автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему: Технологические основы и обоснование схемы и параметров средств механизаци безотходной переработки плодов дыни

Автореферат диссертации по теме "Технологические основы и обоснование схемы и параметров средств механизаци безотходной переработки плодов дыни"

УЗБЕКСКИЙ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦЕНТР СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВ А

УЗБЕКСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕХАНИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

На правах рукописи

ШАЙМАРДАНОВ Баггиф Пгрдаеппч

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ И ПАРАМЕТРОВ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ БЕЗОТХОДНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПЛОДОВ ДЫНИ

Спегоальпосгь 05.20.01 -Меялятзшя сгатьскохотайстегиуого пршпзэдстеа

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Работа выполнена в Ташкентском институте инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства (ТИИ1ШСХ)

Доктор технических наук, профессор, академик ° АН РУз ГЛУШЕНКО А-Д.

Доктор технических наук, профессор, чден-корр. АН РУз ЗАХИДОВР.А.

Доктор технических наук, профессор ИСМАНОВ М.А.

Ведущие рргеиизацнв АО «БМКБ - АГРОМАШ»

Защита диссертации состоится мартр 2000 г.

в час ва заседании специализированного совета ДК 12S.0t.0i по защите диссертаций на соискание, ученых степеней доктора и кандидата иауг при Узбекском НИИ мехаштЩш и электрификации сельского хозяйства (УзМЭИ) по адресу: 70284 ^[Ташкентская область, Янгиюльский район, п/о Гульбахор-1, УзМЭИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеку УзМЭИ. . Авторефератразослан 9 ^ёорЯ 2Мд

Учены» ««крпар», Д.ТМ. / А. ТУХТАКУЗИЕВ

ь гл J о 1! 1 _ /у п а ^

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы, Республика Узбекистан является одним из ведущих районов по производству бахчевых культур - особенно ценнейших сортов дынь. Пищевая ценность дынь обусловлена, в первую очередь, высоким содержанием сахара, а вкусовая ценность - содержанием сахарозы. Наиболее сахаристыми считаются летние сорта с содержанием сахара 12. 19 %; раннелетние - 8,5. 12 %; осенние - 9. 11 %. При тгом в летннх сортах дыни содержание сахарозы составляет 60. 80 %, но эт сорта для дальних перевозок практически непригодны, поэтому их употребляют а районах выращивания. „

В настоящее время в Республиках Узбекистан и Туркменистан из плодов дыни получают только сушеную мякоть. При этом все процессы выполняются вручную. Эти процессы очень трудоемкие, для получения I кг сушеной мякоти затраты составляют 1,1. 1,5 чел-час.

Кожура дыни представляет собой сырье, которое может быть использовано для произеодства пектина или использоваться в качестве кормовой высокопитателыюй добавки в виде муки. Семена являются сырьем для производства растительного масла, сопоставимого по свойствам с лучшими сортами оливкового масла.

На основании изложенного определена проблема о необходимости безотходной переработки плодов дыни в местах ее выращивания, что имеет большое народнохозяйственное значение.

Исследования, составившие основу диссертационной работы, проводи-гшеь согласно плана НИР ТИИИМСХ по темам: «Разработать технологию и технические средства для переработки сельскохозяйственных продуктов и использования солнечной энергии п сельском хозяйстве», «Разработка технологий и технических средств по хранению и переработке сельскохозяйственных продуктов с использованием солнечной энергии», которые были иепо-:редственно связаны с решением научно-технических проблем по программе 3.01.08 теме 03.01.02.04.Т «Разработать технологию и технические средства переработки и сушка плодоовощных и бахчевых культур с использованием солнечной энергии», а также по заданию «Разработать и внедрить технологию безотходного использования плодоовощной продукции и картофеля по эазам хранения» согласно Постановлению ГКНТ № 223 от 06.07.1988 г.; пг программе ГКНТ № 6.5 Республики Узбекистан на 1993 г. и ближайшую пя гилетку «Разработка и освоение безотходных технологий производства пат" нейших продуктов химической и пищевой отраслей промышленности, обеспечивающих комплексное использование сырьевых ресурсов Узбекистана».

Цель работы - разработать технологические основы и обосновать :хем и параметры средств механизации безотходной переработки плодов дм-

Объект исследования: дыни и их физико*мсханические и технологические свойства; технологические процессы первичной и глубокой переработки дынь и технические средства для их осуществления; экспериментальные установки для проведения исследования.

Методика исследований, Аналитическое изучение технологических процессов переработки плодов дыма, разработка технологической основы безотходной переработки в методики расчету средств механизации выполнены с использованием методов теоретической механики (механика твердого тела, механика жидкости и газа), теории тепломассообмена, математического анализа, математического моделирования с применением ЭВМ и методологии предшествующих исследователей. Экспериментальные исследования выполнены на лабораторных установках и приборах, а также в производствен' ных условиях на опытно-промышленных образцах машин и устройств с применением статистических методов и методов математического планирования экспериментов.

• разработаны технологические основы безотходной переработки плодов дыни и системный подход к ее комплектованию технологическим оборудованием по критериям затрат труда, энергозатрат и энерговооруженности труда при выполнении операций; выведены расчетно-аналитическке зависимости и разработана методология для оптимизации состава оборудования;

» разработана методология и обоснованы механико-математические модели взаимодействия плодов дыни с рабочими органами', р разработаны математические модели функционирования агрегата первичной переработки плодов дыни н выведены расчетс.о-внапитические зависимости для обоснования параметроз технических средств дня первичное и глубокой переработки;

• обоснована технико-экономическая эффективность безотходной переработки плодов дыни и предчожен метод оптимизации размещения перерабатывающих предприятий в агропромышленном комплексе; _ » технические решения но технологическим посцессам и средствам механизации защищены 10 авторскими свидетельсть-у«! и патентами.

ручная н практическая ценность 1. Внедрение результатов работы осуществлено п» мере таверакния отдельных этапов и получения полых научных данных^ служивших рстовоб для практической реализации. 2. Результаты исследований применены ведущвмихоиструкторскими бюро спрасли при разработке с участием автора конструкции агрегата первичной переработки плодов дьиш Э.Сс«даншай метод выбора основтехнологии безогход-ной перерабдгки ц ередста цехзиизаад»! позволяет обосновать сортовые характеристики «лодов дмии^ приспособленные к технической переработке. 4,С 1998 г. йз«Узплодовощзинпром»-холдинг Кампании яа* чато производство дыицого джема, разработаны рекомендации для массовой

переработки на объектах Компании. 5. Совместно с Узбекско-американским СП «Миссиссиппи» разработаны рекомендации и технические проекты для внедрения безотходные технологии переработки дыии в странах, возделывающих культуру дыни. б. Совместно с ТАС15-ТЕФАП 2 разработаны рекомендации к внедрению технологии безотходной переработки плодов дыни в странах Центральной Азии. 7. Результаты исследований технологических основ безотходной переработки плодов дыни и агрегат для первичной переработки дыкн и технические средства для глубокой переработки мякоти, семян и кожуры используются в учебном процессе в ТИИКМСХ яря подготовке инженеров-механиков по специальности «Механизация хранения и переработки сельскохозяйственных продуктов».

Апробация работы. Основные положен!» и результаты работы доложены и одобрены на научных, научно-практических и научно-производственных конференциях в ГНИИМСХ (1984. 1999 гг.), «Проблемы повышения эффективности сельскохозяйственного производства» (г. Москва, 1985 г.), «Основные направления и опыт использования солнечной энергии в народном хозяйстве» (г. Карши, 1988 г.), «ПрсйЗдемы использования возобновляемых источников энергии в народном хозяйстве» (г. Севастополь, 1990 г.), «Использование нетрадиционных источников энергии в сельском хозяйстве» (г. Ялта, 1991 г.), «Разработка технических средств для использования возобновляемых источников энергии в сельском хозяйстве» (г. Алма-Ата, 1993 г.), Республиканский семинар-совещание работников перерабатывающей промышленности концерна «Узплодоовощбнипром» и РНТО пищевой промышленности (г. Самарканд, 1994 г.), Первый семинар «Проблемы и перспективы инновационного и технологического развития на базе мелкого и среднего предпринимательства» (г. Шахрнсабз, 1996 п), «Использование солнечной энергии и переработка сельскохозяйственных продуктов» (г. Ташкент, 1997 г.), Второй республиканский научный коллоквиум «Независимы/! Узбекистан - гарантия развития науки и технологий» (г. Ташкент, ГКИТ РУ, ВАК РУ, 1997 г.), научно-технический семинар (ТАСВ ЕС) по продовольственной и сельскохозяйственной политике ГАРИ (г. Ташкент, 1997 г.); на учебном семинаре ТАСкЯ-ТЕФАП 2 (г. Ташкент, 1999 г.).

Диссертационная работа в полном объеме доложена в 1998-1999 гг. на научных сем пиарах ТИИИМСХ, ТашГТУ, ИМиСС, а также на научно-техническом Совете УзМЭИ.

Публикации. По теме исследования опубликовано 51 научная работ г включая 10 авторских свидетельств н патентов.

Объем работы. Диссертационная работа обшим объемом 362 с. (242 с. основного текста) состоит из пведеиия, семи глав, обишх выводов и рекомендаций, списка использованных источников и приложений, содержит 135 рис. и 76 табл. Список использованных источников включает 244 наименования, в том числе 23 на иностранных языках.

Па защиту выносятся следующие результаты исследований:

• технологические основы безотходной переработки плодов дыни с получением новых продуктов: дынный джем, натуральный дынный мед, растительное масло из семян, мука из кожуры;

• обосновзние схем и параметров технических средств для механизации безотходной переработки плодов дыни;

» технические средства для первичной и глубокой переработки плодов дыни; » аналитические зависимости для оптимизации состава технологическое оборудования и обоснования параметров средств механизации первично!* - и глубокой переработки плодов дыни;

• результаты экспериментально-производственных исследований и технико-экономических обоснований.

ро введении представлена общая характеристика работы,

В цервой удаве «Состояние вопросу безотходной переработки гоюдог дыни» рассмотрены вопросы: проблемы получения и увеличения продукта! переработки плодов дыни; народные технологии переработки дыни; способы сушки плодов дыни; технологии производства натурального дынного джеш и концентрированного сока («мзда»); исследования по разработке безотход ной переработки плодовдыни.

Выполнен анализ технологических приемов переработки плодов дыни рассмотрены технологии производства вяленой дыни с использованием солнечной сушки, а также гелиосушильных установок.

Установлено, что при безотходной переработке с 1 тонны плодов дыда можно, получить; дынный джем - 155. 165 кг или концентрированный данный сок («мед») - 65. 70 кг или вяленая (сушеная) дыня - 70. /5 КГ, pcvîn-тельное масло-2,5. 3,0 кг;белковая мука из кожуры-20. 23 кг.

Безотходная технология переработки плодов дыни выполняется согласно схеме (рис. ! ). Самым трудоемким процессом в технологии безотходной переработки является первичная переработка плодов, которая вшочаат: очистку кожуры с поверхности плодов; огделгние семян с плацентами; раз-резчние мякоти на дольки. На выполнение этого процесса при ручной подготовке дыни к последующей переработке затрачивается 7. 12 минут, что ограничивает возможности применения технологии из-за необходимости привлечения большого числа рабочих для выполнения этих операций.

При средних площадях, используемых для выращивания дыня в хозяйствах, 30. 70 га и минимальной урожайности - 200 ц/га объем работ составляет более 600 т. Чтобы переработать такое количество плодов необходимо привлекать большое число работников, à если учесть, что период созревания летних и осенних сортов дыни составляет всего 45. 50 дней, то ежедневный объем работ (сменная выработка) должны составлять более 12 т/смену. Пере-

работка такого количества сырья является весьма сложной задачей. Поэтому дл* создания и внедрения безотходной технологии переработки необходима механизация первичной переработки.