CC BY
71
ИННОВАЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ - ОСНОВА МОДЕРНИЗАЦИИ ОТРАСЛИ
ТЕМА НОМЕРА
УДК 621.472; 632.111
Солнечная комбинированная
сушилка-теплица
М.М. Дибирова, Д.С. Джаруллаев, д-р техн. наук, профессор Дагестанский государственный технический университет, г. Махачкала А.М. Амадзиев, д-р биол. наук, профессор, М.Г. Дибиров Филиал объединенного института высоких температур РАН, г. Махачкала
Солнечные сушильные установки, предназначенные для сушки фруктов, функционируют всего несколько летних месяцев, когда имеет место избыток сырья. В остальной период года (8-9 мес) такие установки не находят применения, что значительно снижает их экономические показатели [1]. Такая же ситуация и с теплицами, которые не используют в летнее время, когда наблюдается наибольшая интенсивность поступления солнечной энергии.
Для повышения экономической эффективности нами разработана и испытана конструкция солнечной комбинированной установки, которую можно использовать и как теплицу, и как сушилку в летний период (рис. 1).
Солнечная комбинированная сушилка-теплица может эксплуатироваться практически круглый год, поэтому ее экономическая эффективность намного выше, чем у сушильной установки или теплицы в отдельности.
Солнечная сушилка-теплица представляет собой сооружение-помещение с прозрачными стенами (кроме северной) и потолком. Северная стенка экспериментальной установки сделана из непрозрачного теплоизоляционного материала. В качестве прозрачного покрытия использован современный прозрачный
Ключевые слова: солнечная сушилка-теплица; фрукты; поликарбонат; влажность; теплоизоляция; процесс.
Рис. 1. Схема комбинированной солнечной сушилки-теплицы: 1 - прозрачное покрытие; 2 - задняя стена;
3 - полки для высушиваемого продукта;
4 - передвижная ширма; 5, 6, 7- форточки
Key words: a solar dryer-hothouse; fruit; polycarbonate; humidity; a thermal protection; process.
прочный полимерный материал -сотовый поликарбонат. Выбор поликарбоната для ограждения обоснован его высокими оптическими, тепловыми и механическими характеристиками [2].
К северной стенке из непрозрачного теплоизоляционного материала на шарнирах закреплены рамочные полки шириной 0,5 м, суммарной площадью 35 м2. Они предназначены для размещения на них сетчатых лотков с высушиваемой продукцией, устанавливаются горизонтально при использовании установки в качестве сушилки и могут закрепляться вертикально при использовании установки в качестве теплицы.
По мнению некоторых исследователей [1, 3], воздействие солнечного света на высушиваемую продукцию приводит к потемнению продукта и ухудшению его вкусовых качеств, поэтому в нашей установке предусмотрена защита продукции от ультрафиолетового облучения. На расстоянии 0,5 м от северной стенки, вдоль нее, натянута ширма из зачерненного плотного материала, которая условно делит установку на сушильный и тепличный отсеки. Назначения ширмы - поглощение солнечной энергии и передача ее в виде тепла в сушильный отсек, защита сырья от прямых солнечных лучей. Конструкция крепления ширмы позволяет сдвинуть ее в сторону или снять при эксплуатации установки в качестве теплицы. Ширма не доходит сверху до потолка и снизу до пола на 0,3 м. Эти зазоры служат для прохода циркуляционных потоков воздуха в сушильный отсек и из него - в тепличный отсек. Для регулирования влажности и температуры
в помещении предусмотрены пять форточек размерами 100х50 см.
Солнечная сушилка-теплица имеет следующие технические характеристики: площадь пола теплицы -36 м2 (4,5х8 м); высота задней (северной) стенки - 4,0 м; высота передней (южной) стенки - 2,10 м; длина теплицы - 8,0 м; ширина теплицы - 4,5 м.
Установка работает следующим образом: солнечная радиация проходит через прозрачное покрытие 1 и поглощается зачерненной ширмой 4 и частично грунтом. Нагретый воздух через верхний зазор между ширмой и потолком за счет естественной циркуляции поступает в сушильный отсек, в котором на сетчатых поддонах (на рамочных полках) уложена высушиваемая продукция.
Для перевода установки в тепличный режим достаточно снять (или отодвинуть к боковым стенкам) ширму, а полки поднять и закрепить к стенке.
Авторы проводили сравнительные сушки абрикосов одновременно в конвективной солнечной сушильной установке (ССУ); в солнечной сушилке-теплице (ССТ); естественным солнечно-воздушным методом.
Сушку проводили в июле, в ясные солнечные дни, в г. Махачкале. Для сушки использовали абрикосы сорта Краснощекий, собранные в один день. Абрикосы калибровали по размерам, сортировали, причем для сушки выбирали целые плоды примерно одинакового размера и спелости. После этого подготовленную в соответствии с технологией (мойка, бланширование и т. д.) партию абрикосов делили на три части: одну часть ставили на подставки для естественной солнечно-воздушной сушки, вторую - укладывали в сушильную камеру ССУ, третью - в сушильный отсек ССТ.
В период сушки абрикос осуществляли контроль за радиационными, температурными и влажностными параметрами процесса. Влажность воздуха в камерах измеряли психрометром, по разности температур сухого и мокрого термометров. Влажность Wc высушиваемого продукта определяли весовым методом. Измерения всех параметров производили через каждые 2 ч в дневное время и 3 ч - в ночное время.
Результаты сравнительных испытаний трех способов сушки абрикос приведены в таблице. Испытания показали, что продолжительность сушки в обоих солнечных установках практически одинакова, продолжительность сушки солнечно-воздушным способом оказалась длиннее в 2
THE INNOVATIVE EQUIPMENT - A BASIS OF MODERNIZATION OF BRANCH
раза. Внешний вид и вкусовые качества кураги при сушке в солнечных установках, как и ожидалось, оказались намного лучше.
Сравнение кривых сушки (рис. 2) показывает, что процесс сушки абрикос в ССТ проходит плавно. При сушке в ССТ не отмечено резких границ между периодами постоянной скорости и убывающей скорости, что, возможно, объясняется особенностями характера циркуляции воздуха в установке. Продолжительность сушки абрикосов до 40 %-ной влажности в сушильной установке ССУ и ССТ практически одинакова при одинаковой удельной загрузке продукции. Это доказывает, что обе установки, имеющие разные конструкции, по своей тепловой удельной мощности равнозначны.
В установке ССУ в ночной период (с 20 до 6 ч) не происходит испарение влаги из продукта, т. е. идет в основном процесс выравнивания температуры материала (абрикосов). Зато в установке ССТ продолжается процесс испарения влаги и в ночной период. Возможно, этому способствуют обратные циркуляционные потоки воздуха, возникающие в установке из-за того, что в
■. № 11
«тепличном» отделе температура воздуха понижается и становится меньше температуры в сушильном отсеке.
В установке ССУ ночная обратная циркуляция воздуха невозможна, потому что источник тепла (в данном случае нагретая продукция) расположен выше солнечных коллекторов, которые в данном случае служат излучателями тепла.
Таким образом, предложена конструкция солнечной комбинированной установки, позволяющая эксплуатировать установку практически круглый год. Сравнительная сушка абрикос в ССУ и в двухфункцио-нальной ССТ показала, что по продолжительности сушки и качеству продукции они равнозначны (см. таблицу). Однако возможность эксплуатации ССТ в течение года делает ее экономически более эффективной, чем традиционная конвективная ССУ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Амадзиев, А.М. Поликарбонатный солнечный коллектор/А.М. Амадзиев, М.М. Дибирова, М.Г. Ди-биров, Д.С. Джаруллаев//Пищевая
Длительность процесса, сут. Естественная солнечно-воздушная сушка ССУ ССТ
сушка досу-шива-ние сушка досу-шива-ние сушка досу-шива-ние
3-4 4-5 1,5-2 1,5-2 1,5-2 1-1,5
Влаж- 40- 19- 40- 19- 40- 19-ность в 45 20 45 20 45 20 конце процесса, %
350
П 300 ■
1^ 200 2
го о 150---
¿З^ 100
50
0
3- ■ ■
5 10 121416 15 2124 5 6 5 1012 И 16 15 21 24 5 6 5 10 12 141615 2124 5 6 5 1012 141615
Время суток, ч
Рис. 2. Кривые сушки: 1 - естественно-солнечная сушка; 2 - сушка в ССУ; 3 -сушка в ССТ
промышленность. - 2008. - № 9. -С. 16-17.
2. Сушка пищевых и растительных материалов/Филоненко Г.Ф. [и др.]. -М.: Пищевая промышленность, 1971.
3. Харченко, Н.В. Индивидуальные солнечные установки/Н.В. Харченко. - М.: Энергоатомиздат, 1991.
Курсы для руководителей производства
Ежедневно руководители производства решают огромное количество разнообразных задач - от оперативных до масштабных стратегических. На все это требуется время, которого катастрофически не хватает в современном напряженном ритме работы.
Предлагая специализированные курсы, «Тетра Пак» выражает уверенность, что передаваемые руководителям производства знания помогут во многом упростить их жизнь, высвобождая при этом драгоценное время для решения важных задач.
В нашем портфеле услуг представлены следующие виды обучения.
Обзорный курс рассматривает такие аспекты работы предприятия, как увеличение эффективности производства и снижение операционных затрат; инструменты контроля и поддержания высокой эффективности производства; организация технического обслуживания.
Основные темы:
• критерии эффективного производства;
• организация процесса повышения эффективности;
• современная теория организации и проведения технического обслуживания.
Используя методику «Производство Мирового Уровня» (WCM -World Class Manufacturing), «Тетра Пак» предлагает руководству предприятий пройти курс «Системный подход к решению проблемы», который позволяет объяснить практически любую проблемную ситуацию и дойти до её корневой причины.
Основные темы:
• структура процесса эффективного решения проблемы;
• методы выявления возможных причин проблемы;
• подтверждение причины и принятие контрмер.
Подробнее об услугах «Технического Сервиса» компании «Тетра Пак» можно узнать на сайте www.tetrapak.su (раздел «Продукты и услуги/Технический Сервис»).
Андрей СПИЦЫН, директор по развитию технического сервиса ЗАО «Тетра Пак»
ЗАО «Тетра Пак»: 129226, Москва, ул. Вильгельма Пика, д. 8. Тел. +7 (495) 787 80 00. Факс +7 (495) 787 80 01
