Исследование факторов процесса отжима сока в шнековых прессах Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

58

—ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 6. 1990

ИЗВЕС1

пищевых продуктов. — М.: Пищ. нро-сть, 197-3. — 528 с.

3. Г и н з б у р г А. С. Расчет и проектирование сушильных установок пищевой промышленности. — М.: Агропромиздат, 1985. — 335 с.

4. Рогов И. А. Электрофизические методы обработ-

ки пищевых прод 1988. — 272 с.

Кафедра машин и аппаратов

пищевых производств

М.: Агропромиздат,

Поступила 16.12.89.

664.236.002.5:621.979

ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ ПРОЦЕССА ОТЖИМА СОКА

В ШНЕКОВЫХ ПРЕССАХ

. С. П. ВИНОГРАДОВ, и. в. КРЮЧКОВ Севастопольский приборостроительный институт

Повышение степени использования растительного сырья в производстве соков требует совершенствования шнековых отжимных прессов, широко применяющихся на предприятиях пищевой промышленности [1].

У серийно выпускаемых шнековых прессов для отжима сока из яблок цилиндр, в котором просверливаются отверстия диаметром 1 мм, изготавливается из листовой латуни. При уменьшении диаметра отверстия существенно снижается количество переходящих в сок взвесей.

Однако при толщине стенки 6 мм выполнение отверстий меньшего диаметра, например, 0,5 мм, затруднительно, так как значительно увеличивается трудоемкость изготовления цилиндра. Поэтому весьма перспективно изготовление зеерных цилиндров с УЗКИМИ продольными щелями.

Для изучения влияния ширины продольных щелевых отверстий на выход и качество получаемого сока в производственных условиях на Симферопольском консервном заводе им. 1 Мая были проведены экспериментальные исследования модельной установки.

Геометрически подобная натурному образцу модель была снабжена электроприводом с возможностью изменения угловой скорости прессующего шнека юп от 0,15 до 1,1 рад/с за счет установки пятиступенчатой коробки скоростей. Скорость загрузочного шнека со3 в пределах от 0,15 до 0,94 рад/с варьировалась путем применения второй коробки скоростей. Наружный диаметр О шнеков составлял 144 и 200 мм.

В опытах па моделях и натурном образце пресса перерабатывали одинаковое сырье — яблоки из одной партии. Поскольку сырье не моделировали, то в наших исследованиях применили метод, разработанный в Московском автодорожном институте [3] под руководством проф. В. И. Баловнева.

Модель отжимного пресса имела сменные рабочие органы (загрузочный и прессующий шнеки и фильтрующие цилиндры).

Фильтрующая поверхность (зеепные сетки) выполнена из близко расположенных проволок треугольного сечения по ГОСТ 9074—85, так что перфорационные отверстия получены в виде узких продольных щелей. ИсПБ1Та-

ны сетки, у которых ширина щели Ь составляла 0,1; 0,25; 0,4 мм при относительной площади живого сечения отверстий 4,5; 10,6;

16,0% соответственно.

Сменные шнеки выполнены с различным О спиральных витков, что позволяет при постоянном внутреннем диаметре цилиндра получать различный зазор 6 между сеткой и шнеком. Величина 6 изменялась от 0,1 до 3,1 мм с шагом варьирования 1,5 мм. Угловая скорость вращения прессующего шнека составляла 0,21; 0,42; 0,63 рад/с.

В ходе исследований был реализован план полного факторного эксперимента типа ПФЭ23. Количество опытов равно 8. Все эксперименты проводились в трехкратной повторности на мезге, полученной на серийных дробилках В ДМ-20 [1].

Функциями отклика являются выход сока А и содержание в соке взвесей а. Количество а (г осадка на 1 л сока) определяли на центрифуге ОПН-8 при частоте вращения ротора 8000 мин-1 в течение 20 мин с последующим взвешиванием влажного осадка.

После вычисления коэффициентов уравнений регрессии и исключения незначимых получили для факторов в кодированной (безразмерной) форме:

А = 31,9 —2,58г і— 1,8z2—2,35гз-]-0,42гіг2;

(1)

* = 29.79+9,4121—5,2422+4,7923+0,842^2—

--0,54 2223+1,662123- 0,7 1212223- (2)

В формулах (1) и (2) 21 — ширина продольной щели; 22 — зазор между шнеком и цилиндром; 23 — частота вращения шнека.

Последующая проверка уравнений (1) и (2) показала, что уравнения адекватно описывают исследуемый процесс с вероятностью 0,95. Адекватность уравнения проверена по критерию Фишера. Для проверки использованы результаты опытов, проведенных в трехкратной повторности для условий центра плана, т. е. при 21 = 22 = 23 = 0. Результаты этих опытов для определения коэффициентов уравнений регрессии не применялись.

Формула (1) наглядно иллюстрирует характер и интенсивность зависимости выхода сока от рассматриваемых факторов. В соответствии со знаком и величиной коэффициентов

уравнеї житель; Приме{ частота жду ші ное, ш Форм щне вь вающнл ширина вращен: Воздейс ром прі по вели частоти ное по При значені

А=3£

а = 1{ +0,2

где Ь -б -п -

Мето, фактор» величш сималь: четом £

где р -

Свежі ван д.л5 ленного заморол Для ] чистого тах пр Анали выполне

Атах ~

ин

ПpoбJ вых пре туальна процессі охлажд< сушка і пекарнь

ї

№6, 1990 іромиздат,

16.12.89.

5:621.979

составной пло-5; 10,6;

ічньш Э II посто-)а полу-

:ТКОЙ И

Г 0,1 ДО /I. Угло-э шнека

Ьн план а ПФЭ23. перимен-ности на )обилках

д сока А чество а т цент-? ротора дующим

уравне-

1МЫХ по-

>Й (без-

2 5 (1)

’лгч—

(2)

ина протеком н шнека, їй (1) и

0 описы-

ИНОСТЬЮ

ерена по юльзова-в трех-ітра пла-аты этих гов урав-

ет харак-:ода сока оответст-

'ИЦИЄНТОВ

1

ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 6, 1990 - —^ - - ^ ■ - 59

уравнения регрессии наиболее сильное положительное влияние оказывает ширина щели. Примерно такое же, но обратное воздействие частоты вращения шнека. Влияние зазора между шнеком и цилиндром также отрицательное, но несколько слабее.

Формула (2) позволяет получить следующие выводы. Основным фактором, увеличивающим содержание взвесей в соке, является ширина продольной щели, тогда как частота вращения шнека влияет почти вдвое меньше. Воздействие зазора между шнеком и цилиндром при выбранных интервалах варьирования по величине приблизительно такое же, как у частоты вращения шнека, но противоположное по знаку.

При переходе к натурным (физическим) значениям факторов получили:

А = 39,45+ 14,2Ь— 1,676— 1,18п+1,87Ь6 , (3)

а = 18,47+24,53Ь—5,26б+0,69п + Ю,05Ьб+ +0,2!бп+8,06Ьп—1,58Ьбп, (4)

где Ь — ширина продольной щели;

6 — зазор между шнеком и цилиндром; п — частота вращения шнека.

Методом сканирования найдены значения факторов, обеспечивающих экстремальные величины А и а, а также их сочетание — максимальный выход «чистого» сока, т. е. за вычетом взвесей, % к массе мезги:

В = А(1— - а —), (5)

Р

где р — плотность сока, кг/м3.

Свежеотжатый сок может быть использован для производства натуральных неосвет-ленного и осветленного, концентрированного, замороженного соков, пасты, порошка и т. п.

Для ряда направлений переработки выход чистого сока В является основным. В расчетах принято р=1046 кг/м3.

Анализом результатов численных опытов, выполненных на ЭВМ, получено:

Атах = 42,68% (при Ь = 0,4мм; 6 = 0,1 мм; п = 2 мин-1),

ашт= 11,0 г/л (при Ь = 0,1 мм; 6 = 3,1 мм; п = 2 мин-1),

Втах=42,21% (при Ь=0,4 мм; 6 = 0,1 мм; п=2 мин-1).

В результате расчетов по формулам (3) и (4) для натурного образца пресса ВП2-Ш-5, у которого Ь = 0,3мм; 6=1,1 мм; П = 520 мм; п = 4 мин-1, получаем:

А = 37,77%; а = 36,52 г/л.

По данным опытов натурного образца, А = 31,5%; а = 27,5—45,0 г/л. Пресс работал после стекателя РЗ-ВСР-10.

Такую сходимость следует считать удовлетворительной.

При проведении опытов было замечено, что выход сока и содержание в нем взвесей существенно зависят от степени зрелости яблок. Свежие плоды технической или съемной зрелости разных помологических сортов давали близкие значения А и а. По мере хранения оба показателя заметно ухудшались, причем этот эффект определялся условиями и сроками хранения, а также помологическим сортом плодов. Опыты проведены на яблоках сортов Ренет Симиренко, Ренет Шампанский, Пармен зимний золотой, Кандиль-синап, Сары-синап, Банан.

При разработке или модернизации конструкций шнековых отжимных прессов для яблок технологическую оценку вариантов следует производить с использованием уравнений (3), (4), (5).

ЛИТЕРАТУРА

1. Корохов В. Г., Крючков И. В., Ц а р е в Г. И. Молотковая дробилка РЗ-ВДМ-20 для семечковых плодов //Виноделие и виноградарство СССР.—1980. — № 2. — С. 40—41.

2. Виноградов С. П., Крючков И. В. Пресс

с обтюраторами //Механизация сельск. хоз-ва —

1988. — № 10. — С. 4—5).

3. Зеленин А. Н., Б а л о в н е в В. И., К е р о в

И. П. Машины для земляных работ. — М.: Маши-

ностроение, 1975. — 422 с.

Кафедра деталей машин

и механизмов Поступила 8.08.89

664.6.05:66.074.515

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА УЛАВЛИВАНИЯ ПЫЛЕВИДНОГО ПРОДУКТА В ЗАКРУЧЕННОМ ГАЗОЖИДКОСТНОМ ПОТОКЕ

В. В. ВАРВАРОВ, к. К. ПОЛЯНСКИЙ, В. А. КУЛИНЦОВ Воронежский технологический институт

Проблема улавливания пылевидных пищевых продуктов из отработанного воздуха актуальна при ведении многих технологических процессов, причем в ряде случаев (сушка и охлаждение сахара-песка, распылительная сушка молока и молочных продуктов, хлебопекарных дрожжей и т. д.) требуется совер-

шенствование мокрого центробежного пылеулавливания. Для этого применяются газопромыватели, в которых механизм отделения пыли обусловлен смачиванием частиц при орошении форсунками и центробежной сепарацией за счет тангенциального ввода потока [1].