Критический анализ существующих способов электрокопчения рыбы и рыбопродуктов. Характеристика существенных параметров, обеспечивающих равномерное распределение частиц коптильного дыма по поверхности продукта в электрическом поле коронного разряда.
Аннотация к работе
Специальность 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйствеРабота выполнена на кафедре «Энергообеспечение сельского хозяйства» Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тюменская государственная сельскохозяйственная академия». Официальные оппоненты: Халина Татьяна Михайловна доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. Меновщиков Юрий Александрович кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет», кафедра «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства», профессор. Защита состоится «21» марта 2013 г., в 1300 часов на заседании диссертационного совета Д 212.004.02 в Алтайском государственном техническом университете им.Одним из наиболее эффективных и перспективных технологий копчения являются технологии, основанные на использовании электрических полей, при этом сокращается время копчения и повышается качество продукта за счет интенсификации осаждения коптильного дыма на продукте копчения и предварительной электроочистки этого дыма от крупных частиц. обосновать конструкцию аппарата для электрокопчения, позволяющую осуществлять предварительную электроочистку коптильного дыма и обеспечивать равномерное осаждение его частиц по поверхности продукта; Перспективным направлением повышения эффективности электрокопчения рыбы и рыбопродуктов является использование электрического поля коронного разряда, что позволяет не только снизить энергозатраты на процесс обработки, но и значительно повысить качество получаемого продукта за счет очистки коптильного дыма от крупных частиц и равномерным осаждением его частиц по поверхности продукта копчения. Естественное (традиционное) копчение осуществляется за счет осаждения компонентов коптильной среды под действием силы тяжести, броуновского движения, центробежной и радиометрической сил, где количество частиц, осевших на поверхность рыбы, подсчитывается согласно закону Фукса по формуле: где - разность концентрации частиц на границах пристенного слоя;-площадь слоя;-толщина слоя; - время прохождения частиц через слой. Способ копчения с использованием коронного разряда при копчении позволяет существенно увеличить разность концентраций частиц на пристенном слое продукта копчения за счет более интенсивного осаждения частиц коптильного дыма.Существующие технологии электрокопчения рыбы и рыбных продуктов являются энергоемкими, а конечный продукт содержит высокий уровень канцерогенных веществ. Разработанная методика обоснования аналитической зависимости параметров электрического поля коронного разряда в межэлектродном промежутке установки электрокопчения от ее конструктивных элементов позволяет выполнить расчет основных параметров коронирующей системы электрокоптилки, обеспечивающей предварительную очистку дымовоздушной смеси от крупных частиц, и равномерное осаждение мелкодисперсной части частиц коптильного дыма на поверхности продукта копчения. Параметры системы коронирующих электродов электрокоптилки приняты следующими: длина иглы 23,4 мм, шаг между иглами 50 мм, расположение игл в шахматном порядке, угол заточки острия 180, а наличие дополнительного электрода обеспечивает электроочистку дымовоздушной смеси от крупных частиц. Разработанная конструкция электрокоптилки (Патент № 88913 РФ) обеспечивает равномерное осаждение мелкодисперсной части аэрозоля по поверхности продукта копчения за счет расположения коронирующих электродов под углом наклона 300, а дополнительный электрод позволяет осуществлять предварительную очистку коптильного дыма от крупных частиц. Обоснованные рациональные режимы копчения (10 мин. разогрев и 12 мин. электрокопчения, общий цикл электрокопчения составляет 22 мин.) для экспериментальной установки обеспечивают требуемое качество продукции по основным показателям (консистенции, внешнему виду, вкусу и запаху).
Вывод
1. Существующие технологии электрокопчения рыбы и рыбных продуктов являются энергоемкими, а конечный продукт содержит высокий уровень канцерогенных веществ. Для устранения этих негативных явлений необходимо разрабатывать современные энергосберегающие и экологически чистые технологии электрокопчения.
2. Разработанная методика обоснования аналитической зависимости параметров электрического поля коронного разряда в межэлектродном промежутке установки электрокопчения от ее конструктивных элементов позволяет выполнить расчет основных параметров коронирующей системы электрокоптилки, обеспечивающей предварительную очистку дымовоздушной смеси от крупных частиц, и равномерное осаждение мелкодисперсной части частиц коптильного дыма на поверхности продукта копчения. Полученные результаты явились основой для разработки конструктивного исполнения предложенной технологии.
3. Параметры системы коронирующих электродов электрокоптилки приняты следующими: длина иглы 23,4 мм, шаг между иглами 50 мм, расположение игл в шахматном порядке, угол заточки острия 180, а наличие дополнительного электрода обеспечивает электроочистку дымовоздушной смеси от крупных частиц. Такая система игольчатых коронирующих электродов предотвращает образование стримеров и возникновения электрических пробоев межэлектродного промежутка.
4. Разработанная конструкция электрокоптилки (Патент № 88913 РФ) обеспечивает равномерное осаждение мелкодисперсной части аэрозоля по поверхности продукта копчения за счет расположения коронирующих электродов под углом наклона 300, а дополнительный электрод позволяет осуществлять предварительную очистку коптильного дыма от крупных частиц.
5. Обоснованные рациональные режимы копчения (10 мин. разогрев и 12 мин. электрокопчения, общий цикл электрокопчения составляет 22 мин.) для экспериментальной установки обеспечивают требуемое качество продукции по основным показателям (консистенции, внешнему виду, вкусу и запаху).
6. Расчет технико- экономической эффективности показал, что процесс электрокопчения интенсифицируется (время обработки сокращается более чем в 2 раза) по сравнению с существующими технологиями электрокопчения. Удельные энергозатраты при этом снижаются в 2,3 раза.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ
Публикации в изданиях, рекомендуемых ВАК
1. Варфоломеев, Ю.Н. Теоретическое обоснование повышения эффективности и качества копчения сельскохозяйственной продукции в электрокоптилке /А.Г. Возмилов, Ю.Н. Варфоломеев, Н.И. Смолин // Достижение науки и техники в АПК. - 2012. - № 1, С. 76-78.
2. Варфоломеев, Ю.Н. Использование электронно-ионной технологии при очистке дисперсной фазы коптильного дыма / Ю.Н. Варфоломеев, А.Г. Возмилов, Н.И. Смолин, Д.О. Суринский // Вестник КРАСГАУ. 2013. - № 1. С. 129-134.
Публикации в других изданиях
3. Варфоломеев, Ю.Н. Перспективы использования ЭИТ в процессах копчения сельскохозяйственной продукции. /Ю.Н. Варфоломеев // Вестник ТГСХА. - 2006. - С.37-39.
4. Варфоломеев, Ю.Н. Перспективы использования ЭИТ в процессах копчения сельскохозяйственной продукции /А.Г. Возмилов, Ю.Н. Варфоломеев // Проблемы инновационного и конкурентоспособного развития агроинженерной науки на современном этапе //Сборник научных трудов, Казахский Национальный Агроуниверситет , 4.2, - Алматы. - 2008. - С. 178-183.
5. Варфоломеев, Ю.Н. Исследование электротехнических характеристик и режимов работы электрокоптилки УЭК 1/ Н.И Смолин, Ю.Н Варфоломеев// Научный потенциал современному АПК: Материалы Всероссийской научн. - практической конференции. В 3-х т./ ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА. - Ижевск: ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2009. - Т.III. - С.110-117.
6. Варфоломеев, Ю.Н. Способы очистки дыма от смол различными способами/ А.Г. Возмилов, Ю.Н. Варфоломеев, Д.О. Суринский //Инновационные электротехнологии и электрооборудование-предприятиям АПК: материалы Всероссийской научно - практической конференции // ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА . - Ижевск: ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2012. - С.125-130.
Патенты
7. Пат. 88913 Российская Федерация, МПК A23B 4/056 (2006.01). Электрокоптильная установка / Варфоломеев Ю.Н. и др. - № 2009113780/22; заявл. 13.04.2009; опубл. 27.11.2009, Бюл. № 33. - 3с.