Ткаченко Олександр Валентинович. Обґрунтування технологічних режимів сушіння насіння соняшнику вищих репродукцій і розробка обладнання для їх забезпечення

brief description

Ткаченко Олександр Валентинович. Обґрунтування технологічних режимів сушіння насіння соняшнику вищих репродукцій і розробка обладнання для їх забезпечення : Дис... канд. наук: 05.05.11 2009

Ткаченко О.В. Обґрунтування технологічних режимів сушіння насіння соняшнику вищих репродукцій і розробка обладнання для їх забезпечення. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.11 машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва Таврійський державний агротехнологічний університет, Мелітополь, 2009.
Дисертацію присвячено підвищенню ефективності виробництва насіння соняшнику вищих репродукцій за рахунок обґрунтування технологічних режимів сушіння і розробки обладнання для їх забезпечення. Вперше запропоновано модель сім'янки соняшника як трьохшарове тіло з повітряним прошарком, що з'єднується каналом з атмосферою. Розроблена математична модель відобразила особливості моделі сім'янки, яка точніше відбиває морфологічну будову сім'янки, дозволила установити оптимальні технологічні режими сушіння насіння соняшнику вищих репродукцій і конструктивні параметри контейнерної сушарки.
Виробнича перевірка технології і дослідних зразків обладнання довела покращення посівних якостей обробленого насіння і економічну ефективність впровадження контейнерної сушарки в насінницькі господарства порівняно з технологією на базі шахтової сушарки і зберіганням насіння в мішкотарі.

В роботі наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення наукової задачі визначення впливу технологічних режимів сушіння, а також властивостей насіння на ефективність виробництва насіння соняшнику вищих репродукцій, що дозволило зробити наступні висновки:
1. Доведено, що виконання сушіння посівного матеріалу соняшнику за удосконаленою технологією дозволяє виключити механічне засмічення батьківських форм насіннями інших рослин, змішування окремих партій і забезпечити раціональні режими сушіння, які сприяють підвищенню урожайності насіння вищих репродукцій на 8 10%.
2. Аналітично і експериментально визначені закономірності змінення теплофізичних, термодинамічних характеристик оболонки і ядра сім'янки від технологічних їх властивостей та параметрів середовища, на основі яких побудовані регресійні моделі отриманих зв'язків. Це підтвердило факт унеможливити застосування абстрактної моделі сім'янки у вигляді суцільної кулі та дало змогу виконати чисельні рішення диференціальних рівнянь процесу сушіння соняшнику для удосконаленої моделі.
3. Вперше побудована абстрактна модель сім'янки соняшника у вигляді трьохшарового тіла, один із шарів є повітряний, з'єднаний з атмосферою каналом, який розташовано в гострій частині сім’янки. Це дозволило уточнити модельні уявлення про процес сушіння, як одночасне, не взаємозв’язане випаровування вологи із оболонки і ядра з витіканням пароповітряної суміші з ядра через канал в атмосферу. Таке уявлення процесу сушіння, на відміну від моделі суцільної кулі, дозволяє наблизити його до реальних умов і створити більш досконалий математичний апарат для обґрунтування раціональних режимів сушіння.
4. Розроблено математичну модель процесу сушіння, яка містить раніше не враховані фактори що змінюються за часом (фізико-механічні, морфологічні, теплофізичні і термодинамічні властивості насіння соняшнику і його окремих елементів). Дослідження цієї моделі дозволили визначити динаміку тепло- вологопереносу, термодинамічних характеристик сушильного агента і встановити місце і час конденсації водяної пари по шарам, масу якої можливо зменшити керуючи швидкістю фільтрації агента сушіння. Так, встановлено, що при початковій вологості насіння 16 17% і підвищенні швидкості фільтрації агента сушіння з 0,1 м/с до 0,4 м/с, висота зони сушіння вже в першу годину зростає в 2,5 рази, а конденсація водяної пари через 2 години припиняється.
5.Чисельні дослідження математичної моделі дозволили обґрунтувати основні технологічні режими сушіння насіння соняшнику вищих репродукцій:
температура сушильного агента 46 48С;
швидкість фільтрації сушильного агента, в залежності від початкової вологості насіння, повинна знаходитись в межах 0,2 0,7 м/с;
при початкової вологості насіння 10,7% швидкість агента сушіння на вході в сушильний контейнер повинна бути 0,2 0,3 м/с, а тривалість сушіння 4,5 6, 0 годин.
Для реалізації раціональних режимів сушіння обґрунтовано конструктивні параметри контейнерної сушарки:
число сушильних контейнерів в сушарці 6;
робочі розміри контейнера 1000х1300х1300 мм;
переріз головного повітроводу 560х680 мм;
переріз повітроводів бічних магістралей 560х560 мм.
6. На базі вдосконалених методів та приладного забезпечення проведені експерименти процесу сушіння насіння соняшнику, а саме кінетики сушіння в контейнерній сушарці і динаміки температурного поля в нерухомому шарі насіння, які підтвердили адекватність розроблених математичних моделей. Розбіжність результатів чисельних досліджень порівняно з експериментальними даними кінетики сушіння не перевищує 16,8%, а динаміки температурного поля по висоті шару насіння в контейнерній сушарці не перевищує 15%.
7. Виробничою перевіркою доведено, що практична реалізація контейнерної сушарки із запропонованими режимами і конструктивними параметрами дозволила підвищити:
енергію проростання до 92 98%;
лабораторну схожість до 90 98%.
Використання запропонованої контейнерної сушарки в насінницькому господарстві «Сонячне» інституту олійних культур УААН при річному обсязі 240 т насіння дає економічний ефект 624467 грн. (в цінах 2005 р.) порівняно з шахтовою сушаркою СЗШ-16А.