Научная статья на тему 'Влияние размещения и геометрии рефлектора на процесс сушки органического сырья'

Влияние размещения и геометрии рефлектора на процесс сушки органического сырья Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

CC BY
55
7
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОРГАНИЧЕСКОЕ ПЛОДОЯГОДНОЕ СЫРЬЕ / ИК СУШИЛКА / ГЕОМЕТРИЯ РЕФЛЕКТОРА / ПЛОСКАЯ ПРИЕМНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ / ORGANIC FRUIT-BERRY RAW MATERIAL / IR-DRYER / REFLEC-TOR GEOMETRY / FLAT RECEIVING SURFACE

Аннотация научной статьи по прочим технологиям, автор научной работы — Загорулько А. Н.

Представлен анализ рынка пищевой промышленности по созданию полуфабрикатов и продуктов питания на основе органического плодоягодного сырья. Определены основные задачи проектирования ИК сушилки, влияния размещения и геометрической формы рефлектора на создание равномерного температурного поля на поверхности приемного лотка.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Effect of placement and reflector geometry on the process of drying of organic raw material

At present, the actual task of the food industry is the creation of products with a high content of biologically active substances (BAS). One of the ways to improve the quality of food products and nutrition structure of the population is the introduction of organic types of fruit-berry raw material in the diet.The nutritional value of fruit-berry raw materials is conditioned by their energy, biological, physiological, therapeutic and preventive, organoleptic value and safety, which is determined by the content of biologically active substances in them. One of the promising methods of fruit-berry raw materials conservation with the possibility of the maximum preservation of BAS in the food industry is the use of infrared radiation (IR).The purpose of the researches is to determine the uniformity of the heat flow distribution from the quartz radiator on a flat receiving surface (a tray with a product) and the effect of the reflector shape and geometrical placement on the temperature field uniformity.In this regard, the experimental design of the IR-dryer was developed. To determine the uniformity of the heat flow distribution in the experimental IR-dryer, its heat engineering system was considered. As a result of mathematical processing of experimental data, it was proved that the proposed reflector placement at the corresponding level should provide the uniform heat flow distribution from radiators on the flat receiving surface, and, hence, uniform heating of plant material both on the top surface of the receiver, and on the bottom.

Текст научной работы на тему «Влияние размещения и геометрии рефлектора на процесс сушки органического сырья»

3. Copper: Preliminary Data for July 2013 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: \www/URL: http://www.icsg.org/in-dex.php/press-releases/finish/114-monthly-press-release/1626-2013-10-22-monthly-press-release. - 20.11.2013.

4. Copper Market Forecast 2013-2014 [Электронный ресурс]. -Режим доступа: \www/URL: http://www.icsg.org/index. php/press-releases/finish/113-forecast-press-release/1605-2013-10-icsg-forecast-press-release. - 20.11.2013.

5. Егоров, С. Г. Альтернативные методы рафинирования меди [Текст] / С. Г. Егоров // Металургія. - 2009. - Вып. 20. -С. 70-77. - ISSN 2071-3789.

6. Цыганкова, О. В. К вопросу о прецизионном огневом рафинировании меди из вторичного сырья [Текст] /

О. В. Цыганкова, И. Ф. Червоный, С. Г. Егоров // Металургія. - 2012. - Вип. 3(28). - С. 79-83. - ISSN 2071-3789.

7. Шульга, В. О. Физико-химический анализ процесса раскисления стали [Текст] / В. О. Шульга, И. Ф. Червоный, С. Г. Егоров, В. П. Грицай // Металургія. - 2012. -Вип. 3 (28). - С. 38-42. - ISSN 2071-3789.

8. Шульга, В. О. Об эффективности комплексного раскисления стали [Текст] / В. О. Шульга, И. Ф. Червоный, С. Г. Егоров, В. П.Грицай, О. И. Казачков // ВосточноЕвропейский журнал передовых технологий. - 2012. -№ 6/1 (60). - С. 33-37.

9. Особенности плавки медных сплавов [Электронный ресурс]. - Режим доступа: \www/URL: http://nagrada.pp.ua/ liteika/103-plavcu.

10. Лигатуры (мастер сплавы) на основе меди [Электронный ресурс]. - Режим доступа: \www/ URL: http:// lityo.com.ua/материалы/шихта/98-kompanii/ ооо-сас-

инженерная-компания/360-лигатуры-мастер-сплавы-на-основе-медию

11. Исследование особенностей плавки и раскисления меди с целью получения литых электродов из хромовых бронз [Электронный ресурс]. - Режим доступа: \wwwy URL: http://www.old.misis.гu/LinkClick.aspx?fileticket= XW5usiwIгШ%3D&taЫd=4758

ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ АНОДІВ ПРИ ВОГНЕВОМУ РАФІНУВАННІ МІДІ

У статті вивчена якість анодів, які виробляють на ділянці вогневого рафінування міді Запорізького заводу кольорових металів. Показано, що застосування фосфористої міді на стадії вогневого рафінування міді не лише знижують кількість мідних анодів з дефектами, але і покращують показники роботи ділянки електролітичного рафінування.

Ключові слова: мідь вторинна, вогневе рафінування, анод.

Цыганкова Ольга Васильевна, аспирант, кафедра металлургии цветных металлов, Запорожская государственная инженерная академия, Украина, e-mail: rot44@yandex.ru

Циганкова Ольга Василівна, аспірант, кафедра металургії кольорових металів, Запорізька державна інженерна академія, Україна, e-mail: rot44@yandex.ru

Tsygankova Olga, Zaporozhye State Engineering Academy, Ukraine, e-mail: rot44@yandex.ru

Загорулько А. Н.

УДК Б44.8:Б58.5Б2.5

ВЛИЯНИЕ РАЗМЕЩЕНИЯ И ГЕОМЕТРИИ РЕФЛЕКТОРА НА ПРОЦЕСС СУШКИ ОРГАНИЧЕСКОГО СЫРЬЯ

Представлен анализ рынка пищевой промышленности по созданию полуфабрикатов и продуктов питания на основе органического плодоягодного сырья. Определены основные задачи проектирования ИК - сушилки, влияния размещения и геометрической формы рефлектора на создание равномерного температурного поля на поверхности приемного лотка.

Ключевые слова: органическое плодоягодное сырье, ИК - сушилка, геометрия рефлектора, плоская приемная поверхность.

1. Введение

В настоящее время актуальной задачей пищевой промышленности является создание продуктов с высоким содержанием биологически активных веществ (БАВ). Одним из путей повышения качества продуктов питания и усовершенствования структуры питания населения является введение в рацион органических видов плодоягодного сырья.

2. Анализ литературных данных и постановка проблемы

Пищевая ценность плодоягодного сырья обусловлена их энергетической, биологической, физиологической, лечебно-профилактической, органолептической ценностью и безопасностью, которая определяется содержанием в них биологически активных веществ [1].

Один из перспективных способов консервирования плодоягодного сырья с возможностью максимального сохранения БАВ, и легкого восстановления при применении в пищевой промышленности является использование инфракрасного излучения (ИК) [2 - 4].

Целью исследований является разработка научных основ определение равномерности распределения теплового потока на приемной поверхности.

Для достижения поставленной цели нужно было решить следующие основные задачи:

1. Равномерность распределения теплового потока от кварцевого излучателя на приемную поверхность (лоток с продуктом).

2. Влияние формы и геометрического размещения рефлектора на равномерность температурного поля [5, 6].

В связи с этим нами была разработана экспериментальная конструкция ИК - сушилки, которая позволяет исследовать процесс термической обработки и моделирование процесса в зависимости от формы рефлектора

TECHNOLOGY AUDIT AND PRODUCTION RESERVES — № 6/5(14), 2013, © Загорулько А. H.

13

и его геометрического размещения.

В работах [7 - 9] рассматривались теплотехнические системы с одним излучателем и рефлектором. Были решены ряд обратных задач по определению профилей.

ИК - сушилки только с отражателей, благодаря которым тепловые потоки должны распределяться на цилиндрических приемниках произвольных сечений по заранее заданным законам одним излучателем имеют ограниченную мощность, а, следовательно, не всегда могут обеспечить нужную интенсивность облучения рабочего тела. Кроме того, в таких теплотехнических системах излучатель и отражатель располагаются непосредственно над продуктом, который подлежит тепловой обработке, и поэтому быстро загрязняются и покрываются конденсатом [10].

Этих проблем можно частично избежать, если установить два рефлектора, которые вынесены за края плоского приемника (лотка) тепловой энергии.

3. Результаты исследований

Для исследования процесса ИК - сушки плодоягодного сырья и исследования равномерности распределения теплового потока в зависимости от геометрического размещения рефлектора была использована экспериментальная ИК - сушилка (рис. 1).

Рис. 1. Экспериментальная ИК - сушка пладаягаднага сырья:

1 - теплоизолирующий корпус; 2 - лотки с продуктом;

3 - направляющие лотков; 4 - нагнетатель воздуха;

5 - распределительная решетка потока воздуха; 6 - рефлекторы;

7 - ИК - излучатели; 8 - патрубок отвода конденсата; 9 - стойки

Для определения равномерности распределения теплового потока в экспериментальной ИК - сушилке нужно рассмотреть ее теплотехническую систему На рис. 2 представлено сечение экспериментальной ИК - сушилки плоскостью, проведенной нормально осям излучателей.

Необходимо определить профили двух цилиндрических рефлекторов при условии, что плотность облучения приемника является постоянной величиной во всех точках на его поверхности. Исследование будем вести в двумерной постановке. Вводим следующие обозначения: а - половина ширины приемника 3; Ь - высота расположения излучателей над поверхностью рабочего тела; d - расстояние от концов излучателей до середины приемника.

Очевидно, что плотность облучения q = сonst рабочего тела состоит из двух величин:

q=^ (х)+q2 (х) - (1)

где q1(x) - плотность облучения приемника лучами, которые поступают непосредственно от излучателя;

q2(x) - плотность облучения приемника лучами, которые отражаются от поверхности рефлекторов (декартовы оси Ох и Оу проходят так, как это показано на рис. 2) [2 - 4].

Но

г(х)=(х)+(х)- q2(x)=q2L(х)+q2R(х)- (2)

где буква L в индексах означает, что введенная в рассмотрение величина касается верхнего излучателя, а Я - нижнего.

Предложенное размещение рефлекторов на соответствующем уровне должны обеспечивать равномерное распределение теплового потока от излучателей на плоской приемной поверхности, а, следовательно, и равномерный нагрев растительного сырья, как на верхней поверхности приемника, так и на нижней. А это, в свою очередь, обеспечит равномерное высушивание сырья.

Рис. 2. Схема теплотехнической системы экспериментальной

ИК - сушилки: 1 - кварцевые прямолинейные ИК - излучатели;

2 - рефлекторы; 3 - плоский приемник тепловых лучей (лоток с сырьем]

4. Выводы

Была спроектирована экспериментальная сушилка, позволившая исследовать равномерность распределения теплового потока с рационального выбора геометрической формы рефлекторов, математическая обработка экспериментальных данных, подтверждает целесообразность выбора такого размещения рефлекторов.

Литература

1. Пектины в плодово ягодном сырье [Электронный ресурс]. -Режим доступа: \www7 URL: http://www.seгgey-osetrov.naгod. гu/Raw_mateгial/Pectins /pectm_foг_the_fcюd_mdustгyhtm. -03.12.2013г.

2. Лыков, А. В. Теория сушки [Текст]/ А. В. Лыков. - М.: Энергия, 1968. - 471 с.

3. Максименко, Ю. А. Расчет температурных полей реализации модели тепломассопереноса при распылительной сушке пектинового экстракта [Текст]/ Ю. А. Максименко, А. Н. Степанович, Э. П. Дяченко // Вестник АГТУ. - 2008. -№2(43). - С. 202-205.

4. Плевако, В. П. Визначення форм рефлекторів теплотехнічних установок із приймачами тепла, що мають перерізи у вигляді довільних ламаних ліній [Текст]/ В. П. Плевако, С. Ю. Саєнко // Геометричне та комп’ютерне моделювання. Збірник наукових праць. - 2008. - Вип. 20. - С. 53-67.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ И РЕЗЕРВЫ ПРОИЗВОДСТВА — № 6/5(14], 2013

5. Плевако, В. П. Визначення форми рефлектора для рівномірного обігрівання пласкої поверхні [Текст]: матеріали міжнародної науково-практичної конференції „Сучасні проблеми геометричного моделювання”, Україна, Львів, 20-23 жовтня. / В. П. Плевако, С. Ю. Саєнко. - Львів, 2003. -С. 191-194.

6. Плевако, В. П. Визначення форм рефлекторів теплотехнічних установок, які забезпечують заданий розподіл тепла на приймачах довільних перерізів [Текст] / В. П. Плевако, С. Ю. Саєнко // Геометричне та комп’ютерне моделювання. - 2007. - Вип. 17. - С. 75-90.

7. Алексанян, И. Ю. Высокоинтенсивная сушка пищевых продуктов. Пеносушка. Теория. Практика. Моделирование [Текст]: монография/ И. Ю. Алексанян, А. А. Буйнов. -Астрахань: Изд-во АГТУ, 2004. - 380 с.

8. Гинзбург, А. С. Инфракрасная техника в пищевой промышленности [Текст]/ А. С. Гинзбург. - М.: Пищевая промышленность, 1966. - 408 с.

9. Шаззо, Р. И. Продукты детского питания из растительного и мясного сырья инфракрасной сушки. Хранение и переработка сельхозсырья [Текст]/ Р. И. Шаззо, Г. П. Овчарова. -2005. - № 1. - С. 50-52.

10. Никитина, Л. М. Термодинамические параметры и коэффициенты массопереноса во влажных материалах [Текст]/ Л. М. Никитина. - М.: Энергия, 1968. - 500 с.

ВПЛИВ РОЗМІЩЕННЯ І ГЕОМЕТРІЇ РЕФРЕКТОРУ НА ПРОЦЕС СУШІННЯ ОРГАНІЧНОЇ СИРОВИНИ

Представлено аналіз ринку харчової промисловості по створенню напівфабрикатів і продуктів харчування на основі органічної плодоягідної сировини. Визначено основні завдання проектування ІЧ - сушарки, вплив розміщення і геометричної форми рефлектору на створення рівномірного температурного поля на поверхні приймального лотка.

Ключові слова: органічна плодоягідна сировина, ІЧ - сушарка, геометрія рефлектору, плоска приймальня поверхня.

Загорулько Андрей Николаевич, аспирант, кафедра процессов, аппаратов и автоматизации пищевых производств, Харьковский государственный университет питания и торговли, Украина, e-mail: match_andrey@mail.ru

Загорулько Андрій Миколайович, аспірант, кафедра процесів, апаратів та автоматизації харчових виробництв, Харківський державний університет харчування та торгівлі, Україна, e-mail: match_andrey@mail.ru

Zagorulko Andrey, Kharkiv State University of Food Technology and Trade, Ukraine, e-mail: match_andrey@mail.ru

УДК 666.942.82 : 544.77

КОАГУЛЯЦІЙНА СТРУКТУРА

Дорогань Н. О.

ЦЕМЕНТНОГО ШЛАМУ З РІЗНОВИДАМИ ГЛИНИСТОГО КОМПОНЕНТУ

Показано особливості коагуляційного структуроутворення водних дисперсних систем -цементного шламу на основі крейди при застосуванні глинистих компонентів різного хіміко -мінералогічного складу і дисперсності. Дано порівняння характеристик полімінеральної глини для виготовлення портландцементу із різновидами каолінів, що застосовують для отримання білого цементу.

Ключові слова: цемент, дисперсна система, склад, дисперсність, мінералогія, структура коагуляційна, реологія, в’язкість

1. Вступ

Хімічна технологія портландцементу передбачає застосування сировинних сумішей карбонатних і глинистих компонентів. При цьому виробництво білого цементу характеризується обмеженнями по хімічному складу вихідної сировини за вмістом барвних оксидів та необхідністю введення малих добавок речовин-мінералізаторів для зменшення максимальної температури випалу клінкеру [1 - 8]. Мінімізація вмісту барвних оксидів визначає доцільність застосування каоліну як глинистого компоненту, а необхідність гомогенізації сировинної суміші при введенні малих добавок речовин обумовлює доцільність застосування мокрого або комбінованого способів виробництва, при цьому оптимізація технологічних параметрів вимагає урахування показників структурно-механічних і реологічних властивостей цементного шламу, в напрямку чого виконана подана робота.

2. Характеристика об'єктів дослідження

Об’єктами дослідження в даній роботі стали

сировинні суміші для виготовлення портландцементного клінкеру мокрим або комбінованим способами: проба Zd діючого виробництва, проба Є1 білого цементу, що виготовлялася в Україні, та проба Н21, розроблена нами для отримання білого цементу. Основним компонентом досліджуваних сумішей є крейда (79-81 мас. %), до якої додавались глинисті компоненти, що відрізняються за хіміко-мінералогічним складом і дисперсністю (табл. 1 - 3).

Так, за хімічним складом кривинська глина, що входить до складу суміші Zd, на відміну від каолінів володимирського КВ-3 і глуховецького КС-1, що входять відповідно до складу сумішей Є1 і Н21, відрізняється від проб каолінів значно меншим вмістом А1203 (15,6 проти 31,0 - 36,2 мас. %) при суттєво більшому вмісті SiO2 та співвідношенні SiO2 : А1203 (3,9 проти 1,3 - 1,8), більшим вмістом Fe2O3, лужноземельних та лужних оксидів. Серед проб каолінів збагачений КС -1 відрізняється від КВ - 3 більшою концентрацією А1203 і меншим вмістом барвних оксидів.

Згідно ДСТУ Б. В. 2.7 - 60 - 97 за дисперсністю досліджувані проби сировини за вмістом тонкодисперс-

TECHNOLOGY AUDIT AND PRODUCTION RESERVES — № 6/5(14], 2013, © Дорогань H. О.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.