ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОЛИЧЕСТВА ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ПРОЦЕСС РЕЗАНИЯ МЯСНОГО СЫРЬЯ Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

STUDY OF THE INFLUENCE OF THE AMOUNT OF LASER EMITTING ON THE CUTTING

PROCESS OF RAW MEAT

Murashov I.,

Ph.D., Professor of the Department "Food Safety" Moscow State University of Food Production

Mirzoyan D.,

Bachelor., Moscow State University of Food Production

Kryukova E.,

Doctor of Technical Sciences, Moscow State University of Food Production

Goryacheva E.

Ph.D., Moscow State University of Food Production

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОЛИЧЕСТВА ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ПРОЦЕСС

РЕЗАНИЯ МЯСНОГО СЫРЬЯ

Мурашов И.Д.,

К.т.н., Профессор кафедры «Пищевая безопасность» Московский государственный университет пищевых производств

Мирзоян Д.Г.,

Бакалавр., Московский государственный университет пищевых производств

Горячева Е.Д.,

К.т.н., Московский государственный университет пищевых производств

Крюкова Е.В.

Д.т.н., Московский государственный университет пищевых производств

Abstract.

The paper investigates the physicochemical changes in meat when processing a laser beam. The changes occurring in raw meat were classified under certain emitting parameters. The influence of the characteristics of the laser beam on the quality of the cut, the depth and cutting speed is determined. Аннотация.

В работе исследованы физико-химические изменения мяса при обработке лазерным лучом. Были классифицированы происходящие изменения в мясном сырья под определенными параметрами излучения. Определено влияние характеристики лазерного луча на качество разреза, глубину и скорость резания.

Keywords: cutting animal tissue, laser emitting, energy exposure,

Ключевые слова: резка животной ткани, лазерное излучение, энергетическая экспозиция.

Почти полное отсутствие систематизированных данных, касающихся физико-химических изменений, происходящих в объектах биологического происхождения под действием интенсивного лазерного излучения, не дает возможности полноценно и рационально использовать лазерное излучение в мясной промышленности. Исходя из соб-

ственных исследований, а также согласно отдельным публикациям по данному вопросу [1, 2, 3, 4 и др.]. Было установлено, что практически объективным единственным критерием, позволяющим корректно классифицировать происходящие изменения в таких объектах, является величина энергетической экспозиции (рис. 1).

Рис. 1

Согласно такому подходу, излучение может быть классифицировано четырьмя категориями. Излучение каждой из представленных групп, воздействующее на материал объекта, вызывает в нем изменения соответствующих показателей, которые фиксируются набором стандартных методик.

Цель постановки экспериментов сводится выявлению возможности использования лазерного излучения в мясной промышленности в качестве режущего инструмента и рассмотрению возможности практического использования лазерной техники на мясокомбинатах. Внедрить в работу элементы автоматизации и по возможности обезопасить труд работников. Этим объясняется широкий набор изучаемых материалов и применение различных способов рассечения.

Экспериментальные работы по резанию мяса и мясопродуктов проводились на базе научно-исследовательского центра ИПЛИТ РАН г. Шатура с участием ОАО «Шатурский мясокомбинат». Процесс лазерной резки проводился с использованием лазерного комплекса, включающего в себя лазерный излучатель со2 - лазера, внешнюю оптическую систему, двухкоординатный стол и систему автоматизированного управления. Мощность излучения изменялась от 0,5 до 2,5 квт, длина волны 10,6 мкм, диаметр луча 0,3 мм. Исследованию подвергались образцы мясной и костной тканей (свинина, говядина, кость). Рассечение образцов проводилось лучом, направленным под углом 90° к направлению резания.

При резке животной ткани лазерным лучом качество разреза, глубину и скорость резания оказывает влияние характеристика лазерного луча (мощность излучения, режим работы др.) И физико-химические свойства обрабатываемой ткани

(плотность, содержание влаги, структура, химический состав др.).

Лазерное излучение действует площадку поверхности, размеры которой определены диаметром луча длиной пробега I за время т. Таким образом, на площадь поверхности F падает энергия Q, равная произведению мощности луча W на время его действия на данную площадку.

Длина пути, пройденного лучом, по площадке будет зависеть от скорости перемещения образца относительного луча.

а (1)

0=-- т Е=0/Р=—/у й (2)

1=у т (3)

Таким образом, целесообразно учитывать изменения в облучаемом материале в зависимости от энергетической экспозиции, т.к. Установление зависимости изменяемых характеристик облучаемого материала от каждого показателя излучения и условий обработки в отдельности, значительно усложнит изучение материала (работы). Возможно, что данный подход (или результаты работы) справедлив для определенного интервала мощностей излучения, характеристик фокусирующей оптики, скоростей рассечения, интенсивности удаления испарений. Можно предположить, что с ростом скорости рассечения (рис. 2) и/или с увеличением интенсивности удаления испарений, учитывая, что скорость распространения теплоты в обрабатываемом материале является величиной конечной (для мясопродуктов у=10 м/с), будет происходить замедление передачи теплоты окружающим образующую полость тканям. В соответствии с этим следует ожидать сокращение затрат энергии на образование разреза единичного объема (т.е. Удельной энергии резания).

Рис. 2. График зависимости энергетической экспозиции от скорости резания

Однако из рис. 3, где изображен график зави- ного происхождения от энергетической экспози-симости глубины рассекаемых материалов живот- ции, видно, что темп роста глубины рассечения с

ростом Е замедляется.

100 300 500 700 900 Дж/М2

Рис.3. График зависимости глубины полости от величины энергетической экспозиции

Из графика на рис.3 следует, что удельная рассечения, а следовательно, от скорости излуче-энергия резания - величина, зависящая от глубины ния и диаметра сфокусированного луча(рис4).

20 140

Рис .4. График зависимости удельной энергии I от энергетической экспозиции Е

Из рис. 4 видно, что до некоторой величины Е роста удельной энергии резания почти не наблюдается, ее можно считать постоянной до достижения определенной глубины рассечения.

Геометрические параметры разреза, ширина оны термического влияния на стенки разреза в значительной степени различается среди изучаемых тканей при воздействии на их поверхность эквивалентного их удельной энергии резания значения энергетической экспозиции.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Гамалея Н.Ф. Лазеры в эксперименте. - М.: Медицина, 1972 - 232 с.

2. Лазеры в клинической медицине /Н.Д. Де-вятков, В.П. Беляев; Под редакцией С.Д. Плетнева - М.: Медицина, 1981 - 399 с.

3. Baraes f. Biological damage resulting from thermal pulses//Laser applications in medicine and biology. - New York, 1974 - v.2. - p. 205-221

4. Файн С., Клейн Э. Биологическое действие излучения лазера /Пер. О.М. Арутюнова и др.; под ред. В.Н. Стиксовой - М.: Атомиздат, 1968 - 10-c.40

FAULTS OF ASYNCHRONOUS GENERATORS AUTONOMOUS WIND-SOLAR POWER PLANTS

Sobol A.N.,

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, FSBEI HE Kuban SA U, Krasnodar

Andreeva A.A.

Student of the Faculty of Energy, FSBEI HE Kuban SA U, Krasnodar

НЕИСПРАВНОСТИ АСИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ АВТОНОМНЫХ ВЕТРО-СОЛНЕЧНЫХ

ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Соболь А.Н.,

Кандидат технических наук, доцент, ФГБОУВО Кубанский ГАУ, Краснодар

Андреева А.А.

Студентка факультета Энергетики, ФГБОУ ВО Кубанский ГАУ, Краснодар

Abstract

The problem of operating autonomous wind-solar power plants is associated with possible malfunctions of autonomous asynchronous wind turbine generators. The most common faults are short-circuited windings. Having a small number of them (no more than 5%), the generator continues its work. In this case, overheating of the windings is observed, which can cause the failure of the electrical machine, the occurrence of fire and, at the end, the disruption of the power supply system as a whole. It is necessary to diagnose these types of malfunctions, that is, to obtain relevant information about the parameters of the generator currents and voltages.

Аннотация

Проблема эксплуатации автономных ветро-солнечных электростанций, связанна с возможными неисправностями автономных асинхронных генераторов ветроустановки. Самыми распространенными неисправностями являются замкнутые на коротко витки обмотки. Имея небольшое их количество (не более 5 %), генератор продолжает свою работу. При этом наблюдается перегрев обмоток, что может послужить