Обоснование параметров и режимов работы системы свч обеззараживания молока на фермах
Скачать 271.89 Kb.
|
1 2
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.  И Рисунок 7 – График изменения содержания общего микробного числа (ОМЧ) в молоке без пастеризации, после пастеризации и дополнительного воздействия электрического поля высокой напряженности СВЧ диапазона в зависимости от продолжительности и температуры его хранения (10 оС, 5 оС) сследования 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) Рисунок 8 – Динамика нагрева молока разной жирности в электрическом поле высокой напряженности СВЧ диапазона при разной удельной мощности  Рисунок 9 – Зависимость снижения бактериальной обсемененности от превышения эндогенного нагрева молока и динамика его нагрева при разной удельной мощности СВЧ генератора 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). . Рисунок 10 – Двумерное сечение в изолиниях трехфакторной модели общего микробного числа в молоке в зависимости от удельной мощности и продолжительности обеззараживания в СВЧ установке, при плотности молока, равной 1027 кг/м3  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 ∙ τ + 10827,15 ∙ р2уд + 428,18 ∙ τ2 +173,65∙ руд ∙ τ, КОЕ/см3; (10) ∆Т/∆τ = - 0,037 + 0,062899∙ руд - 0,008318∙ τ – 0,000483∙ р2уд + 0,000145 ∙τ2 + 0,000278∙ руд ∙ τ, °С/с; (11) Q = 773,69 - 57,68∙ руд - 33,22∙ τ + 1,41∙ р2уд + 0,41∙τ2 + 1,03∙ руд ∙ τ, кг/ч, (12) где руд – удельная мощность, Вт/г; τ – 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 1,2∙106 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 1,0∙106 до 0,5∙106 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
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 1,2∙106 до 0,5∙106 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 ГСХА. – Киров: ФГОУ ВПО «Вятская ГСХА», 2010. – С. 156…157. 11. Пономарев А.Н. СВЧ установка для обеззараживания молока /Г.В. Новикова, А.Н. Пономарев //Материалы международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Модернизация АПК в контексте обеспечения продовольственной безопасности государства». – Курск: «Курская ГСХА», 2010. – С. 213…215. 12. Пономарев А.Н. СВЧ установка для обеззараживания молока /Г.В. Новикова, А.Н. Пономарев //Материалы 13 международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства». – Йошкар-Ола: ГОУ ВПО «Марийский ГУ», 2011. – С. 148…150. Подписан в печать 25.04.2011 г. Формат 60х84/16. Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Отпечатано с оригинала – макета. Полиграфический отдел, ФГОУ ВПО «Ч ГСХА», 428003, г. Чебоксары, ул. К.Маркса, 29. Лицензия ПЛД № 27-36. |
1 2
Похожие:
 | Отчет о научно-исследовательской работе по теме «Разработка и обоснование... Тема: «Разработка и обоснование конструктивно-режимных параметров доильного аппарата с управляемым режимом доения» |  | Программа учебной дисциплины «электрооборудование и электроснабжение» Целью дисциплины является приобретение студентами знаний и компетенций в области рациональной и безопасной эксплуатации электрооборудования,... |
| Отчет о научно-исследовательской работе «совершенствование конструктивно-технологической... «совершенствование конструктивно-технологической схемы и обоснование основных параметров дисковой посевной секции» | | Московский энергетический институт (технический университет) ... |
| Исследование и разработка широкополосных акустооптических дефлекторов... Работа выполнена на кафедре радиотехнической электроники Технологического института Южного федерального университета в г. Таганрог... | | Обоснование геометрических параметров формы рабочей поверхности диска... Показатели внутриглазного давления новорождённого ребёнка, обусловленные морфологическими особенностями дренажной системы глаза в... |
| Ленинградской области Надежности теплоснабжения и экономической эффективности. Разработанная программа мероприятий по результатам оптимизации режимов работы... | | Рабочая программа по учебной дисциплине история и философия науки Радиотехника, в т ч системы и устройства телевидения; 05. 12. 07 Антенны, свч-устройства и их технологии; 05. 12. 13 Системы, сети... |
| Научное обоснование системы работы учителя по формированию у учащихся... Научное обоснование системы работы учителя по формированию у учащихся готовности к выполнению священного конституционного долга –... | | Московский энергетический институт (технический университет) институт электротехники (иэт) Целью дисциплины является изучение несимметричных режимов работы электрических машин всех видов и методов анализа несимметричных... |
| Реферат Тема дипломной работы сформулирована как «Развитие расчётной... Целью дипломной работы является обоснование экономически эффективных путей развития системы интернет-банкинга на уровнях «банк-предприятие»... | | Обоснование режимов антибактериальной терапии у родильниц после преждевременных родов Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный... |
| Психолого-педагогическое обоснование работы с одарёнными детьми ... | | Научно-практическое обоснование основных факторов, формирующих качество... Подготовить материал к выступлению на научно-практической конференции (районной и школьной) |
| Реферат по физике на тему «исследование зависимости периода и частоты... «исследование зависимости периода и частоты механических колебаний от параметров колебательной системы» | | Технология молока и молочных продуктов Автор: кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры технологии производства и переработки молока |
