CC BY
5
№ 2 (83)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
февраль, 2021 г.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕРМООБРАБОТКИ МЯТКИ СЕМЯН НА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ
Усмонов Ахтам
канд. техн. наук, доцент, Бухарский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Бухара E-mail: usmonov@mail. ru
Расулов Шухрат Хужакулович
старший преподаватель Бухарский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Бухара E-mail: rasulovshuxrat@mail. ru
Адизова Мадина Рузиевна
стажёр-преподаватель Бухарский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Бухара
VISCOELASTIC PLASTIC MECHANICAL SYSTEMS WITH SPOT LINKS AND THEIR OWN VIBRATIONS
Axtam Usmonov
Candidate of technical Sciences, associate Professor Bukhara engineering and technological Institute,
Uzbekistan, Bukhara
Shuxrat Rasulov
Assistant
Bukhara engineering and technological Institute,
Uzbekistan, Bukhara
Madina Adizova
Assistant
Bukhara engineering and technological Institute,
Uzbekistan, Bukhara
АННОТАЦИЯ
B статье приведены основные факторы влияющие на процесс термообработки мятки семян хлопчатника, которыми являются плотность теплового потока, длина волны излучения, толщина слоя обрабатываемого материала и продолжительность обработки, исследованные на экспериментальной установке.
ABSTRACT
In this article, the natural oscillations of viscoelastic lamellar mechanical systems with point connections are considered. Frequency equations are obtained and solved numerically by the Muller method. A parametric analysis of complex eigenfrequencies depending on the geometric parameters is given
Ключевые слова: термообработка, влияющий фактор, тепловой поток, извлечение, интенсивность, продолжительность, масличность.
Keywords: free oscillations, dissipative system, vibrations, viscoelastic system.
Процесс жарения мятки хлопковых семян-один из основных и необходимих этапов получения хлопкового масла путем прессования. От процесса жарения во многом зависит качество извлекаемого масла и шрота. Однако существуют факторы, влияющие на протекание процесса жарения: плотность
теплового потока с максимальной длиной волны излучения Я = 1,1 мкм, толщина слоя обрабатываемого материала и продолжительность обработки. Влияние их на процесс термообработки мятки семян хлопчатника исследовано на экспериментальной ИК-установке.
Библиографическое описание: Усмонов А., Расулов Ш.Х., Адизова М.Р. Исследование процесса термообработки мятки семян на экспериментальной установке // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 2(83). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11253 (дата обращения: 25.02.2021).
№ 2 (83)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
февраль, 2021 г.
Для экспериментов используется мятка, увлажненная по известной методике из /5/. Порция мятки массой 100 г устанавливается на поддон с определенной толщиной при включенных ИК-лампах, засекается время.
Процесс термообработки мятки семян хлопчатника изучался при воздействии коротковолнового инфракрасного излучения-ИК-генераторов типа КГ-200-1000, рекомендованных в /1, 2, 3, 4, 5 / при
максимальной длине волны излучения Я = 1,1 мкм. Изменив плотность теплового потока в процессе термообработки, определяем выход черного масла и его качественные показатели. Как видно из табл. 1, с увеличением плотности теплового потока от д = 4,8 кВт/м2 уменьшается выход черного масла, возрастает кислотное число, отрицательно влияющее на выход рафинированного масла.
Таблица 1.
Зависимость выхода черного масла
Зависимость выхода черного масла
От длины волны излучения
Я [мкм] 0,5 0,7 0,85 1,0 1,15 1,25 1,3 1,5
■У[гр] 1,5 2,5 3,1 3,2 3,5 3,1 2,4 1,7
От плотности теплового потока
кВт/м2] 3,0 3,8 4,0 4,4 4,8 5,2 5,6 6,0
■У[гр] 2,2 2,6 3,3 3,95 4,4 4,2 4,1 3,8
От толщины слоя обрабатываемого материала при одностороннем облучении
S [мм] 8 10 12 14 15 16 18 20
ШГр] 1,2 2 2,8 3,7 3,9 3,8 3 1,7
При двустороннем облучении
S [мм] 8 10 12 15 18 22 25 30
ШГр] 1,4 2,3 3,1 3,7 4,1 4,8 4,6 3,9
При уменьшении плотности теплового потока продолжительность процесса термообработки удлиняется, кислотное число увеличивается, в нижних слоях обрабатываемой мятки качество термовлаго-обработки ухудшается(недожарка).При увеличении толщины слоя обрабатываемого материала более 15 мм прослеживается недожарка в нижних слоях, что снижает выход прессового черного масла и повышает масличность жмыха, в результате
затрудняется процесс экстракции. Это объясняется тем, что излучение не проникает в мякоть в нижних слоях, термовлагообработка происходит за счет теплопроводности слоя. При увелечении времени термообработки верхние слои пережариваются. Вместе с тем изменение плотности теплового потока и толщина слоя влияет на влажность (рис. 1, 2) и температуру (рис. 3, 4) обрабатываемого материала в процессе термообработки(жарения).
Рисунок 1. Изменение влажности мятки во времени при S = const = 22 мм : 1 - q = 3,3 кВт/м2 ,2 - q = 3,9 кВт/м2 ,3 - а = 4,8 кВт/м2 , 4-а = 6,0 кВт/м2
Рисунок 2. Изменение влажности мятки во времени
кВт
при q = const = 4,8 : 1-5 = 30 мм,
2 — Л = 25 мм. Я - Л = 2П мм. 4-Л = 1П мм
№ 2 (83)
февраль, 2021 г.
Рисунок 3. Изменение температуры мятки в зависимости от времени ИК-обработки
к-Ят
при q = 4,8^^ = 9,5% 1 - 8 = 30 мм,
2 — 5 = 25 мм, 3 — 5=15 мм, 4—8 = 10 мм
Влияние ИК-жарения на продолжительность экстракции определяют в следующей последовательности:
а) отбор проб мятки. Для экспериментов использовали мятку семян 1 сорта масличностью 24%, отобранную на Бухарском масло-экстракционном заводе. Масличность мятки 40%, влажность 8,5^10,5% . Пробы мятки отбирали ручным способом, доводили до навески 500 г для анализа.
б) обработка мятки. Устанавливается тепловой поток q = 4,8 кВт/м2, время обработки т = 10 мин, толщина слоя мятки 5 = 22 мм. Из установки вынимают продукт влаготепловой обработки мятки в жаровне, называемый мезгой. Остаточная влажность мятки, прошедшей ИК-обработку, составляет 4,5^5%. Отдельно после ИК-обработки продукта и после обработки в жаровне отбирают по 30 г мезги, помещают в колбу на 250 мл, обливают 150 мл экстракционного бензина и тщательно перемешивают.
Рисунок 4. Изменение температуры мятки в зависимости от времени ИК-обработки
k-Rt
при 8 = 25 мм,^ = 9,5% : 1 - q = 6,0^2 - q =
4,8 кВт/м2,3 - q = 3,9 кВт/м2, 4-q = 3,3 кВт/м2
Затем содержимое пересыпают на сито диаметром 0,25 мм и определяют содержание растворителя в продукте, проводят прямую экстракцию в 8 колбах (4 колбы для мезги после ИК-обработки и 4 колбы для мезги из жаровни). Процесс экстракции проводится при изотермических условиях. Перед обработкой каждую колбу нумеруют и обозначают продолжительность экстракции:
I ж, I ИК-колбы- т = 30 мин;
II ж, II ИК-колбы- т = 1 ч;
III ж, III ИК-колбы- т = 1,5 ч;
IV ж, IV ИК-колбы- т = 2 ч.
По истечении времени экстракции поочередно из каждой колбы отбирают мисцеллу и остаток шрота, определяют его масличность. Эксперименты проводят трехкратно, берут среднее значение. Полученные данные заносят в сравнительную табл. 2; в)анализ полученных результатов.
Таблица 2.
Сравнительная таблица
Существующий способ жарения ИК-жарение мятки
Продолжительность экстракции, мин Убавление масла в материале Продолжительность экстракции, мин Убавление масла в материале
г % г %
0 39,0 100 0 39,0 100
30 31,7 81,3 30 25,0 64,1
60 28,4 72,8 60 24,1 61,6
90 24,8 63,6 80 23,9 61,3
120 24,0 61,5 100 23,8 61,0
150 23,8 61,0 120 23,8 61,0
№ 2 (83)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
февраль, 2021 г.
Обжаренная в 6-чанной жаровне традиционным способом, экстрагируется до полного извлечения масла в течении 150 мин. Мятка, подготовленная ИК-жарением, экстрагируется намного быстрее. Так в первом случае за 30 мин экстракции извлекается 18,7 % (при 40 % масличности мятки), во втором-35,9 %. Чтобы извлечь 39 % масла, в первом случае продолжителность экстрагирования достигает 150 мин, во втором-100 мин.
Математическое описание влияния ИК-жарения на продолжительность экстракции дается по формуле.
у = 79,9216 •е-0,003677
Таким образом, под воздействием ИК-лучей происходит интенсивное проникновение влаги во внутрь клеток маслосодержащего материала, нагревание материала и частичное испарение влаги, разрушение маслосодержащих клеток материала приводит к раскрытию пор материала, благодаря чему значительно возрастает его экстрагируемость. Также, при ИК-жарении мятки, как и при существующем способе, обеспечивается полное экстрагирование масла, процесс экстрагирования сокращается в 1,5 раза.
Список литературы:
1. Г.М. Харченко. Физико-механические свойства растительных масел // Технологии и средства механизации сельского хозяйства. -Вестник Алтайского государственного аграрного университета № 4 (42), 2008. - С. 54-58.
2. А.Н. Лисицын, В.Н. Григорьева, Т.Б. Алымова, Л.Н. Журавлёва. Изменение растительных масел под воздействием высоких температур // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института жиров. -2007. -No1. -С.7-10.
3. Артиков А.А., Усмонов А.У., Сафаров А.Ф., Маматкулов А.Х., и др. Интенцификация тепло-массообменных процессов маслоэкстракционного производства с исползованием новых физических методов обработки и автоматического управления. Деп. в ВИНТИ за № гос. Регистрации 01.87.0094964.инвент.№02.88.0002452.-М., 1988 - 137 с.
4. Интенсификация процесса термообработки мятки семян хлопчатника. Деп. в УзНИИНТИ № 981-У. 1989.
5. Рогов И.А. Электрофизические методы обработки пищевых продуктов . -М.: Агропромиздат,1988.-272 с.
6. Усмонов А.У., Джураев Х.Ф., Сафаров А.Ф., Термический анализ мятки семян и продукты их переработки / Тез.докл.Республ. научно-практ. конф. молодых ученых и специалистов.-Ташкент: ТашПИ, 1989.-с. 105.
7. Щербаков В.Г. Технология получения растительных масел.-3-е изд., перераб. и доп.-М.:Колос,1992.-207 с.
8. Х.Н. Насимова, А.У. Усмонов, И.И. Мехомонов, Технология обработки семян хлопчатника и изучение качества статистическими методами Молодой ученый, 2016.
