авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ СИСТЕМЫ СВЧ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ МОЛОКА НА

-- [ Страница 4 ] --

Свежевыдоенное охлажденное до 4± 2 оС молоко распределяли на 6 вариантов, в трехкратной повторности. Два варианта не пастеризовали, два пастеризовали по традиционной схеме в кратковременном режиме и еще два варианта подвергали к обеззараживанию с помощью разработанной СВЧ установки, между секциями рекупирации тепла. Все шесть вариантов хранили при соответствующих температурах 5 и 10 оС. Микробиологические исследования проб молока проводили согласно ГОСТ52054-2003. Результаты микробиологического анализа показали, что продолжительность хранения молока увеличивается с 42 до 66 часов, при температуре хранения 5 оС, если в процессе традиционной пастеризации между секциями рекупирации его обеззараживать в электрическом поле высокой напряженности СВЧ диапазона (рис. 7). Бактериальная обсемененность не превысила допустимую норму для молока первого сорта 500 тыс. КОЕ/см3.

Исследования динамики нагрева молока в электрическом поле высокой напряженности сверхвысокочастотного диапазона показывают (рис. 8), что повышение его температуры нагрева с 45 до 61°С (между секциями рекуперации) можно достичь за 8…20 с, в зависимости от удельной мощности генератора 8…1,6 Вт/г, соответственно. С увеличением жирности молока с 2,5 до 6 % скорость его нагрева увеличивается на 1…4 °С. Исследования, проведенные на молоке (рис. 9), содержащем в исходном состоянии ОМЧ, равное 1,045 млн. КОЕ/см3. показывают, что при превышении температуры эндогенного нагрева молока на 20 °С за 20…23 с, при удельной мощности 10 Вт/г, содержание ОМЧ снизится до 500 тыс. КОЕ/см3. Снижение ОМЧ при превышении температуры эндогенного нагрева описывается выражением

, КОЕ/см3. (10)

Получены эмпирические выражения продолжительности воздействия ЭМП СВЧ в зависимости от необходимого превышения температуры молока при удельной мощности: 4 Вт/г - , с;

10 Вт/г - , с;

16 Вт/г - ,с. (11)

Микробиологические и биохимические исследования проб молока осуществляли в ГУ «Чувашская республиканская ветеринарная лаборатория» Госветслужбы Чувашии. По основным показателям биохимического анализа проб молока отклонения не отмечены и находились они в пределах ошибки опыта. За счет циклического воздействия электромагнитного поля высокой напряженности СВЧ диапазона происходило подавление жизнедеятельности микроорганизмов в молоке. Пользуясь методикой активного планирования трехфакторного эксперимента и программой «Statistic V5.0», построены поверхности откликов и их двумерные сечения в изолиниях моделей. Получены модели изменения ОМЧ в молоке, производительности установки, скорости нагрева молока в зависимости от варьируемых параметров (удельной мощности генератора и общей продолжительности воздействия электрического поля высокой напряженности СВЧ диапазона), при плотности молока 1027 кг/м3 (рис. 10).

.

Полученные эмпирические выражения (10, 11, 12) позволяют оптимизировать удельную мощность генератора и продолжительность процесса обеззараживания молока. Эмпирические выражения моделей:



ОМЧ = 345135,18 – 282191 руд – 47726,6 + 10827,15 р2уд + 428,18 2 +173,65 руд , КОЕ/см3; (10)

Т/ = - 0,037 + 0,062899 руд - 0,008318 – 0,000483 р2уд + 0,000145 2

+ 0,000278 руд , °С/с; (11)

Q = 773,69 - 57,68 руд - 33,22 + 1,41 р2уд + 0,412 + 1,03 руд , кг/ч, (12)

где руд – удельная мощность, Вт/г; – продолжительность воздействия, с.

Оценка результатов исследований ОМЧ в молоке с помощью критериев Кохрена, Фишера и Стьюдента показала, что результаты воспроизводимы, а полученные математические модели процесса обеззараживания молока значимы. Из анализа модели вытекает, что снижение ОМЧ в молоке с 1,2106 КОЕ/см3 до 500 тыс. КОЕ/см3 происходит при удельной мощности 8…10 Вт/г и общей продолжительности эндогенного нагрева 20…16 с, соответственно. Экспериментальные значения ОМЧ (рис. 10) с достаточной доверительной вероятностью коррелируются с теоретическими значениями (формула 9). Например, для снижения ОМЧ в молоке с 1,0106 до 0,5106 КОЕ/см3, при производительности установки 100 кг/ч, необходимо обеспечить повышение температуры эндогенного нагрева молока на 15…16 оС.

В пятой главе «Оценка эффективности применения СВЧ установки в технологической линии производства пастеризованного молока» представлены методика и расчет технико-экономического обоснования результатов исследований. На молочно- товарной ферме Федерального государственного унитарного предприятия учебно-опытного хозяйства «Приволжское» Чебоксарского района Чувашской Республики суточный удой коров составляет 4…5 т, годовой объем производство пастеризованного молока - 336 тонн. Экономический эффект от применения установки для СВЧ обеззараживания молока в технологической линии пастеризации, производительностью 1 т/ч составит 97440 руб./год, рентабельность - 67,44%, срок окупаемости – 1,11 года.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

  1. Разработанная методика воздействия электромагнитного поля сверхвысокой частоты на молоко в процессе пастеризации позволяет улучшить микробиологические показатели и увеличить срок хранения на 24 часа, при температуре 4±2 оС за счет применения четырех резонаторных камер, обеспечивающих напряженность электрического поля 14 кВ/см.

2. Полученные аналитические зависимости и разработанный алгоритм с программным решением позволили обосновать комплекс конструктивно-технологических параметров системы и реализовать режим, обеспечивающий снижение бактериальной обсемененности молока. Установлено, что в резонаторе объемом 2000 см3 достигается напряженность электрического поля 14 кВ/см, обеспечивающая повышение температуры эндогенного нагрева молока на 4 оС, при которой происходит выравнивание поглощенной мощности микроорганизмом и теряемой за счет теплопередачи с его поверхности. Равномерный эндогенный нагрев молока обеспечивается со скоростью 1,0…1,2 оС/с, если удельная мощность СВЧ генератора составляет 8…10 Вт/г, а внутренний диаметр радиопрозрачного молокопровода - до 3,0 см.





3. В результате производственных испытаний установки для СВЧ обеззараживания молока, производительностью 100…240 кг/ч и потребляемой мощностью 4,8 кВт в составе теплообменного аппарата, работающего в кратковременном режиме пастеризации, выявлено снижение бактериальной обсемененности в молоке с 1,2106 до 0,5106 КОЕ/см3. При этом повышение температуры эндогенного нагрева молока между двумя секциями рекуперации составило 15…16 оС.

4. Экономический эффект от применения системы СВЧ обеззараживания молока составляет в среднем 97440 руб./год за счет повышения его цены реализации с улучшенными микробиологическими показателями. При объеме обрабатываемой продукции 336 т/год рентабельность повысится на 2%.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

– в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Пономарев А.Н. Поточная диатермическая установка для обеззараживания молока /Г.В. Новикова, А.Н. Пономарев //Механизация и электрификация сельского хозяйства. – М.: 2010, № 6. – С. 14…15.

2. Пономарев А.Н. Обеззараживание молока /Г.В. Новикова, А.Н. Пономарев // Сельский механизатор. – М.: 2010., № 5. – С. 23, 25.

3. Пономарев А.Н. Установка для сверхвысокочастотного обеззараживания молока /А.Н. Пономарев, Г.В. Новикова //Вестник ФГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева». – Чебоксары: 2011, № 2 (70). – С. 123…127.

4. Пономарев А.Н. Зависимость мощности потерь СВЧ энергии от напряженности электрического поля /А.Н. Пономарев, М.В. Белова //Вестник ФГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева». – Чебоксары: 2011, № 2 (70). – С. 119…122.

5. Пономарев А.Н. Обеззараживание молока в электромагнитном поле сверхвысокой частоты /Н.К. Кириллов, Г.В. Новикова, А.Н. Пономарев // Монография. – Чебоксары: ФГОУ ВПО «Чувашская ГСХА», 2011. – 184 с.

– в сборниках научных трудов вузов:

6. Пономарев А.Н. Обеззараживание молока /Г.В. Новикова, А.Н. Пономарев //Материалы 12 международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства». – Йошкар-Ола: ГОУ ВПО «Марийский ГУ», 2010. – С. 309…310.

7. Пономарев А.Н. Динамика нагрева молока в электромагнитном поле сверхвысокой частоты /А.Н. Пономарев, А.Н. Федорова //Материалы 12 международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства». – Йошкар-Ола: ГОУ ВПО «Марийский ГУ», 2010. – С. 310…311.

8. Пономарев А.Н. Анализ электропастеризаторов молока /Г.В. Новикова, А.Н. Пономарев //Материалы международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы энергетики АПК». – Саратов: «Саратовский ГАУ им. Вавилова», 2010. – С. 266…267.

9. Пономарев А.Н. Установка для обеззараживания жидких продуктов /А.Н. Пономарев, А.Н. Федорова //Материалы международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы энергетики АПК». – Саратов: «Саратовский ГАУ им. Вавилова», 2010. – С. 263…266.

10. Пономарев А.Н. Диатермическая установка для обеззараживания потока молока /Г.В. Новикова, А.Н. Пономарев //Материалы международной научной конференции, посвященной 80-летию Вятской ГС

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.