ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ВОСКОВОЙ ОСНОВЫ ПЧЕЛИНЫХ СОТОВ Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

Трибуна молодых учёных

P.N. Vanyushin//Rjazan', RGATU, 2014. - 320s.

3. Vinogradov, D.V. Osobennosti vyrashivanija podsolnechnika na maslosemena v uslovijah Rjazanskoi oblasti/D.V. Vinogradov, M.P. Makarova//Vestnik KrasGAU. - 2015. - № 7. - S.154-157.

4. Vinogradov, D.V. Perspektivy i osnovnye napravlenija razvitija proizvodstva maslichnyh kul'tur v Rjazanskoi oblasti / D.V. Vinogradov, P.N. Vanyushin //Vestnik RGATU, 2012. - №1. - S. 62-65.

5. Vinogradov, D.V. Osobennosti i perspektivy vozdelyvanija maslichnyh kul'tur v uslovijah yuga Nechernozemja / D.V. Vinogradov, A.V. Zhulin // Materialy V mezhdunarodnoi konferencii. - Krasnodar: VNIIMK, 2009. - S.51-54.

6. Vinogradov, D.V. Sostojanie proizvodstva i rossiiskii rynok maslichnyh kul'tur // Social'no-yekonomicheskie aspekty sovremennogo razvitija APK: opyt, problemy, perspektivy: materialy II vseros. nauch.-prakt. konf. - Saratov: SGAU, 2009. - S. 20-23.

7. Potapova L.V., Vinogradov D.V. Kul'tura raps kak yelement biologizacii v zemledelii // Nauchno-prakticheskie aspekty tehnologii vozdelyvanija pererabotki maslichnyh kul'tur: mater.mezhdun. nauch. konf.

- Rjazan': RGATU, 2013. - S. 229-230.

8. Ushakov, R.N. Fiziko-himicheskajamodel' plodorodija seroilesnoipochvykakinformacionnoiosnovyee kneblagoprijatnymvozdeistvijam/R.N. Ushakov, D.V. Vinogradov, V.I. Gusev, A.N. Zubec// Mezhdunarodnaja nauchnaja konferencija «Pochvy Azerbaidzhana: genezis, melioracija, racional'noe ispol'zovanie i yekologija».

- 2012. - S. 1013 - 1018.

9. Ushakov, R.N. Fiziko-himicheskiiblokplodorodija agroseroipochvy/R.N. Ushakov, D.V. Vinogradov, N.A. Golovina //Agrohimicheskii vestnik. -2013. -№ 5. -S. 12-13.

10. Hromcev, D.F. Vozmozhnost' vozdelyvanija maslichnyh i yefiromaslichnyh kul'tur v Rjazanskoi oblasti /D.F. Hromcev, D.V. Vinogradov//Mezhdunarodnyitehniko-yekonomicheskiizhurnal, 2013. -№ 4. -S. 52-54.

УДК 631.363.258/638.178

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ВОСКОВОЙ ОСНОВЫ ПЧЕЛИНЫХ СОТОВ

БЫШОВ Дмитрий Николаевич, канд. техн. наук, доцент кафедры эксплуатации машинно-тракторного парка, Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Косты-чева

Воск - важнейший продукт пчеловодства, широко применяемый в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Традиционно сырьем для производства воска являются старые выбракованные пчеловодом соты, непригодные для дальнейшего использования в пчеловодстве. Источник поступления воска в народное хозяйство - крупные и мелкие пасеки, пчелокомбинаты, которые сдают на заготовительные пункты лишь часть производимого ими товарного воска, так как потери, возникающие при использовании традиционной технологии его извлечения, часто превышают 50%. Мерва - отход, образующийся при перетопке сотов весьма насыщенный воском в большинстве случаев не подлежит переработке а, как правило, утилизируется. Воск, получаемый путем тепловой переработки выбракованных сильно загрязненных сотов, получается низкокачественным, третьего или четвертого сорта. В связи с вышесказанным очистка суши сотов от загрязнений перед перетопкой представляется весьма актуальной, так как позволяет увеличить выход товарного воска и повысить его качество. В статье приводится описание и результаты исследования влияния параметров штифтового измельчителя на процесс измельчения воскового сырья с целью проведения его последующий очистки от загрязнений.

Ключевые слова: воск, восковое сырьё, измельчение, штифтовый измельчитель.

Введение новление рациональных параметров штифтового

Известно, что повысить качество воска воз- измельчителя пчелиных сотов, обеспечивающих можно путем его предварительной очистки от ор- получение воскового сырья требуемого грануло-ганических и минеральных загрязнений [11]. Про- метрического состава. анализировав известные на сегодняшний день Объект исследования

способы и средства очистки воска, можно заклю- Применяемые в настоящее время штифтовые чить, что восковое сырье целесообразно очищать, измельчители содержат в своей основе следую-предварительно измельчив [1, 2, 4, 5]. Измельче- щие общие конструктивные элементы - цилин-ние должно осуществляться таким образом, чтобы дрическую вертикально расположенную рабочую размер частиц сота был не больше размера воско- камеру, внутри которой установлен вал с закре-вых ячеек [2, 10]. Многие исследователи предлага- пленными на нем штифтами, в нижней части ра-ют проводить измельчение сотов посредством из- бочей камеры горизонтально установлено решето мельчителя штифтового типа [9, 12, 13, 15]. Целью [7, 8, 9, 12, 13, 15].

проводимого нами исследования являлось уста- Для определения рациональных параметров

© Бышов Д.Н., 2016г .

Вестник РГАТУ, № 3 (31), 2016

штифтового измельчающего аппарата была изготовлена лабораторная установка, схема которой представлена на рисунке 1, а общий вид - на рисунке 2.

Крышка не показана

1 - корпус; 2 - выдвижной ящик; 3 - рабочая камера; 4 - часть вала, зажимаемая в патрон сверлильного станка; 5 - вал; 6 - штифтовая втулка; 7 - штифт; 8 -решето.

Рис.1 - Схема лабораторной установки Установка позволяет варьировать схемы расположения штифтов на валу, их количество и частоту вращения рабочего вала.

Состоит изготовленное устройство из корпуса 1, снабженного выдвижным ящиком 2. В верхней части корпуса установлена вертикальная цилиндрическая рабочая камера 3, имеющая внутренний диаметр 200 мм.

Рис. 2 - Общий вид лабораторной установки во время эксперимента вместе с ситовым рассевом и весами ВЛТК-500М

Дно рабочей камеры выполнено в виде выгрузного решета 8. Внутри рабочей камеры вертикально установлен рабочий вал 5, на котором можно размещать от одной до шести втулок 6. Втулки позволяют закреплять штифты 7 неподвижно на рабочем валу.

Во время опыта частота вращения патрона сверлильного станка, в котором закреплен рабочий вал лабораторного измельчителя, составляла 900 об/мин. Сверлильный станок имеет возможность изменять частоту вращения патрона ступенчато. Выбранное значение частоты вращения рабочего вала позволяет получить линейную скорость движения концов штифтов 8,5 м/с - критическую скорость, необходимую для эффективного измельчения восковой основы сотов [3, 4, 6, 14].

Масса загружаемых в измельчитель навесок кусков сотов составляла 0,2 кг.

На основании априорной информации было решено исследовать влияние следующих факторов на процесс измельчения сотов [2, 6, 7, 8]:

- количество штифтов, расположенное на рабочем валу;

- расстояние между плоскостями вращения штифтов;

- расстояние между плоскостью вращения нижнего штифта и поверхностью решета.

Критерием оптимизации являлся процент восковых частиц, имеющих размер 30 мм2 [2, 10].

Для проведения опытов был выбран трехфак-торный, трехуровневый план проведения эксперимента, близкий к D-оптимальному. Обозначения и уровни варьирования факторов приведены в таблице 1.

Эксперимент проводили следующим образом. На валу измельчителя располагали штифты в соответствии с исследуемой схемой. Вал закрепляли в патроне сверлильного станка, устанавливали необходимую величину расстояния между плоскостью вращения нижнего штифта и поверхностью решета и приводили станок в действие. В рабочую камеру лабораторной установки загружали подготовленную навеску кусков сотов и закрывали ее крышкой, не допуская разлета измельчаемого продукта. Куски сотов под ударным воздействием штифтов измельчались до размеров частиц, способных пройти через отверстия выгрузного решета. Измельченная воскоперговая масса, выйдя из зоны измельчения, скапливалась в выдвижном ящике лабораторной установки. После измельчения навески сотов станок отключали. Из измельченной воскоперговой массы отбирали пробу весом 100±0,1 г и рассеивали ее на фракции посредством ситового рассева. Опыты проводили с трехкратной повторностью.

Анализ результатов исследования

Полученные в результате проведенного исследования данные подвергли статистической обработке. Расчеты параметров регрессии, статистических критериев и оптимизацию результатов проводили в программной среде MathCAD 14.

Фактор п (количество штифтов) был исключен из математической модели, как незначимо влия-

Трибуна молодых учёных

ющей на зависимую переменную. После отброса незначимых коэффициентов из уравнения регрессии, построенного в нормированном виде, осуществили пересчет модели.

Для новой полученной модели показатель критерия Фишера меньше допустимого: F = 2,438 < Fкр = 3,12 , то есть условие адекватности выполняется. Таким образом, в результате обработки экспериментальных данных уравнение регрессии получено в виде:

Таблица 1 - Факторы и

Р = 1.035 ■ й + 6,605 ■ / +

+ 0.01375 ■ й ■ I - 0,037 ■ й2 - ОД78 ■ 12 где: Р - процент выхода фракции измельченного воскового сырья со средним размером частиц 30 мм2, %; h - расстояние между плоскостями вращения штифтов, мм; I - расстояние между плоскостью вращения нижнего штифта и поверхностью решета, мм.

На рисунке 3 представлена графическая зависимость, построенная по полученному уравнению в виде поверхности и двухмерных сечений. уровни их варьирования

Уровень и интервал варьирования Факторы

Количество штифтов на рабочем валу п, ед. Расстояние между плоскостями вращения штифтов ^ мм Расстояние между плоскостью вращения нижнего штифта и поверхностью решета I, мм

Х1 Х, Х,

Верхний уровень (-1) 2 0 5

Основной уровень (0) 3 15 15

Нижний уровень (+1) 4 30 25

Интервал варьирования 1 15 10

Рис.3 - Зависимость процента выхода фракции измельченного воскового сырья со средним размером 30, мм2 от расстояния между плоскостями вращения штифтов ^ мм и расстояния между плоскостью вращения нижнего штифта и поверхностью решета I, мм

Вывод

Визуальный анализ позволяет сделать вывод о наличии выраженного максимума в районе h = 20 мм, I = 20 мм, то есть внутри области планирования эксперимента.

Проведенная оптимизация позволила определить уровни сочетания факторов, обеспечивающих максимальное значение критерия оптимизации Р.

Функция (процент выхода требуемой фракции) достигает максимального значения 72,5% в точке ф = 17,44 мм; I = 19,2 мм).

Список литературы

1. Каширин, Д. Е. Обоснование параметров установки для извлечения перги из сотов [Текст] / Д.Е. Каширин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2009. - № 11. - С. 26-27.

2. Каширин, Д. Е. К вопросу отделения перги из измельченной воскоперговой массы[Текст] / Д. Е. Каширин // Вестник КрасГАУ - 2010. - № 1. -С.138-139.

3. Каширин, Д. Е. Исследование массы и геометрических параметров перговых сотов [Текст] / Д. Е. Каширин // Вестник КрасГАУ. - 2010. - № 5. -С.152-154.

4. Каширин, Д. Е. Исследование рабочего процесса измельчителя перговых сотов [Текст] / Д. Е. Каширин // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ имени В. П. Горячкина. - 2010. - № 1 (40). - С.24-27.

5. Каширин, Д. Е. Способ и устройство для извлечения перги [Текст] / Д. Е. Каширин // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. - 2010. -№ 5. - С.34-36.

6. Каширин, Д. Е. Исследование некоторых прочностных характеристик восковой основы пчелиных сотов [Текст] / Д. Е. Каширин, А.В. Куприянов // Вестник КрасГАУ. - 2011. - № 8. - С.199-202.

7. Бышов, Н. В. Обоснование параметров измельчителя перговых сотов [Текст] / Н. В. Бышов, Д. Е. Каширин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2012. - № 1. - С. 29-30.

8. Бышов, Н. В. Исследование установки для

в-

Вестник РГАТУ, № 3 (31), 2016

извлечения перги из сотов [Текст] / Н. В.ЕЫ^ниов, Каширин, Н. В. Ермаченков, В. В. Павлов // Вест-

Д. Iе. Квширииу/ ^^низа^яи 2л €5к1рифи3к;Вция ник чРасГАУ. -2015. -4 N<2 8. - С. 155-1л°. сельского хозяинтвВ. ~~бос 2. "№2." С. 31-32 13р Исследование ра боты измельчителя вос-

9. Еэы1шов, Н. ЕЧ. Обоснование рацион[£Тльны]>/ кового сырья [Текст] / Д. Н. Быков, И. А. Успен-На раметров и зrм^еЛьКBтеля пер/гВвых ^^ [ТеАУг] / скиИ, Д. Е КаШирин, Н В. Ермаченков, В. В. Пав-Н(0 -12 ЕiЫNШ611,-ДClа3Ка1lШ8PИH // Вестник КрасГАУ. " лов //ДСельскиИ механи заторр. - 2015. - № 7. - С.

10. l^t^iiiL.OEi, 1>. В. Исслед°ва ни1е отде/™™ 28_129. Исследование влияния влажности и темпе (этот воско вих чнитВц ["Гекс"1"] / Н. В. и^ы>1ш1<ов, пературы на Прочностные свойства перги [Текст]

Д. Е. Каширин // Техника в сельском хозяйстве. - /п u с.....п ¡= i^....,^.,.. г- и л

2013 - №1 - С 26-27 / Д. Н. Быков, Д. Е. Каширин, С. Н. Гобелев, А.

11. Исследование процесса получения воска ^з^ и№№н1ов1 с' ввлов // Вестник КрасГАу. -

!Нз ЕЕE)CЕЕЫвOгO сырьня рБазличн Т Евчнествв [Те кст]д/ 15. №ат.. 93302 Российская Федерация, МПК НспВенсБкыиш В Д НПвБы^о % ДВеЕстнКвкшКрвнсгАУ А. В02СН 13/02. Измел ьчитель перговы,х сротЦов [Текст] В СВ®. 1 4Ввл4о«в Вестник Крвс|Ау. /Д. Е. Каширин ; заявитель и патентообладв-

14 № 145 9. тель Каширин Д. Е. - № 2010102584/22 ; заявл.

12. Исследование рабочего процесса измель- „„ „„ ^ к пл лп ,- к.„ 0

чителя перговых сотоврТб°ст] / ДДрнцБы1шов, Д1- Е. 26 01 10 ; опубл. 27 04 10, Бюл. № 12. " 2 с

RESEARCH OF GRINDING WAX-BASED BEE COMBS

Byshov Dmitry Nikolaevich, Associate Professor, candidate of technical sciences, Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev

Wax - the most important bee products, widely used in various industries and agriculture. Traditionally, the raw material for the production of wax are old culled honeycomb beekeeper unsuitable for further use in beekeeping. Source of wax in the economy - large and small apiary, pchelokombinaty who pass on only a part of procurement items of merchandise produced wax, as the loss arising from the use of traditional technology of its extraction, often exceeding 50%. Merv - waste produced during peretopki honeycomb wax very rich in most cases not be recycled and are usually utilized. Wax obtained by thermal processing culled heavily contaminated combs, get low-quality, third or fourth grade. In connection with the above cleaning combs land from contamination before peretopki it is very relevant, as it allows to increase the yield of commercial wax and improve its quality. The article describes the results of research and the impact of parameters on a pin shredder shredding process wax raw materials for the purpose of its subsequent decontamination. Key words: wax, wax raw materials, crushing, the pin crusher.

Literatura

1. Kashirin D.E. Obosnovanie parametrov ustanovki dlja izvlechenija pergi iz sotov / D.E. Kashirin // Mehanizacija i jelektrifikacija sel'skogo hozjajstva. - 2009. - № 11. - S. 26-27.

2. Kashirin D.E. K voprosu otdelenija pergi iz izmel'chennoj voskopergovoj massy / D.E. Kashirin // Vestnik KrasGAU. - 2010. - №1. -S.138-139.

3. Kashirin D.E. Issledovanie massy i geometricheskih parametrov pergovyh sotov / D.E. Kashirin // Vestnik KrasGAU. - 2010. - №5. -S.152-154.

4. Kashirin D.E. Issledovanie rabochego processa izmel'chitelja pergovyh sotov/D.E. Kashirin// Vestnik FGOU VPO MGAU imeni V.P. Gorjachkina. - 2010. - №1 (40). - S.24-27.

5. Kashirin D.E. Sposob i ustrojstvo dlja izvlechenija pergi / D.E. Kashirin // Vestnik Saratovskogo gosagrouniversiteta im. N.I. Vavilova. - 2010. -№5. - S.34-36.

6. Kashirin D.E. Issledovanie nekotoryh prochnostnyh harakteristik voskovoj osnovy pchelinyh sotov / D.E. Kashirin, A.V. Kuprijanov //Vestnik KrasGAU. - 2011. - №8. - S.199-202.

7. Byshov N.V. Obosnovanie parametrov izmel'chitelja pergovyh sotov /N.V. Byshov, D.E. Kashirin// Mehanizacija i jelektrifikacija sel'skogo hozjajstva. - 2012. - №1. - S. 29-30.

8. Byshov N.V. Issledovanie ustanovki dlja izvlechenija pergi iz sotov /N.V. Byshov, D.E. Kashirin// Mehanizacija i jelektrifikacija sel'skogo hozjajstva. - 2012. - №2. - S. 31-32.

9. Byshov N.V. Obosnovanie racional'nyh parametrov izmel'chitelja pergovyh sotov /N.V. Byshov, D.E. Kashirin//Vestnik KrasGAU - 2012. - №6. - S.134-138.

10. Byshov N.V. Issledovanie otdelenija pergi ot voskovyh chastic /N.V. Byshov, D.E. Kashirin// Tehnika v sel'skom hozjajstve - 2013. - №1. - S.26-27.

11. Byshov N.V. Issledovanie processa poluchenija voska iz voskovogo syrja razlichnogo kachestva / N. V. Byshov, D.N. Byshov, D. E. Kashirin, I.A. Uspenskij, V.V. Pavlov// Vestnik KrasGAU. - 2015. - № 6. - S. 145-149.

12. Byshov D.N. Issledovanie rabochego processa izmel'chitelja pergovyh sotov / D. N. Byshov, D. E. Kashirin, N.V. Ermachenkov, V. V. Pavlov //Vestnik KrasGAU. - 2015. - № 8. - S. 155-159.

13. Byshov D.N. Issledovanie raboty izmel'chitelja voskovogo syrja /D. N. Byshov, I.A. Uspenskij, D. E. Kashirin, N.V. Ermachenkov, V.V. Pavlov//Sel'skijmehanizator. - 2015. - № 7. - S. 28-29.

14. Byshov D.N. Issledovanie vlijanija vlazhnosti i temperatury na prochnostnye svojstva pergi / D. N. Byshov, D. E. Kashirin, S.N. Gobelev, A.V.Kuprijanov V.V. Pavlov //Vestnik KrasGAU. - 2016. - № 1. - S. 97-101.

15. Pat. № 93302 RF. MPK B02S 13/02. Izmel'chitel' pergovyh sotov /D.E. Kashirin. - Zajavl. 26.01.2010; opubl. 27.04.2010, bjul. № 12. - 2 s.