 %, а термічний к.к.д. зерносушарки К4-УС2А підвищується до 51,6; 63,2 та 63,7 % відповідно для кожного варіанту.
У п’ятому розділі проведено аналіз структурноі, універсальноі та принципіальноі схеми первинноі обробки зерна соризу продовольчого та насіннівого призначення. На основі цього було обгрунтовано техноло¬гію первинноі обробки зерна соризу різного призначення та рекомен¬довано технологічну схему для іі реалізаціі.
Згідно запропонованоі технологіі та технологічноі схеми для отри¬мання зерна соризу, яке відповідаі базисним кондиціям, його необхідно піддавати попередній та первинній очистці на повітряно-ситових зерноочисних машинах. Попередні очищення проводять на ворохоочищувачах для вилучення крупних часток листків, стеблів і гілочок. Первинну очистку проводять на вібровідцентрових сепараторах. Проходом з верхнього і середнього підсівних сит (2,220 і 2,2…3,020 мм) вилучають дрібні домішки та щуплі зерна соризу, проходом сортувального (5,5…6,0 мм) — очищене зерно, а сходом з цього сита — крупні домішки. В аспіраційних каналах вилучають легкі домішки. В разі наявності важковилучуваних смітних домішок в зерні соризу, його направляють на повторне очищення на сепараторах з такими ситами: сортувальне — діаметром 4,5…5,5 мм; підсівне — з продовгуватими отворами розмірами 1,720 мм та 2,0…2,220 мм. При необхідності операціі сушіння зерна соризу іі проводять на зерносушарках К4-УС2А, СЗШ-16, типу ДСП або подібних до них при вказаних вище режимах відповідно до цільового призначення соризу.
На підставі даних про зміну бактерійноі і грибноі мікрофлори, а також біохімічного складу зерна соризу було рекомендовано раціональні умови його зберігання, які забезпечують хорошу продовольчу та насінніву якість зерна — це температура навколишнього середовища 5…15 С при відносній вологості не вище 55 %.
Наведено результати впровадження розроблених режимів очистки і сушіння продовольчого та насіннівого зерна. У виробничих умовах було очищено та просушено дослідні партії зерна соризу та визначено ряд показників якості, що характеризують його продовольчі та насінніві властивості. Очищене та просушене зерно соризу відповідало нормативним вимогам — ДСТ 11229-89 (Технічні умови).
На заключному етапі роботи на підставі результатів виробничих впроваджень було розраховано економічний ефект від впровадження розроблених режимів, який підтвердив ефективність та доцільність ре¬комендованоі технології первинної обробки зерна соризу.
ВИСНОВКИ
1. Аналіз літературних даних і нормативноі документаціі показуі, що для новоі культури — соризу відсутня технологія первинноі обробки, що не дозволяі провести його очищення, сушіння, які забеспечують надійне зберігання і послідовну переробку за цілевим призначенням, а також використання на насіння.
2. Встановлено, що за окремими фізико-технологічними показни¬ками зерно соризу подібне до зерна рису (маса 1000 зерен, густина, тов¬щина), до сорго (швидкість зваження та кут природного відкосу), до сорго та гречки (довжина і ширина).
3. В літніх умовах зберігання (при відносній вологості повітря нав¬колишнього середовища в середньому 75 %) і зимніх (при відносній во¬логості повітря в середньому 55 %) стан рівноваги зерна соризу за во¬логістю досягаіться відповідно на 15…23 і на 12…19 доби.
4. Для розрахунку теплофізичних характеристик зерна соризу в діапазоні вологості 12,2…26,1 % та температури 5…35 С рекомендо¬ванно залежністі (1–4).
5. За результатами мікробіологічного і біохімічного аналізу вста¬новлено, що всі прийняті умови збереження не призводять до погір¬шення санітарного стану та втрат цінних компонентів зерна соризу.
6. Сумісний аналіз результатів математичного моделювання про¬цесу сушіння в шахтних зерносушарках та данних по зміні при цьому якості зерна соризу дозволили встановити, що сушіння доцiльно проводити незалежно від початкової вологості при температурі су¬шильного агенту не вище 100 С, не допускаючи при цьому нагрівання зерна понад 45 С. При сушінні насіннівого зерна соризу температура сушильного агенту не повинна перевищувати 80 С, а нагрівання зерна в залежності від початковоі вологості — не вище 35…40 С. Витрати сушильного агенту та зовнішнього повітря в зонах зерносушарок по¬винні бути знижені у порівнянні з паспортними до значень, які забезпечують швидкість відпрацьованих сушильного агенту та повітря не більше 5,0 м/с.
7. Для поліпшення техніко-економічних показників роботи шахтних зерносушарок (типу К4-УС2А та ін.) сушіння зерна соризу доцільно проводити с поверненням близько 50 % відпрацьованих сушильного агенту або повітря. При цьому зниження витрат умовного палива складає 8,3…14,1 %, підвищується термічний к.к.д. зерносушарок до 51,6…63,7 %, а також зростає екологічність сушіння.
8. На основі аналізу фракційного складу зерна встановлено, що для забезпечення базисних кондицій соризу його необхідно піддавати очищенню в кілька етапов при таких режимах: попередні очищення на ворохоочищувачах для відокремлення вороху і частково крупних домі¬шок; первинні очищення на вібровідцентрових сепараторах. Проходом з верхнього і середнього підсівних сит (2,220 і 2,2…3,020 мм) вилучають дрібні домішки та щуплі зерна соризу, проходом сортувального (5,5…6,0 мм) — очищенне зерно, а сходом з цього сита — крупні домішки. При важковилучуваних смітних домішках в зерні соризу, його направляють на повторне очищення на сепараторах з такими ситами: сортувальне — діаметром 4,5…5,5 мм; підсівні — з продовгуватими отворами розмірами 1,720 мм та 2,0…2,220 мм.
9. Дослідження кількістно-якісного складу мікрофлори і біохіміч¬них змін зерна соризу показали, що кращими для зберігання протягом 12 мі¬сяців виявилися умови — температура зберігання 5…15 С, відносна вологість середовища не повинна перевищувати 55 %.
10. Розроблена технологія первинної обробки зерна соризу про¬довольчого та насіннєвого призначення. Проведена промислова апробація розроблених режимів очищення показала відповідність очищеного соризу існуючій нормативно-технічній документаціі. Перевірка рекомендованих режимів сушіння підтвердила зниження витрат на сушіння на 8,5 %, що складаі 1,17 грн. на 1 пл.т. просушеного зерна соризу продовольчого призначення.
За темою дисертації опубліковані наступні роботи:
1. Исследование технологических свойств сориза сортов “Янтар¬ный” и “Одесский-350” / А.К. Друзьева, В.И. Науменко, Л.К. Овсянникова, В.Е. Гаро // Проблеми та перспективи розвитку та споживання хлібопродуктів. – Одеса: ОДАХТ. – 1997. – С. 63-65.
2. Сориз — перспективна круп’яна культура / Г.К. Дремлюк, Г.М. Станкевич, Л.К. Овсянникова, В.П. Дутко, А.К. Друзьіва // Удосконалення існуючих і розробка нових технологій для харчовоі та зернопереробноі промисловості. – Одеса: ОДАХТ. – 1997. – Вип. 17. – С. 915.
3. Фізико-технологічні та теплофізичні характеристики сориза / А.К. Друзьіва, Г.М. Станкевич, В.і. Науменко, Л.К. Овсянникова // Удосконалення існуючих і розробка нових технологій для харчовоі та зернопереробноі промисловості. – Одеса: ОДАХТ. – 1998. – Вип. 18. – С. 48–49.
4. Друзьіва А.К. Удосконалення технологіі первиноі обробки новоі круп’яноі культури — сориза // Удосконалення існуючих і розробка нових технологій для харчовоі та зернопереробноі промисловості. – Одеса: ОДАХТ. – 1999. – Вип. 19. – С. 27–30.
5. Сориз — новая крупяная культура для Украины / Г.К. Дремлюк, Г.Н. Станкевич, Л.К. Овсянникова, А.К. Друзьева // Пути повышения эффективности хранения и переработки сельскохозяйственной продукции. – Одесса: ОЦНТЭИ. – 1999. – С. 40–44.
АНОТАЦІЯ
Друзьіва А. К. Технологія первинної обробки зерна соризу. — Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальностю 05.18.03 — первинна обробка і зберігання про¬дуктів рослинництва. — Одеська державна академія харчових техно¬логій, Одеса, 1999.
Дисертація присвячена питанням дослідження фізико-техно¬логічних, гігроскопічних, біохімічних і мікробіологічних власти¬востей, а також теплофізичних характеристик зерна соризу як об’ікта сушіння та зберігання. Розроблено режими сушіння зерна соризу для різноманітних приладів і умов сушіння. Отримано математичний опис закономірностей сушіння зерна соризу для змінних режимних параметрів. Рекомендовано режими по очищенню і зберіганню зерна соризу. Промислова апробація підтвердила економічну ефективність результатів роботи.
Ключові слова: сориз, очищення, сушіння, зберігання, моделювання, режими.
THE SUMMARY
Druzieva A.K. Technology of primary processing of Soriz grain. — Manuscript.
Thesis on competition of a scientific degree of the candidate of enginee¬ring science on a speciality 05.18.03 — primary processing and storage of plant products. — The Odessa State Academy of Food Technologies, Odessa, 1999.
The thesis is devoted to research problems of physical, technological, hygroscopic, biochemical and microbiological properties and also heat engineering performances of soriz grain. The drying modes of soriz grain for various devices and conditions have been developed. The mathematical description of regularity drying of soriz grain for variable regime parameters have been obtained. The modes on clearing and storage of soriz grain have been offered. The industrial approvement has confirmed economical effectiveness of the results of the work.
Key word: soriz, clearing, drying, storage, simulation, modes.
АННОТАЦИЯ
Друзьева А.К. Технология первичной обработки зерна сориза. — Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.03 — первичная обработка и хранение продуктов растениеводства. — Одесская государственная академия пищевых технологий, Одесса, 1999.
Диссертация посвящена вопросам исследования физико-техноло¬гических, гигроскопических, биохимических и микробиологических свойств, а также теплофизических характеристик зерна сориза как объекта сушки и хранения. Разработаны режимы сушки зерна сориза для различных устройств и условий сушки. Получено математическое описание закономерности сушки зерна сориза для переменных режимных параметров. Рекомендованы режимы по очистке и хранению зерна сориза.
По отдельным физико-технологическим показателям зерно сориза близко к зерну риса (масса 1000 зерен и их плотность, толщина); к сорго (скорость витания и угол естественного откоса); к сорго и гречихе (длина и ширина).
В летних условиях хранения (при относительной влажности окружающего воздуха в среднем 75 % ) и зимних (при относительной влажности воздуха в среднем 55 %) состояние равновесия зерном сориза достигается соответственно на 15…23 и 12…19 сутки.
Для расчета теплофизических характеристик в диапазоне изменения влажности 12,2…26,1 % и температуры 5…35 С рекомендуются зависимости (1…4).
На основании анализа фракционного состава зерна установлено, что для получения зерна сориза, соответствующего базисным кондициям, его необходимо подвергать предварительной и первичной очистке на воздушно-ситовых зерноочистительных машинах.
Предварительную очистку можно проводить на ворохоочистителях с отделением крупных листьев, стеблей и веточек. Первичную очистку целесообразно проводить на виброцентробежных сепараторах. Проходом с верхнего и среднего подсевных сит (2,220 и 2,2…3,020 мм) извлекают мелкие примеси и щуплые зерна сориза, проходом сортировочного (5,5…6,0 мм) — очищенное зерно, а сходом с этого сита — крупные примеси. При наличии трудноотделимой сорной примеси в зерне сориза, его направляют на повторную очистку в сепараторах со следующими ситами: сортировочным — с круглыми отверстиями сит диаметром 4,5…5,5 мм; подсевными — с продолговатыми отверстиями сит размерами 1,720 мм и 2,0…2,220 мм.
Комплексное и экспериментальное моделирование кинетики сушки определило, что сушку влажного и сырого зерна сориза продовольственного назначения необходимо проводить при температуре сушильного агента не выше 100 С, не допуская при этом нагрева зерна свыше 45 С. При сушке семенного зерна температура сушильного агента не должна превышать 80 С, а нагрев зерна в зависимости от начальной влажности — не выше 35…40 С.
Для улучшения технико-экономических показателей работы зерносушилок типа К4-УС2А (снижения удельных затрат топлива, повышения термического к.п.д. и т.д.) сушку зерна сориза целесообразно проводить с частичной рециркуляцией отработанных сушильного агента и воздуха. Расходы сушильного агента и наружного воздуха в зонах зерносушилок должны быть снижены по сравнению с паспортными до значений, обеспечивающих скорость отработанных сушильного агента и воздуха не более 5,0 м/с.
Исследования количественно-качественного состава микрофлоры и биохимических изменений зерна сориза показали, что лучшими для хранения являются такие условия: температура хранения 5…15 С при относительной влажности среды не выше 55 %.
На заключительном этапе работы был подсчитан экономический эффект от внедрения разработанных режимов, подтверждающий эффективность и целесообразность рекомендованной технологии первичной обработки зерна сориза.
Ключевые слова: сориз, очистка, сушка, хранение, моделирование, режимы.

Підписано до друку 12.01.2000 р. Формат 60х90/16. Обл.-вид. арк. 1,0.
Тираж 100 прим. Зам. № 4. Одеська державна академія харчових технологій.
65039, м. Одеса, вул. Канатна, 112.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020