VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Критический анализ исследований в области используемых в практике производства методов и средств увлажнения вентиляционного потока (ВП) при хранении картофеля в условиях активного вентилирования позволил установить, что увлажнение ВП является весьма энергоемким процессом [1,2,3]. При этом большинство применяемых увлажнительных аппаратов не в полной мере отвечают требованиям технологии хранения продукта, генерируя крупнокапельный аэрозоль, который, в силу медленного испарения, может достигать продукта. Выпадение ка­пельножидкой влаги на поверхности продукта служит основной причиной по­терь плодоовощной продукции [4]. Также выявлено, что в крупных (от сотен тонн) картофелехранилищах не применяются распылители, работающие по принципу ультразвукового (УЗ) диспергирования жидкости. В этой связи был проанализирован способ распыления жидкости в «УЗ фонтане», который позволяет получать весьма тонкий аэрозоль [5]. При сопоставлении основных технико-технологических показателей существующих аппаратов для увлажнения воздуха и показателей способа увлажнения аэрозолем, полученным с помощью распыления в «УЗ фонтане», установлено, что последний вполне может обеспечить требуемый влажностный режим в хранилищах. Более того, если адаптировать данный процесс распыления к условиям хранилищ, разработав увлажнительные аппараты, работающие на этом принципе, можно получить альтернативные и даже более эффективные заменители тех увлажнительных аппаратов, которые в широком распространении используются в настоящий момент в картофелехранилищах и овощехранилищах сочной продукции.

Уникальной характеристикой УЗ распылителей является способность низкоэнергоёмкого диспергирования воды до состояния тонкого (единицы и даже доли микрометров) сравнительно монодисперсного аэрозоля, который, за счет быстрого испарения, представляет собой высокоэффективный увлажнительный агент. Применив в хранилищах данный аэрозоль для насыщения ВП влагой, представляется возможным снизить энергоемкость процесса увлажнения и обеспечить выполнение главных требований технологии хранения, предъявляемых к влажности вентиляционного потока. Во-первых, при длительном хранении картофеля в условиях активного вентилирования ВП должен иметь относительную влажность порядка 95 %. Во-вторых, вентиляционный поток не должен содержать капельножидкую влагу.

В настоящее время на кафедре «Энергообеспечение производств в АПК» СПбГАУ разработан стенд для проведения экспериментальных исследований увлажнения вентиляционного потока при хранении картофеля (или хранения сочной овощной продукции) в условиях активного вентилирования с использованием ультразвука (рис.1).

Рис. 1. Схема стенда с ультразвуковым распылителем УЗУР

В центральной части днища преобразователя герметично установлен пьезоэлемент (ПЭ), фокусирующий излучатель УЗ, который имеет форму сегмента полусферы. Для изменения мощности УЗ излучения использован ЛАТР. Для изменения температуры распыляемой воды в емкости преобразователя установлен электронагреватель, степень нагрева которого также регулируется ЛАТРом. Уровень воды, соответствующий максимальной производительности УЗУР, обеспечивается встроенной системой автоматического регулирования, которая включает в себя электромагнитный гидроклапан и устройства управления. По мере уноса аэрозоля уровень жидкости уменьшается относительно рабочего значения. Вместе с тем, поплавок с магнитом перемещаются вниз вдоль направляющей, приближаясь к датчику уровня. Как только магнит достигает зоны действия датчика, последний подает сигнал на реле включения гидроклапана. При этом ранее закрытый гидроклапан открывается. Подпитывающая жидкость поступает в емкость преобразователя (в количестве, гораздо превышающем производительность УЗУР). Уровень жидкости быстро увеличивается, и поплавок с магнитом перемещается вверх вдоль направляющей, удаляясь от датчика уровня. Как только магнит покидает зону действия датчика, сигнал к релене поступает, гидроклапан обесточивается и перекрывает подачу подпитывающей воды. Далее цикл повторяется. Данная система регулирования уровня позволяет поддерживать его с точностью до ± 2 мм.

Исследования показали достаточно эффективную функциональность аппарата в роли увлажнителя, непосредственно находящегося в воздушном потоке. Результаты экспериментальных исследований подтвердили возможность снижения энергоемкости процесса увлажнения вентиляционного потока при хранении картофеля (или другой сочной продукции) в условиях активного вентилирования [6.7]. В настоящее время проводятся работы по проектированию промышленных образцов типового ряда УЗУР.

Список литературы

1. Бишоп К.Ф., Мондер У.Ф. Механизация производства и хранения картофеля / Пер. с англ. А. С. Каменского; Под ред. и с предисл. Г. Д. Петрова. - М.: Колос, 1983. - 256 с.

2. Васильев П.А. Система увлажнения воздуха в овощехранилищах с вертикально-дисковым распылителем воды и растворов: Автореф. дис. ... канд. техн. наук.- М., 1987. - 17с.

3. Технологии хранения картофеля / К.А. Пшеченков и др.; Всерос. НИИ картоф. хоз-ва им. А.Г. Лорха. - М​. : Картофелевод, 2007 - 191 с.

4. Жадан В.З. Сравнительная оценка способов увлажнения воздуха в камерах холодильников // Холодильная техника, 1976, № 7, С. 20-23

5. Экнадиосянц О.К. Распыление жидкостей в ультразвуковом фонтане. - В сб.: Ультразвуковая техника, ЦИНТИАМ, 1966, №1, С. 8 -21

6. Беззубцева М.М., Волков В.С. Методика расчета энергоемкости системы ультразвукового увлвжнения вентиляционного потока в картофелехранилищах //Успехи современного естествознания, 2013, №2, С. 101-102

7. Беззубцева М.М., Волков В.С. Энергоэффективный способ хранения картофеля //Журнал Международный журнал экспериментального образования, 2012, №5, С.108-109