Пыльцевая обножка быстро портится, поэтому большое значение для сохранения ее качества имеет первичная обработка продукта в условиях пасеки.
Один из способов консервации обножки (пыльцы) — сушка, однако сам процесс мало изучен, а способы и устройства для него характеризуются существенными недостатками: периодичность процесса; недопустимость попадания на пыльцу прямых солнечных лучей из-за значительной потери питательных веществ; неравномерность просушивания слоя материала; образование корки на его поверхности; отсутствие специального оборудования и др. Для обоснования технологических режимов работы сушилки непрерывного действия, а также ее конструкции необходимо знать физико-механические и теплофизические свойства пыльцы. Они определяют не только технологическую сторону процесса, но и конструктивно-режимные параметры работы сушилки, от которых зависит энергоемкость сушки.
В связи с этим на кафедре «Механизация животноводства» Рязанской ГСХА определяли основные характеристики сушки обножки. Гранулометрический состав сухой пыльцы устанавливали по ГОСТ 13496.8–72 с помощью ситового анализа на приборе Журавского; относительную влажность — по ТУ 10 РСФСР 505–92; объемную массу и угол внутреннего трения с использованием литровой пурки ПХ-1 — по ГОСТ 7861–74, высыпая обножку на горизонтальную плоскость с образованием конуса; углы трения по нержавеющей стали без давления в покое и движении — на наклонной плоскости; коэффициенты теплоемкости, температуропроводности и теплопроводности — методом плоского зонда по принципу, предложенному А.Ф.Чудновским.
После рассева пыльцы на ситах с отверстиями Ø 0,5–3 мм 98,5% массового выхода материала оказалось на сите с отверстиями Ø 1 мм, оставшиеся 1,5% представляли собой развалившуюся обножку и мелкие примеси. Для определения зависимости объемной массы от влажности использовали обножку с частицами средним размером 2,5 мм.
По результатам исследований была построена графическая зависимость (рис. 1). Анализируя ее, можно отметить, что при уменьшении относительной влажности гранул пыльцы с 26,61 до 12,68% объемная масса увеличивается с 598,23 до 633,32 кг/м3. Это свидетельствует о более значительном уменьшении объема гранул по сравнению с их массой. Вогнутый вид кривой говорит об интенсификации усадки, то есть уменьшении размеров и объема гранул пыльцы при снижении влажности.
Результаты определения внутреннего коэффициента трения и коэффициентов трения в покое и движении по нержавеющей стали в зависимости от влажности обножки представлены на рисунке 2. Из него видно, что с увеличением влажности пыльцы с 12,68 до 26,61% возрастают коэффициенты трения: коэффициент внутреннего трения с 0,626 до 0,701; статический коэффициент трения о сталь с 0,440 до 0,549 и динамический коэффициент трения о сталь с 0,241 до 0,342.
Теплофизические характеристики пыльцы определяли при температуре 25°С в зависимости от влажности и при влажности 20% в зависимости от температуры. При исследовании зависимости теплофизических свойств обножки температура варьировала в пределах 20–40°С, что соответствует производственным условиям сушки. По результатам исследований были построены графические зависимости теплоемкости с, коэффициентов теплопроводности λ и температуропроводности а от влажности и температуры пыльцы (рис. 3).
Как видно из рисунка 3, а, с повышением влажности пыльцы все теплофизические свойства возрастают. Это характерно для большинства сыпучих органических материалов и объясняется увеличением влаги в местах соприкосновения частиц пыльцевой обножки.
Так, при увеличении относительной влажности пыльцы с 12,35 до 25,96% коэффициент температуропроводности возрастает с 10,2•10–8 до 19,968•10–8 м2/с; коэффициенты теплопроводности и теплоемкости — с 0,232 до 0,537 Вт/(м•°С) и с 1,869 до 2,205 кДж/(кг•°С) соответственно.
С увеличением температуры возрастают все теплофизические константы (рис. 3, б). Связано это с тем, что вязкость воды с повышением температуры снижается, возрастает ее испарение, а перенос теплоты происходит не только в результате теплопроводности системы пыльца — вода — воздух, но и благодаря частичному переносу теплоты паром. С повышением температуры пыльцы с 17,33 до 42°С коэффициент температуропроводности возрастает с 12,7•10–8 до 16•10–8 м2/с; коэффициенты теплопроводности и теплоемкости — с 0,307 до 0,409 Вт/(м•°С) и с 1,981 до 2,095 кДж/(кг•°С) соответственно.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что объемная масса и коэффициенты трения пыльцы в значительной степени зависят от влажности, а коэффициенты температуропроводности, теплоемкости и теплопроводности — как от влажности, так и от температуры. Эти изменения физико-механических и теплофизических свойств пыльцы следует учитывать при расчете теплового баланса сушилки непрерывного действия.
Р.А.МАМОНОВ
Рязанская ГСХА
Адрес редакции журнала "Пчеловодство":
