РОЗДІЛ 2
ТЕОРЕТИЧНІ ПЕРЕДУМОВИ АЕРОІОНІЗАЦІЙНОЇ ОБРОБКИ ПЛОДООВОЧЕВОЇ ПРОДУКЦІЇ ПРИ
ТРИВАЛОМУ ЗБЕРІГАННІ
2.1. Фізичні закономірності дії електричного поля та фактори впливу на процес
зберігання плодоовочевої продукції
Безпосередній вплив електричної енергії, яка зосереджена в електричному полі,
на оброблюваний продукт без додаткових проміжних трансформацій енергії, а
значить і без додаткових втрат, що супроводжують ці проміжні трансформації, є
головним елементом при обробці продукції.
При цьому, електричне поле в більшості технологічних процесів
(електросепарація, передпосівна обробка, вплив на біологічну структуру та
стимуляцію плодоовочевої продукції, розпилювання живильних і протруючих
препаратів тощо) зумовлює безпосередню передачу електричної енергії до об’єкту
обробки. Тобто поле можна розглядати як робочий орган, що прямо взаємодіє і
безпосередньо впливає на об’єкт, його властивості та структуру.
Силовий вплив електричного поля на продукт може реалізовуватися в різних
формах, мати різний кінцевий результат. При цьому можуть виникати наступні
явища:
* наявність високого потенціалу сприяє збільшенню електричного заряду частинки,
створенню умов для більшої їх орієнтації (спрямованості) в полі, наприклад,
аероіонів, рівномірності осадження їх на об’єкт (продукцію);
* підвищення напруженості електричного поля сприяє більш направленому руху
заряджених частинок до об’єкту обробки, збільшенню їх рухомості в
міжелектродному просторі, що обумовлює спрямоване їх осадження на поверхні
об’єкту обробки;
* орієнтація та траєкторія руху заряджених частинок обумовлюється іонізаційними
процесами, які визначаються не тільки параметрами електричного поля, але і
властивостями середовища, в якому здійснюється процес.
Базуючись на закономірностях, які притаманні законам електрогазодинаміки, можна
стверджувати, що неодмінною умовою протікання більшості електротехнологічних
процесів є вирішення комплексу задач, які і обумовлюють фізичні закономірності
дії електричного поля та фактори впливу його на різні об’єкти обробки, в тому
числі і на покращення лежкоздатності плодоовочевої продукції шляхом зменшення
втрат маси та подовження природної якості.
Аналізуючи фізичні закономірності дії електричного поля, нами визначені групи
факторів, що мають суттєвий вплив на процес обробки:
* електричне поле, його вид, параметри, які характеризують силову та
“технологічну“ дію;
* умови та параметри, які визначають середовище, в якому відбувається обробка
продукції;
* електричні та технологічні параметри, які зумовлюють вплив на ефективність
обробки;
* умови до продукції та технологічного обладнання.
При проведенні досліджень зі встановлення впливу параметрів електричного поля
на ефективність процесу якісної аероіонізаційної обробки плодоовочевої
продукції нами встановлено, що при створенні сильного електричного поля на
процеси, що відбуваються в міжелектродному проміжку, в першу чергу, впливають
напруженість електричного поля, форма коронуючих електродів, параметри
середовища, де відбувається обробка, режими обробки тощо.
В переважній більшості технологічних процесів по обробці плодоовочевої
продукції використовують електричне поле коронного розряду. Коронний розряд –
самостійний високовольтний електричний розряд в газі, який виникає в різко
неоднорідному електричному полі поблизу електродів з малим радіусом кривизни
(вістря, тонкі дротики тощо) [64, 102].
Особливістю різко неоднорідних полів є висока напруженість поля (E) біля
коронуючого електроду з малим радіусом кривизни поверхні [102]. При коронному
розряді відбувається іонізація – утворення вільних електронів, позитивних і
негативних іонів з електрично нейтральних атомів і молекул повітря, озону, які
знаходяться поблизу коронуючого електроду.
Електричний коронний розряд [64, 102] поділяється на уніполярний (у зовнішній
зоні міжелектродного проміжку існують заряди тільки одного знака) та
біполярний. Біполярна корона постійного струму виникає тільки в проміжку з
двома коронуючими електродами, а уніполярна корона є там, де коронує тільки
один з двох електродів.
Розглядаючи процес обробки плодоовочевої продукції в електричному полі
коронного розряду з метою підвищення її лежкості при зберіганні та враховуючи
дослідження, що проводилися в цьому напрямі [23, 29, 39 55, 102, 126], можна
стверджувати про необхідність застосування уніполярної корони як більш
ефективної та “технологічної“. Головною особливістю такої зарядки є те, що
іонізаційні процеси проходять не по всій довжині міжелектродного проміжку (L),
а тільки поблизу електроду. Ця зона характеризується значно високими
напруженостями електричного
поля (Е,) у порівнянні із середніми значеннями для всього міжелектродного
проміжку
(рис. 2.1.).
Необхідною умовою підтримання високої напруженості електричного поля,
можливості отримання збільшення величини питомого електричного заряду (q),
збільшення концентрації (n) іонів у
зоні обробки та підтримання швидкості (Vі) їх проходження по міжелектродному
проміжку (L) до об’єкта обробки є збільшення початкової напруги (U0) на
коронуючому електроді. Потрібно враховувати і роль напруженості електричного
поля, що являє собою не тільки силову характеристику поля, але і параметр, який
в значній мірі визначає силу, під дією якої відбувається рух заряджених
частинок, наприклад, аероіонів у напрямку дії поля до об’єкту обробки.
У загальному вигляді [64, 102] це співвідношення має наступний вигляд
F = E · q, (2.1)
де F – сила, що діє на іон, Н;
Е – напруженість електричного поля, кВ/м;
q – заряд іону, Кл.
При уніполярній короні міжел
- Київ+380960830922