Ресурсосберегающие методы управления ик-энергоподводом в процессах производства оздоровительного чая




НазваниеРесурсосберегающие методы управления ик-энергоподводом в процессах производства оздоровительного чая
страница1/5
Дата30.12.2012
Размер0.53 Mb.
ТипАвтореферат
  1   2   3   4   5

На правах рукописи




Худоногов Игорь Анатольевич




РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ

ИК-ЭНЕРГОПОДВОДОМ В ПРОЦЕССАХ

ПРОИЗВОДСТВА ОЗДОРОВИТЕЛЬНОГО ЧАЯ


Специальность 05.20.02 – Электротехнологии и

электрооборудование в сельском хозяйстве


Автореферат диссертации

на соискание ученой степени доктора технических наук


Красноярск – 2009




Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»


Научный консультант доктор технических наук, профессор

Цугленок Николай Васильевич


Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Куликова Лилия Васильевна


доктор технических наук, профессор

Пантелеев Василий Иванович


доктор технических наук, профессор

Багаев Андрей Алексеевич


Ведущая организация Сибирский институт механизации и

электрификации сельского хозяйства

СО РАСХН


Защита диссертации состоится 05 июня 2009 г. в 900 на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 220.037.01 при ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет», по адресу 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 90, КрасГАУ (тел./факс: (8-391) 227-36-09).


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО "Красноярский государственный аграрный университет".

Автореферат разослан «_____» ______________ 2009 г.

Автореферат размещен 04 марта 2009 г. на сайте www.kgau.ru


Учёный секретарь

диссертационного совета Бастрон А.В.




ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ


Актуальность проблемы. В ежегодном послании президента Российской Федерации к Федеральному собранию были приведены статистические данные о состоянии здоровья широких кругов населения. Ежегодно убыль населения по России составляет более 700 000 человек.

В рамках национального проекта «Здоровье» в части профилактики и лечения заболеваний, которые дают высокий процент смертности среди населения, была предложена долгосрочная программа по оздоровлению широких кругов населения путем применения комплексной социально-медицинской программы. По материалам этой программы Министерством здравоохранения и социального развития был обоснован новый научно-методический подход к моделированию параметров здоровья широких кругов населения. Он основан на принципе культивирования здорового образа жизни с привлечением средств управления качеством состояния здоровья. В качестве таких средств можно применять природные целебные средства – оздоровительные чаи разного спектра действия. В настоящее время в развитых странах Америки, Европы и Азии около 80 % населения отдают предпочтение оздоровительным чаям. Тенденция эта наблюдается и в России.

Для организации производства оздоровительного чая из дикорастущих и культивируемых лекарственных растений в России имеются значительные ресурсы. 79 % территории Иркутской области покрыто лесами, в которых произрастает более 500 видов лекарственных растений. Многие лекарственные растения культивируются и могут культивироваться на территории области. Из них более 160 видов можно использовать для получения оздоровительного чая. Иркутская область является одним из крупнейших производителей электроэнергии, 2/3 которой вырабатывается на гидроэлектростанциях, относящихся к возобновляемым и дешевым источникам энергии. Аналогичное положение наблюдается как с ресурсами лекарственных растений, так и с электроэнергетическими ресурсами в других регионах России.

В настоящее время в процессах термообработки лекарственных растений используются ресурсоистощающие методы и средства. Технология переработки дикорастущих и культивируемых растений базируется в основном на ручном труде, с использованием для большинства технологических операций естественных источников энергии (сушка на солнце, сушка в тени, под навесами и т.п.) и применении искусственного нагрева – с помощью пламенных сушилок, теплиц, русских печей. Основные теплофи­зические операции, такие как завяливание, ферментация, сушка и обжаривание в технологии переработки лекарственных растений проводятся при помощи специальных энергети­ческих установок, работающих в основном на принципе сжигания твердого, жидкого или газообразного топлива. Естественная сушка в тени и пламенная техника имеет ряд существенных недостатков – температурный режим получается нестабильным, тем более трудно его регулировать, поэтому готовый продукт характеризуется низким качеством и плохим товарным видом. Выход активно действующих веществ в лекарственном сырье после естественной сушки не превышает 3–5 %, а иногда составляет 0 % (например, выход йода в медунице).

В этой связи для получения необходимого количества активно действующих веществ, исчисляемых сотыми или десятыми долями процента, потребуется собрать и переработать большее количество лекарственного сырья, что может привести к истощению ресурсов лекарственных растений.

Ежегодно в Иркутской области производится 50–60 млрд кВт×ч элек­троэнергии, вырабатываемой в основном на гидроэлектростанциях ангар­ского каскада. Перспективным направлением развития производства электроэнергии в Иркутской области является использование энергии малых рек, солнца, ветра, теплоты земли, биомассы и других нетрадиционных источников энергии.

Анализ принципов, методов, способов и средств для процессов термообработки лекарственных растений показывает, что наиболее эффективными из них являются те, которые базируются на использовании электрической энергии, превращенной в энергию электромагнитного излучения. Причём теория и практика по использованию электромагнитного поля в процессах обработки и переработки дикорастущих и культивируемых растений указывает на более высокую эффективность инфракрасного (ИК) излучения. В диссертации выполнен комплекс работ по применению энергии ИК-излучения в процессах обработки и переработки лекарственных растений в оздоровительный чай. Это связано с тем, что технические средства, работающие на принципе преобразования электрической энергии в энергию ИК-излучения, предназначенную для процессов термообработки культивируемых и дикорастущих растений просты, надежны, экономичны и, как правило, являются экологически чистыми. ИК-излучение активно поглощает воду, содержащуюся в продукте, но не поглощается тканью продукта, поэтому влагоудаление возможно при температуре 40–70 °С, что позволяет полностью сохранить биологически активные вещества, естественный цвет и аромат.

Серийно выпускаемые в последнее время в Донецке и Санкт-Петербурге ИК-сушильные установки «Суховей» и «Вихрь» подтверждают эффективность использования ИК-излучения для сушки корнеплодов, овощей и фруктов. Однако возможность использования этих установок для термообработки дикорастущих и культивируемых лекарственных растений с целью получения чая с оптимальным составом активнодействующих веществ не рассматривается. Недостатком установок является отсутствие теории и систем управления дискретным ИК-энергоподводом.

Сложившаяся экономическая ситуация в стране, переход к рыночной экономике, ведет к росту стоимости энергоресурсов, в связи с чем наблюдается постоянная тенденция к повышению тарифов на энергоресурсы, что создает предпосылки для внедрения энергосберегающих электротехнологий. Эффективность электротехнических средств ИК-облучения обусловлена применением новых, научно обоснованных методов и средств управления энергоподводом. В связи с изложенным получение продукта с оптимальным составом действующих веществ при минимальном расходе энергии является важной научной проблемой сельскохозяйственной энергетики, решение которой должно включать в себя концепцию и методологию выбора ресурсосберегающих методов управления ИК-энергоподводом в процессах переработки лекарственных растений в оздоровительный чай.

Работа выполнена в соответствии с программой научного обеспечения АПК РФ и по плану НИР КрасГАУ в соответствии с заданием 09.02 «Разработать новые наукоемкие электротехнологии и оборудование для энергетического обеспечения технологий производства сельскохозяйственной продукции и социально-бытовой сферы села на 2006 – 2010 годы».

Цель и задачи исследований. Цель работы – разработать ресурсосберегающие методы управления дискретным ИК-энергоподводом в процессах переработки лекарственных растений в оздоровительный чай.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить комплекс взаимосвязанных между собой задач:

1. Выполнить анализ состояния технологии обработки и переработки лекарственных растений в оздоровительный чай и определить пути решения данной проблемы.

2. Изложить общую методологию решения научной проблемы формирования активно действующих веществ в процессах производства оздоровительного чая.

3. Разработать математические модели взаимодействия системы «излучатель-растение» в процессах производства оздоровительного чая.

4. Привести методику и технику экспериментальных исследований.

5. Провести экспериментальные исследования по определению эффективных методов и средств управления ИК-энергоподводом в технологии оздоровительного чая.

6. Провести комплекс работ по испытанию ИК-установок, внедрить результаты исследований в производство оздоровительного чая и определить технико-экономическую эффективность.

Объект исследования. Объектом исследования является процесс переработки лекарственных растений ИК-излучением в технологии оздоровительного чая.

Предмет исследования. Предметом исследования являются причинные и функциональные связи и закономерности взаимодействия электротехнологических параметров и показателей эффективности ИК-обработки.

Методы исследования. Методическую основу организации исследований инфракрасной обработки дикорастущих и культивируемых лекарственных растений составляет аппарат теории тепломассообмена. Проводилось теоретическое обобщение применимости эффективных методов объемного ИК-облучения в сочетании с дискретными режимами ИК-энергоподвода применительно к процессам термообработки лекарственных растений. Использованы методы теоретической и практической фотометрии, математическое моделирование, методы математической статистики.

Эффективные режимы ИК-облучения лекарственных растений определены посредством теоретических и экспериментальных исследований.

Основные параметры процессов термообработки лекарственных растений соответствовали технологическим требованиям и были исследованы на специально разработанных экспериментальных установках лабораторного и производственного типов с использованием современных измерительных приборов, в том числе и дериватографии.

Соответствие полученного чая требованиям нормативных документов по органолептическим показателям и составу определялось специальным центром, аккредитованным в системе “ГОСТ Р”.

Структуру и состав активно действующих веществ в лекарственных растениях до переработки и после переработки ИК-излучением определяли в областной «Агрохимлаборатории».

Научную новизну исследований представляют:

– методология выбора ресурсосберегающих методов управления ИК-энергоподводом при формировании активно действующих веществ в процессах производства оздоровительного чая;

– математические модели по взаимодействию системы «излучатель-растение» в процессах производства оздоровительного чая;

– методы и способы управления ИК-энергоподводом в процессах производства оздоровительного чая;

– закономерности по управлению методами ИК-энергоподвода в процессах переработки лекарственных растений в оздоровительный чай с оптимальным составом активно действующих веществ;

– терморадиационные и теплофизические свойства основных лекарственных растений;

– новые высокотехнологичные схемы объемного ИК-облучения и технические средства для термообработки лекарственных растений.

Практическая значимость и реализация работы. По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработана электротехнология и электрооборудование для производства оздоровительного чая из лекарственных растений.

На основе этих разработок при Иркутской государственной сельскохозяйственной академии (ИрГСХА) была создана мини-фабрика по производству оздоровительного чая. При сотрудничестве с Восточно-Сибирским цен­тром стандартизации и метрологии утверждены технические условия на про­изводство “Чая Байкальского” (ТУ-9191-001-0492916-94). Результаты работы использованы в учебном процессе ИрГСХА и Иркутского государственного университета путей сообщения (ИрГУПС) и при написании опубликованной монографии: «Основы технологии оздоровительного чая» (2006 г.).

Основные положения, выносимые на защиту:

–  методология решения научной проблемы формирования активно действующих веществ в электротехнологии оздоровительного чая путем применения ресурсосберегающих методов, способов и электротехнических средств управления ИК-энергоподводом;

– математические модели по взаимодействию системы «излучатель-растение» в процессах переработки лекарственных растений в оздоровительный чай;

– терморадиационные характеристики листьев основных видов лекарственных растений в ИК-диапазоне излучения применительно к требованиям термообработки;

– обоснование, выбор и методы расчета новых энергосберегающих ИК-излучателей для термообработки лекарственных растений;

– ресурсосберегающий прерывный и импульсно-прерывный методы управления ИК-облучением и законы регулирования их параметров в процессах переработки лекарственных растений;

– принцип послойного объемного ИК-облучения при согласном с потоком перемещении обрабатываемого сырья; технологическая схема и методика синтеза основных электротехнических средств, образующих многоярусную облучательную установку.

Апробация работы. Основные положения и результаты иссле­дований докладывались и обсуждались на научно-практических конферен­циях ИрГСХА (1991, 1992, 1995, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001гг.); «АGROLASER-2001» (Польша, 2001 г.); региональной научно-практической конференции «Наука и преподавание дисциплин естественного цикла в образовательных учреждениях» (Улан-Удэ, 2002г.); международной научно-технической конференции «Энергетика, экология, электроснабжение, транспорт» (Тобольск, 2004 г.); всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития транссибирской магистрали в ХХI веке» (Чита 2006г.); международной научно-практической конференции «Совместная деятельность сельскохозяйственных товаропроизводителей и научных организаций в развитии АПК Центральной Азии» (Иркутск, 2008 г.); научно-практической конференции «Безопасность регионов – основа устойчивого развития» (Иркутск, 2007г.); научных конференциях Красноярского государственного аграрного университета (Красноярск, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009 гг.); результаты исследований получили высокую оценку (Диплом III степени по итогам выставки-ярмарки «Ресурсы Приангарья-96») на семи международных выставках-ярмарках, на выставках «Энергосбережение: технологии, приборы, оборудование» (Иркутск, 2007, 2008гг.), на «Инновационном форуме 2009».

Публикации. По теме диссертации опубликована 41 работа, из них 1 монография, 1 учебное пособие, 5 патентов на изобретение, 7 работ в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных экспертным советом ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Объём диссертации 385 страниц, в том числе 346 страниц основного текста. Список литературы состоит из 290 источников. В 3 приложениях приведены вспомогательные материалы.

  1   2   3   4   5

Похожие:

Ресурсосберегающие методы управления ик-энергоподводом в процессах производства оздоровительного чая iconРабочая программа по дисциплине Аналитическая химия и физико-химические методы анализа
Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии
Ресурсосберегающие методы управления ик-энергоподводом в процессах производства оздоровительного чая iconПрограмма (Syllabus) Дисциплина: Модели и методы управления
«Модели и методы управления» составлена на основе госо мон рк 2006г по специальности 050704 «Вычислительная техника и программное...
Ресурсосберегающие методы управления ик-энергоподводом в процессах производства оздоровительного чая icon«Прогрессивные ресурсосберегающие технологии производства продукции животноводства» рассмотрена и утверждена методическим советом Ставропольского государственного аграрного университета протокол №
Директор Департамента научно-технической политики и образования Минсельхоза России
Ресурсосберегающие методы управления ик-энергоподводом в процессах производства оздоровительного чая iconЕдиный тарифно-квалификационный справочник работ и профессий рабочих Выпуск 51 Разделы
Кондитерское производство; Крахмалопаточное производство; Производство сахара; Производство пищевых концентратов; Табачно-махорочное...
Ресурсосберегающие методы управления ик-энергоподводом в процессах производства оздоровительного чая iconМетоды, модели и алгоритмы управления технологическим процессом производства агломерата на основе оптико-электронного контроля его качества
Специальность: 05. 13. 06 Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Ресурсосберегающие методы управления ик-энергоподводом в процессах производства оздоровительного чая iconАвтоматизация проектирования раскройно-заготовительного производства светопрозрачных конструкций на основе проблемно-ориентированных методов оптимизации
Создание и широкое внедрение сапр тп раскроя, представляющих собой новые, ресурсосберегающие технологии, обеспечивает снижение расхода...
Ресурсосберегающие методы управления ик-энергоподводом в процессах производства оздоровительного чая iconУчебно-методический комплекс по дисциплине управление качеством
Сущность качества и управления им, основные методы управления качеством, сферы приложения методов управления качеством, сферы приложения...
Ресурсосберегающие методы управления ик-энергоподводом в процессах производства оздоровительного чая iconРекомендовано к изданию решением секции организации строительного производства цнииомтп госстроя СССР
Абот при возведении зданий и сооружений, построения геодезической разбивочной основы. Приведены состав проекта производства геодезических...
Ресурсосберегающие методы управления ик-энергоподводом в процессах производства оздоровительного чая iconПрограмма междисциплинарного экзамена для поступающих в магистратуру по направлению 241000 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии»
«Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии», специализации
Ресурсосберегающие методы управления ик-энергоподводом в процессах производства оздоровительного чая iconУчебно-методический комплекс дисциплины антикризисное управление Специальность: 080507. 65 «Менеджмент организации»
Управление рисками. Инвестиционная политика в антикризисном управлении. Стратегия и тактика антикризисного управления. Взаимодействие...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница