Научная статья на тему 'Investigation of the change of energy source at hack food raw materials from the angle of sharpening the wedge'

Investigation of the change of energy source at hack food raw materials from the angle of sharpening the wedge Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
62
16
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
CUTTING / WEDGE / ANGLE OF EXACERBATION / MODEL / РіЗАННЯ / РУБАННЯ / КЛИН / КУТ ЗАГОСТРЕННЯ / МОДЕЛЬ

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Oshchypok I.M.

The article substantiates the necessity of carrying out a complex of theoretical and experimental researches on energy and resource conservation in technological processes of processing of food products aimed at increasing the efficiency of grinding. It should be noted that the ways of improving the efficiency of technology of processing of food products studied to date is clearly not enough. Mechanical properties in the most general form are determined by deformations occurring under the influence of force. Deformation of polymers in general and of tissues of meat and food products in particular as biopolymers is presented as a sum of three components: elastic deformation inverse in the phase with stress, residual completely irreversible and highly elastic inverse, but not in phase with stress. Elastic deformation is associated with changes in intermolecular distances, residual with irreversible displacements of molecules at distances larger than molecular sizes, and highly elastic associated with changes in the conformation of polymer chains. In the work, the rheological model of food products, as elastic-solid bodies, is presented as a conglomerate consisting of a solid (elastic) skeleton and a liquid substance that fills the gaps between solids. Being deformed, solid elements of the skeleton of food products crush on the liquid environment surrounding them, forcing them to move in less stressed zones. In accordance with the laws of hydrodynamics, the resistance of the medium at such displacement depends on the speed of its displacement. The problems of calculating the efforts of cutting raw materials from the depth of the wedge rotation with different angles of exacerbation for the food industry, in particular meat, have been investigated. Experimental studies have been conducted to verify the theoretically derived dependence. Cutting efforts coincide well with experimental data and can be used for practical use. In the article, in order to investigate the process of cutting raw materials intended for food production, a mathematical model of physically grounded combinations of elements for describing the mechanical properties of food products was used, which with sufficiently reflect the fundamental properties of the material: elasticity, viscosity and plasticity. The equation for calculating the cutting effort from the angle of sharpening the wedge and test its adequacy experimentally was proven. Applied methods of physically based combinations of elements for mathematical description of mechanical properties of food products, which with sufficient accuracy reflect the fundamental properties of the material: elasticity, viscosity and plasticity. In this combination, the advantage is given to those properties that have a significant value. For food products, such properties are: elasticity and viscosity. A consistent and parallel connection of these elements allows you to simulate the deformation of materials with very complex properties. It is advisable to use the mathematical model of food behavior in subsequent studies, as well as to take into account the energy costs of grinding using chopping.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Investigation of the change of energy source at hack food raw materials from the angle of sharpening the wedge»

HayKOBMM BiCHMK ^tBiBCtKoro Ha^OHa^tHoro yHiBepcMTeTy

BeTepMHapHoi Megw^HM Ta öioTexHO^oriw iMem C.3. I^M^Koro

Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies

ISSN 2519-268X print ISSN 2518-1327 online

doi: 10.15421/nvlvet8523 http://nvlvet.com.ua/

UDC 664

Investigation of the change of energy source at hack food raw materials from the angle of sharpening the wedge

I.M. Oshchypok

Lviv University of Trade and Economics, Lviv, Ukraine

Article info

Received 12.02.2018 Received in revised form

12.03.2018 Accepted 15.03.2018

Lviv University of Trade and Economics, Tugan-Baranovsky str., 10, Lviv, 79000, Ukraine.

Tel.: +38-032-275-68-66 E-mail: Oshchypok@gmail. com

Oshchypok, I.M. (2018). Investigation of the change of energy source at hack food raw materials from the angle of sharpening the wedge. Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies. 20(85), 123-127. doi: 10.15421/nvlvet8523

The article substantiates the necessity of carrying out a complex of theoretical and experimental researches on energy and resource conservation in technological processes of processing of food products aimed at increasing the efficiency of grinding. It should be noted that the ways of improving the efficiency of technology of processing of food products studied to date is clearly not enough. Mechanical properties in the most general form are determined by deformations occurring under the influence of force. Deformation of polymers in general and of tissues of meat and food products in particular as biopolymers is presented as a sum of three components: elastic deformation - inverse in the phase with stress, residual - completely irreversible and highly elastic - inverse, but not in phase with stress. Elastic deformation is associated with changes in intermolecular distances, residual - with irreversible displacements of molecules at distances larger than molecular sizes, and highly elastic associated with changes in the conformation of polymer chains. In the work, the rheological model of food products, as elastic-solid bodies, is presented as a conglomerate consisting of a solid (elastic) skeleton and a liquid substance that fills the gaps between solids. Being deformed, solid elements of the skeleton of food products crush on the liquid environment surrounding them, forcing them to move in less stressed zones. In accordance with the laws of hydrodynamics, the resistance of the medium at such displacement depends on the speed of its displacement. The problems of calculating the efforts of cutting raw materials from the depth of the wedge rotation with different angles of exacerbation for the food industry, in particular meat, have been investigated. Experimental studies have been conducted to verify the theoretically derived dependence. Cutting efforts coincide well with experimental data and can be used for practical use. In the article, in order to investigate the process of cutting raw materials intended for food production, a mathematical model of physically grounded combinations of elements for describing the mechanical properties offood products was used, which with sufficiently reflect the fundamental properties of the material: elasticity, viscosity and plasticity. The equation for calculating the cutting effort from the angle of sharpening the wedge and test its adequacy experimentally was proven. Applied methods of physically based combinations of elements for mathematical description of mechanical properties of food products, which with sufficient accuracy reflect the fundamental properties of the material: elasticity, viscosity and plasticity. In this combination, the advantage is given to those properties that have a significant value. For food products, such properties are: elasticity and viscosity. A consistent and parallel connection of these elements allows you to simulate the deformation of materials with very complex properties. It is advisable to use the mathematical model of food behavior in subsequent studies, as well as to take into account the energy costs of grinding using chopping.

Key words: cutting, wedge, angle of exacerbation, model.

Дослвдження змши енергозатрат при рубанш харчовоУ сировини ввд кута загострення клина

1.М. Ощипок

Львiвський торговельно-економiчний утверситет, м. Львiв, Украша

У cmammi обтрунтована Heo6xidHicmb проведення комплексу теоретичних i експериментальних до^джень з енерго- iресурсо-збереження в технолог1чних процесах переробки харчових прoдукmiв, спрямованих на тдвищення eфeкmивнocmi пoдрiбнeння. При

цьому варто зазначити, що шляхи тдвищення ефективностi технологи переробки харчових продуктiв вивчет до тепершнього часу явно недостатньо. Мехашчш властивостi в найзагальншому виглядi визначаються деформащями, як1 вiдбуваються тд впливом сили. Деформацп полiмерiв взагалi i тканин м 'яса i харчових продуктiв зокрема як бiополiмерiв подано у виглядi суми трьох складових: пружног деформацп - зворотног в фазi з напруженням, залишковог - повтстю незворотног i високоеластичног -зворотног, але не в фазi з напруженням. Пружна деформащя зв'язуеться з змною мiжмолекулярних вiдстаней, залишкова - з незворотними перемщеннями молекул на вiдстанi бтьш1 тж молекулярн розмiри, i високоеластичн зв'язаш з змтами конфор-мацп полiмерних ланцюжмв. В роботiреологiчна модель харчових продуктiв, як пружнов 'язких тт, представлена як конгломерат, що складаеться з твердого (пружного) скелета i рiдко'^ речовини, що заповнюе промiжки мiж твердими елементами. Будучи деформованими, твердi елементи скелета харчових продуктiв тиснуть на рiдке середовище, що оточуе гх, примушуючи перем> щатися в менш напружен зони. Вiдповiдно до закожв гiдродинамiки отр середовища при такому перемщенж залежить вiд шви-дкостi гг перемщення. Достджен питання розрахунку зусиль рубання сировини вiд глибини вкортювання клина з рiзними кутами загострення для харчовог промисловостi, зокрема м 'яса. Проведен експериментальн до^дження з перевiрки теоретично виве-деног залежностi. Зусилля розрубування добре збкаються з експериментальними даними i можуть використовуватись для практичного використання.

Ключовi слова: рiзання, рубання, клин, кут загострення, модель

Вступ (

Проблема зниження енерговитрат процесу подр1б- ] нення i зведення до мгтмуму втрат поживно! цшносп харчово! сировини i продукпв в ходi !х подрiбнення е ] дуже актуальною. Розв'язок И дозволить шдвищити ] ефектившсть харчового виробництва в цшому (Sukhenko, 2013; Stukalska, 2015). :

Ефектившсть операци подрiбнення в технологи : переробки визначаеться цшою низкою чиннишв: структурою i фiзико-механiчними властивостями : харчових продукпв, параметрами процесу подабнен-ня, конструктивно-технолопчними параметрами под- < рiбнювача (Topolnyk and Stukalska, 2013; Sukhenko, and Sukhenko, 2013; Pogrebnyak, 2017). i

У зв'язку з цим очевидна необхвдтсть проведения комплексу теоретичних i експериментальних досль джень з енерго- i ресурсозбереження в технологи ] переробки харчових продукпв, спрямованих на тд- ; вищення ефективностi дано! технологи. При цьому ] варто зазначити, що шляхи пвдвищення ефективностi технологи переробки харчових продукпв вивчет до I тепершнього часу явно недостатньо. ,

Тканини, складовi м'яса i субпродуктiв належать до природних бiополiмерiв, тому дослвдження !х ме- ] хашчних властивостей проводиться в рамках уявлень ] механiки полiмерiв (Reznik, 1975; Kishenko et al., 2016; Ukrainets et al., 2017). <

Мехашчш властивосп в найзагальнiшому виглядi визначаються деформациями, як1 вiдбуваються пiд ] впливом сили. Деформацп полiмерiв взагалi й тканин i м'яса i харчових продуктiв як бiополiмерiв зокрема < подано у вигJIядi суми трьох складових: пружно! де- < формацп - зворотно! в фазi з напруженням, залишко- ] во! - повтстю незворотно! i високоеластично! - зворотно!, але не в фазi з напруженням. Пружна дефор- ] мацiя зв'язуеться з змiною мiжмолекулярних ввдста- i ней, залишкова - з незворотними перемщеннями молекул на ввдсташ бшьш, шж молекулярнi розмiри, < i високоеластичш зв'язаш з змшами конформацi! полiмерних ланцюжк1в. <

Матерiал i методи дослщжень <

Як ведомо (Brankov, 1981; Elhina et al., 1987; Kartashov et al., 1987), iзотропнi полiмери, в тому числi м'ясо i субпродукти як бiополiмери можуть

бути умовно роздшеш на три групи, в кожиiй з яких одна з перерахованих компонент деформацп при да-них умовах е переважаючою:

- жорстш полiмери, що проявляють малi деформацп i мають значно вищий модуль пружносп, нiж iншi полiмери;

- м'яш еластичнi полiмернi матерiали, що мають здатшстю до дуже великих (десятки i сотнi ввдсотшв) зворотних деформацш;

- полiмери, як1 виявляють плиннiсть при впливi зовнiшнiх сил.

Розподш полiмерiв на цi групи е досить умовним, осшльки залежно ввд режиму навантаження i темпера-тури спiввiдношення компонентiв деформацi! в поль мерi може змiнюватися. М'ясо i харчовi продукти при температурах, вищих за крiоскопiчну (-1 °С), е плас-тичними тiлами, досить близькими, вiдповiдно до наведено! класифгкаци м'яких полiмерiв. У мiру зниження температури, яка мютиться в продуктах, вода починае промерзати i рiзко змiнюе !х механiчнi властивосп. Так, при температурах, нижчих нiж крiогеннi (-60 °С), за механчними властивостями м'ясо i продукти можна ввднести до досить жорстких полiмерiв.

В iнтервалi температур мiж крiоскопiчною i крю-пдратною м'ясо i продукти мають промiжнi власти-востi мгж крихк1стю i пластичнiстю. В деформацiях !х в рiзних спiввiдношеннях мiж собою одночасно при-сутнi всi три розглянуп компоненти.

В iнтервалi температур м1ж крiогiдратною i 20 °С мехашчна поведiнка харчових продуктiв характеризу-еться як пружньов'язка. В цих випадках деформацiя складаеться з миттево! пружно!, що тдпорядковуеть-ся формально закону Гука, зашзншо! високоеластич-но! i залишково!.

Реологiчна модель харчових продукпв як пруж-ньов'язкого тша може бути представлена як конгломерат (Reznik, 1975; Kartashov et al., 1987; Padohin and Kokina, 2007), що складаеться з твердого (пружного) скелета i рщко! речовини, що заповнюе промгжки мгж твердими елементами. Будучи деформованими, твердi елементи скелета харчових продукпв тиснуть на рвдке середовище, що оточуе !х, примушуючи перемщати-ся в менш напружеш зони. Вiдповiдно до закошв гiдродинамiки опiр середовища при такому перемь щеннi залежить ввд швидкостi !! перемiщення.

Для математичного опису механiчних властивостей матерiалiв в реологп розробленi методи фiзично

oбIpyнтoвaниx кoмбiнaцiй eлeмeнтiв, як1 з дocтaтньoю тoчнicтю вiдoбpaжaють фyндaмeнтaльнi влacтивocтi мaтepiaлy: пpyжнicть, в'язкicть i плacтичнicть. Пpи тaкoмy кoмбiнyвaннi пepeвaгa нaдaeтьcя тим влясти-вocтям, як1 мaють icтoтнe знaчeння. Для xapчoвиx ^o^Kra тaкими влacтивocтями e: пpyжнicть i в'язкють. У peoлoгiчниx cxeмax, щo xapaктepизyють влacтивocтi мaтepiaлy, пpийнятo пpyжнicть зoбpaжaти y виглядi пpyжини, дeфopмyвaння якoï пiдпopядкoвy-eтьcя зaкoнy TyKa, a в'язкicть - y виглад цилiндpa з в'язкoю piдинoю, в ятому пepeмiщeння пopшня тд-пopядкoвaнe зaкoнy Hьютoнa. Пocлiдoвнe i пapaлeль-нe з'eднaння зaзнaчeниx eлeмeнтiв дoзвoляe мoдeлю-вaти дeфopмaцiю мaтepiaлiв з вeльми cклaдними вля-cтивocтями (Reznik, 1975; Padohin and Kokina, 2007).

Результата та ïx обговорення

У po6ori дocлiджyeтьcя пpoцec pyбaння cиpoвини, пpизнaчeнoï для xapчoвoгo виpoбництвa з зacтocyвaн-ням мaтeмaтичнoï мoдeлi фiзичнo oбIpyнтoвaниx кoмбiнaцiй eлeмeнтiв для oпиcy мexaнiчниx влacтивo-cтeй xapчoвиx пpoдyктiв, як1 з дocтaтньoю тoчнicтю вiдoбpaжaють фyндaмeнтaльнi влacтивocтi мaтepiaлy: пpyжнicть, в'язкють i ^aCT^mcm Одepжимo piв-няння для poзpaxyнкy зycилля pyбaння вщ кyтa зaгoc-тpeння клинa i пpoвeдeм пepeвipкy йoгo aдeквaтнocтi eкcпepимeнтaльнo.

Дeфopмaцiйнy пoвeдiнкy xapчoвиx пpoдyктiв няй-бiльш пoвнo xapaктepизye мoдeль, яга мicтить тpи пocлiдoвнo з'eднaниx eлeмeнтa (pиc. i. a):

Явищe пoвзyчocтi, xapaктepнe для пpyжньoв'язкиx мaтepiaлiв, мoжe бути oтpимaнo нa зaзнaчeнiй мoдeлi зa yмoви зacтocyвaння дo œï пocтiйнoгo нaвaнтaжeн-ня. Щд дого дieю cпoчaткy вiдбyдeтьcя швидкa дeфo-pмaцiя мoдeлi зa paxyнoк cтиcнeння пpyжини eлeмeн-тя Ei, a готтм - пocтyпoвa дeфopмaцiя зa paxyнoк cтиcнeння пpyжини eлeмeнтa Е2 paзoм з пepeмiщeн-ням пopшня eлeмeнтa n2. Пpи зняттi нaвaнтaжeння пpyжинa eлeмeнтa Е, poзтиcнeтьcя миттeвo, a Е2 мoжe poзтиcнyтиcя лишe пocтyпoвo, впливяючи пpи цьoмy ня пopшeнь eлeмeнтa n2. Пoлoжeння пopшня eлeмeнтa n зaфiкcye зaлишкoвy дeфopмaцiю.

Ha pиc. 1 б нaвeдeнa yзaгaльнeнa гpaфiчнa зaлeж-нicть (Reznik, 1975) вiднocнoï дeфopмaцiï e ^уж-ньoв'язкoгo тiлa, в тoмy чи^ й xapчoвиx пpoдyктiв, вiд тpивaлocтi ïx нaвaнтaжeння i poзвaнтaжeння. Ïï xapaктep iдeнтичний poзвиткy дeфopмaцiï oпиcaнoï мoдeлi. Тяк, тут opдинaтa AB вщшввдяе миттeвoмy cтиcнeнню eлeмeнтa Ех, ВС - пocтyпoвoмy cтиcнeнню eлeмeнтa Е2 paзoм з пepeмiщeнням пopшнiв eлeмeнтiв П2 i n, CD - миттeвoмy poзтиcнeнню eлeмeнтa E,, DE - пocтyпoвoмy poзтиcнeнню eлeмeнтa E2 i EF - зяли-шкoвiй дeфopмaцiï.

Aнaлiтичний oпиc мoдeлi пpивoдить дo дифepeн-цiaльниx piвнянь

T■ä + H ■ó +K-ä=v2 +E2 i (1)

дe T, H, K - дeякi кoнcтaнти;

T =^2; H = 1 + ^ - К =

E

E,

(2)

-i Vi V2

Aнaлiз piшeнь oкpeмиx ВИПЯДК1В piвняння (i) дo-звoляe вcтaнoвити, в ятому cтyпeнi пpийнятa мoдeль мae влacтивocтi пpyжньoв'язкoгo мaтepiaлy i, зoкpeмa, явищ пoвзyчocтi i peлaкcaцiï нaпpyжeнь. Тяк, якщo в мoмeнт 4acy t = 0 шчиняе дiяти пocтiйнe нaпpyжeння с = const, то piвняння (1) нaбyдe вигляду

(

Vi

d2 s + de dt2 dr

\

(3)

Рис. 1. Рeoлoгiчнi мoдeль xapчoвиx пpoдyктiв: a - cxeмa мoдeлi, б - дiaгpaмa дeфopмyвaння м'якиx пpoдyктiв i м'яca eлeмeнт E, миттeвoï пpyжнocтi, eлeмeнт E2 зaпiзнiлoï пpyжнocтi, з'eднaний пapaлeль-нo з eлeмeнтoм в'язкocтi n2, i eлeмeнт тeчiï n, з'eднaний з пepшими двoмa eлeмeнтaми пocлiдoвнo (дяня мoдeль cxoжa з «Moдeллю Бюpгepca»).

Пpи швидтому нaвaнтaжeннi мoдeлi пoвнa ïï дeфo-pмaцiя вiдбyдeтьcя, гoлoвним чинoм, зя paxyнoк crac-нeння пpyжини (eлeмeнтa) Ех. Пpи фiкcaцiï мoдeлi в cтиcлoмy cтaнi пpyжинa Е, стяж пepeмiщaти пopшeнь eлeмeнтa n, У мipy пpocyвaння ocтaнньoгo пpyжинa Е, бyдe poзтиcкaти i нaпpyжeння бyдe змeншyвaтиcя. Ми oтpимaeмo типoвy Kapra^ peлaкcaцiï нaпpyжeння пpи пocтiйнiй дeфopмaцiï'.

Рoзв'язoк дaнoгo piвняння дacть зягон змiни дeфo-pмaцiï в чяа, тoбтo piвняння пoвзyчocтi

s = ä ■ — + —(i - e-kt) + — (4)

E E V

_ 1 2 '/i _

Biдпoвiднo дo цьoгo piвняння, пpи t = 0 мaтepiaл oтpимye миттеву дeфopмaцiю e, a ^и збiльшeннi t дeфopмaцiя зpocтae, чим i xapaктepизyeтьcя швзу-чють.

Зя yмoви ж e = const щэявя чacтинa piвняння (i) пepeтвopюeтьcя в нуль, Тoбтo

T ä + H ä +K ä= 0 (5)

Cпiльним poзв'язкoм цьoгo piвняння e

ä= A ■ e-ar + B ■ e-ßr (6)

xapaктepиcтичнe piвняння бyдe

2 H К A

а2 +--а +— = 0

Т Т

(7)

ня пустят Рoзв'язoк ятого визнaчaтьcя кoeфiцieнти а i ß. Дoвiльнi шстшш A i В визнaчaтьcя з пoчaткoвиx yмoв

В = s- Е1 - А; Ф,

ЕЦ— + -)-ß-Ei

.__ (8)

а-ß

з яких випливае, що постiйнi А i В залежать вiд концевого значення деформацп е. Розв'язок рiвняння (5) дае закон релаксацп напружень (6). З аиалiзу останнього випливае, що при t = 0 напруження мае значення с = A + B, при зростант t напруження зменшуеться за експоненщальним законом.

Таким чином, як лопчний, так i математичний аналiз розглянуто! моделi харчових продуктiв вказуе на !! достатню фiзичну достовiрнiсть. Крiм того, така модель дозволяе досить iлюстративно пояснити характер поведшки харчових продуктiв в процеа !х нава-нтаження. Це надзвичайно важливо для чiткого уяв-лення процесу взаемоди леза (його крайок i фасок) з матерiалом, особливо з урахуванням швидкостi рiзан-ня, яка змшюеться в досить широкому дiапазонi.

Кут загострення р1жучого шструмента у виглядi клина та мехашчш властивосп сировини або продукту для приготування страв, зокрема м'яса, мають сут-тевий вплив на енерговитрати при рубаннi. Математичний вираз зусилля рубання в першш його стадi! -коли клин врiзаеться в сировину, зминае !! i викликае опiр розтягуванню в площиш розрубування i приводить до зростання зусилля, до величини max P, тобто до появи випереджуючо! трiщини, яку можна врахо-вувати рiзними коефiцiентами, залежно вщ сировини рубання !! агрегатного стану, або при деяких умовах рубання, не враховувати взагалг

Виразимо математично зусилля вкорiнювання ру-баючого клина в сировину залежно вщ кута його загострення при рiзнiй ширинi та фiзико-механiчних влас-тивостях зразшв сировини або продукту (рис. 2).

h .

Рис. 2. Розрахункова схема початкового вкоршювання клина в сировину

Припустимо, що абсолютно гострий р1зець вкорь нюеться в сировину i через деякий час точка b займе положения b'c (рис. 2) i що зусилля, викликане тертям рiзця по сировинi, менше за тимчасовий отр сирови-

ни стисканню. Виходячи з цього, вiдрiзок b'c дорiв-нюватиме глибинi вкорiнення рiзця. При цьому над його щокою утворюеться шар зiм'ятоl сировини (пружний клин), який сприймае тиск вiд щоки i пере-дае його зiм'ятим волокнам сировини. Над точкою b' глибину пружного клина визначимо з рiвняння

h = b'c sina= ltga (9) де l - глибина вирiвнювання клина, м; а- половина кута загострення клина. На дмнш b'c нормальна складова визначаеться за формулою

N1 = ubl (10)

де с - тимчасовий отр стиснення сировини шд вщ-поввдним кутом у напрямку рiзання, H/м2; b - ширина клина, м.

Передача тиску щоки на ще не зiм'ятi волокна сировини чи продукту здшснюеться також на дiлянцi b'k, величина його визначаеться рiвнянням

l sin a

1 - cos a

(11)

(12)

cos arg tg -

Зусилля на цш дмнш

N2 = ablH

Внаслвдок того, що зминання сировини або продукту тд визначеним кутом, величина тимчасового опору зминанню залежить вщ кута а, с визначимо за формулою

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

_ (13)

1 +

cos 2a

Виходячи з загального виразу зусилля рубання сиро-вини

f cosa + sina

P--

cosa - f sina З урахуванням того, що N = N1 + N2

Одержимо

P = ■

2&ob

1 + 1 -1 I cos 2a

(14) (15)

A

l +-

l sina

cos argtg-

1 - cosa

sina

f cosa + sina

cosa - f sina

(16)

де f - коефпцент тертя м1ж рiзцем i сировиною або продуктом.

-Кут1

- Кут2 -КутЗ -Кут4

Рис. 3. Графiк змiни зусилля рубання ввд глибини вкорiнювання клина з рiзними кутами загострення: Кут 1=14°50'; Кут 2=24°50'; Кут 3=34°40'; Кут 4=45°50'

l

H

На рис. 3 подано графш залежносп зусиль рубання ввд глибини вкоршювання клина з р1зними кутами загострення. Залежшсть зусилля розрубування добре збпаеться з експериментальними даними i може ви-користовуватись для практичного використання. З графiка чiтко видно, що зi зростанням кута загострення клина зусилля при вкоршюванш збшьшуються

Висновки

Дослiдженi питания розрахунку зусиль рубання сировини ввд глибини вкорiнюваиня клина з рiзними кутами загострення для харчово! промисловостi, зок-рема м'яса. Проведенi експериментальнi дослщження з перевiрки теоретично виведено! залежносл. Зусилля розрубування добре збiгаються з експериментальними даними i можуть використовуватись для практичного використання.

Перспективи подальших дослгджень. Застосоваш методи фiзично обгрунтованих комбiнацiй елеменпв для математичного опису механiчних властивостей харчових продукпв, якi з достатньою точшстю вщо-бражають фундаментальнi властивосп матерiалу: пружиiсть, в'язк1сть i пластичшсть. При такому ком-бiнуваинi перевага надана тим властивостям, як1 ма-ють iстотне значення. Для харчових продукпв такими властивостями е: пружшсть i в'язк1сть. Послвдовне i паралельне з'еднаиия зазначених елементiв дозволяе моделювати деформацш матерiалiв з вельми склад-ними властивостями. Математичну модель поведшки харчових продуктiв доцiльно використовувати в на-ступних дослвдженнях, а також враховувати енерге-тичнi затрати при подрiбненнi, використовуючи ру-бання.

References

Brankov, G. (1981). Osnovy biomehaniki. M. MIR (in Russian).

Elhina, V.D., Zhurin, A.A., Pronichkina, L.P., & Bo-gachev, M.K. (1987). Oborudovanie predprijatij ob-shhestvennogo pitanija. Mehanicheskoe oborudovanie. Jekonomika. 1, 447 (in Russian). Kartashov, L.P., Bashkov, A.F., & Manannikov, P.P. (1987). Sovershenstvovanie rabochego processa iz-mel'chitelej. Mehanizacija i jelektrifikacija sel'skogo hozjajstva. 9, 44-45 (in Russian).

Kishenko, I., Kryzhova, Y., & Filonenko, M. (2016). Research of fermented compound transglutaminase on the model samples of restrustured beef ham. Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies. 18, 2(68), 46-50. doi: 10.15421/nvlvet6809.

Padohin, V.A., & Kokina, N.R. (2007). Fiziko-mehanicheskie svojstva syr'ja i pishhevyh produktov. uchebnoe posobie. Ivanovo. Izd-vo IGHTU (in Russian).

Pogrebnyak, A. (2017). Research of the Hydro-jet Waterpolymer Processing of Food Products by Cutting. Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies. 19(75), 134-139. doi: 10.15421/nvlvet7527.

Reznik, N.E. (1975). Teorija rezanija lezviem i osnovy rascheta rezhushhih apparatov. M. Mashinostroenie, 29-32 (in Russian).

Stukalska, N. (2015). Method complex quantify quality of grinding meat chicken. Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies. 17(1), 101-107. Retrieved from https://nvlvet.com.ua/ index.php/journal/article/view/340.

Sukhenko, V. (2013). Vplyv stupenia podribnennia farshiv na kinetyku vysushuvannia syrokopchenykh kovbas. Prodovolcha industriia APK. 4, 24-28. Rezhym dostupu: http://nbuv.gov.ua/UJRN/ Piapk_2013_4_7 (in Ukrainian).

Sukhenko, V.Yu., & Sukhenko, Yu.H. (2013). Stupin podribnennia ta yoho vplyv na yakist vialenoi ta napivkopchenoi produktsii. Vostochno-Evropejskij zhurnal peredovyh tehnologij. 5(10), 40-42. Rezhym dostupu: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vejpte_2013_ 5%2810%29_10 (in Ukrainian).

Topolnyk, V.H., & Stukalska, N.M. (2013). Vyznachennia optymalnykh umov protsesu podribnennia sumishi biloho i chervonoho miasa kuriatyny dlia zbilshennia volohozviazuiuchoi zdatnosti farshiv. Obladnannia ta tekhnolohii kharchovykh vyrobnytstv. 31, 196-203. Rezhym dostupu: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Otkhv_2013_ 31_26 (in Ukrainian).

Ukrainets, A., Pasichnyi, V., Shvedyuk, D., & Matsuk, Y. (2017). Investigation of proteolysis ability of functional destinated minced half-finished meat products. Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies. 19(75), 129-133. doi: 10.15421/nvlvet7526.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.