DisCollection.ru

Авторефераты и темы диссертаций

Поступления 06.03.2006

Материалы

загрузка...

Совершенствование техники и технологии ионоозонной обработки зерна и продукции его переработки

Маемеров Мелес Макешович, 06.03.2006

 

1-корпус; 2-генератор озона; 3-внешние электроды; 4-внутренние стеклянные электроды; 5-ионизирующая зона; 6–патрубок подачи воздуха; 7-электропроводящая пудра; 8–охлаждающая рубашка; 9 и 10 стрелки, указывающие направление движения воздушной и охлаждающей жидкости соответственно; 11-озонометр; 12-устройство преобразования температурных параметров и снабжения током озонометра; 13 и 14-температурные датчики; 15–патрубок отбора ионоозонной смеси; 16-компрессор; 17-клемма для подсоединения внутренних герметичных, стеклянных электродов генераторов озона к источнику электрического тока; 18-клеммы для подсоединения генератора ионов к источнику тока.

Рисунок 13 – Генератор компонентов ИОТ для получения ионоозонной смеси

Технический эффект повышения концентрации, снижения электроэнергии и себестоимости, уменьшения габаритов и веса конструкции достигается за счёт конструктивных решений. А именно, стеклянными электродами с равным сопротивлением по всей поверхности внутреннего электрода, при которой синтез озона происходит по всему разрядному промежутку. В то время как в аналоговых генераторах озона, синтез озона происходит в местах наименьшего сопротивления.

Устройство «Бытозон 3» в соответствии с рисунком 14 состоит из сборнораз борной трубы квадратного сечения, имеющей секции из диэлектрических материалов, вставляющиеся друг в друга и защёлкивающиеся замками-буртиками.

Техническим результатом устройства озонирования жидкости «Бытозон 3» является: придание компонентам ИОТ электрического заряда отрицательной полярности и обрабатываемой жидкости положительной то, в результате происходит интенсивное обеззараживание и очистка жидкости за счёт коллоидного слипания вредных примесей и загрязнений. При этом имеем экономию энергозатрат за счёт полного использования компонентов ИОТ и безопасности окружающей среды, достигаемой минимумом «проскока озона» в атмосферу; возможностью регулирования длины квадратной трубы, согласно геометрическим размерам ёмкости и заражённости зернопродуктов.

1-ёмкость; 2-сетчатый электрод отрицательной полярности; 3-рабочее сопло; 4-барбо-тажные зоны; 5-электродное отверстие положительной полярности; 6-сборно-разборная трубопровод; 7-перегородки секций; 8-замки соединения секций; 9-источник питания.

Рисунок 14 – Установка «Бытозон 3» для ионоозонирования жидкости.

Устройство «Экозерно 4» в соответствии с рисунком 15 используется в зависимости заданной скорости ленточного транспортёра, оборудованного электродом положительной полярности.

1-транспортёр; 2-электрод положительной полярности; 3-ионоозонатор; 4-генераторы озона и ионов; 5-потенциометр ионов; 6-источник тока ионоозонатора.

Рисунок 15 – Схема установки ионоозонной установки «Экозерно 4»

Ионоозоновоздушная смесь, вырабатываемая ионоозонаторной установкой 3 производит обработку движущегося зерна по транспортёру, причём зерно попадает в электрическое поле, в котором озон и молекулярные ионы движутся от катода-электрода отрицательной полярности 4 к аноду-электроду положительной полярности 2, в результате производят интенсивную ИОО продукта.

По итогам четвёртого раздела установлено, что моделирование технологической линии ИОО зернопродуктов и адекватность полученных моделей позволяет использовать их в качестве информационных структур аппарата ИОТ. Из моделей следует, что концентрация и скорость потребляемого воздуха зависит от высоты разрядного промежутка h, управляя которым, можно изменять величину n- и О3. Исследования взаимосвязи нескольких переменных и их влияния на выходной параметр определяется на основе простого аналогового блока. Блокфункционального преобразования текущего значения скорости прохождения 1 м3 воздуха V озона О3 и ионов заданного значения n- рассчитывает уровень управляющего воздействия разрядного промежутка h.

В пятой главе по технико-экономической эффективности показана целесообразность применения ИОО зернопродуктов, учитывающих все факторы по рентабельности производства. ИОТ и устройства по её применению в зарубежной практике отсутствуют. В сравнение с озонаторами зарубежных фирм ИОТ является целесообразным, так как ионоозонаторная установка кроме озона также вырабатывает ионы с нейтрализацией оксидов азота и

Экономическая эффективность предпосевной ИОО семенного зерна имеет большое влияние на посевные качества и имеет большое преимущество перед традиционными методами. ИОО семян сопровождается влиянием электромагнитного поля, повышением биологической ценности продукта, а также на процессы обеззараживания, энергию прорастания, всхожесть, кинетику ростков, эффективного прорастания корневой системы и т.д. В результате воздействия молекулярными ионами урожайность в среднем возрастает на 10—12%. Экономическая эффективность предпосевной ИОО семян ионоозонаторной установкой производительностью Р = 2 т/ч может за 10 дней подготовить семенной материал для посева на площади S = 3000 га и дать прибыль 7 091 346 тг из расчёта посева 3000 га.

Технико-экономические показатели ионоозонирующей установки водоочистного сооружения по очистке и обеззараживанию питьевой воды производительностью QСУТ = 1000 м3 /сутки, предназначенной для объектов пищевой или другой промышленности. Себестоимость обработки равна: при ИОТ - 2009,91 тг; при химических реагентах - 2559,69 тг. Снижение стоимости обработки 1000 м3 воды равны на 549,78 тенге или на 21,48 %. Установлено, что ионоозонирование воды является целесообразным не только с точки зрения получения высоких экологических эффектов, но и с точки зрения экономики и социальных преимуществ.

Экономическая эффективность ИОО зернопродуктов сравнивается с технологической линией, при этом полная себестоимость ИОО 100 т зерна равна 420,99 тг, а чистая прибыль соответствует 153179,01 тенге, при этом является экологически целесообразной с социально-общественным значением, к тому же происходит повышение биологической ценности пшеницы. По итогам пятого раздела установлено (в соответствии цен 2007 г), что стоимость 1 кг озона соответствует 3392 тг или 26,5 долл США. При установке ТВС и преобразователя на генератор озона стоимость 1 кг ионоозонной смеси будет равен 15,62 тг. Экономия предпосевной ИОО семян 7 млн. 091 тыс. 346 тг. с площади засева 3000 га. Себестоимость ИОО: 1000 м3 воды даёт экономию равной 549,78 тенге или на 21,48 %; 100 тн пшеницы даёт экономию равной 153179,01 тенге.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные теоретические, технологические и экспериментальные результаты и их анализ позволяют сформулировать следующие основные выводы и рекомендации производственным предприятиям.

1 Литературный обзор теоретических основ: озонной технологии показал, что озон имеют в несколько раз сильнее бактерицидное воздействие на зернопродукты, чем хлор, при этом озон окисляет органические вещества или разлагается до кислорода. Но вместе с тем, синтез озона сопровождается образованием оксидов азота и углерода, вредных примесей для продукции биологического происхождения; ионной технологии показал, что молекулярные ионы стимулируют рост и развитие растений, а ионизированная вода обладает ингибирующим и стимулирующим эффектом. Но вместе с тем, синтез ионов сопровождается выработкой высокочастотных, радиоактивных и ультрафиолетовых излучений, атомарного озона и азотистых соединений, высокодисперсной металлической пыли, оказывающих вредное влияние на окружающую среду.

2 На основании литературного обзора по ионной и озонной технологии установлено, что фактов по обработке продукции зернопроизводства с применением озона или молекулярных ионов не значительно, так как развитию озонной и ионной технологий препятствовало выработка сопутствующих вредных примесей, поэтому возникла необходимость в проведении исследований по озонной и ионной технологии в производстве зернопродуктов с нейтрализацией вредных примесей и воздействий.

3 Установлено, что теоретическими основами синтеза компонентов ИОТ являются: объединение озонной и ионной технологий и аппаратов, в результате чего появилась ИОТ и устройство по его выполнению (ионоозонаторная установка). При этом, генератор ионов, на основании электрических знаков разной полярности, уменьшает концентрацию оксидов азота и углерода, а источник тока мощностью до 50 кВт исключает выработку вредных примесей и излучений; плотность электрического тока, и избыточное давление в разрядном промежутке ионоозонатора в области 0,399 кПа повышают концентрацию озона и снижают оксиды азота и углерода, при этом повышению концентрации озона сопутствуют молекулярные ионы и трансформация энергии азота и углерода в кислород, а снижение компонентов ИОТ прямо зависит от влажности и температуры потребляемого воздуха; стеклянные электроды генератора озона с электропроводящей пудрой выравнивающей электроёмкость разрядного промежутка генератора озона, при этом вольтамперная мощность при минимальной и полной нагрузках соответствует 0,08 и 10,16 кВа (в сравнении с традиционными генераторами соответствующих 0,47 и 0,6 кВа). В результате получаем экономичный генератор озона с большим диапазоном синтеза озона; проволочные электроды генератора ионов предпочтительнее игольчатых, при этом иголки в генераторе ионов должны быть расположены в 5 см друг от друга, а для ускорения иононасыщения обрабатываемого помещения острия игл устанавливаются с двух сторон электрода-сетки направленных в противоположные стороны. Оптимальные диаметры проволочного электрода – ? 0,2 мм; активация и повышение фактора жизнеспособности биологической среды зернопродуктов, поэтому применение ИОТ в производстве зернопродуктов является необходимостью.

4 Установлено, что технологическими основами являются: регулируемое ионоозонное воздействие на биологическую среду, которое позволяет активизировать и стимулировать биологические клетки и их системы, а также ингибировать вирусы, бактерии, споровые образования с подавлением их инфекционной активности. При этом отмирание насекомых в течение 60 минут проявляются не адекватно и имеют разный процент смертности вредителей. Наиболее устойчивыми являются зерновой точильщик (озон - 2 г/м3, молекулярные ионы – 3000 ед/см3), булавоусый хрущак (озон – 1,9 г/м3, молекулярные ионы – 3000 ед/см3) и суринамский мукоед (озон – 1,7 г/м3, молекулярные ионы – 3000 ед/см3); дезинсекция грызунов озоном с концентрацией 6 г/м3 и молекулярными ионами с концентрацией 5000 ед/см3 в течение 90 мин достаточна для летального исхода; ИОО семян пшеницы в течение 20 минут с концентрацией озона 2 мг/дц3, молекулярными ионами 3000 ед/см3 дала высокую энергию и быстроту прорастания на 12%, всхожесть на 8%, кинетику ростков превышающую на 3 см, а длину корневой системы превышающую на 10,9 см. (по отношению к контрольному образцу); переработка зерна пшеницы сорта «Жакут» с концентрацией озона 2 мг/дм3, влажностью от 14,5 до 17% в муку снижает влажность зерна на ( драной системе и увеличивает выход круподунстовых продуктов и муки с повышенным качеством, при этом отволаживание сокращается до 16 час; ГИОО проросшего зерна с концентрацией озона 2 мг/дм3, молекулярных ионов 1000 ед/см3 и экспозицией по времени 20 мин, даёт возможность добавления в состав обычной муки проросшего зерна в доле 12 %, при этом отволаживание сокращается на 6-8 часов в отличие от прототипа с повышением качества клейковины в муке на 2-3%, числа падения на 17-22 сек, снижение зольности до 0,02-0,05% и влажности 14%;

5 Разработана модель технологической линии ИОО зернопродуктов адекватность полученных моделей, которой позволяет использовать в качестве информационных структур исследуемого аппарата ИОТ. Поэтому следует, что концентрация и скорость потребляемого воздушного потока зависит от высоты разрядного промежутка h, управляя которым, можно в широких пределах изменять величину молекулярных ионов n- и озона О3 и фиксироваться на основе простого аналогового блока. Блок функционального преобразования текущего значения скорости V озона О3 и ионов кислорода заданного значения n- рассчитывает требуемый уровень управляющего воздействия разрядного промежутка h.

воды даёт экономию равной 549,78 тенге или на 21,48 %; обработки 100 тн пшеницы даёт экономию равной 1553179,01 тенге.

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ: Мельзаводам Казахстана рекомендуется использовать разработанные технологии по ИОО: проросшего зерна; зерна при послеуборочном созревании; зерна при закладке на хранение; предпосевного зерна; заражённого зерна; зерна для повышения биологической ценности.

Список опубликованных работ по теме диссертации

А. Монография.

1 Маемеров М.М., Кулажанов К.С., Изтаев А.И. Ионоозонная технология в производстве зернопродуктов. – Алматы: НИЦ «Fылым», 2001. - 213 с.

Б. Периодические издания и специализированные научные издания.

1 Маемеров М.М. Новые «профессии» озона // Пищевая и перерабатывающая промышленность Казахстана. 2002. - № 5. - С. 34–36.

2. Маемеров М.М., Кулажанов К.С., Изтаев А.И., Ионоозонная технология – путь к достатку и благополучию // К 70-летию Национальной инженерной академии РК. Лёгкая и пищевая промышленность. – Алматы: НИА РК, 2006. - С. 175-177.

3 Маемеров М.М., Кулажанов К.С., Изтаев А.И. Ионоозонная технология и экспертная сущность // Материалы международного научно–практического семинара «Проблемы технико-правовой экспертизы» (30–31 мая 2001 г). – Алматы, 2001. - С. 63 – 66.

4 Маемеров М.М., Изтаев А.И., Уразалиев Р.А., и др. Экологическое обеспечение технологических процессов пищевых и зерноперерабатывающих предприятий // Материалы международнай научно-практической конференции. "Проблемы экологии АПК и охрана окружающей среды". - Усть-Каменогорск. 2000. – С. 135-136.

5 Маемеров М.М. Исследование ионоозонатора–активная мощность генератора агентов ИОТ // Международная научно-практическая конференция. Агроинженерная наука–повышению эффективности АПК посвещённая 55–летию КНИИМ и Э и 100-летию профессора И.В. Сахарова. Материалы докладов. - Алматы, 2003. - С. 169 - 172.

6 Маемеров М.М., Кулажанов К.С., Изтаев А.И. Что такое ионоозонная технология и что она дает? // Пищевая технология и сервис. - Алматы: Изд АТУ. 2000. - №1. – С. 34 - 36.

7 Маемеров М.М., Кулажанов К.С. Перспективы использования озона в отраслях АПК // Пищевая технология и сервис. - Алматы: Изд АТУ. 1997. - №4. - С. 61 – 63.

8 Маемеров М.М. Технология XXI века – работают ионы и озон // Поиск. Научный журнал Министерства образования и науки.- 2003.- №3(2). - С. 19

9 Маемеров М.М., Кулажанов К.С., Изтаев А.И. Экспертиза ИОТ – гарантии стабильности // Материалы международного научно-практического семинара «Проблемы технико - правовой экспертизы» (30–31 мая 2001 г).–Алматы, 2001. - С. 86 – 89.

10 Маемеров М.М., Уразалиев Р.А., Изтаев А.И. Ионоозонная технология в зернопроизводстве // Материалы международной научно-практической конференции "Проблемы экологии АПК и охрана окружающей среды".- Усть-Каменогорск, 2000.- С. 137-138.

11 Маемеров М.М., Кулажанов К.С., Изтаев А.И., Иставлетова А.Б. Образование и зависимость агентов ИОТ от напряжения электрического тока (обзор) // Материалы Международной научно – практической конференции. «Агроинженерная наука–повышению эффективности АПК». Книга 2. Алматы, 2003. - С. 164 – 169.