CC BY
458
УДК 628.16.094.3-926.214
Н.С. Безруких
ВЛИЯНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА НА РАБОТУ ОЗОНАТОРА ПРИ ОБРАБОТКЕ ЗАМКНУТЫХ ОБЪЕМОВ
Озон находит все большее применение в сельском хозяйстве как эффективный агент для биологической очистки помещений и продуктов производства. В статье на основе результатов расчетов по математической модели и экспериментальных данных получены зависимости равновесной концентрации озона в помещениях от влажности воздуха. Кроме того, определено время распада озона до уровня предельно допустимой концентрации.
Ключевые слова:озон, озонатор, влажность, продукция сельского хозяйства.
N.S. Bezrukikh
HUMIDITY INFLUENCE ON AN OZONIZER WORK IN THE PROCESS OF THE CONFINED SPACE PROCESSING
Ozone finds the increasing application in agriculture as the effective agent for the biological cleaning of premises and wares. The dependences of balanced ozone concentration in the premises on air humidity are received in the article on the basis of the calculation results according to the mathematical model and experimental data. Besides, time of ozone decay to the maximum permissible concentration level is determined.
Key words: ozone, ozonizer, humidity, agricultural products.
Озонирование замкнутых объемов (помещений, боксов, холодильных камер, овощехранилищ и т. д.) предпринимается с различными целями, такими, как дезодорация, детоксикация, биологическая очистка, или санация, демеркуризация, увеличение сроков хранения овощей, фруктов, иной продукции, предупреждение плесневения сырокопченых колбас.
В процессе решений той или иной задачи озонирования необходимо в обрабатываемом объеме создать вполне определенную пороговую концентрацию озона, при которой наблюдается эффект озонирования. Особенно это играет определяющую роль при санации. Так, для инактивации гриппозного вируса при 60-минутной обработке требуется концентрация озона 0,0002 мг/л, тогда как для разрушения стафилококка - не менее 0,001 мг/л. Стерилизующее действие на бактерии, находящиеся на перевязочном материале (вата, марля), достигается при воздействии озоном в течение 45-60 мин концентрацией не менее 20 мг/л. Концентрации около 0,03 мг/л угнетают процессы размножения и роста плесневых грибов и дрожжей. Концентрации около 1,5 мг/л разрушают их вегетативные формы, а концентрации свыше 20 мг/л разрушают споры [1]. Выживаемость тестовых культур при озонировании приведена в табл. 1 [2].
Применение озона для хранения плодоовощной продукции способствует резкому снижению обсеме-ненности ее поверхности гнилостной микрофлорой, снижает уровень метаболических процессов и препятствует ее прорастанию, т.е. устраняет основные причины порчи сельскохозяйственной продукции, давая значительный экономический эффект. Исследования по воздействию озона на микрофлору, вызывающую порчу картофеля, показали, что озонирование в режиме 0,012-0,015 г/м3 периодическое, по 3-6 ч в сутки ежедневно и непрерывно до 48 ч замедляет развитие Ривагит во!ап и РЫгойота во!ап в 3-5 раз [3]. Установлено, что рост гриба РИуЬрМога т!ев1апв подавляется полностью при озонировании в течение 6-10 ч при концентрации озона 0,015-0,018 г/м3. Данные исследования показали, что обработка продуктов озоном не ухудшает их питательные свойства и вкусовые качества.
Таблица 1
Выживаемость тест-культур
Концентрация Экспозиция, мин
озона, 2,5 5,0 7,5 10,0 20,0 30,0 2,5 5,0 7,5 10,0 20,0 30,0
мг/м3 Шигеллы (Sh. sonnel) Сальмонеллы (S. java)
5 - G,81 - G,56 G,24 G,G6 - G,78 - G,74 G,57 G,37
15 - G,71 - G,21 G,GG G,GG - G,66 - G,49 G,GG G,GG
25 G,47 G,1G - G,GG G,GG G,GG G,51 G,G9 - G,G1 G,GG G,GG
35 G,4G G,G6 G,GG G,GG G,GG G,GG G,47 G,G8 G,GG2 G,GG G,GG G,GG
45 G,26 G,G4 G,GG G,GG G,GG G,GG G,44 G,G2 G,GG1 G,GG G,GG G,GG
2,5 5,0 7,5 10,0 20,0 30,0 2,5 5,0 7,5 10,0 15,0 20,0
Стафилококк (St. aureus) Антроконд Д cereus)
5 - G,68 - G,41 G,32 G,21 - G,55 - G,21 - G,G8
15 - G,65 - G,19 G,G3 G,GG - G,53 - G,14 - G,G3
25 G,41 G,28 - G,G5 G,GG G,GG G,64 G,36 - G,G3 G,G1 G,GG
35 G,4G G,G5 G,GG G,GG G,GG G,GG G,48 G,28 G,G7 G,G1 G,GG G,GG
45 G,16 G,G1 G,GG G,GG G,GG G,GG G,26 G,11 G,G1 G,GG - G,GG
1,0 2,5 5,0 10,0 20,0 30,0 2,5 5,0 7,5 10,0 20,0 30,0
Кишечная палочка (Е. соїі) Дики ( е дрожжи, молочно- и уксуснокислые бактерии icrococus, Sarcinia, Lactobacillus)
5 - - 1,GG G,93 G,85 G,39 1,GG - 1,GG G,9G G,63
15 - - 1,GG G,56 G,37 G,GG - 1,GG - G,71 G,4G G,GG
25 G,19 G,G9 G,G5 G,GG G,GG G,GG G,53 G,27 - G,G7 G,GG G,GG
35 G,15 G,G9 G,G2 G,GG G,GG G,GG G,44 G,2G G,11 G,GG G,GG G,GG
45 G,1 G,G7 G,GG G,GG G,GG G,GG G,17 G,1 G,GG G,GG G,GG G,GG
Технологически процессы озонирования помещений с той или иной целью отличаются, так как для достижения результатов необходимо в каждом случае реализовать различные параметры: концентрацию озона в воздухе помещения, время экспозиции с данной концентрацией. Возможность достижения тех или иных необходимых параметров зависит от характеристик озонатора (концентрация озона в продуктовом газе, скорость прокачки воздуха), объема помещения, влажности воздуха в помещении и температуры воздуха.
Установлена и предельно допустимая концентрация (ПДК) озона в воздухе, которая составляет
0,03 мг/м3 [4]. Содержание озона, не превышающее данное значение, безопасно для человека и животных. Это необходимо учитывать при обработке помещений озоном.
Цель настоящей работы состоит в определении зависимости динамических характеристик концентрации озона в закрытых объемах от влажности воздуха с использованием как результатов экспериментальных измерений, так и математической модели.
Согласно математической модели [5], массовое содержание озона в объеме определяется по формуле:
PQlvL о К?2
<+ р-<х?2 + ЛМ
1 — exp
1 + /3 — сс М
Q + Л \t
(1)
где M, кг - общая масса газа в помещении;
M0(O2), кг - массовое содержание кислорода в исходном воздухе; Q, кг/с - массовый поток газа через озонатор;
Т = 300 с - период полураспада озона в помещении [5];
Л=0,693/T, 1/с - константа распада озона в нормальных условиях; а = 0,7 - константа, полученная экспериментально [5]; в = m(Oз)lm(O2) - коэффициент преобразования кислорода в озон; m(Oз), кг/м3 - массовая плотность озона на выходе озонатора; m(O2) кг/м3 - массовая плотность кислорода в воздухе.
Концентрация озона в газе определяется как
С =
где V, м3 - объем помещения.
Теоретически равновесное значение концентрации озона Ср в закрытом помещении при работе в нем озонатора можно получить из выражения (1) при і-> <»:
£ ________РО-Мр К?2 >
р К + {З-ссІ^ + АМ^
(2)
Расчеты по математической модели проводились для озонатора «Озон-5П» производства ООО «НПО Пульсар» (г. Красноярск). Зависимость концентрации озона, вырабатываемого этим озонатором от влажности воздуха в помещении, снятая экспериментально, приведена в табл. 2.
Концентрация озона, вырабатываемого озонатором «Озон-5П»
Таблица 2
Относительная влажность 10% 15% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%
Температура, 0С 23,0 23,0 23,0 22,5 21,0 20,0 18,5 17,0 16,0
Абсолютная влажность, г/м3 2,1 3,1 4,2 6,0 7,0 8,6 9,0 10,1 11,2
Точка росы, 0С -3,0 -0,8 +0,8 +2,5 +6,0 +8,7 +9,6 +11,2 +12,2
Концентрация озона, мг/м3 140 120 110 98 95 95 93 92 92
Графически зависимость концентрации озона от влажности воздуха приведена на рис. 1.
На рис. 2 изображены графики значений равновесной концентрации озона Cp, рассчитанные по математической модели для различной влажности воздуха при изменении объема помещения.
Рис. 2. Зависимость равновесной концентрации озона от объема помещения для различных влажностей (1 - точка росы - 3,0 0С; 2 - точка росы +0,8 0С; 3 - точка росы +2,5-12,5 0С)
Анализ полученных значений показывает, что практически все величины концентраций превышают значения ПДК=0,03 мг/м3. А это означает, что во время обработки помещений указанными выше озонаторами длительное присутствие в них человека и животных не допускается.
Время, за которое в помещениях устанавливается концентрация, равная 80% от равновесной (0,8Ср), приведено на графике, изображенном на рис. 3.
Рис. 3. Гоафик зависимости времени достижения 80%-й равновесной концентрации от объема помещения
После выключения озонатора озон в помещении достаточно быстро распадается, превращаясь в кислород. Динамика распада озона описывается формулой
СЦ)=Срехр(-М). (3)
Используя формулу (3), посчитаем время, прошедшее после выключения озонатора, через которое нахождение в обработанном озоном помещении безопасно для человека. Данные расчета приведены в табл. 3.
Таблица З
Расчетные данные времени снижения концентрации до ПДК
Объем помещения, м3 1 10
Влажность воздуха при 1=230С 10% 20% 30-70% 10% 20% 30-70%
Время распада озона до величины ПДК, мин 59 57 5б 50 4B 4б
Объем помещения, м3 100 500
Влажность воздуха при 1=230С 10% 20% 30%-70% 10% 20% 30%-70%
Время распада озона до величины ПДК, мин 35 32 31 25 21 20
Полученные результаты могут быть использованы для определения как максимально достижимой концентрации озона в помещении, так и времени достижения безопасных концентраций озона, когда нахождение человека и животных в помещении может быть безопасно.
Литература
1. Кривопишин И.П. Озон в промышленном птицеводстве. - М.: Росагропромиздат, 1988. - 175 с.
2. Болога М.К. Электроантисептирование в пищевой промышленности. - Кишинев, 1988. - 156 с.
3. Колодязная B.C., Супонина Т.А. Хранение пищевых продуктов с применением озона II Холодильная техника. - 1975. - № б. - С. 39-41.
4. Малышева А.Г. Методические основы изучения гигиенической безопасности при эксплуатации бытовых озонаторов II Гигиена и санитария. - 1994. - № 9. - С. 42-4б.
б. Расчет концентрации озона, создаваемой озонатором в замкнутом объеме I Е.Г. Безруких [и др.]. -
Красноярск: Изд-во ИФ СО РАН, 1996. - 25 с.
УДК 656.13 Л.Н. Родикова, Н.Н. Типсина
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В РЕШЕНИИ ЛОГИСТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ ПО УПРАВЛЕНИЮ ЗАПАСАМИ
В статье рассматривается возможность применения информационных технологий в решении логистических задач по управлению запасами. Используется традиционный программный продукт МС Excel, доступный для студентов (пользователей) различного уровня информационной подготовки.
Ключевые слова: логистика, управление запасами, информационные технологии, компьютеризация, алгоритм, программный продукт, высшая школа.
L.N. Rodikova, N.N. Tipsina INFORMATION TECHNOLOGIES FOR THE INVENTORY LOGISTICAL TASK SOLUTION
Possibility of the information technology application for the inventory logistical task solution is considered in the article. The traditional software MS Excel product accessible for the students (users) with different level of informational training is used.
Key words: logistics, inventory, information technologies, computerization, algorithm, software product, the higher school.
Актуальность логистики в разных отраслях народного хозяйства обусловлена её широкими потенциальными возможностями. Логистика запасов одна из наиболее важных и значимых функциональных областей логистики. Запасы так же, как и взаимодействующие с ними потоки, в микрологистических системах подразделяются на материальные, информационные, финансовые и др. Материальные запасы должны обеспечивать непрерывность производственно-технологического процесса, предотвращать сбои из-за отсутствия необходимых материальных ресурсов и незавершенного производства и, кроме того, должны минимизировать затраты, связанные со снабжением материалами и сбытом готовой продукции. Материальные запасы в
