Вестник МГТУ. 2015, №4.

Бражная И. Э. и др. Изучение процесса дымообразования во фрикционном… 620 УДК 664.951.32 И. Э. Бражная, Ю. Т. Глазунов, А. М. Ершов Изучение процесса дымообразования во фрикционном дымогенераторе и решение обратной задачи теплопроводности I. E. Brazhnaya, Yu. T. Glazunov, A. M. Ershov Studying the process of smoke generation in the friction smoke generator and solution of the inverse problem of heat conduction Аннотация. Представлены результаты анализа оптимального диапазона влажности древесины для производства дыма во фрикционном дымогенераторе, влияния начальной массовой доли воды в древесине на цветообразование готовой продукции, зависимости температурного распределения в полубесконечной среде от времени нагревания; приведено решение обратной задачи теплопроводности. Abstract. The paper contains the analysis of the optimal range of wood humidity for smoke production in the friction smoke generator, the impact of the initial mass fraction of water in the wood on color formation on the finished product, the dependence of temperature distribution in a semi-infinite medium on the heating time. The results of solving the inverse heat conduction problem have been shown. Ключевые слова: фрикционный дымогенератор, влажность древесины для производства дыма, распределение температурного фронта в полубесконечной среде, коэффициент температуропроводности. Key words: friction smoke generator, wood moisture content for smoke production, temperature distribution in semi-infinite medium, thermal diffusivity. Введение Развитие рыбной промышленности предполагает комплексное решение задач вылова, технологической переработки и воспроизводства гидробионтов. Рыбные продукты являются источником белков животного происхождения, полиненасыщенных жирных кислот, витаминов, макро- и микроэлементов. При реконструкции существующего и организации нового производства в современных экономических условиях необходимо расширять ассортимент и улучшать качество пищевой продукции. Особое внимание уделяется канцерогенной безопасности продукции и экологии промышленного производства, а также совершенствованию конструкций дымогенераторов ∗ [1]. Коптильный дым, полученный с помощью фрикционных дымогенераторов, отличается повышенным содержанием карбонильных соединений, кислот, фенолов и практически не содержит канцерогенных веществ [2], [3]. Oднако опытным путем установлено, что рыбное сырье, выкопченное таким дымом, практически не изменяет цвет поверхности и в результате не соответствует требованиям нормативной документации по органолептическим показателям. Интенсифицировать процесс цветообразования можно за счет увеличения паровой фазы дыма [4, с. 2]. Материалы и методы В связи с особенностями конструкции фрикционного дымогенератора распределение температурных полей внутри образцов изучали в статическом режиме на лабораторной установке с электроподогревом. Для экспериментальных исследований были изготовлены образцы с просверленными на разных уровнях от поверхности нагрева отверстиями для размещения в них термопар. Изучение скорости пиролиза и распределение температурных полей в древесине в динамичном режиме проводили на промышленном фрикционном дымогенераторе конструкции Мурманского высшего инженерного морского училища имени Ленинского комсомола (разработчик А. М. Ершов) с использованием образцов древесного сырья размером 80×80×400 мм с различной начальной влажностью. В образцах отверстия для термопар были просверлены на расстоянии 50 мм от поверхности вращающегося барабана дымогенератора. Для измерения температуры пиролиза использовали цифровой потенциометр ХК (L) с интервалом измеряемых температур от 0 до 800 °С (0,15/0,05) и тарированные хромель-копелевые термопары. Тарирование термопар проводили в термостате типа ТС-24. Время контролировали секундомером. Массовую долю воды в древесном сырье определяли по стандартным методикам. Все измерения проводили в трехкратной повторности. Экспериментальные результаты обрабатывали общеизвестными методами математической статистики. При определении зависимости скорости прогревания древесины от ее влажности необходимо решить обратную задачу теплопроводности по известным из эксперимента температурным полям, с учетом ∗ Устройство для генерации коптильного дыма : пат. 2363163 Российская Федерация. № 2008109680/13 ; заявл. 11.03.08 ; опубл. 10.08.09, Бюл. № 22. 6 с. Устройство для генерации дыма : пат. 2468587 Российская Федерация. № 2011118048/10 ; заявл. 04.05.12 ; опубл. 10.12.12, Бюл. № 34. 6 с.