К ВОПРОСУ ОЧИСТКИ ВОСКОВОГО СЫРЬЯ: МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

9.ByshovD.N. Issledovanierabochegoprocessa izmel'chitelyapergovyh sotov/D.N. Byshov, D.E. Kashirin, N.V. Ermachenkov, V. V. Pavlov // Vestnik Krasnoyarskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2015.

- № 8. - S. 155-159.

10.Pat. № 2360407 RF. MPK A01K 59/00. Sposob izvlecheniya pergi iz sotov/D.E. Kashirin. - Zayavl. 02.04.2008; opubl. 10.07.2009, byul. № 19. -5s.

11.Pat. № 2275563 RF. F26B 21/04. Ustanovka dlya sushki pergi v sotah / D.E. Kashirin. - Zayavl. 29.11.2004; opubl. 27.04.2006, byul. № 12. - 5s.

12.Kashirin D.E. K voprosu otdeleniya pergi iz izmel'chyonnoj voskopergovoj massy / D.E. Kashirin // Vestnik Krasnoyarskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2010. - № 1. - S. 138-140.

13.Kashirin D.E. Energosberegayushchaya ustanovka dlya sushki pergi v sotah /D.E. Kashirin // Mekhanizaciya i elektrifikaciya sel'skogo hozyajstva. - 2009. - № 10. - S. 24-25.

14. Kashirin D.E. Usovershenstvovanie tekhnologicheskogo processa otdeleniya pergi ot voskovyh chastic /D.E. Kashirin //Vestnik Federal'nogo gosudarstvennogo obrazovatel'nogo uchrezhdeniya vysshego professional'nogo obrazovaniya Moskovskijgosudarstvennyjagroinzhenernyj universitetim. V.P. Goryachkina.

- 2009. - № 4. - S. 24-26.

УДК 638.171 DOI 10.36508fRSATU.2020.59.83.015

К ВОПРОСУ ОЧИСТКИ ВОСКОВОГО СЫРЬЯ: МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

БЫШОВ Дмитрий Николаевич, канд. техн. наук, доцент кафедры эксплуатации машинно-тракторного парка, [email protected]

КАШИРИН Дмитрий Евгеньевич, д-р техн. наук, доцент кафедры электроснабжения, kadm76@ mail.ru

ПАВЛОВ Виктор Вячеславович, аспирант кафедры электроснабжения, [email protected] Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева

В статье приведено теоретическое обоснование параметров процесса влажной очистки воскового сырья от его основного загрязняющего компонента - перги путем ее растворения при интенсивном механическом перемешивании измельченных пчелиных сотов в воде. В основу построения модели легли идеи новейшей пленочнопенетрационной теории, основанной на предположении о существовании на поверхности твердого тела, растворяющегося в жидкой среде, пограничного слоя, через который осуществляется процесс переноса частиц твердой фазы в объем жидкости. При этом скорость массообмена прямо пропорциональна энергии, затрачиваемой на принудительное перемешивание рассматриваемой системы. Результаты численного моделирования показали, что степень диспергирования монотонно возрастает при увеличении интенсивности перемешивания. Теоретически установлено, что при увеличении интенсивности перемешивания значительно сокращается время полного растворения. Так, при перемешивании с интенсивностью 104 Вт/м3 для полного растворения перги (достижение остаточной концентрации нерастворенных компонентов менее 3%) требуется более 10 минут. При перемешивании с интенсивностью 2104 Вт/мз полное растворение достигается за время 400-600 с. При изменении интенсивности перемешивания в диапазоне от 0 до 2000 Вт/мз наблюдается максимальный темп увеличения массоотдачи, который замедляется при дальнейшем повышении интенсивности перемешивания. Перемешивание с интенсивностью более 1,5104 Вт/мз не оказывает заметного влияния на увеличение скорости диспергирования. Результаты исследований могут быть использованы при проектировании перемешивающих аппаратов, в частности, устройств для очистки воскового сырья, а также для расчета основных технологических показателей их работы.

Ключевые слова: восковое сырье, воск, перга, очистка, перемешивание, диспергирование, растворение.

Введение ко загрязняет вытапливаемый воск, существенно

Технология производства пчелиного воска в снижая его качество, но и уменьшает его коли-пасечных или заводских условиях предполагает чественный выход, так как свободно стекающий обязательную тепловую переработку воскового воск впитывается загрязнениями и переходит в сырья, которая осуществляется сухим или влаж- связанное состояние [3-7]. Все известные в насто-ным способом, при этом сырье нагревается выше ящее время способы очистки воска от примесей температуры плавления воска [1, 2]. Наличие в со- основаны преимущественно на обработке гото-тах перги, прополиса и других включений не толь- вого воска после его получения. Сюда относится,

© Бышов Д. Н., Каширин Д. Е., Павлов В. В., 2020 г.

например, отстаивание расплавленного воска над поверхностью горячей воды в течение длительного времени. Применяют также отбеливание воска, однако отбеленный воск является несортовым, техническим воском. Прессовой воск, полученный при прессовании разваренного вторичного воскового сырья - вытопок и мервы, как правило, сильно загрязнен и также является некондиционным, низкокачественным воском [2]. Повысить качество и выход товарного воска представляется возможным путем очистки воскового сырья перед его тепловой переработкой, то есть до перетопки необходимо удалить из сотов испорченную пергу и другие загрязнения [1, 2, 8]. Перга в значительном количестве может присутствовать как в целых сотах, так и в восковом ворохе, полученном в результате ее извлечения из сотов посредством механизированных технологий и средств [9-11]. В связи с вышесказанным, целью данного исследования является обоснование параметров процесса водной очистки воскового сырья от перги [1, 12-17]. Для достижения поставленной цели необходима разработка математического аппарата, позволяющего, с учетом принятых ограничений и допущений, оценить время, требуемое для диспергирования твердых органических загрязнений заданного гранулометрического состава в воде при механическом перемешивании в турбулентном режиме.

Краткие теоретические сведения о процессе диспергирования

Ряд исследователей, изучающих явления, происходящие при растворении твердых частиц в жидкости, пришли к необходимости введения понятия «пограничного слоя», существующего на поверхности растворяемой частицы и являющегося областью массообмена (Аксельруд Г.А., Молчанов А.Д. Растворение твердых веществ. М., 1977; Плановский А.Н. Общие вопросы тепло- и массообмена. Минск, 1966; Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. Л. 1975). В его пределах различают скоростной слой и диффузионный слой. Соотношение толщин этих слоев описывается уравнениями Гельмгольца (Аксельруд Г.А., и др.). При больших числах Рейнольдса конвекция преобладает над диффузией, при этом толщины выше упомянутых слоев соизмеримы. Для малых скоростей обтекания толщина скоростного (конвекционного) слоя превосходит толщину диффузионного слоя, и роль диффузии в процессе диспергирования начинает преобладать над конвекцией. Данный случай проиллюстрирован рисунком 1, из которого видно, что значение толщины диффузионного слоя составляет 0,1-0,2 от общей толщины пограничного слоя. Данное явление наблюдается при небольших значениях числа Рейнольдса ^е ~ 102-103).

Предположим, что процесс массоотдачи происходит одинаково во всех направлениях. Тогда математическую модель процесса растворения твердого тела в жидкости можно описать в виде модели одномерной диффузии.

Основные допущения, сделанные при построении математической модели диспергирования:

1) процесс массообмена происходит вдоль нормали к поверхности растворяемой частицы;

2) в отсутствии потока, омывающего частицу (скорость потока равна нулю) отделяющаяся пыльца не покидает ее границ, а группируется вокруг частицы;

3) процесс отделения (диффузионного переноса) пыльцы от частицы, находящейся в потоке жидкости, описывается уравнением Фика (Аксель-

Рис. 1 - Пограничный слой на поверхности твердой частицы, растворяемой в потоке жидкости (пунктиром обозначена условная граница пограничного слоя толщиной б, состоящего из диффузионного слоя толщиной бо и конвекционного слоя толщиной б-бо)

дС д2С

(1)

дг

дх1

где С - концентрация;

D - коэффициент диффузии; t - время; х - координата; 4) движение частиц отделяемой пыльцы в объеме жидкости сравнимо с броуновским движением. Таким образом, для определения коэффициента диффузии D воспользуемся формулой Эйнштейна:

д* -

К-т

(2)

где кь - постоянная Больцмана, Дж/К; Т- температура воды, К. П - динамическая вязкость, Пас; dr - характерный размер частицы диффундирующего компонента, м;

5) толщина пограничного слоя может быть оценена выражением:

й =

п-1

при данном описании толщина пограничного слоя является функцией от геометрических раз-

меров частиц плотности жидкости(р), вязкости жидкости (п), и скорости (V) омывающего потока. Увеличение скорости омывающего потока влечет уменьшение толщины пограничного слоя. Чем меньше толщина пограничного слоя, тем интенсивнее процесс массоотдачи;

6) скорость потока жидкости, омывающего частицу, зависит от мощности, затрачиваемой на перемешивание. Чем больше мощность, тем больше скорость, а соответственно, тоньше пограничный слой и интенсивнее процесс растворения.

Материалы и методы исследования Рассмотрим одномерное уравнение диффузии, описывающее распределение (диффузию или диспергирование) частиц пыльцы С(хД) во времени и пространстве:

дС = D

ее

дх г=0

ее

-в

ех

а*2 о,

О < х </. Г >0

г> о

(3)

г> 0

с =

ед,

О <х </

и =

с с,

с. - с,

(4)

димом исследовании важны не абсолютные величины изменения остаточной концентрации, а относительные.

Линейность исходной краевой задачи приводит к тому, что общее решение ее представимо в виде ряда

соэЯ^л"

(6)

Произвольные постоянные Ак, (к = 1, 2, ...) определяются начальными условиями. Подставим в полученное решение t = 0 и приравняем начальному распределению концентрации:

00 00 ¿=1 ¿И-

Рассматривая левую часть полученного выражения как разложение в ряд Фурье начальной плотности, получаем выражения для коэффициентов:

А

= ^Г" (Со, Хк) = —^ ■ | С0 (#) ■ с 08 Л, . # а 4

№

№

Перед решением поставленной задачи перейдем от концентрации С, которая выражается либо в массовых (кг/м3), либо в объемных единицах, к относительной (безразмерной) концентрации:

(8)

Подставляя в ряд полученные выражения, получаем окончательное значение концентрации в произвольной точке и в произвольный момент времени:

II*;

-ЦП

СОК ЛкХ

(9)

где С - остаточная концентрация (искомая величина);

С1 - концентрация зерен пыльцы в ядре жидкости (учитывая, что масса жидкости много больше массы пыльцы в растворе, будем считать эту величину постоянной и равной нулю);

Ст - максимальная концентрация зерен пыльцы в частице перги (концентрация насыщения).

Тогда получаем видоизмененную краевую задачу (обозначение неизвестной величины не изменено):

(5)

Для нас не представляет интереса значение концентрации в произвольной точке. Важнее знать среднюю концентрацию оставшейся пыльцы в частице перги, как функцию времени, то есть выполнить усреднение по координате. Для этого достаточно выполнить интегрирование по пространственной переменной:

С(г ) = { и (Л-,О Ос = | X 5—¡5"• I С. (•?) ■ О" ■ е*" ■«» \Х сЬ =

= 1

ят2

(10)

Итак, полученное искомое выражение для средней концентрации выглядит следующим образом:

(11)

где I - длина, на протяжении которой наблюдается диффузия, точнее - где диффузия преобладает над конвекцией.

где вк =-^4• [С0(£)•со8Щ

ЩХк\| 0 К '

Результаты и их анализ

Разработанная математическая модель вклю-

Данный подход оправдан, поскольку в прово- чает три переменные величины: интенсивность

процесса перемешивания, время его протекания и остаточную концентрацию в произвольный момент времени. Выбор любых двух величин в качестве независимых переменных позволяет найти искомую третью величину [1, 14].

На рис. 2-3 представлены результаты числен-

ного моделирования в виде графиков зависимости остаточной концентрации в воде нерастворен-ной перги от времени и интенсивности процесса перемешивания, полученные для перги с начальным гранулометрическим составом 6 мм (целые гранулы).

Рис. 2 - Зависимость процента нерастворённой Рис. 3 - Зависимость процента нерастворённой перги С (%) от времени перемешивания t (сек) при перги С (%) от интенсивности перемешивания

различных значениях интенсивности перемешивания I (Вт/м3)

I (Вт/м3), при различных значениях времени перемешивания t (сек).

Из анализа графических зависимостей (рисунки 2-3) следует, что в полученной теоретической модели четко проявляется нелинейный характер зависимости остаточной концентрации от времени и интенсивности процесса диспергирования. Повышение интенсивности перемешивания ведет к значительному уменьшению времени полного растворения. Так, при перемешивании с интенсивностью 104 Вт/мз для полного растворения загрязнений (достижение остаточной концентрации нерастворенных компонентов менее 3%) требуется значительно больше 600 с. При перемешивании с интенсивностью 2104 Вт/мз полное растворение достигается за время 400-600 с (рис. 2). При изменении интенсивности в диапазоне от 0 до 2000 Вт/мз наблюдается максимальный темп увеличения массоотдачи, который замедляется при дальнейшем увеличении интенсивности (рис. 3). Перемешивание с интенсивностью более 1,5104 Вт/мз не оказывает заметного влияния на увеличение скорости диспергирования.

Заключение Полученная математическая модель процесса диспергирования представляет собой модель одномерной диффузии, устанавливающую связь между интенсивностью процесса перемешивания, временем его протекания и степенью очистки, выраженной остаточной концентрацией не растворившихся загрязняющих компонентов в произвольный момент времени. Выбор любых двух величин в качестве независимых переменных позволяет найти искомую третью величину. Анализ результатов численного эксперимента показал, что в полученной модели явно проявляется нелинейный характер зависимости остаточной концентрации от времени и интенсивности процесса диспергирования. Повышение интенсивности перемешивания ведет к значительному уменьшению времени полного растворения. При

изменении интенсивности в диапазоне от 0 до 2000 Вт/м3 наблюдается максимальный темп увеличения массоотдачи, который замедляется при дальнейшем увеличении интенсивности. Перемешивание с интенсивностью более 1,5104 Вт/мз не оказывает заметного влияния на увеличение скорости диспергирования.

Список литературы

1.Бышов, Н. В. Обоснование рациональных параметров измельчителя перговых сотов / Н. В. Бышов, Д. Е. Каширин // Вестник Красноярского государственного университета. - 2012. - № 6. - С. 134-138.

2. Исследование рабочего процесса измельчителя перговых сотов / Д. Н. Бышов, Д. Е. Каширин, Н. В. Ермаченков, В. В. Павлов // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. - 2015. - № 8. - С. 155-159.

3.Пат. № 2360407 РФ. МПК А01К 59/00. Способ извлечения перги из сотов / Д. Е. Каширин. - За-явл. 02.04.2008; опубл. 10.07.2009, бюл. № 19. -5 с.

4.Пат. № 2275563 РФ. F26B 21/04. Установка для сушки перги в сотах / Д.Е. Каширин. - Заявл. 29.11.2004; опубл. 27.04.2006, бюл. № 12. - 5с.

5.Каширин, Д. Е. К вопросу отделения перги из измельчённой воскоперговой массы / Д. Е. Каши-рин // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. - 2010. - № 1. - С. 138140.

6.Каширин, Д. Е. Энергосберегающая установка для сушки перги в сотах / Д.Е. Каширин // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2009. - № 10. - С. 24-25.

7. Каширин, Д. Е. Усовершенствование технологического процесса отделения перги от восковых частиц / Д. Е. Каширин // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Московский государственный агроинженер-

ный университет им. В.П. Горячкина. - 2009. - № 4. - С. 24-26.

8. Харитонова, М. Н. Качество перги, стабилизированной разными способами, в процессе ее хранения / М. Н. Харитонова, Д. Е. Каширин // Инновационные технологии в пчеловодстве Материалы научно-практической конференции. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации; Федеральное государственное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования специалистов "Академия пчеловодства". - 2006. - С. 195-197.

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

10. Пат. № 2297763 РФ. Способ извлечения перги из сотов / Д.Е. Каширин. - Заявл. 05.12.2005; опубл. 27.04.2007, бюл. № 12. - 4с.

11. Каширин, Д. Е. Исследование массы и гео-

метрических параметров перги и перговых сотов / Д. Е. Каширин // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. - 2010. - № 5. - С. 152-154.

12.Каширин, Д. Е. Способ и устройство для извлечения перги / Д. Е. Каширин // Вестник Саратовского государственного университета им. Н.И.Вавилова. - 2010. - № 5. - С. 34-36.

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

14. Павлов, В. В. К вопросу очистки воскового сырья путем диспергирования загрязняющих компонентов / В. В. Павлов, Д. Н. Бышов, Д. Е. Каши-рин // Наука молодых - инновационному развитию АПК : материалы X Юбилейной Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. Башкирский государственный аграрный университет. - 2017. - С. 226-233.

TO THE QUESTION OF WAX RAW MATERIAL PURIFICATION: MODEL OF ORGANIC CONTAMINATION DISPERSION PROCESS

Byshov Dmitrij N., candidate of technical sciences, Associate Professor, [email protected] Kashirin Dmitrij E., doctor of technical sciences, Associate Professor, [email protected] Pavlov Viktor V., graduate student, [email protected] Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev

The article provides a theoretical justification of the parameters of the process of wet cleaning of wax raw material from bee bread by dissolving it with intensive mechanical stirring of crushed bee honeycombs in water. The model was based on the basic ideas of the latest film-penetration theory, based on the assumption that there is a boundary layer on the surface of a solid that dissolves in a liquid medium through which the transfer of particles of the solid phase to the volume of the liquid takes place. In this case, the mass transfer rate is directly proportional to the energy spent on the forced mixing of the system in question. The results of numerical simulations showed that the degree of dispersion monotonically increases with increasing intensity of mixing. It has been theoretically established that with increasing intensity, the time of complete dissolution is significantly reduced. So, with stirring with an intensity of 104 W/m3, it takes more than 10 minutes to completely dissolve the contaminants (achieving a residual concentration of undissolved components of less than 3%). With stirring with an intensity of 2104 W/m3, complete dissolution is achieved within 400-600 s. When the intensity changes in the range from 0 to 2000 W/m3, the maximum rate of increase in mass transfer is observed, which slows down with a further increase in intensity. Mixing with an intensity of more than 1.5104 W/m3 does not significantly affect the increase in dispersion speed. The research results can be used in the design of mixing devices, in particular devices for cleaning wax materials, as well as the calculation of the main technological indicators of their work.

Key words: wax raw material, wax, bee bread, cleaning, mixing, dispersing, dissolving.

Literatura

1.Byshov N.V. Obosnovanie racional'nyh parametrov izmel'chitelya pergovyh sotov / N.V. Byshov, D.E. Kashirin // Vestnik Krasnoyarskogo gosudarstvennogo universiteta. - 2012. №6. - S. 134-138.

2.Byshov D.N. Issledovanie rabochego processa izmel'chitelya pergovyh sotov/D.N. Byshov, D.E. Kashirin, N.V. Ermachenkov, V.V. Pavlov //Vestnik Krasnoyarskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2015. - № 8. - S. 155-159.

3.Pat. № 2360407 RF. MPK A01K 59/00. Sposob izvlecheniya pergi iz sotov / D.E. Kashirin. - Zayavl. 02.04.2008; opubl. 10.07.2009, byul. № 19. -5s.

4.Pat. № 2275563 RF. F26B 21/04. Ustanovka dlya sushkipergi v sotah /D.E. Kashirin. - Zayavl. 29.11.2004; opubl. 27.04.2006, byul. № 12. - 5s.

5.Kashirin D.E. K voprosu otdeleniya pergi iz izmel'chyonnoj voskopergovoj massy /D.E. Kashirin // Vestnik Krasnoyarskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2010. - № 1. - S. 138-140.

6.Kashirin D.E. Energosberegayushchaya ustanovka dlya sushki pergi v sotah /D.E. Kashirin // Mekhanizaciya i elektrifikaciya sel'skogo hozyajstva. - 2009. - № 10. - S. 24-25.

7. Kashirin D.E. Usovershenstvovanie tekhnologicheskogo processa otdeleniya pergi ot voskovyh chastic / D.E. Kashirin //Vestnik Federal'nogo gosudarstvennogo obrazovatel'nogo uchrezhdeniya vysshego professional'nogo obrazovaniya Moskovskijgosudarstvennyjagroinzhenernyjuniversitetim. V.P. Goryachkina.

- 2009. - № 4. - S. 24-26.

8. Haritonova M.N. Kachestvo pergi, stabilizirovannoj raznymi sposobami, v processe ee hraneniya / M.N. Haritonova, D.E. Kashirin // V sbornike: Innovacionnye tekhnologii v pchelovodstve Materialy nauchno-prakticheskoj konferencii. Ministerstvo sel'skogo hozyajstva Rossijskoj Federacii; Federal'noe gosudarstvennoe obrazovatel'noe uchrezhdenie dopolnitel'nogo professional'nogo obrazovaniya specialistov "Akademiya pchelovodstva". - 2006. - S. 195-197.

9. Kashirin D.E. Obosnovanie parametrov ustanovki dlya izvlecheniya pergi iz sotov / D.E. Kashirin // Mekhanizaciya i elektrifikaciya sel'skogo hozyajstva. - 2009. - № 11. - S. 26-27.

10. Pat. № 2297763 RF. Sposob izvlecheniya pergi iz sotov /D.E. Kashirin. - Zayavl. 05.12.2005; opubl. 27.04.2007, byul. № 12. - 4s.

11. Kashirin D.E. Issledovanie massy i geometricheskih parametrov pergi i pergovyh sotov / D.E. Kashirin // Vestnik Krasnoyarskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2010. - № 5. - S. 152-154.

12.Kashirin D.E. Sposob i ustrojstvo dlya izvlecheniya pergi / D.E. Kashirin // Vestnik saratovskogo gosudarstvennogo universiteta im. N.I.Vavilova. - 2010. - № 5. - S. 34-36.

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

14. Pavlov V.V. K voprosu ochistki voskovogo syr'ya putem dispergirovaniya zagryaznyayushchih komponentov / V.V. Pavlov, D.N. Byshov, D.E. Kashirin // V sbornike: Nauka molodyh - innovacionnomu razvitiyu APK materialy X YUbilejnoj Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii molodyh uchenyh. Bashkirskij gosudarstvennyj agrarnyj universitet. 2017. S. 226-233.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА ПРИ ПОДГОТОВКЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИМ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕМ

ЦЫМБАЛ Александр Андреевич, д-р с.-х. наук, профессор кафедры теплотехники, гидравлики и энергообеспечения предприятий, Российский государственный аграрный университет имени К.А. Тимирязева, [email protected]

УСПЕНСКИЙ Иван Алексеевич, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой технической эксплуатации транспорта, [email protected]

ЮХИН Иван Александрович, д-р техн. наук, доцент, зав. кафедрой автотракторной техники и теплоэнергетики, [email protected]

Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева ЛИМАРЕНКО Николай Владимирович, канд. техн. наук, доцент кафедры электротехники и электроники, Донской государственный технический университет, [email protected]

Важным фактором повышения уровня плодородия почв и снижения их деградации является использование органических удобрений, являющихся мощным энергоносителем биогенных свойств. В связи с индустриализацией животноводства и переходом на бесподстилочное содержание животных в существенной мере возрос объём бесподстилочного навоза влажностью 88-98 %, эффективно использовать который возможно только при обеспечении его санитарно-эпидемиологической безопасности. Наиболее энергоёмким этапом утилизационного цикла, отвечающим за безопасность в эпидемиологическом плане, является подготовка бесподстилочного навоза к внесению, состоящая из предварительного отстаивания и обеззараживания. В качестве наиболее перспективного способа интенсификации обеззараживания выбраны системные физико-химические воздействия. Наиболее представительными параметрами, характеризующими эпидемиологическое состояние бесподстилочного навоза, приняты: число колониеобразующих единиц общих колиформных, бляш-кообразующих, термотолерантных колиформных бактерий и фекальных стрептококков, а также удельная энергоёмкость операционного воздействия, реализуемого экспериментальным стендом. Для повышения эффективности экспериментального исследования использована математическая теория планирования эксперимента. В качестве плана был выбран центральный композиционный для квадратичной поверхности типа 5/1/27 Хартли Ha5, соответствующий активному полнофак-

УДК 631.22.018

DOI 10.36508/RSATU.2020.28.75.016

© Цымбал А. А., Успенский И. А., Юхин И. А., Лимаренко Н. В., 2020 г