1. Накопления заряда в частицах дымовоздушной смеси;
2. Движение частиц смеси к продукту копчения;
3. Распределение оседаемых частиц и их поведение на продукте копчения.

Накопление заряда в  частицах под воздействием электрического поля коронного разряда протекает с помощью распределения по всей поверхности частиц ионов из объема полученного  газа. Это возникает из-за «бомбардировки» ионами, перемещающихся по пути к силовым линиям электрического поля и распределения ионов, протекающих в диффузионном движении («диффузионная» зарядка).
Фактически  во всем диапазоне напряженностей, распространенных и существующих аппаратах ЭИТ (1..5 кВ/ см), для частиц  которые имеют r ≥ 2 мкм их заряд определяется по формуле Потенье [6]:

 (1)

где:  - электрическая постоянная, Ф/м; t – время зарядки частиц, Ек – напряженность электрического коронного разряда в зоне нахождения частицы, е – величина заряда е = 1,6 х 10^-15 r – радиус частицы, с;  - коэффициент, указывающий на диэлектрические свойства, которыми обладают частицы дымовоздушной смеси;  - относительная диэлектрическая пропускаемость вещества в частицы.

При выражение (1) принимает следующий вид:

 (2)

Анализ уравнения (2) позволяет сделать вывод, что величина заряда частицы может зависеть от диэлектрических свойств , r, и напряженности Е_к. Напряженность заряжения частиц во времени зависит от распространения и первоначального накопления ионов.
На заряженную сконцентрированную частицу дымовоздушной смеси при ЭИТ могут воздействовать следующие силы:

 (3)

где - сила; - тяжести, обозначенная взаимовлиянием заряда частицы и электрического поля (кулоновская сила); - сила, указывающая на неоднородное распределение электрического поля;  - сила сопротивления между движения частицы;  - сила электрического потока ветра.

При расчетах распространения заряженных частиц, нужно учитывать, силу электрического поля , которая балансирует силу противодействия среды. 
Величина , обозначенная взаимовлиянием заряда частиц и электрического поля дымовоздушной смеси (кулоновская сила), определяется из соотношения:

 (4)

На данный момент, она является одной из самых приоритетных сил в электрическом фильтре.::
Сила сопротивления среды препятствующая движению частицы  в воздухе при обычных атмосферных условиях определяет установившуюся скорость движения частицы. Согласно, закону Стокса, частиц с диаметром 2 до 50 при нормальной скорости их перемещения в электрокоптилке по отношению газа она равна:

 (5)

где W- скорость движения частиц под воздействием поля вблизи осадительного электрода, м/с [6]; µ- коэффициент динамической вязкости газа, Н*с/м2.
Приравняв правые части из уравнений (4) и (5), получим:

(6)

Один из главных методов усиления распределения частиц в электрокоптилке – это повышение электрической силы , которая на прямую зависит от интенсивности электрического поля в межэлектродном пространстве и величины заряда частиц дымовоздушной смеси. Величина напряженности электрического поля в области распределения выбирается исходя из электрической напряженности межэлектродного промежутка.
Поэтому рационально исследовать вероятность увеличения напряженности электрического поля в области распределения мелкодисперсного аэрозоля.
При применении традиционного электрокопчения наиболее крупные частицы дымовоздушной смеси осаждаются в нижней части поверхности продукта копчения, а наиболее мелкие части аэрозоля неоднородно распределяется по всей его поверхности (рис. 1). Для приготовления высококачественного продукта копчения, частицы дымовоздушной смеси должны равномерно распределяться по всей плоскости продукта.
Цель наших исследований – изучить основные вопросы однородного распределения дымовоздушной смеси, а именно мелкодисперсной части аэрозоля по всей поверхности продукта копчения. А также рассмотреть эффективность предварительной очистки коптильного дыма от наиболее крупных частиц, при применении ЭИТ при копчении продукта.

Условия, материалы и методы. Для наиболее однородного распределения мелкодисперсной части дымовоздушной смеси, нужно сформировать электрическое поле в межэлектродном пространстве с переменной напряженностью по всей высоте устройства, которое позволит осуществить предварительную очистку смеси от наиболее крупных частиц (рис. 2).
Напряженность электрического поля, необходимо определять по формуле [6]:

 (7)

Величину d согласно рис.2 определяется по выражению:

 (8)

Рис. 1. Принцип электрокопчения установки УЭК-1 и картина распределения частиц дымовоздушной смеси по всей высоте установки и продукта копчения;
1 – коронирующий отрицательный электрод; 2 – продукт копчения (рыба) ; 3 – источник высокого напряжения; 4 – частицы дымовоздушной смеси.

Известно,  для величины  записать выражение в следующем виде :

 (9)

где - угол отклонения коронирующего электрода по вертикали (тангенс угла) .
При подстановке выражения (8) и (9) в (7) получим:

 (10)

Приравняв выражение (10) в (6) получим аналитическое уравнение для нахождения скорости отклонения частиц от угла а

Рис. 2. Схема расположения коронирующих электродов в установке и картина распределения частиц дымовоздушной смеси для нее:
1 – игольчатый коронирующий электрод; 2 – продукт копчения (заземленный электрод); 3 – дополнительный заземленный электрод (отвечающий за предварительную очистку дымовоздушной смеси от частиц с наибольшим размером).

 (11)

Эффективность распределения частиц дымовоздушной смеси по всей поверхности продукта, в данном случае можно определить по формуле Дейча [6]:

 (12)

где l – длина (продукта копчения), м; u – скорость дымовоздушной смеси, протекающей внутри коптильной камеры, м/с; W – скорость движения частиц к поверхности продукта к зоне их распределения (определяетсяпо формуле (11)), м/с; d – межэлектродное пространство в зоне распределения , м;

Однородность распределения частиц на поверхности продукта копчения, можно определить при помощи коэффициента вариации

 (13)

где,  - средняя величина показателя, а – среднее квадратичное отклонение, V – коэффициент вариации.

Подведение результатов и обсуждение. Зависимость равномерного распределения частиц дымовоздушной смеси от величины изменения напряженности по выражению (10), указывает на то, что при постоянной напряженности электрического поля в коптильной камере 66 % частиц с размером 0,08 мкм, наполняемую основную часть смеси дыма, оседает на добавочном электроде и только 34 % распределяется на всю площадь поверхности продукта (рис. 3). Это свидетельствует о том, что большая часть дымовоздушной смеси распределяется неравномерно, то есть распространяется неоднородно по поверхности продукта копчения.
Между тем, при переменной напряженности на добавочном электроде оседают только 38 % частиц дымовоздушной смеси, вследствие чего происходит наиболее равномерное распределение частиц на поверхности продукта копчения, что указывает на улучшение процесса копчения и на качество готовой продукции в несколько раз. Следовательно дальнейшие расчеты проводятся для опытной установки, обеспечивающей E = var .
Анализ отношения эффективности распределения частиц дымовоздушной смеси в зависимости от их размера и скорости движения потока в данной смеси, показал, что частицы размером r ≥ 1 мкм, при скорости движения потока дымовоздушной смеси u = 0,002 м/с практически с эффективностью 100 % оседают на добавочном электроде (рис. 4).

Рис. 3. Зависимость эффективности распределения частиц дымовоздушной смеси от характера конфигурации напряженности Е: - , - 

При увеличении скорости движения потока дымовоздушной смеси (на примере частиц r ≥ 0,08 мкм), число частиц, оседаемых на поверхности продукта копчения, увеличивается. Зачастую частицы таких размеров распределяются на поверхности продукта при скорости u = 0,002 м/с.
Зависимость количества распределяемых частиц по всей высоте установки, для частиц с различными размерами указывает на то, что на добавочном электроде осаждается до 70 % частиц размерами r = 0,12 мкм и 34,4%; частиц с размерами r = 0,2 мкм, 51,4 % частиц размером r = 0,07 мкм.
Коэффициент вариации для частиц размером r = 0,07 мкм равен -12,85%, r = 0,2 мкм – 57,16 % и r = 0,12 мкм – 28,92 %.

Рис. 4. Зависимость эффективности распределения частиц  от их размера r и скорости движения потока дымовоздушной смеси:  - r = 1 мкм,u = м/с; - r = 0,08 u = 0,002 м/с;  - r= мкм, u = 0,0015 - r = 0,08 мкм, u= м/с.

Рис. 5. Зависимость количества распределяемых частиц дымовоздушной смеси (в %) на дополнительном электроде и поверхности продукта копчения от их размера r :
а) r = 0,2 мкм; б) r = 0,12 мкм; в) r = 0,07 мкм.

Применение экспериментальной установки обеспечивает глубокую и эффективную предварительную очистку от наиболее крупных частиц, благодаря которой происходит равномерное распределение мелкодисперсной части дымовоздушной смеси по всей поверхности продукта копчения, а это,в свою очередь, позволит увеличить качество и вид продукции.

Выводы. Теоретически обоснование применения ЭИТ при копчении с/х продукции, обеспечивает более равномерное распределение мелкодисперсной части дымовоздушной смеси по всей поверхности продукта копчения.
Процессы распределения частиц дымовоздушной смеси, протекающие при применении ЭИТ, обуславливаются основным законам электрогазодинамики.