АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТКИ РАМОК С ВОСКОВЫМ СЫРЬЕМ ЦЕНТРОБЕЖНЫМИ СИЛАМИ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 638.171.2

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТКИ РАМОК С ВОСКОВЫМ СЫРЬЕМ ЦЕНТРОБЕЖНЫМИ СИЛАМИ

НАГАЕВ Николай Борисович, канд техн. наук, ст. преп. кафедры электроснабжения, nikolas_ burdisso@mail.ru, Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Ко-стычева

Пчеловодство является неотъемлемой частью АПК России. Разведение пчел позволяет увеличивать урожайность сельскохозяйственных культур посредством опыления. Прибыльность отрасли напрямую зависит от своевременного проведения необходимых мероприятий и, несомненно, от погодных условий. Одной из трудоемких операций переработки воскового сырья является очистка рамок от него и их дезинфекция для профилактики заболеваний пчел. В статье рассмотрены проблемы, связанные с повышением эффективности и снижением трудоемкости очистки рамок с восковым сырьем центробежными силами с помощью центробежного агрегата для вытопки воска, а также с задачей одновременной дезинфекции рамок для их последующего использования. Приведены методики проведения экспериментов по определению влияния частоты ротора центрифуги центробежного агрегата на качество очистки рамок от воскового сырья и функциональная схема установки для осуществления исследований. Получившиеся результаты были проанализированы и сведены в таблицы, отображены графически. Применение предлагаемого центробежного агрегата для вытопки воска позволит не только повышать выход воска, но и одновременно очищать рамки от воскового сырья и проводить их дезинфекцию. Данное сочетание операций, выполняемых одним агрегатом, позволит сократить время и затраты труда для переработки рамок и подготовки их к последующему использованию без потери ценнейшего воска.

Ключевые слова: центробежный агрегат для вытопки воска, отделение воскового сырья, воск, центрифуга.

Введение

Пчеловодство - неотъемлемая часть АПК России. Разведение пчел позволяет увеличивать урожайность сельскохозяйственных культур при опылении и улучшает состояние ареала их обитания. Прибыльность отрасли напрямую зависит от своевременного проведения необходимых мероприятий и, несомненно, от погодных условий. Основной операцией в технологии производства продукции пчеловодства, без которой невозможно наращивание количества пчелиных семей, является производство воска. Из воска изготавливают вощину, которая необходима для быстрого и качественного развития пчелиных семей. Одной из трудоемких операций переработки воскового сырья является очистка рамок от его остатков и дезинфекция рамок для профилактики заболеваний пчел. Очистку рамок в основном производят пчеловодческими стамесками, что делает процесс трудоемким и продолжительным. В крупных пче-лохозяйствах данную операцию производят с помощью парогенераторов, что, конечно, ускоряет процесс и позволяет проводить дезинфекцию, но ведет к потерям части воска (до 10%). Для совершенствования процесса очистки сотов в ФГБОУ ВО РГАТУ разработана технология, позволяющая сочетать очистку и дезинфекцию рамок и вытопку воска. Для реализации процесса был изготовлен центробежный агрегат (Патент РФ № 2528960) [14]. Повышение выхода воска при вытопке на предложенном агрегате доказано производственными

испытаниями[2-4]. Для подтверждения эффективности очистки рамок с его помощью были проведены соответствующие исследования.

Программа и методика исследований Перед проведением исследования, направленного на изучение влияния частоты вращения ротора центрифуги на качество отделения воскового сырья от рамок, было взвешено на лабораторных весах ВЛТк-500 по 20 гнездовых и магазинных рамок, очищенных от воскового сырья и полностью готовых к использованию [2,4,5,6].

Таблица 1- Масса очищенных от воскового сырья рамок, г

Гнездовые рамки, г Магазинные рамки, г

210,4 172,1

221,4 186,7

219,4 193,8

244,8 189,3

230,1 178,1

268,5 192,1

221,6 187,3

231,6 190,2

240,1 179,1

229,3 180,8

С3:231,71 СЗ:184,95

пользуется нагревание паром и воздействие центробежных сил после того, как большая часть воскового сырья уже переместилась в воскопресс

© Нагаев Н. Б., 2017 г.

э-

[5-9]. Центробежная сила будет воздействовать кратковременно, когда на рамке останется небольшое количество воскового сырья; важно подобрать необходимое количество оборотов центрифуги, при котором рамка полностью очистится от воскового сырья и не будет подвержена излишней нагрузке во избежание нарушения целостно-сти[10-14].

Для этого в лаборатории инновационных и энергоресурсосберегающих технологий и средств механизации в растениеводстве и животноводстве ФГБОУ ВО РГАТУ проводились исследования с использованием центробежного агрегата для вытопки воска. Посредством частотного преобразователя марки VFD 007L 21В изменяли частоту вращения ротора центрифуги от 260 до 350 мин-1. Схема представлена на рисунке 1. Перед тем как закрепить рамки в центрифуге, проводили замеры на весах ВЛТК -500 М массы рамок с восковым сырьём, из которых были вырезаны куски с гранулами перги. Известно, что вырезанное сырье составляет примерно 80 % восковой массы рамки [3,5-7]. Затем закрывали агрегат крышкой, наливали воду в бак парообразователя и начался процесс вытопки. После того как первая часть воскового сырья попадала в воскопресс, рамки с восковым сырьем подвергались воздействию центробежной силы, начиная с минимальных оборотов, в течение 60 секунд. По окончании процесса центрифугирования рамки доставались из центрифуги и производился замер их массы; после эксперимента результаты заносили в таблицу 1.

Результаты исследований

Количество отделившегося воскового сырья и его процент от общей массы рамки определяли по

формуле гм -М ) „, /1ч

и- " кМ00% (1)

м

где Мп - масса рамок до центрифугирования, г Мк - масса рамок после центрифугирования, г.

1 - трехфазный счетчик электроэнергии Меркурий

230; 2 -измерительный прибор К-50; 3 - преобразователь частоты модель VFD 007L 21B; 4 - парообразователь KIT FORT-907; 5 - магазинная (гнездовая) рамка; 6 -центрифуга; 7 - воскопресс; 8 - привод шнека воскопресса; 9 - фильтр - сетка; 10 - привод ротора центрифуги Рис. 1 - Функциональная схема центробежного агрегата для вытопки воска из рамок с восковым сырьем В результате статистической обработки полученных данных была установлена экспериментальная зависимость, представленная графически на рисунке 2.

Таблица 2 - Сводная таблица влияния частоты вращения на массу рамок.

Масса рамок до опыта, г Частота вращения ротора, мин-1

260 280 300 315 330 345 360

Масса рамок после опыта, г

254,1 249,6 - - - - - -

255,2 251,7 - - - - - -

317,2 306,3 - - - - - -

253,9 247,1 - - - - - -

231,4 221,8 - - - - -

281,6 - 268,3 - - - - -

318,3 - 305,9 - - - - -

264,1 - 252,2 - - - - -

292,0 - 279,8 - - - - -

305,3 - 288,8 - - - - -

313,8 - - 293,2 - - - -

246,6 - - 231,3 - - - -

249,6 - - 229,4 - - - -

353,1 - - 330,9 - - - -

287,3 - - 271,4 - - - -

Продолжение таблицы 2

318,1 - - - 296,7 - - -

252,7 - - - 231,7 - - -

239,7 - - - 223,4 - - -

291,1 - - - 270,6 - - -

317,5 - - - 297,1 - - -

267,3 - - - - 242,2 - -

292,9 - - - - 267,6 - -

301,1 - - - - 275,7 - -

304,7 - - - - 277,9 - -

307,5 - - - - 281,1 - -

257,3 - - - - - 234,1 -

278,9 - - - - - 253,8 -

269,3 - - - - - 245,1 -

296,4 - - - - - 269,7 -

284,9 - - - - - 259,3 -

254,6 - - - - - - 229,1

271,2 - - - - - - 244,1

298,7 - - - - - - 268,8

263,9 - - - - - - 237,5

293,1 - - - - - - 263,8

Таблица 3 - Зависимость степени очистки рамок от числа оборотов ротора центрифуги

Степень очистки рамок, % Количество оборотов ротора центрифуги, мин-1

2,68 260

4,54 280

6,53 300

7,16 315

8,66 330

9,01 345

9,09 360

Рис. 2 - Зависимость потери массы воскового сырья от количества оборотов ротора медогонки

Полученная графическая зависимость про- вышении оборотов ротора центрифуги до и более

центного содержания отделенного от рамок воско- 360 мин-1 были слышны характерные потрескива-

вого сырья имеет вид полинома второго порядка и ния дерева, что говорит о чрезмерной нагрузке

зависит от числа оборотов ротора. В опыте при по- на каркас рамок и недопустимо во избежание их

поломки. Проведенные исследования показывают, что наиболее качественная очистка рамок от воскового сырья происходит при длительности вращения 60 секунд и частоте вращения ротора центрифуги 330 мин-1; такое сочетание рабочих параметров агрегата позволяет получить в среднем на 9% воска больше, чем при очистке рамок с помощью парогенератора.

Выводы

Увеличение количества производимого воска возможно при применении на пасеках современных устройств для переработки продукции пчеловодства. В статье приведены результаты исследования по выявлению рациональной частоты вращения ротора центрифуги для полного очищения от воскового сырья рамок во время процесса вытопки воска. Применение предлагаемого центробежного агрегата для вытопки воска позволит не только повышать выход воска, но и одновременно очищать рамки от воскового сырья и проводить их дезинфекцию. Данное сочетание операций, выполняемых одним агрегатом, позволит сократить время и затраты труда для переработки рамок и подготовки их к последующему использованию без потери ценнейшего воска. Наибольшей эффективности очистки рамок от воскового сырья можно достичь при длительности вращения ротора центрифуги 60 секунд и частоте вращения 330 мин-1.

Список литературы

1. Некрашевич, В.Ф./ Механизация пчеловодства. - 2-е изд., перераб. и расшир. // Некрашевич В.Ф., Кирьянов Ю.Н. - Рязань, 2011. - 266 С.

2. Патент Российской Федерации № 2528960, МПК А01К 59/06. Агрегат для вытопки воска [Текст] / Некрашевич В.Ф., Нагаев Н.Б., Торжено-ва Т.В., Липин В.Д.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО РГАТУ - 2013112090/13,; заявл. 18.03.2013; опубл. 27.09.2014, Бюл. № 26, - 11 с.: ил.

3. Патент Российской Федерации № 165586 « Агрегат для вытопки воска» кл. А01К 59/06, Заявка 2016105327/13 Бюллетень № 30 опубликовано 27.10.2016 Нагаев Н.Б., Некрашевич В.Ф., Гравова А.И., Епифанцев Д.А., Грунин Н.А., Голиков А.А.

4. Нагаев, Н.Б. Совершенствование процесса вытопки воска с обоснованием параметров центробежного агрегата : диссертация на соис. уч. степ. кандидата техн. наук [Текст] / Нагаев Н.Б.; РГАТУ. - Рязань, 2016.

5. Нагаев, Н.Б. Испытания агрегата для вытопки воска из рамок [Текст] / В.Ф. Некрашевич, Н.Б. Нагаев, Н.А. Грунин, К.В. Буренин // Сельский ме-

ANALYSIS OF THE CLEANING EFFICIENCY OF THE FRAMEWORK WITH THE WAX RAW MATERIALS

BY CENTRIFUGAL FORCES

Nagaev Nikolay B., of Cand. Tech. Science, senior lecturer of Department of electrical, nikolas_burdisso@ mail.ru, Ryazan State Agrotechnological University Named after P. A. Kostychev

Beekeeping is an integral part of the Russian agro-industrial complex. Bee breeding allows you to increase productivity with crop pollination with them. The profitability of the industry depends on the timely implementation of the necessary measures and no doubt the weather conditions. One of the time-consuming processing operations waxy feedstock is cleaning the framework of it and disinfection for preventing diseases of bees. The article describes the problems associated with increasing the efficiency and reducing the complexity of

ханизатор № 7 2015. - М.- С. 26-27.

6. Нагаев, Н.Б. Исследование процесса вытопки воска [Текст] / Нагаев Н.Б., Некрашевич В.Ф., Лузгин Н.Е. Торженова Т.В., Грунин Н. // Пчеловодство №3 2014г, Москва, 2014 . - С.50-51

7. Нагаев, Н.Б. Центробежный агрегат для вытопки воска из пчелиных сотов АВВЦ 20/19 [Текст] / Некрашевич В.Ф., Нагаев Н.Б., Торженова Т.В., Епифанцев Д.А., Урляпов М.В.// Журнал Пчеловодство № 2 2015 г. - С. 52-53, Москва, 2015

8. Нагаев, Н.Б. Повышение выхода воска путем отпрессовки шнековым прессом [Текст]/ Некрашевич В.Ф., Гобелев С.Н., Грунин Н.А. // Сборник по материалам Международной научно-практической конференции "Научно-технический прогресс в АПК : проблемы и перспективы", Ставрополь, СГАУ, 2016 г.- С. 227-233

9. Нагаев, Н.Б. Теоретическое исследование процесса отделения воскового сырья центробежными силами [Текст] / В.Ф. Некрашевич, А.С. Попов, Н.Б. Нагаев // Вестник РГАТУ - Рязань 2015, №3 (27), - С. 76-79

10. Нагаев, Н.Б. Исследование теплофизиче-ских и реологических свойств воскового сырья и воска [Текст] / Некрашевич В.Ф., Нагаев Н.Б., Лузгин Н.Е., Грунин Н.А., Урляпов М.В., Ушаков А.И. Водяков В.Н.// Сборник по материалам онлайн -конференции посвященной Дню российской науки «Исследования молодых ученых - аграрному производству» Белгородского ГАУ - Белгород, 2015. - С. 102-110.

11. Каширин, Д.Е. Энергосберегающая установка для сушки перги / Д.Е. Каширин // Вестник КрасГАУ. - 2009. - №12. - С.189-191.

Бышов Н.В. Модернизированная энергосберегающая установка для сушки перги /Н.В. Бышов, Д.Е. Каширин// Техника в сельском хозяйстве. -2012. -№1. - С. 26-27.

12. Бышов, Н.В. Исследование рабочего процесса вибрационного решета при просеивании воскоперговой массы [Текст] / Бышов Н.В., Каширин Д.Е. // Вестник Красноярского государственного университета. № 1, 2013. - С.160-162.

13. Бышов, Н.В. Экспериментальное исследование режимов циклической сушки перги в соте [Текст] / Бышов Н.В., Каширин Д.Е. // Вестник Красноярского государственного университета. № 5, 2012. - С. 283 - 285.

14. Бышов, Н.В. Вопросы энергосберегающей конвективной циклической сушки перги [Текст] / Бышов Н.В., Каширин Д.Е. // монография, Рязань, 2012. - 70 с.

cleaning the framework with the wax raw material by centrifugal forces by means of a centrifugal machine for melting out the wax, as well as simultaneous disinfection for their subsequent use. Techniques of experiments to determine the effect of the frequency of the centrifuge rotor on the quality framework purification of wax raw materials and plant for carrying out research scheme. The resulting results were analyzed and tabulated and plotted dependence. The application of the centrifugal unit for melting out the wax will not only increase the yield of wax at the same time to clear the scope of wax raw materials and conduct their disinfection. This combination of operations carried out by one unit will reduce the time and labor costs for processing the scope and to prepare them for subsequent use without losing precious wax.

Key words: centrifugal unit for melting out the wax, separation of raw wax, wax, centrifuge.

1. Nekrashevich V.F./ Mehanizaciya pchelovodstva. - 2-e izd., pererab. i rasshir. // Nekrashevich V.F., Kir'yanov YU.N. - Ryazan', 2011. - 266 S.

2. Patent Rossijskoj Federacii № 2528960, MPK A01K 59/06. Agregat dlya vytopki voska [Tekst] / Nekrashevich V.F., Nagaev N.B., Torzhenova T.V., Lipin V.D.; zayavitel' i patentoobladatel' FGBOU VPO RGATU - 2013112090/13,; zayavl. 18.03.2013; opubl. 27.09.2014, Byul. № 26, - 11 s.: il.

3. Patent Rossijskoj Federacii № 165586 « Agregat dlya vytopki voska» kl. A01K 59/06, Zayavka 2016105327/13 Byulleten' № 30 opublikovano 27.10.2016 Nagaev N.B., Nekrashevich V.F., Gravova A.I., Epifancev D.A., Grunin N.A., Golikov A.A.

4. Nagaev, N.B. Sovershenstvovanie processa vytopki voska s obosnovaniem parametrov centrobezhnogo agregata : dissertaciya na sois. uch. step. kandidata tehn. nauk [Tekst] / Nagaev N.B.; RGATU. - Ryazan', 2016.

5. Nagaev, N.B. Ispytaniya agregata dlya vytopki voska iz ramok [Tekst]/ V.F. Nekrashevich, N.B. Nagaev, N.A. Grunin, K.V. Burenin//Sel'skijmehanizator № 72015. - M.- S. 26-27.

6. Nagaev, N.B. Issledovanie processa vytopki voska [Tekst]/Nagaev N.B., Nekrashevich V.F., Luzgin N.E. Torzhenova T.V., Grunin N. //Pchelovodstvo №3 2014g, Moskva, 2014 . - S.50-51

7. Nagaev, N.B. Centrobezhnyj agregat dlya vytopki voska iz pchelinyh sotov AVVC 20/19 [Tekst] / Nekrashevich V.F., Nagaev N.B., Torzhenova T.V., Epifancev D.A., Urlyapov M.V.// ZHurnal Pchelovodstvo № 2 2015 g. - S. 52-53, Moskva, 2015

8. Nagaev N.B. Povyshenie vyhoda voska putem otpressovki shnekovym pressom [Tekst]/ Nekrashevich V.F., Gobelev S.N., Grunin N.A. //Sbornik po materialam Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii "Nauchno-tehnicheskij progress v APK : problemy i perspektivy", Stavropol', SGAU, 2016 g.-S. 227-233

9. Nagaev N.B. Teoreticheskoe issledovanie processa otdeleniya voskovogo syr'ya centrobezhnymi silami [Tekst] /V.F. Nekrashevich, A.S. Popov, N.B. Nagaev //Vestnik RGATU - Ryazan' 2015, №3 (27), - S. 76-79

10. Nagaev N.B. Issledovanie teplofizicheskih i reologicheskih svojstv voskovogo syr'ya i voska [Tekst] / Nekrashevich V.F., Nagaev N.B., Luzgin N.E., Grunin N.A., Urlyapov M.V., Ushakov A.I. Vodyakov V.N.// Sbornik po materialam onlajn - konferencii posvyashchennoj Dnyu rossijskoj nauki «Issledovaniya molodyh uchenyh - agrarnomu proizvodstvu» Belgorodskogo GAU - Belgorod, 2015. - S. 102-110.

11. Kashirin D.E. EHnergosberegayushchaya ustanovka dlya sushki pergi / D.E. Kashirin // Vestnik KrasGAU. - 2009. - №12. - S.189-191.

Byshov N.V. Modernizirovannaya ehnergosberegayushchaya ustanovka dlya sushki pergi /N.V. Byshov, D.E. Kashirin// Tehnika v sel'skom hozyajstve. - 2012. -№1. - S. 26-27.

12. Byshov, N.V. Issledovanie rabochego processa vibracionnogo resheta pri proseivanii voskopergovoj massy [Tekst] / Byshov N.V., Kashirin D.E. // Vestnik Krasnoyarskogo gosudarstvennogo universiteta. № 1, 2013. - S.160-162.

13. Byshov, N.V. EHksperimental'noe issledovanie rezhimov ciklicheskoj sushki pergi v sote [Tekst] / Byshov N.V., Kashirin D.E. // Vestnik Krasnoyarskogo gosudarstvennogo universiteta. № 5, 2012. - S. 283 - 285.

14. Byshov, N.V. Voprosy ehnergosberegayushchej konvektivnoj ciklicheskoj sushki pergi [Tekst] / Byshov N.V., Kashirin D.E. //monografiya, Ryazan', 2012. - 70 s.

УДК 631.347.084.13

ЭКОЛОГО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПОЛИВА МНОГООПОРНЫМИ ДОЖДЕВАЛЬНЫМИ МАШИНАМИ КРУГОВОГО ДЕЙСТВИЯ НА СЛОЖНОМ РЕЛЬЕФЕ

РЯЗАНЦЕВ Анатолий Иванович, д-р техн. наук, профессор кафедры технических систем в АПК, ryazantsev.41@mail.ru

АНТИПОВ Алексей Олегович, канд. техн. наук, магистрант кафедры технических систем в АПК, antipov.aleksei2010@yandex.ru

Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева,

Literatura

© Рязанцев А. И., Антипов А. О., 2017 г.