Особенности хранения плодов в крупногабаритных штабелях с укрытиями Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

ы Ауд от усред-кторов.

а. свидетельству, как уже было

ПК [2—4] пред-10 модель можно виде:

(и

шя подтвержде-одели.

алпроксимацион-

4,00, '3,50 3,00лК

і.оЬ60^

*.<г

а

ВЫВОДЫ

Рис. 2

ЛИТЕРАТУРА

1. Эмпирическая модель (2) может быть использована для вычислений удельной работы, а также сил сопротивления и мощности привода.

2. Предлагаемая методика построения модели на основе многофакторного эксперимента и метода ГЛК может быть широко использована в практике моделирования при изучении процессов, осуществляемых в машинах и аппаратах пищевой промышленности.

1. Даурский А. Н., Мачихин Ю. А. Резание пищевых материалов: Теория процесса, машины, интенсификация.— М.: Пищ. пром-сть, 1980.— 240 с.

2. М а р к о в а Е. В., Л и сен ко в А. Н. Планирование эксперимента в условиях неоднородностей.— М.: Наука, 1973,— С. 220.

3. Н а л и м о в В. В. Теория эксперимента.— М.: Наука, 1971,— С. 208.

4. Ш е н к X. Теория инженерного эксперимента.— М.: Мир, 1972,— С. 151.

Кафедра технологического оборудования

пищевых производств Поступила 25.10.88

641.4:631.243.5

ОСОБЕННОСТИ ХРАНЕНИЯ ПЛОДОВ В КРУПНОГАБАРИТНЫХ ШТАБЕЛЯХ С УКРЫТИЯМИ

[к получена сле-

г

(2)

дает, поскольку

гченной модели начений факто-использованием (де двух отдель-учитывающих ?гла заточки и редставлена на л одел ь не имеет траты для при-[гся на верхней границах угла

В. 3. ЖАДАН, Н. Н. ДИДЫК, С. В. КОШОЛАП, Г. И. ЛАЗАРЕВ

Одесский институт низкотемпературной техники и энергетики

При хранении плодов и овощей в модифицированной газовой среде МГС реализуется принцип локального кондиционирования воздуха: внутри упаковок из селективного пленочного материала создается микроклимат, обусловленный биофизическими свойствами продукта — теплотой дыхания и испарительной способностью, не зависящий от влажности воздуха в холодильной камере.

Наблюдавшаяся в опытах высокая эффективность использования МГС для хранения плодов и овощей объясняется сочетанием двух факторов: снижением удельной теплоты дыхания продукта при уменьшении содержания кислорода и частичной защитой его от внешних теплопритоков, проникающих в холодильную камеру. Последнее обусловлено некоторым повышением температуры продукта по срав-нЯпо с температурой воздуха в камере.

В любом случае применяемые при хранении продуктов в МГС воздухонепроницаемые оболочки из полимерных материалов способствуют стабилизации температурного режима внутри упаковок за счет гашения амплитуды неизбежного колебания температуры воздуха хранилища. На рис. 1 приведен график изменения температуры внутри герметичной упаковки емкостью 5 кг из полиэтилено-13 ?:.чаз 0345

(,°с

-і

А 4\Ч і// \\ 2 Х'-л \» V.

7 \ V] \/\/ уд V 7\^

10

го

зо

и

50 Т,сут

Рие. 1. Изменение температуры при хранении яблок в полиэтиленовом пакете: 1 — изменение температуры в холодильной камере; 2 — изменение температуры внутри упаковки

вой пленки толщиной 50 мкм в зависимости от температуры воздуха холодильной камеры, полученный авторами при хранении яблок в холодильной камере марки КХ-12М.

Перспективным для широкого внедрения методом хранения плодов и овощей в модифицированной газовой среде является применение большегрузных штабелей с укрытиями их газоселективным пленочным материалом. По сравнению с существую-

* Инд. — 1,01 ОС —(— ,043 р2))

оС,ра&

1,57

0,00 0,15 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 Угол атаки, pt.fi

щими способами хранения в МГС, осуществляемыми обычно в относительно мелких упаковках и в пленчатых контейнерах с газообменными вставками, внедрение большегрузных штабелей позволяет более полно использовать емкость холодильной камеры, увеличить степень механизации погрузочно-разгрузочных работ.

Хранение яблок в большегрузных штабелях с укрытиями осуществлялось нами в течение двух производственных сезонов (1986—1988 гг.) в камерах фруктохолодильника Межхозяйственного предприятия по производству плодов ЛШЯ/7«Памяти Ильича» (Слободзейский р-н МССР). Штабеля из контейнеров с яблоками сорта Голденспур укрывали полиэтиленовой нестабилизированной пленкой высокого давления (ГОСТ 10354-82), толщина в среднем 40 мкм. Герметизацию укрытия штабеля с полом камеры осуществляли с помощью влажного песка, закатанного в свободные концы укрытия. С целью исключения контакта влажной поверхности пленки с боковыми поверхностями штабеля, образованными стенками контейнеров, отделяли зазор шириной около 0,1 м. Верхнюю часть укрытия штабеля выполняли с уклоном 26°, рекомендованным [4] для стекания конденсирующейся на покрытии влаги.

На основании выполненных экспериментальных исследований было установлено, что для указанного холодильника приемлемая ширина штабеля оказалась равной 4,8 м, что обеспечивается установкой четырех контейнеров по ширине штабеля. Указанный размер позволяет наиболее полно использовать емкость холодильной камеры (по ширине камеры устанавливать два штабеля). Высота штабеля была 5,6 м. Максимальная разность температур по ширине штабеля, обусловленная действием гравитационных сил в его объеме, в среднем за период хранения была равной 1,5° С.

Внедрение большегрузных штабелей с укрытиями при хранении плодов и овощей в МГС на крупных промышленных холодильниках требует изучения термических сопротивлений трансмиссионным тепло-притокам на пути их от наружного воздуха к продукту.

На рис. 2 представлена схема для расчета частных термических сопротивлений при хранении яблок в большегрузном штабеле (емкостью 144 г) с укрытием.

Здание полносборного холодильника в МППП «Памяти Ильича» выполнено каркасным с ограждениями из трехслойных панелей типа «сэндвич», представляющих собой два облицовочных алюминиевых листа толщиной 1,5 м, пространство между которыми заполнено пенополиуретаном, вспененным в процессе изготовления панелей.

Термические сопротивления трансмиссионным теп-лопритоком определяли для стационарного режима хранения в системе: наружный воздух — наружная поверхность ограждений камеры Я\\ ограждающие конструкции камеры внутренняя поверхность

ограждений камеры — воздух камеры ^з; воздух камеры А?4; воздух камеры — наружная поверхность укрытий штабеля /?5; укрытие штабеля укрытие штабеля — воздух в продухе штабеля У?7; воздух в продухе штабеля Яц\ воздух в продухе штабеля — штабель продукта Яд: штабель продукта Яю-

Общие термические сопротивления тепловым потокам в горизонтальном и вертикальном направлениях определяются как суммы частных термических сопротивлений в соответствующих направлениях:

'■? - 2 Я,-,; = Я Я,.в

(1)

Рис. 2. Расчетная схема для определения частных термических сопротивлений:

1 — алюминиевые листы, 6=0,0015 м, Х= =180 Вт км-к;,-

2— теплоизоляция (пенополиуретан), 6=0,095 м; А=0,024 Вт Км- К;;

3—пароизоляция (рубероид), 6=0,002 м, к— =0,16 Вт Км- К);

4 — фольгоизол, 6=0,002 м. ^=0,05 Вт/(м-К);

полиэтиленовая пленка, 6=40 мкм;

^ — контейнер (1200X816X700) из деревянных планок 6=0,006 м, А.=0,15 Вт/(м-К);

1 продукт (яблоки) Л=0,49 Вт/(м- К)

Термические сопротивления на границе наружный воздух — наружная поверхность ограждений камеры, соответственно направлениям тепловых потоков, определяются выражениями:

.■?..= 1/а /а.г

где а1г, а1д — коэффициенты теплоотдачи на границе воздух — наружная поверхность ограждения (стены, перекрытия), ВТ/(м2 • К); а, = 23,3 Вт/(м2-К) [2].

Полученные здесь и далее значения частных сопротивлений сведены в табл. 1.

Термические сопротивления передаче теплоты через ограждения камеры в горизонтальном и вертикальном направлениях находятся по выражениям:

N N /V А

я2г = 2 6,, / 2 ч,; я2в = 2 б„в / 2 х,в.

/=1 ;=1 1=1 1=1

Значения толщин составляющих строительных конструкций б и коэффициентов их теплопроводности приведены на рис. 2.

Термические сопротивления передаче теплоты от внутренней поверхности ограждений камеры к воздуху камеры в горизонтальном (стена) и вертикальном (перекрытие) направлениях Яз=1/а3.

Поданным [2], аз=10,4 Вт/(м2-К).

Для определения термических сопротивлений теп-

.1 :1Г.Ч'|| с:!- >:к; ч .1

&

У

Т«Л

:■

к.

. Опы» I мы' ,

I г.гимп м мЧ Ц-О ■ II I >Г I II I

мм г ,1|1 .1 л

Г | V Щ 11' И"- -. 1||ЮИ||' IIII* I

I .-I е г, >•>: !. | ■+:

__И

К|)и 1>;1Ч|!

I £ 1Ы- й '.1 Иг и

Г ЗЕ.Тае- С Г

■-'г-,—;| ■|.|Т | * '<■

Те;:н1Г1п’ ка гран* 1г •• • -4

ЛЛЕ 34|1< МлН

Гсрмптисклн) Я,., июлй£с|

I Ц-рг.-!! учрЛТГЕ ШТУб! >•[.;; I р »:с н изо ;*г

'ГорКГК'Г.Ч'КСС и:табслсн п:од

'.МКЗПЗг.гГНТ-!

К**.- К ,:п

21.К11И зна'-?ш:я го по уравяенн!

п.-р кую

Си, — I,: I - Иг. —|>..М; - 2.

— i1.fi!' ■!| *■ ■

155 р м 1ЧсеШ! С( ■< штлбейи}

Ши б^л и цр-ЗД | ;;:1лсяв о мота

гигл?г х .но

І

г-'

і

і .Ло. г.ь*. ■ т|:

И Ч ■*- л—

і.. > П.5Л5 ч.

-кип -ч. >—

'.0 І , .' 1.41 - Ю ,

І- ЛГ'рСеЯЯг.Ь.Л

* Л г/ |> ■ Лу;

и: Й

■ ци і.і і •.-.і. 11,1Н |::ЖЛ.“І І'І І.. І т -ЮІІ.ЧХ І І її" І

'.:іч. Г"! ..Н>:-

«■ • • :;; і' .ниґ.‘-■ м

іастк и і-о.і і її.

і:- ТСЯЛОПа Іт-£МГС-М II ім=-1 • Кір-ЗІКЄі-ич :

У г' М І 4 л І*.Іі:|-■ іііі і и

1;і т 11-і:. ;п і. ,т і ^ п V " і. г г І.: І І і.гр . -. .у |._ ! -г■,

Г - І» 1«*|. І- й ГС І

(ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТБХНОЛОГИЯ, №2—З, 199Ц

Таблица 1

Наименование показателя Значения частных термических сопротивлений по направлениям тепловых потоков, (м'-Щ/Вт

горизон- тальное вертикаль- ное

Ді 0,043 0,043

Я2 3,960 4,110

Яз 0,096 0,096

Я4 0,060 2,080

Я5 1,280 1,280

Я& — —

Я 7 1,010 1,010

/?8 1,200 10,0

Я9 0,342 0,130

Яю N 5,070 5,880

^ Я,,,- 13,061 24,629

товым потокам воздуха камеры (продухов) с достаточной точностью можно сложный процесс конвективного теплообмена рассматривать как элементарное явление теплопроводности, вводя при этом понятие эквивалентного коэффициента теплопроводности Х.ша [3]. Тогда /?4=б/\,кя. 4

Ккв. = 6/Л' (2)

где ек — коэффициент конвекции;

л — коэффициент теплопроводности, X =

= 0,024 Вт/(м- К,).

ек = 0,18 (Сг-Р,).

Критерий О, для воздушных прослоек в горизонтальном и вертикальном направлениях при А/=0,3° С составляет Сгь,=7,0- 10:); Сга=2,08- 108; Рг, =

= Ргм= 0,707 [3]. Для полученных значений Ог и Рг Цл-0,04 Вт/(м-К).

Термические сопротивления тепловым потокам на границе воздух камеры — укрытие штабеля:

К я? = Я5д = 1/а5; а5 = 1,43-уД? [3]. [4]

Для заданных условий а5 = 0,78 Вт/(м2- К). Термическими сопротивлениями укрытия штабеля н, , Я6д можно пренебречь ввиду малой величины 6.

Термическое сопротивление передаче теплоты от укрытия штабеля к воздуху Я7г = Я7д = 1/а-,-, по Иравнению (4) сс7= 1,01 Вт/(м2-К).

Термическое сопротивление передаче теплоты в воздушных зазорах, образованных укрытием и штабелем продукта:

К 8,- = &г/КквЛ,* %8в = (5)

Эквивалентные коэффициенты теплопроводности лм8г и Хэкдд определяем по уравнению (2) на основании значения коэффициента конвекции, найденного по уравнению (3) по критериям Ог и Рг. Характерную разность температур принимаем А/ = 0,5° С;

0г, = 1,11-102; Рггв = 0,707; Сг8 = 2,39 • 104; еКс = =0,54; екв = 2,05; ХэкаЛ, = 0,01 Вт/(м-К); Ккв,8а = = 0,05 Вт/(м- К).

Термические сопротивления от воздуха в зазоре к штабелю продукта Я9^.= \/а9г; Я9е=\/а9д.

Коэффициент теплоотдачи на границе воздух — штабель продукта: для горизонтального направления теплового потока Сгг = 1,28-104; Рг, = 0,707.

Миг = 0,50(0г • Рг)0,25. (6)

99

Для полученных значений Ог и Рг N11,= 4,87; для вертикального направления теплового потока Ьт11= 1,02-105; Рг= 0,707.

Ыи„=0,76 (йг-Р^*1. (7)

Ыив= 12,45. Термические сопротивления передаче теплоты в штабеле продукта (от периферийной его части к центру):

±_

'■■'і Юг 1

Я

■гіїШ " ь':

(8)

(9)

а\0г — а1()и 1,5 + 43 И7 [ 11 (10)

где \У — скорость воздуха в штабеле, для условий гравитационного вентилирования продукта принимаем 14^=0,1 м/с.

Тогда а, )г = а10„ = 5,8 Вт/(м1 • КЛ

В случае хранения продукта в холодильной камере обычным способом — без укрытия полиэтиленовой пленкой в условиях обычной газовой среды ОГС, из общего термического сопротивления тепло-притокам на их пути от наружного воздуха к продукту, находящемуся в центре штабеля шириной 4,8 м, исключаются частные термические сопротивления Яб, Яб, Я- и /?8, действие которых обусловлено наличием укрытия штабеля. Учитывая, что в условиях ОГС расстояние от наружных стен камеры до боковой поверхности штабеля составляло 0,1 м, общие термические сопротивления окажутся рав-

ными: в горизонтальном направлении

= 11,17 (м~-К.)/Вг\ в вертикальном направлении

2 Я,,., . из,45 (лк-К)/Вт.

По отношению общего термического сопротивления теплопритокам при хранении продукта в МГС к термическому сопротивлению при хранении продукта в ОГС можно приближенно оценить эффективность хранения продукта в штабелях с МГС с точки зрения защиты продукта от трансмиссионных теплопритоков. Обозначив это отношение через е, получим следующие значения: еигс, = 1,17; гмгс = = 1,83, т. е. в среднем емгс=1,57.

При хранении яблок в большегрузном штабеле с укрытием в производственном сезоне 1986—1987 гг. верхнюю часть штабеля выполняли плоской, без уклона, с обеспечением зазора между поверхностью штабеля и пленкой равным 0,1 м. Для этого случая расчетное термическое сопротивление в вертикаль-

N

направлении 2, Я „,с , — 16,41 (м2-К)/Вт,

а среднее значение коэффициента емгс ,37. В случае хранения продукта в идентичных штабелях с укрытием МГС и без укрытия ОГС коэффициент емп. может быть определен на основании опытных ранных по соотношению:

Qд.Orc/ Ф.) И

(И)

где пс

уЧа

ід.ОГС’^д.МГС

- потери массы продукта при хранении в ОГС и МГС, %; средняя за период хранения теплота дыхания продукта при хранении в ОГС и МГС, Вт/т (при температуре хранения).

В табл. 2 представлены полученные авторами в течение двух производственных сезонов резуль-

Таблица 2

Сезон хранения, годы Теплота дыхания продукта, до, Вт/т Потери массы продукта, п, % Коэффициент емгс, доли единицы

МГС | ОГС МГС ОГС расчет опыт

1986—1987 1987—1988 7,20 7,40 13,50 16,00 2,28 2,10 6,22 7,60 1,37 1,57 1,45 1,68

таты хранения яблок Голденспур в идентичных, по отношению к трансмиссионным теплопритокам, штабелях шириной 4,8 м с укрытиями МГС и без них ОГС. Процент потерь за период хранения определяли по отношению к массе исходного образца (нетто); теплоту дыхания — по интенсивности дыхания, определяемой по количеству выделившегося углекислого газа.

Из табл. 2 следует, что расхождения между расчетными и опытными значениями коэффициента емгс составили 5,5 и 6,5%.

ВЫВОДЫ

1. На общее термическое сопротивление трансмиссионным теплопритокам при хранении в МГС значительное влияние оказывают термические сопротивления воздушных прослоек между ограждениями

камеры и укрытием штабеля и между укрытием штабеля и его поверхностью.

2. Технологическая эффективность использования модифицированной газовой среды при хранении плодов и овощей заключается не только в снижении интенсивности дыхания продукта, но и в дополнительной защите его от трансмиссионных тепло-притоков.

3. Анализ указанных факторов необходим при разработке конструкций стационарных укрытий штабелей и оптимизации коэффициентов теплопередачи ограждающих конструкций холодильных камер с локальной системой кондиционирования воздуха.

ЛИТЕРАТУРА

1. Жадан В. 3. Теплофизические основы хранения сочного растительного сырья на пищевых предприятиях.— М.: Пищ. пром-сть, 1976.— 238 с.

2. Курылев Е. С., Герасимов Н. А. Холодильные установки.— М.: Машиностроение, 1980.—

622 с.

3. М и х е е в М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи.— М.: Энергия, 1973.— 320 с.

4. Полимерные пленки для выращивания и хранения плодов и овощей.— М.: Химия, 1985.— 232 с.

5. Стефанович В. В., Комарницкий Б. В. Система охлаждения судовых рефрижераторных помещений: Справочник.— Л.: Судостроение, 1984.— 160 с.

и*:дЧ

Кафедра кондиционирования воздуха

Поступила 30.06.(

621.626/927

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ РЕЗАНИЯ КАРАМЕЛЬНЫХ МАСС

А. А. ОСПАНОВ, А. А. СУРАШОВ, А. В. ПОПЕЛЮШКО

Алма-Атинский филиал Джамбулского технологического института легкой и пищевой промышленности

Предложена машина для измельчения доброкачественных карамельных отходов с целью их рациональной переработки. Основными рабочими органами являются ножи продольно-поперечного резания, вступающие в силовое взаимодействие через слой материала с противорежущим элементом с гребенчатыми зубами, причем режущие кромки продольных ножей состоят из двух половин (рис. 1 и 2) [1].

Целью настоящей работы является определение равнодействующей критической силы Ркру направленной со стороны ножей и способной возбудить процесс резания. В общем виде

Р.- = Ркрл+Ркр» (!)

— максимальное критическое усилие на ноже 2 продольного резания;

(2)

Р л и Рлрп— то же на левой и правой половине ножа 2;

Ркр.2 — Т0 Же Н3 НОЖе 1 ПОПереЧ-НОГО резания.

Для определения величины параметров, входящих в уравнения (1) и (2), спроецируем все действующие на ножи 1 и 2 силы на ось г. Тогда для левой и правой половины ножа 2 продольного резания уравнения равновесия запишутся так:

I Ргр. I

где Ркр\ = Лер.л

кр

Р.

Рис. 1. Схема сил, действующих на нож 2 продольного резания: 3 и 4 — соответственно левые м правые режущие кромки ножа 2; 5 — противорежущий элемент с кромками 6 и 7; 8 — слой карамельной массы

X

А

І; і *

Рнг. 2. С* УСЫ. тіп:л

где с

*,;■ я-Т ,

7: , и ГІ.

Л.чя іінЙЖл ■-Чі коном Гуки

. « Р, — ш

<.5киі;'-::ітс,кл

ЗиЯчРіИ й і:

г.'К' і —

У -з

{ Ч'ЧГТЧЧ 7

Даліт .чіюі і.і 1 У ,. н

і реіміТ І І .-.МИ і-

Оіі|іМЄ,ін--ь '■ '.і

• ■•і* а т

•V.