Отчет о выполнении проекта «Разработка режимов инфракрасной сушки плодов и овощей»
Скачать 467.93 Kb.
|
| ОБЩЕСТВЕННАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ «КАРСТ» (КРЫМСКОЕ АГЕНТСТВО РАЗВИТИЯ СЕЛЬСКИХ ТЕРРИТОРИЙ) УТВЕРЖДАЮ Председатель правления ОО «КАРСТ» ____________ Евчу С.А. Отчет о выполнении проекта «Разработка режимов инфракрасной сушки плодов и овощей» Исполнитель: эксперт по развитию сельских территорий Янович Иван Викторович г. Симферополь 2013 Содержание Реферат……………………………………………………………………….. 2 Введение………………………………………………………………………4 1 Приборы и методы экспериментального исследования процесса инфракрасной сушки плодов и овощей .……………………………………4 2 Экспериментальные инфракрасные сушильные камеры ………………. 7 3 Системы измерения параметров процесса инфракрасной сушки ……9 4 Физическая модель продукта сушки …………………………………. 17 5 Инфракрасная сушка пищевых продуктов…………………………… 16 6 Бизнес-план «Цех инфракрасной сушки плодов и овощей» ………….. 20 Выводы ………………………………………………………………………24 Список использованной литературы ………………………………………26 Реферат В проекте «Разработка режимов инфракрасной сушки плодов и овощей» разработаны методики экспериментального исследования режимных параметров процесса сушки. Оптимальным по экономичности режимом инфракрасной сушки плодов и овощей является режим тепловой мощности и вентиляции объема сушильного устройства, обеспечивающий влажность воздуха в камере 50-70% и предельно допустимое значение температуры продукта сушки (50-60 °С). Расчетные режимы ИК сушки плодов и овощей подтверждены экспериментально. Режимы ИК сушки обеспечивают энергетические затраты на процесс сушки составляют не более 1,1 кВтчас/кг испаренной влаги или 6,285 кВтчас/кг готовой продукции. Для условий производства в фермерских хозяйствах разработан бизнес-план «Цех инфракрасной сушки плодов и овощей». Показатели эффективности проекта: рассчитано для периода 12 месяцев; сумма начальных инвестиций – 90000 грн; срок окупаемости – 2,4 года (при сезонной работе по 4 месяца в год); чистый доход – 8316 грн/месяц; рентабельность проекта – 32,8%. Режимы ИК сушки плодов и овощей внедрены в ФХ «Чайка Юг» (Чаплинский район Херсонской области), СОК «Катрин - 2009» (Раздольненского района АР Крым). Сумма экономического эффекта – 25 000 грн за сезон. Технология и оборудование для ИК сушки плодов и овощей внедрены при разработке проекта Логистического центра хранения, реализации и переработки сельхозпродукции в Раздольненском районе. Разработчик проекта – Крымское агентство развития сельских территорий (г.Симферополь). Общая сумма, привлекаемых в Крым инвестиций – 680 тысяч гривен. Результаты проекта представлены на шести обучающих семинарах по вопросам переработки и хранения плодов и овощей. Организатор – Украинский клуб аграрного бизнеса (г. Киев), Крымское агентство развития сельских территорий (г.Симферополь). Введение Целью проекта является обеспечение сохранности исходных свойств сырья и снижение энергозатрат на сушку путем разработки режимов инфракрасной сушки плодов и овощей. Для достижения цели необходимо решение следующих задач: - экспериментально изучить режимы инфракрасной сушки плодов и овощей, характеризующие эффективность технологического процесса инфракрасной сушки; - экспериментально сравнить эффективность режимов инфракрасной и конвективной сушки; - выполнить оценку сохранности витаминов и функциональных веществ в плодах и овощах инфракрасной сушки; - разработать технологии получения сушеных плодов и овощей, реализующие предлагаемые режимы инфракрасной сушки; - выполнить оценку экономической эффективности внедрения разработанных режимов и технологий сушки в условиях фермерсикх хозяйств Крыма.
При экспериментальном исследовании теплового состояния рабочего объема инфракрасного сушильного устройства и процесса сушки измерению подлежат: температура продукта сушки, температура воздуха в объеме сушильного устройства, относительная влажность воздуха в объеме устройства, масса продукта сушки, лучистый тепловой поток, падающий на поверхность лотка сушильной камеры [76, 120, 130, 142]. Для контроля указанных параметров в современной практике применяют системы измерения, включающие в себя: первичные преобразователи физической величины; аналого-цифровой преобразователь (АЦП); преобразователь цифрового сигнала АЦП для передачи на регистрирующее устройство; регистрирующее устройство (компьютер, принтер, карта памяти); программное обеспечение регистрации экспериментальных данных [32]. Приборы для измерения температуры газовой, жидкой среды и температуры твердого тела. Процесс сушки характеризуются следующими условиями и требованиями к измерению температур[20, 76, 142]: объекты измерения - воздух, вода, растительное сырье, нарезанное ломтиками толщиной от 4 до 15 мм; диапазон температур - от 10 до 80ºС; погрешность измерения - не более 1%; время измерения - от 4 до 20 часов; частота измерения - не более 0,1 Гц. Указанным требованиям удовлетворяют термоэлектрические преобразователи (термопары) типа К (хромель-алюмель) с номинальной статической характеристикой по ДСТУ 2857-94 [17, 61]. В качестве вторичных приборов для измерения термо-ЭДС термопар используют контроллеры, например, Д-ИТ-8ТП-RST производства АОЗТ «ТЭРА» г. Чернигов [61]. Контроллер осуществляет следующие функции: цифровое преобразование и фильтрацию сигнала термопар; отображение на индикаторах измеренной температуры; передачу данных по интерфейсу RS-485 на персональный компьютер. Сбор, анализ и представление информации осуществляется специализированным программным обеспечением Device's System (разработчик АОЗТ «ТЭРА») [61]. Таким образом, для измерения температуры газовой, жидкой среды и твердого тела в указанных выше условиях, может быть применена система измерения в составе: термопары типа К; контроллер Д-ИТ-8ТП-RST, адаптер RS485/USB, компьютер и программа регистрации данных. Система обеспечивает измерение и регистрацию температуры в рабочем диапазоне -40…+300ºС с разрешающей способностью 0,1ºС при максимальной частоте регистрации 0,1Гц. Приборы для измерения относительной влажности воздуха. Измерение влажности в объеме сушильной камеры в процессе сушки характеризуются следующими условиями и требованиями [20, 76, 61, 142]: диапазон рабочих температур - от 10 до 80 ºС; диапазон измеряемой влажности воздуха - 5 - 95%; погрешность измерения - не более 4%; время измерения - от 4 до 20 часов; частота измерения - не более 0,1 Гц. Для измерения в указанных условиях эффективны емкостные преобразователи влажности, например, ДВ-05 производства АОЗТ «ТЭРА» (см. рис. 1) [61].
Система измерения относительной влажности воздуха содержит преобразователь ДВ-05, адаптер RS485/USB и персональный компьютер. Система обеспечивает измерение температуры и относительной влажности воздуха в рабочем диапазоне по температуре – 0…85ºС и относительной влажности воздуха – 0 – 100%, с погрешностью не более 3% при разрешающей способности 0,1ºС и 0,1% влажности. Приборы для измерения массы продукта в процессе сушки позволяют получить зависимость убыли массы продукта от времени или кривую сушки. Кривая сушки позволяет определить момент окончания процесса сушки, затраты энергии на испарение влаги из материала, скорость сушки [76]. При построении кривой сушки используются два основных метода определения массы продукта [76, 142]: периодическое взвешивание продукта на весах вне сушильного устройства; непрерывное взвешивание продукта в сушильном устройстве. Второй метод предполагает, что лоток с продуктом сушки, располагаясь в сушильном устройстве, связан с весами, которые вынесены за пределами рабочего объема. Первый метод применяется при исследовании промышленных сушильных устройств. Второй метод измерения массы обеспечивает высокую точность и скорость взвешивания, возможность автоматической регистрации данных [129]. При реализации метода в условиях лабораторных сушильных устройств используют электронные весы, например Axis BD2000/0,1 [15]. Весы позволяют регистрировать значения массы в персональный компьютер с характеристиками, приведенными в табл. 1. Таблица 1 – Характеристики весов Axis BD2000/0,1
2 Экспериментальные инфракрасные сушильные камеры Для выполнения экспериментальных исследований разработаны и изготовлены две лабораторные ИК сушильные камеры: рабочим объемом 2м3 (камера КС-2) и рабочим объемом 0,2м3 (камера КС-02). Источниками тепловой энергии камер является инфракрасные излучатели, состоящие из ламповых источников излучения и профилированных зеркально отражающих поверхностей. Камеры оснащены сетчатыми лотками для размещения продукта сушки, системой вытяжной вентиляции, системой питания и управления, контрольно-измерительными приборами. Лабораторная инфракрасная сушильная камера КС-2 (рис.2) рабочим объемом 2 м3 представляет собой полноразмерную сушильную камеру, являющуюся прототипом камер для промышленного использования. Каркас камеры выполнен из П-образного оцинкованного стального профиля. Снаружи стенки камеры закрыты стальными листами с алюмоцинковым покрытием. Рабочий объем камеры имеет сплошные тыльную стенку и лицевую, являющуюся дверью. Боковые стенки рабочего объема формируются излучателями. Для обеспечения зеркальной отражающей способности тыльной и лицевой стенок рабочего объема и их теплоизоляции стенки камеры закрыты алюминиевой зеркально отражающей фольгой с нанесенным на нее вспененным полиэтиленом. Толщина изоляции – 3 мм. Ширина рабочего пространства камеры составляет 950 мм, глубина – 850 мм, высота – 2000 мм. В рабочем пространстве камеры на равном расстоянии друг от друга по высоте устанавливаются сетчатые лотки. Расстояние между лотками задается высотой профиля отражателя, используемого в камере.
Система питания и управления камерой позволяет раздельно управлять включением-выключением каждого излучателя, а также плавно изменять частоту вращения вытяжного вентилятора. Управление вентилятором осуществляется при помощи диммера С16-65 (тиристорного регулятора мощности). Лабораторная инфракрасная сушильная камера КС-02 (рис. 3) имеет рабочий объем размерами 950х350х600 мм. Все наружные стенки камеры теплоизолированы листовым пенополиуретаном толщиной 50 мм, а внутренний объем камеры выстелен алюминиевой зеркально отражающей фольгой с нанесенным на нее вспененным полиэтиленом. Теплоизоляция позволяет минимизировать потери тепла через стенки и составить баланс энергии процесса сушки. Источником ИК излучения являются 4 излучателя. Каждый излучатель содержит 3 лампы накаливания мощностью 100 Вт. Суммарная мощность ИК ламп составляет 1200 Вт. В рабочем пространстве камеры подвешен сетчатый лоток размерами 810х335 мм, установленный на платформе лабораторных весов. Воздух снаружи в камеру попадает через прямоугольную щель между дном и лицевой и тыльной стенками камеры, проходит через сетку лотка и через 2 цилиндрических отверстия в крышке камеры выходит наружу. Принудительную вентиляцию в камере обеспечивают два осевых вентилятора общим объемным расходом 50 м3/час, установленные в указанных цилиндрических отверстиях.
Система измерения температуры. При измерении поля температуры на поверхности лотка использована система измерения температуры на базе контроллера Д-ИТ-8ТП-RST (см. раздел 1). Система измерения включает в себя: 8 термопар типа К (хромель-алюмель), изготовленных из проволоки диаметром 0,3мм, покрытой кремнийорганической электроизоляцией, с неизолированным спаем; контроллер Д-ИТ-8ТП-RST, адаптер RS485/USB, персональный компьютер и программное обеспечение для регистрации экспериментальных данных. Система обеспечивает измерение и регистрацию температуры в диапазоне – 40…300ºС с разрешающей способностью 0,1ºС при максимальной частоте регистрации 0,1 Гц. Контроллер оснащен встроенным термометром сопротивления для учета температуры холодного разъема термопар и программой преобразования электрических сигналов термопар и термометра сопротивления в температуру горячего спая термопары в соответствии с номинальной характеристикой преобразования термопар типа К. Система позволяет производить запись сигналов термопар на жесткий диск персонального компьютера. Система измерения относительной влажности и температуры воздуха (рис.3) построена на базе микропроцессорного преобразователя ДВ-05-RS производства АОЗТ «ТЕРА». Преобразователь выполняет измерения влагосодержания и температуры воздуха. Далее встроенный микропроцессор вычисляет значения относительной влажности воздуха и передает их на компьютер через адаптер RS485/232. Полученные данные регистрируются с интервалом 10 с. Преобразователь позволяет измерять значения относительной влажности воздуха в диапазоне 0 - 100% (без конденсации) при температуре 0 - 85ºС. Погрешность измерения влажности составляет 2%, температуры – 0,5%; разрешающая способность измерений – 0,1% влажности.
Система измерения массы продукта в процессе сушки. Измерения массы выполнялись системой измерения на базе лабораторных весов Axis BD 2000/0,1 (см. раздел 1). Весы устанавливались на верхней крышке камеры, что позволяло динамически отслеживать потерю веса продуктом сушки. Платформа весов связана с сетчатым лотком, который находится в камере, с помощью подвесов. Размеры сетчатого лотка для взвешивания продукта 810х300 мм. Значения массы взвешиваемого образца передается на ПЭВМ с интервалом 30с. Таким образом, созданные системы измерения температуры, тепловых потоков, влажности и массы позволяют определять параметры теплообмена и режима сушки в лабораторных ИК сушильных камерах. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Отчет о выполнении природоохранных мероприятий по теме: «Разработка... «Разработка Программы и проекта производства работ по ликвидации источников негативного воздействия на загрязненных территориях островов... |  | Разработка методики применения инфракрасной термографии в целях ранней... Широкополосный анализатор поляризации лазерного излучения на основе нанографитовой плёнки |
| Отчет о выполнении ниокр по теме: "Разработка опытного образца тягового... Этап №1 "Разработка и отладка алгоритмов блока управления опытного образца универсального тягового преобразователя." | | Урок биологии в 6 классе по теме: "Разнообразие плодов" Развивать понятия о семенном размножении, об образовании и значении плодов и семян |
| Проект по теме: Разработка учебного проекта «Геометрия вокруг нас» Разработка проекта «Геометрические кружева» по курсу геометрии для учащихся 7 класса общеобразовательных школ | | Тема урока: «Плоды. Классификация плодов. Распространение плодов и семян» Ребята! Сегодня на уроке мы продолжим постигать тайны главного чуда света – человека |
| Рабочая программа учебной дисциплины хранение, переработка плодов... Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины блока б. 12 студентам очной формы обучения | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель: провести исследовательскую работу по изучению плодов и сделать выводы о роли плодов |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Основные плодовые культуры России. Химический состав плодов и ягод. Группы плодово-ягодных культур. Сроки созревания плодов | | Отчёт по теме Разработка проекта государственного сметного норматива «Справочник базовых цен на проектные работы в строительстве «Системы противопожарной... |
| Отчет о выполнении научно-исследовательской, опытно-конструкторской... «Разработка механизмов однозначной идентификации данных о физических лицах и объектах недвижимости, хранящихся в различных информационных... | | Отчет о выполнении технического задания на проведение нир «Византийский... Л. И. Лифшица была разработана концепция и исследовательский план исследовательского проекта. Проведены устные консультации и согласования... |
| Отчёт по теме Разработка проекта государственного сметного норматива «Справочник базовых цен на проектные работы в строительстве «Мероприятия по... | | Реферат: «Изучение антиоксидантной активности плодов калины обыкновенной» Определение содержания влажности плодов калины обыкновенной в период созревания |
| Урок изобразительного искусства в 4 классе по теме: «Рисование с... Цели: продолжить формирование графических умений и навыков в изображении овощей | | Программа «Культура здоровья» Программы работы с детьми-инвалидами и родителями проект «мост» Информация о выполнении (участии в выполнении) работ по реализации проекта (ов) в рамках Федеральной целевой программы развития образования... |
