Обгрунтовано та реалізовано енергоефективні режими роботи електротепловентиляційного обладнання для активного вентилювання та сушіння зерна, які дозволяють зменшити питомі витрати електроенергії та мінімізувати витрати енергії на зневодненні. Наведено результати теоретичного й експериментального дослідження впливу імпульсно-періодичних режимів роботи електротепловентиляційного обладнання на питомі витрати елекроенергії. Обгрунтовано енергетичну доцільність використання диференційованих режимів роботи вентиляційних та електронагрівальних установок за умов перерозподілу їх потужностей відповідно до інтенсивності зміни вологості зерна в процесі кондиціювання. Досліджено режими використання теплових акумуляторів і геліонагрівачів повітря для установок досушування зерна. Проведено комплексну перевірку й оцінено економічну ефективність розроблених технологічних режимів функціонування установок досушування зерна.

Створено математичну модель процесу нагріву зерна ріпаку в прес-екструдері з індукційним обігрівом, враховуючи розподіл температури в напрямку руху матеріалу.

Розроблено методику моделювання процесу сушіння зерна в математичному середовищі Simulink Matlab для визначення динамічних режимів роботи зерносушарки.

Післязбиральна обробка і зберігання зерна є важливим етапом в загальному процесі виробництва зерна, що дозволяє не тільки кількісно і якісно зберегти вирощений урожай, але і забезпечити отримання максимального прибутку від його реалізації при найбільш вигідній кон'юнктурі ринку. Термічне сушіння забезпечує зберігання зібраного урожаю, запобігає його втратам, а також у деяких випадках підвищує якість готового продукту. Необхідність інтенсифікації і автоматизації технологічних процесів післязбиральної обробки зерна потребує розвитку методів математичного моделювання енергоємних процесів термічного сушіння. Визначення і обгрунтування оптимальних режимів і параметрів роботи сушильного обладнання для забезпечення якісного сушіння можливе лише з використанням методів математичного моделювання. Термічне сушіння дисперсного матеріалу описується складними математичними моделями в частинних похідних теорії тепло- і масообміну. Аналітичне рішення системи диференціальних рівнянь, що описують тепло- і масообмін в товстому шарі матеріалу при змінному режимі до цих пір не отримано, тому роботи, щодо розвитку спрощених аналітичних модельних представлень є надзвичайно актуальними, оскільки, дозволяють провести ідентифікацію взаємопов'язаних процесів тепло- і масообміну в діючих сушильних установках. Мета роботи - отримання формул для спрощеного розрахунку параметрів шару зерна і теплоносія в напрямку руху в колонковій сушарці. Розглянуті математичні моделі нестаціонарного процесу сушіння дисперсного матеріалу у щільному шарі дозволяють визначати розвиток полів температури і вологовмісту в шарі дисперсного матеріалу в установках безперервної дії, що дозволяє визначати режими і параметри сушильних установок для забезпечення якісного і енергоефективного процесу.

В системі технологічних операцій з післязбиральної обробки зерна важливе місце займає термообробка. Підведення теплової енергії до зерна при термообробці проводиться конвективним, радіаційним, кондуктивним методом. Найбільш економічно вигідний метод підведення енергії до зерноматеріалів є радіаційний, а саме, інфрачервоним випромінюванням, причому, цей метод дозволяє проводити всі види термообробки зерна. Для оптимізації процесу обробки насіння інфрачервоним випромінюванням за критеріями енергоефективності, а також, термолабільності зерна, поставлено за мету розробити математичну модель, що описуватиме динаміку процесу нагріву зернівки в рухомому шарі залежно від визначальних параметрів процесу (потужності змінного за довжиною транспортера теплового потоку, максимальної температури нагріву поверхні зернівки). Відповідно до мети у статті розглянуто аналітичні математичні моделі нагрівання зернівки інфрачервоним випромінюванням при постійному і змінному радіаційному потоці для рухомого шару зерноматеріалу. Розглянуті математичні моделі дозволяють визначати динаміку розвитку температурного поля зернівки під час термообробки інфрачервоним випромінюванням залежно від технологічних параметрів терморадіаційної установки. Одержані залежності дозволяють моделювати динаміки зміни середньої температури, температури поверхні, темп нагріву зернівки при термообробці ІЧ-випромінюванням в рухомому шарі з метою визначення оптимальних технологічних значень часу дії і потужності теплового потоку (з урахуванням періодичної зміни його сприймаємої потужності рухомим зерноматеріалом) для різних видів термообробки.

В системі технологічних операцій післязбиральної обробки урожаю сільськогосподарських культур важливе місце займає сушіння. Універсальні сушарки барабанного типу широко використовуються в господарствах, оскільки, дозволяють проводити зневоднення різних сипучих вологих матеріалів, але за цілим рядом показників роботи (питомі затрати енергії, рівень автоматизації, виконання екологічних вимог, та інші) ці сушарки не зовсім відповідають сучасним вимогам виробництва сільськогосподарської і переробної галузей. Вирішення задач оптимізації щодо продуктивності і енергозатрат барабанних агрегатів можливе лише за наявності адекватної математичної моделі процесів тепло- і масообміну з урахуванням визначальних параметрів процесу. На основі аналізу літературних джерел обгрунтовано наукове завдання аналітичного математичного опису і розрахунку визначальних параметрів процесу сушіння рослинних дисперсних матеріалів в пневмобарабанних агрегатах. За допомогою методів теплового і матеріального балансу на основі спрощених уявлень про процеси тепло- і масообміну побудовано математичну модель, що описує зміну параметрів сушильного агента і матеріалу в пневмобарабанному агрегаті в процесі переміщення вздовж обертального барабану. Для прикладу аналітичного аналізу зміни температури сушильного агента і матеріалу та його вологовмісту наведено розв'язок одержаних рівнянь для лінійного закону переміщення матеріалу вздовж барабану. Таким чином в результаті виконаного дослідження одержано математичну модель стаціонарного процесу сушіння рослинного матеріалу в пневмобарабанному агрегаті. Визначено аналітичні залежності, що описують розподіл параметрів процесу сушіння матеріалу в барабані з урахування швидкості переміщення.

Можливість термообробки дисперсних матеріалів, що рухаються в прямоточному газовому потоці, є відомою. Теплообмін в рухомому потоці газу характеризується високою інтенсивністю передачі теплоти від газу-теплоносія до матеріалу і навпаки від нагрітого матеріалу до охолоджуючого повітря. Однак відсутня надійна математична модель, що відтворює динаміку теплообміну в об'єктах з розподіленими параметрами, не дозволяє визначати раціональні параметри і режими таких установок, стримує розвиток системи управління. Для вирішення цього питання розроблено математичну модель нагріву зерна за умов пневмотранспортера з урахуванням розподіленості параметрів. Основою для моделі обрано рівняння теплового балансу, якими можна описати процеси конвективного теплообміну для виділеного елемента труби. Одержані рівняння, які визначають розподіл температур теплоносія і зерна за довжиною пневмотракта для будь-якого моменту часу. При цьому новизною є можливість одним рівнянням визначити перехідний процес для фактичного розподіленого об'єкта. Результатом статті є встановлені математичні залежності зміни температури зерна і теплоносія при прямоточному русі в пневмоканалі за висотою та в часі. Одержану динамічну модель теплообміну зерна з теплоносієм можна використовувати для розробки системи керування процесом нагріву, що значно підвищить його ефективність.

Наведено математичний опис динаміки нагріву зерна ІЧ-опромінюванням за змінної в напрямку руху потужності нагрівачів.

Вивітлено питання підвищення енергоефективності термообробки зернових матеріалів. Зазначено, що розглянуті в роботі математичні моделі надають теоретичні передумови вирішенню питань раціонального використання енергоресурсоносіїв під час термообробки зерна, підвищення його якості. Подано інформацію про технології та машини високоінтенсивної термообробки зернових матеріалів, технологічні вимоги до зерносушильних установок, особливості термічного сушіння зерна і насіння в зерносушарках різних конструкцій.

Проаналізовано питання актуальних проблем післязбиральної обробки зерна і зберігання рослинної продукції. Розглянуто математичні моделі, які надають теоретичні передумови вирішенню питань раціонального використання енергоресурсоносіїв під час післязбиральної обробки зерна, підвищення якості обробки.

Проведено аналіз досліджень процесів пилоочищення повітряних потоків в інерційних відцентрових сепараторах циклонного типу з прямоточним рухом двокомпонентних потоків (запиленого повітря). Визначено достатню ефективність і переваги цього типу пиловловлювачів для очищення повітряних потоків на виході пневморешітних сепараторів. Виконано аналіз існуючих математичних моделей циклонної сепарації пилу з різними спрощуючими розрахунковими припущеннями. На основі аналізу діючих сил на одиночну частинку у криволінійному потоці повітря сформульовано спрощені математичні моделі для розрахунку траєкторій руху частинки в координатах висота циклона - радіус, і радіус - кут переміщення частинки (полярних координатах). За одержаними спрощеними розрахунками визначено і графічно проілюстровано траєкторії руху частинок різного розміру.

Розглянуто процеси тепло- і масообміну в процесі сушіння зерна у вертикальних колонках з перехресним рухом сушильного агента у разі його послідовної подачі в кожну секцію. Побудовано математичну модель процесу і адаптовано її в розрахункову форму модифікованої чарункової моделі повного перемішування сушильного агента і повного витиснення матеріалу в напрямку його руху.

Розглянуто основні положення підвищення енергоефективності технологій післязбиральної обробки зерна та технічні засоби підготовки до консервації та споживання вологого фуражного зерна. Увагу приділено реалізації процесів зберігання в полімерних рукавах. Акцентовано на організації робіт зі зберігання зерна в полімерних рукавах. Визначено економічну ефективність зберігання зерна в полімерних рукавах. Описано особливості техніки безпеки при виконанні робіт з плівковими рукавами. Наведено технології високоінтенсивної термообробки вологих зернових матеріалів. Досліджено вплив зміни маси зернівки при високоінтенсивній термообробці на параметри переміщення тощо.