WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Повышение сохранности баклажанов электроозониров а нием

На правах рукописи

Федоренко Евгений Александрович

ПОВЫШЕНИЕ СОХРАННОСТИ БАКЛАЖАНОВ

ЭЛЕКТРООЗОНИРОВАНИЕМ

Специальность: 05.20.02 – Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва, 2010

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кубанский государственный аграрный университет»

Научный руководитель: доктор технических наук,

доцент, Нормов Дмитрий Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор, Сторчевой Владимир Фёдорович

доктор технических наук,

профессор, Ксёнз Николай Васильевич

Ведущее предприятие: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ставропольский государственный аграрный университет» г. Ставрополь

Защита состоится 13 декабря 2010 г. в 15-00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.044.02 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина»

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО Московского государственного агроинженерного университета им. В.П. Горячкина.

Автореферат разослан 12 ноября 2010г. и размещён на сайте ФГОУ ВПО МГАУ www.msau.ru 12 ноября 2010г.

Ученый секретарь диссертационного

совета, доктор технических наук,

профессор В.И. Загинайлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Овощные культуры, как источник ценнейших веществ и основа здоровья нации, играют неоценимую роль в обеспечении продовольственной безопасности государства, которая считается гарантированной, если население страны бесперебойно снабжается качественными продуктами отечественного (местного) производства по доступным ценам. В последние годы, когда производство в России сельскохозяйственной продукции, в частности овощей, стало увеличиваться, возникла необходимость их хранения в течение длительного времени.

Большая часть овощной продукции в России производится фермерскими хозяйствами. В условиях рыночной экономики при низких ценах на импортную продукцию и росте цен на энергоносители фермеры вынуждены реализовывать продукцию сразу после уборки урожая, т.к. не имеют возможности эффективного хранения. Существующие технологии, такие как хранение в холодильнике, хранение при пониженном давлении, облучение, сушка, мелование, предусматривают применение специальных агрегатов, требующих больших капитальных вложений, но не гарантируют высокую сохранность продукции, кроме того высокие эксплуатационные затраты делают хранение нерентабельным. Применение химических препаратов при хранении существенно снижает экологическую чистоту овощей. Таким образом, повышение конкурентоспособности производства отечественных овощей путем снижения затрат на экологически чистое хранение продукции, является актуальной задачей для фермерских хозяйств, производящих овощную продукцию.

Решением проблемы является применение электроозонирования для повышения эффективности хранения овощей. Это в свою очередь вызывает необходимость разработки доступных технологий хранения овощей в озоновоздушной смеси и совершенствования существующих озонаторов.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с госбюджетной темой ФГОУ ВПО «КубГАУ» «Разработка и исследование энергосберегающих технологий, оборудования и источников электропитания для АПК» на 2006 – 2010 гг. (ГР № 012.006 06 851).

Цель работы снизить потери баклажанов при их длительном хранении за счёт использования технологических режимов электроозонирования.

Задачи исследования:

1. Разработать технологический процесс повышения сохранности баклажанов при длительном хранении в озоновоздушной смеси.

2. Экспериментально определить рациональные режимы и параметры озонирования для повышения эффективности хранения баклажанов.

3. Получить регрессионные модели влияния режимов озонирования на параметры качества при хранении баклажанов.

4. Разработать математическую модель влияния режимных и конструктивных параметров на активную, реактивную и полную мощность разрядного устройства в динамическом режиме, определить адекватность математической модели.

5. Разработать номограмму выбора режимных и конструктивных параметров озонатора для получения необходимых технологических режимов обработки.

6. Произвести технико-экономическое обоснование применения озонирования для хранения баклажанов.

Объект исследования – процесс хранения баклажанов с использованием электроозонатора барьерного типа.

Предмет исследования режимы и параметры озонирования овощехранилища при хранении баклажан.

Методы исследований. В работе использованы основные положения теории электротехники, теория электрического разряда, методика планирования эксперимента, методы теории вероятностей и математической статистики, программное обеспечение STATISTICA 6.0, Microsoft Office, MathCAD Professional 11.

Научную новизну работы составляют:

– регрессионные модели влияния параметров электроозонирования на выход стандартных плодов и длительность хранения баклажанов;

– математическая модель влияния конструктивных и режимных параметров на активную, реактивную и полную мощность разрядного устройства электроозонатора в динамическом режиме при электроозонировании баклажанов.

Практическую значимость работы составляют:

– методика выбора электроозонирующего устройства для получения необходимых технологических режимов обработки;

– номограмма выбора режимных и конструктивных параметров озонатора для получения необходимых технологических режимов обработки;

– разработанный технологический процесс хранения баклажанов в озоновоздушной смеси.

На защиту выносятся следующие основные положения:

– регрессионные модели влияния параметров электроозонирования на выход стандартных плодов, количество отходов, убыток массы при хранении баклажанов;

– режимы и параметры электроозонирования, снижающие потери при хранении баклажанов;

– математическая модель влияния конструкционных параметров на активную, реактивную и полную мощность разрядного устройства в динамическом режиме;

– номограмма выбора режимных и конструктивных параметров озонатора для получения необходимых технологических режимов обработки.

Апробация работы. Основные результаты исследований представлены на Всероссийской научной конференции «ВРНК-2007» (г.Краснодар 2007г), Международной научно-практической конференции «Энергосберегающие технологии. Проблемы их эффективного использования» (г.Волгоград 2007 г.), Международной научно-практической конференции «Наука и молодежь: новые идеи и решения» (г.Волгоград 2008 г.), Международной научно-практической конференции «Аграрная наука – сельскому хозяйству» (г.Барнаул 2009 г.), Международной научно-практической конференции «Энергетика предприятий АПК и сельских территорий: состоянии, проблемы и решения (г.Санкт-Петербург 2009 г.), Всероссийской научно-практической конференции молодых учёных «Научное обеспечение АПК» (г.Краснодар 2008 г.). Разработанная технология и генератор озона были отмечены дипломом «Национальной экологической премии» (г.Москва 2008г.), а также золотой медалью и дипломом первой степени на XII и XIII Международном салоне промышленной собственности «АРХИМЕД - 2009» (г.Москва, 2009г.) и «АРХИМЕД - 2010» (г.Москва, 2010г.).

Реализация и внедрение результатов исследования. Экспериментальное внедрение разработанной технологии проводилось в овощехранилищах фермерских хозяйств: ООО «Заречье», ООО «ЭМУ», ООО «Хопёр - Агропродукт» Тихорецкого района Краснодарского края.

Публикации. Основные положения опубликованы в 17 научных работах включающих патент РФ на конструкцию генерирующего блока (3 из которых опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК). Общий объем опубликованных работ составляет 18,54 п.л., из них 9,87 п.л. принадлежит лично соискателю.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка используемых источников, включающего 174 наименования (в том числе 13 иностранных источников). Общий объем диссертации 174 страниц, из них 132 основного текста, приложения на 23 страницах, 54 рисунка, 16 таблиц.

Содержание работы

Во введении раскрывается актуальность темы исследований.

В первой главе «Состояние вопроса и задачи исследования» дан краткий анализ народнохозяйственного значения увеличения качества и снижения потерь продукции сельского хозяйства при длительном хранении в овощехранилищах.

Проведен анализ литературных источников в области обработки фруктов и овощей при хранении озоновоздушной смесью. Вопросы обработки фруктов и овощей освещены в работах В.С. Колодязной, М.К. Болога, Г.А.Латинского, Б.С. Бабакина, И.П. Кривопишина, Г.Я. Резго, Е.А. Ильина, В.В. Коваль, Р.А. Козлова и других ученых. Установлено, что рассмотренные способы в разной степени влияют на сохранность продукции при хранении, проведённые эксперименты показывают, что озонирование является одним из методов обработки фруктов и овощей при хранении (рис.1). Однако, достоверных сведений по режимам и параметрам качественного хранения нами не обнаружено.

Помимо выше изложенного, существующие технологии по обеспечению хранения, обладают рядом недостатков: большие капитальные вложения; низкая экологичность; сложность процессов подготовки и хранения; большое количество отходов; понижение органолептических качеств; ухудшение товарного вида.

Для обеспечения хранения с использованием электроозонаторов применяют озонирующие устройства, созданные под руководством видных учёных, среди которых: Ю.В. Филиппов, И.Ф. Бородин, Ю.М. Емельянов, Н.В. Ксенз, И.П. Кривопишин, М.В. Соколова, В.Н. Вигдорович, Ю.А. Исправников, В.Ф. Сторчевой, В.И. Баев и другие.

Современная промышленность предусматривает значительный ряд электроозонирующих устройств, имеющих различные характеристики. Задача выбора из этого списка электроозонатора, удовлетворяющего технологическим условиям, представляется достаточно затруднительной, кроме этого, необходимо обратить внимание на достаточно низкие характеристики озонирующих устройств, имеющих КПД до 7 15% и cos до 30%.

 Технологии хранения плодовоовощной продукции Для повышения-2

Рисунок 1 – Технологии хранения плодовоовощной продукции

Для повышения качества обработки и снижения ее себестоимости целесообразно создание недорогих, высокопроизводительных озонаторов. Технические требования к таким генераторам озона, из-за специфики применения отличаются от требований к генераторам, используемым для других целей, в том числе выпускаемых промышленностью.

В соответствии с этим сформулирована цель работы и задачи исследования.

Во второй главе «Теоретические обоснование параметров электроозонирования для хранения баклажанов» рассмотрены теоре-тические аспекты электроозонирования овощехранилищ, физических про-цессов происходящих в озонаторах при генерации озона и электро-технических факторов, влияющих на производительность генератора озона.

Рассмотрен существующий технологический процесс закладки баклажанов на хранение. Нами предлагается ввести в этот технологический процесс электроозонную обработку на трёх этапах: для обеспечения дезинфекции хранилища, для предварительной и периодической обработки овощей.

При закладке овощей необходимо учитывать влажность воздуха в, температуру хранения tх, режимы обработки, а также такой параметр как периодичность обработки, обусловленный временем, за которое фитопатогенная микрофлора восстанавливает допустимый уровень, согласно исследованиям учёных-микробиологов. По исследованиям микробиологов это время составляет 7-10 дней. Показателем качества обработки в данном случае являются общепринятые параметры, определяющие качество овощной продукции при длительном хранении (выход стандартных плодов, количество отходов, убыль массы).

(1)

где П – качество овощной продукции; Со3 – концентрация озона в озоновоздушной смеси; обр – время обработки продукта озоновоздушной смесью.

Необходимая производительность электроозонатора по объёму обрабатываемого воздуха V можно рассчитать из уравнения:

, м3 (2)

где F0 – площадь овощехранилища, м2; hх – высота овощехранилища, м; – кратность воздухообмена; М – вместимость овощехранилища, кг.; укл–плотность укладки, кг/м3; т – коэффициент загруженности овощехранилища.

При пропускании через слой баклажанов в контейнере озоновоздушной смеси, часть озона будет поглощаться, в связи с чем, содержание озона снизится, и, следовательно, часть баклажанов может быть не обработана при требуемой концентрации. Таким образом, для достоверного обеспечения влияния озоновоздушной смеси на баклажаны, необходимо выявить закономерности поглощения озона плодами и установить соответствующие конструктивные параметры.

Скорость поглощения озона баклажанами из озоновоздушной смеси определяется сорбитной активностью плодов и значением концентрации озона.

Согласно технологическим режимам обработки баклажанов, при длительном хранении, необходимо определение концентрации озона на различной глубине слоя плодов и времени, в течение которого концентрация стабилизируется.

Эксперимент проводился в овощехранилище, где были установлены контейнеры размером 11401140900 мм (из доски лиственных и хвойных пород толщиной 20 мм и 25 мм, грузоподъёмностью до 1000 кг.), которые были заполнены баклажанами на хранение. Измерения проводились на глубине слоя баклажанов 300, 600, 900мм. прибором «Циклон – 5.11», при влажности воздуха 89% и температуре воздуха +11°С.

Зависимость концентрации озона в слое плодов от концентрации озона у поверхности контейнера и времени обработки, зависит от постоянной времени, при которой концентрация озона в слое плодов достигает установившегося значения, может быть определена по формуле:

(3)

где К0 – константа скорости поглощения озона единицей площади поверхности баклажанов, г/м2; Sа – площадь активной поверхности плодов, м2; С1 – концентрация озона на уровне измерения, мг/м3; С0 – концентрация озона на поверхности контейнера, мг/м3.

Определение площади активной поверхности баклажанов представляется затруднительной, так как у различных плодов она значительно различается, то постоянную времени Тоу, для условий хранения определяем графическим путём (рис. 2).

 Графическая зависимость концентрации озона в слое баклажанов от-6

Рисунок 2 – Графическая зависимость концентрации озона в слое баклажанов от времени обработки и глубины слоя (h – глубина проведения замеров в слое баклажанов)

Так как установившийся режим наступает через время равное t4Тоу, то концентрация озона в слое плодов на глубине h достигнет установившегося значения через время от 8 до 11 минут (рис.2).

Необходимо отметить, что значение концентрации озона в слое плодов, зависит от величины слоя баклажанов h, что предлагается представить в виде уравнения:

(4)

где – коэффициент сопротивления трения; – плотность перемещаемой озоновоздушной смеси, кг/м3; d – переменный диаметр отверстий; R – сопротивление слоя плодов воздушному потоку, определяется морфологическими свойствами баклажанов.

Согласно проведённым экспериментам, допустимые размеры тары для хранения баклажанов в озоновоздушной смеси не должны превышать по высоте 600мм., при плотных стенках контейнера. В этом случае отклонение установившейся концентрации озона на глубине 600мм., от заданной составит 6%, что по данным эксперимента, не приведёт к значительным изменениям влияния озона на сохранность плодов. Время, в течение которого концентрация озона в слое плодов достигнет установившегося значения, составит 10 минут.

Разработанный технологический процесс предполагает использование озоновоздушной смеси в трёх процессах (рис.3):

1. Дезинфекция и дезинсекция овощехранилища электроозонированием;

2. Предварительное озонирование при закладке на хранение баклажанов;

3. Периодическое озонирование в процессе хранения баклажанов.

 Предлагаемая технология уборки, обработки и хранения баклажанов -8

Рисунок 3 – Предлагаемая технология уборки, обработки и хранения баклажанов

Так же во второй главе рассмотрены основные электрические параметры, влияющие на производительность генератора озона. На основании эквивалентной схемы замещения генерирующего устройства получены выражения для основных электрических величин генератора озона.

Для математического описания электрической схемы замещения электроозонатора (рис. 4) была составлена система уравнений по первому и второму законам Кирхгофа, соответственно для токов ветвей и напряжений на элементах схемы. Система уравнений, описывающих схему замещения устройства, будет иметь общий вид.

где L1 – индуктивность рассеяния первичной обмотки трансформатора; L2 – индуктивность рассеяния вторичной обмотки трансформатора; L3 – индуктивность рассеяния контура намагничивания; Cб – ёмкость барьеров пластинчатого озонатора; Cг – ёмкость газоразрядного промежутка; R1 – активное сопротивление рассеяния первичной обмотки трансформатора; R2 – сопротивление вторичной обмотки повышающего трансформатора; Rd – активное сопротивление барьерного разряда; Um – амплитуда напряжения; – круговая частота тока; – угол сдвига фаз; i1 – ток, протекающий через разрядное устройство до зажигания разряда; i2 – ток, протекающий через разрядное устройство при горящем разряде; i3 – ток вторичной обмотки трансформатора.

 Схема замещения электроозонатора На основании полученных-10

Рисунок 4 – Схема замещения электроозонатора

На основании полученных соотношений, произведен расчет переходных процессов в электроозонаторе и разработана математическая модель, которая позволяет определять влияние параметров питания и конструкционных параметров разрядного устройства на переходные процессы в электроозонаторе.

По результатам моделирования, получены временные диаграммы и статические характеристики изменения активной, реактивной и полной мощности в зависимости от изменения напряжения источника питания, ёмкости газоразрядного промежутка, емкости диэлектрических барьеров и частоты питающего тока.

 Зависимость активной, реактивной и полной мощности разрядного-11

Рисунок 5 – Зависимость активной, реактивной и полной мощности разрядного устройства от ёмкости газоразрядного промежутка

Полученные зависимости позволяют сделать следующие выводы:

нецелесообразно применять увеличение питающего напряжения Uп для увеличения активной мощности P, так как при увеличении напряжения Uп происходит возрастание, как активной P, так и реактивной Q мощностей, причем реактивная мощность Q возрастает прямо пропорционально активной P;

увеличение ёмкости газоразрядного промежутка Сг приводит к практически равномерному увеличению активной P и реактивной Q мощностей, следовательно, такое увеличение емкости Сг нецелесообразно, так как не приводит к значительному изменению КПД;

ёмкость диэлектрических барьеров Сб, незначительно влияет на рост мощности, но при этом увеличение емкости диэлектрических барьеров Сб приводит к увеличению коэффициента мощности.

В третьей главе «Экспериментальное исследование режимов работы и обоснование параметров генератора озоновоздушной смеси» описаны схема лабораторной установки, методика проведения экспериментальных исследований, методики определения концентрации озона с помощью газоанализатора «Циклон – 5.11», составлена программа экспериментальных исследований.

Лабораторная установка использовалась для исследования вольт-амперных характеристик генератора озона при различных конструкционных и электротехнических параметрах, а также для экспериментальных исследований, направленных на проверку достоверности разработанной математической модели работы электроозонатора.

В общем виде исследуемая модель представляется в виде следующих функций:

, (8)

где Y1…Y3 - критерии сравнения, представляющие собой Р, Q, S; X1, X2, X3, Х4 - управляющие воздействия, изменяемые в процессе эксперимента, в качестве которых были выбраны: напряжение питания Uп, и ёмкость диэлектрических барьеров Сб, температура tх и влажность в воздуха.

Проанализировав данные, представленные в диссертации, установили, что ошибка получаемых данных в процессе математического моделирования в сравнении с экспериментальными данными колеблется: от - 3,1 до 5 % при исследовании влияния величины питающего напряжения на величину активной Р, реактивной Q и полной S мощности, и - 1,95 % при исследовании влияния ёмкости разрядного устройства. Таким образом, приведенные экспериментальные исследования подтверждают достоверность полученных теоретических выводов.

Данные были объединены, и на их основании была построена номограмма (рис. 6).

Полученная нами номограмма позволит осуществить выбор электроозонатора по требуемым технологическим параметрам, и кроме этого облегчает создание новых озонирующих устройств с заданными параметрами по следующей методике:

1. Определяется общий объём овощехранилища, масса помещаемых овощей, коэффициенты плотности укладки и загруженности овощехранилища, кратность воздухообмена.

2. По уравнению 2 вычисляется необходимый для обработки объём воздуха и при определённой концентрации озона в воздухе, для обработки баклажанов электроозонированием определяется технологически необходимое количество произведённого озона.

3. Зная внутреннюю температуру озонируемого помещения, выбираем на оси температур t необходимую производительность озонатора на выходе из установки при заданной температуре, находим ее на оси О3 (точка 1) и проводим прямую линию до пересечения с кривой зависимости концентрации озоновоздушной смеси от активной мощности электроозонатора и влажности воздуха в помещении (точка 2).

4. От полученной точки 2 (абсциссой этой точки будет значение мощности электроозонатора, по которой можно осуществлять выбор устройства) опускаем прямую линию до пересечения с кривой зависимости активной мощности от емкости газоразрядного промежутка, получаем точку 3.

5. От точки 3 проводим перпендикуляр до пересечения с прямой зависимости емкости газоразрядного промежутка от площади газоразрядной камеры. Перпендикуляр необходимо проводить до линии которая соответствует толщине стекла, которое будет использоваться при изготовлении газоразрядного блока или осуществить выбор из уже существующих конструкций.

 Номограмма для выбора электроозонирующего устройства и его-14

Рисунок 6 – Номограмма для выбора электроозонирующего устройства и его конструктивных параметров. 1 – производительность электроозонатора при влажности воздуха 60%; 2 - производительность электроозонатора при влажности воздуха 70 %; 3 - производительность электроозонатора при влажности воздуха 80%; 4 - производительность электроозонатора при влажности воздуха 90%; 5 - зависимость емкости генерирующего блока от площади диэлектрических пластин при толщине стекла 4,5 мм; 6 - зависимость емкости генерирующего блока от площади диэлектрических пластин при толщине стекла 3,5 мм; 7 - зависимость емкости генерирующего блока от площади диэлектрических пластин при толщине стекла 2,5 мм., 8 - зависимость мощности разрядного устройства электроозонатора от ёмкости газоразрядного промежутка

6. От полученной точки 4 поднимаем перпендикуляр до пересечения с осью F (точка 5). Значение, полученное на оси F, соответствует значению общей площади газоразрядных промежутков электроозонатора, и соответственно, позволяет определить геометрические параметры устройства.

В главе четыре «Определение влияния озоновоздушной обработки баклажанов при длительном хранении. Технико экономическое обоснование предлагаемой обработки» рассмотрены вопросы влияния озоновоздушной обработки на качество плодов баклажан заложенных на длительное хранение и проведено технико-экономическое обоснование предлагаемой обработки.

Экспериментальные исследования по влиянию озоновоздушной обработки баклажан на их качество при хранении проводились в течении трех сезонов хранения (2005 - 2007 гг.) в производственных условиях на плодоовощных базах Краснодарского края (фермерские хозяйства ООО «Заречье», ООО «ЭМУ», ООО «Хопёр - Агропродукт»).

Баклажаны хранились при проведении лабораторных опытов в контейнерах объемом 0,7 м3, изготовленных из органического стекла. Подготовленные образцы баклажан для анализов весом по 3...4 кг закладывали в синтетические сетки и размещали в каждом контейнере по 12 сеток в три слоя (верхний, средний и нижний).

Для определения влияния различных концентраций озона на качество баклажан при длительном хранении их обработку проводили при следующих концентрациях озона: 10...15 мг/м3; 20...25 мг/м3; 30...35 мг/м3; 40...45 мг/м3; контроль (без электроозонной обработки).

Концентрацию озона измеряли в геометрическом центре лабораторной емкости в которую подавалась озоновоздушная смесь.

Хранение баклажан осуществлялось при температуре +2...+4°С и относительной влажности воздуха 85...90%. Обработку проводили длительностью 2, 4, и 6 часов с периодичностью 1, 3, 5 и 7 раза в месяц. Время длительности обработки выбраны при проведении поискового эксперимента, который показал, что наибольший выход стандартных плодов баклажан находится в области от 2 до 6 часов обработки, соответственно этот диапазон был разбит на равные части и представлен к исследованию.

Для проведения опыта была составлена матрица планирования полнофакторного эксперимента, которая составлена таким образом, чтобы охватить весь спектр возможных комбинаций параметров предлагаемой обработки.

По результатам проведенных исследований были построены поверхности отклика и выведены уравнения множественной регрессии, отражающие влияние исследуемых факторов (время длительности обработки x1 от 1,5 до 6,0 часов, концентрация озона x2 от 10 до 45 мг/м3, количество обработок в месяц x3 от 1 до 8 обработок), на переменные (выход стандартных плодов Y1, количество отходов Y2, убыток массы Y3). Уравнения множественной регрессии и примеры полученных поверхностей представлены на рисунках 7, 8, 9. Результаты, полученные на основании проведённых исследований, позволяют определить режимные области электроозонирования баклажан для повышения их качества при закладке на длительное хранение и на 8,4% повысить выход стандартной продукции.

Y1=72,460+1,204х1+1,385х2+3х3+0,068х1х2-0,170х1х3- (9)

-0,257х2х3-2,038х12-1,571х22- 2,837х32+0,453х13-0,126х23-

-0,590х33-0,154х1х2х3

 Выход стандартных овощей при изменении длительности обработки-15

Рисунок 7 – Выход стандартных овощей при изменении длительности обработки (x1) и концентрации озона (x2).

Y2=11,62872-1,85556х1+0,00985х2+0,06984х3+0,0004х1х2+ (10)

+0,00036х1х3+0,00054х2х3+0,36489х12-0,00119х22-0,02317х32-

-0,0214х13+0,000025х23+0,00091х33-0,000006х1х2х3

 Отходы стандартных овощей при изменении длительности обработки-16

Рисунок 8 – Отходы стандартных овощей при изменении длительности обработки (x1) и кратность обработок в месяц (x3).

Y3=8,472101-0,872759х1-0,0023339х2-0,088097х3+ (11)

+0,000044х1х2+0,002504х1х3-0,000515х2х3+0,224203х12+0,001790х22+

+0,005930х32-0,015424х13-0,000025х23-0,000108х33+0,0000036х1х2х3

 Убыль массы стандартных овощей при изменении концентрации озона-17

Рисунок 9 – Убыль массы стандартных овощей при изменении концентрации озона (x2) и кратность обработок в месяц (x3).

Расчет экономической эффективности применения озона для обработки плодов баклажан заложенных на длительное хранение проводился на основании действующих методик, стандартов и нормативных документов с учетом среднегодового уровня инфляции.

По результатам внедрения озоновоздушной обработки баклажан при хранении на овощехранилище ООО «Хопёр-Агропродукт» рассчитана экономическая эффективность этого метода снижения потерь.

Оценка эффективности применения озоновоздушной смеси для обработки плодов баклажан заложенных на длительное хранение, показала, что годовой доход составит 588 тыс. руб. на 50 тонн продукции.

Общие выводы

На основании исследований проведенных в работе получены следующие результаты:

1. Разработан технологический процесс повышения сохранности баклажанов при длительном хранении, отличающийся тем, что определены рациональные режимы и параметры электроозонной обработки помещения и овощей позволившие на 8,4% повысить выход стандартной продукции.

2. Наибольший выход стандартной продукции 88,55%, получен при обработке озоном с концентрацией 20...25 мг/м3, временем обработки 4 часа и периодичностью 3 раза в месяц, что на 4,75...6,35% выше по сравнению с другими вариантами обработки озоном. При этом же варианте обработки получено наименьшее количество отходов баклажан 5,05% от общей массы плодов. Отмечено снижение убыли массы баклажан на 11,7% при небольших концентрациях озона - до 20 мг/м3.

3. Получены регрессионные модели, позволяющие определять зависимость выхода стандартных плодов, количества отходов и убыли массы от концентрации озона, экспозиции и количества обработок в месяц. Полученные режимы и параметры позволили повысить выход стандартных плодов на 8,4%, снизить убыль массы баклажанов до 11,7% и количество отходов до 5,05% по сравнению с контролем (без электроозонной обработки).

4. Разработана математическая модель, позволяющая установить закономерности влияния питающего напряжения, частоты тока, ёмкости диэлектрических барьеров, ёмкости разрядного промежутка и активного сопротивления разрядного промежутка на активную, реактивную и полную мощность разрядного устройства в динамическом режиме. Наибольшее увеличение активной мощности P происходит при изменении частоты f питающего тока. При этом происходит возрастание КПД устройства. Адекватность математической модели подтверждена экспериментально. Отклонения результатов моделирования на ЭВМ и результатов экспериментальных исследований не превысило 5%.

5. Получено условие выбора напряжения питания по критерию максимального коэффициента мощности разрядного устройства электроозонатора с заданными конструкционными параметрами. Максимальный коэффициент мощности достигается при напряжении питания соответствующему двукратному значению напряжения горения разряда. В результате экспериментального исследования зависимости коэффициента мощности от напряжения питания для разрядного устройства с разрядным промежутком 2 мм, напряжением горения разряда равным 3,8 кВ, установлено: максимальное значение cos =0,5 соответствует напряжению питания 8 кВ. Это на 5,2 % превышает удвоенное напряжение горения.

6. Составлена номограмма, позволяющая осуществлять выбор и разработку электроозонирующих устройств по технологическим условиям процесса хранения овощей.

7. Технико - экономическое обоснование показало, что применение созданной электроозонирующей установки для обработки плодов баклажан повышает выход стандартных плодов на 8,4%, обеспечивает годовой дополнительный эффект в расчете на 50 тонн продукции – 588 тыс. руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих

работах:

Статьи в сборниках научных трудов, рекомендованных ВАК РФ

  1. Федоренко Е.А. Озон против микотоксикозов фуражного зерна [Текст] / Федоренко Е.А., Д.А. Нормов, А.А.Шевченко // Научный журнал «Сельский механизатор» №4 2009г. с. 19-20. (0,6/0,24).
  2. Федоренко Е.А. Источник питания электроозонатора [Текст] / Федоренко Е.А., Д.А. Нормов, А.А.Шевченко, И.А. Мозуль // Научный журнал «Промышленная энергетика» №5 2009г. с. 29-31. (0,61/0,35).
  3. Федоренко Е.А. Схема питания электроозонатора [Текст] / Федоренко Е.А., Д.А Нормов А.В Квитко // Научный журнал «Труды Кубанского государственного аграрного университета», Краснодар №4(13), 2008г. с. 24-27. (0,6/0,32).

Статьи в других изданиях

  1. Федоренко Е.А. Применение озона в технологиях хранения и переработки пищевых продуктов [Текст] / Федоренко Е.А., Шевченко А.А., Петухов А.А. // «Энергосберегающие технологии, оборудование и источники электропитания для АПК», Сборник научных трудов КГАУ, № 442 (150), 2005г. с. 164-168. (0,5/0,3).
  2. Федоренко Е.А. Разработка схемы питания генератора озона с возможностью регулирования частоты тока [Текст] / Федоренко Е.А., Д.А. Нормов Р.С Шхалахов // Материалы 5-й Всероссийской научной конференции «ВРНК-2007», «Энерго и ресурсосберегающие технологии и установки», г. Краснодар 5-6 апреля 2007г. Том 1. (0,4/0,2).
  3. Федоренко Е.А. Резонансная частота электроозонатора при зажигании разряда [Текст] / Федоренко Е.А., Д.А Нормов А.В Квитко // Материалы Международной научно-практической конференции «Энергосберегающие технологии. Проблемы их эффективного использования». 5-6 декабря 2006 г. ИНК ФГОУ ВПО ВГСХА «Нива» - Волгоград 2007г. с 165-168. (0,6/0,4).
  4. Федоренко Е.А. Влияние озоновоздушной обработки на фитопатогенную микрофлору в овощехранилище [Текст] / Федоренко Е.А., А.А.Шевченко // Материалы Международной научно-практической конференции «Наука и молодежь: новые идеи и решения». 14-16 мая 2008г. ФГОУ ВПО ВГСХА «Нива» - Волгоград 2008г. с 227-229. (0,5/0,35).
  5. Федоренко Е.А. Электроозонные технологии в сельскохозяйственном производстве [Текст] / Федоренко Е.А., Нормов Д.А., Шевченко А.А., Овсянников Д.А. // Материалы 4-й Международной научно-практической конференции «Аграрная наука – сельскому хозяйству». ФГОУ ВПО «Алтайский ГАУ» - Барнаул 2009г. с 137-139. (0,5/0,24)
  6. Федоренко Е.А. Влияние обработки озоновоздушной смесью на лёжкость баклажанов [Текст] / Федоренко Е.А., Нормов Д.А. // Научный журнал «Гавриш» №1 2009г. с. 32-34. (0,5/0,37).
  7. Федоренко Е.А. Импульсный источник питания электроозонатора [Текст] / Федоренко Е.А., Д.А Нормов А.В Квитко // Материалы Международной научно-практической конференции «Энергетика предприятий АПК и сельских территорий: состоянии, проблемы и решения». 29-30 января 2009г. ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский аграрный университет» - Санкт-Петербург 2009г. с 257-262. (0,5/0,26).
  8. Федоренко Е.А. Исследование влияния конструктивных параметров электроозонатора на его производительность. [Текст] / Федоренко Е.А. // Материалы 2-й Всероссийской научно-практической конференции молодых учёных «Научное обеспечение АПК». 19-21 января 2008г. ФГОУ ВПО «Кубанский ГАУ» - Краснодар 2008г. с 353-355. (0,4/0,4).
  9. Федоренко Е.А. Структура и механизм процесса генерации озона [Текст] / Федоренко Е.А., А.П. Чуйкин // Материалы 2-й Всероссийской научно-практической конференции молодых учёных «Научное обеспечение АПК». 19-21 января 2008г. ФГОУ ВПО «Кубанский ГАУ» - Краснодар 2008г. с 359-361. (0,4/0,28).
  10. Федоренко Е.А. Влияние озоновоздушной обработки на фитопатогенную микрофлору в овощехранилищах [Текст] / Федоренко Е.А., Нормов Д.А. // Научный журнал «Гавриш» №4 2009г. с. 17-19. (0,51/0,3).
  11. Федоренко Е.А. Электроозонная технология дезинфекции овощехранилищ перед закладкой овощей на длительное хранение [Текст] / Федоренко Е.А., Нормов Д.А. // Материалы 3-й Всероссийской научно-практической конференции молодых учёных «Научное обеспечение АПК». 18-20 октября 2009г. ФГОУ ВПО «Кубанский ГАУ» - Краснодар 2009г. с 373-375. (0,4/0,2).
  12. Федоренко Е.А. Анализ конструктивных особенностей генераторов озона [Текст] / Федоренко Е.А., Шевченко А.А.,. Мозуль И.В // Материалы 3-й Всероссийской научно-практической конференции молодых учёных «Научное обеспечение АПК». 18-20 октября 2009г. ФГОУ ВПО «Кубанский ГАУ» - Краснодар 2009г. с 375-377. (0,4/0,1)
  13. Генератор озона / Патент на изобретение РФ №2331577 МПК С 01 В 13/11, Бюллетень №23, 2008г. // Нормов Д.А., Федоренко Е.А., Шевченко А.А., Квитко А.В., Попов Е.А.
  14. Федоренко Е.А. Параметры и режимы электроозонирования для хранения овощей и дезинфекции овощехранилищ [Текст] / Федоренко Е.А., Нормов Д.А. // Монография. г. Краснодар: Б/И, 2010г.- 178 с. Тираж 1000 экз. (11,12/5,56).
Подписано в печать 09.11.2010г. Бумага офсетная Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Формат 6084/16 Офсетная печать Заказ № 788

_______________________________________________________________

Отпечатано в типографии КубГАУ

350044, г. Краснодар, ул. Калинина,13



 



<
 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

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.