CC BY
8Определение оптимальных технологических параметров моечной машины струйного типа для очистки поверхностей консервных банок
см см о см
<0
о ш т
X
<
т О X X
Паймакова Лиана Александровна
студент, кафедра «Агроинженерии и технологии производства, переработки сельскохозяйственной продукции», ФГБОУ ВО «Марийский государственный университет», [email protected]
Залеский Дмитрий Владимирович
студент, кафедра «Агроинженерии и технологии производства, переработки сельскохозяйственной продукции», ФГБОУ ВО «Марийский государственный университет»,
Леухин Адам Эрнстович
студент, кафедра «Агроинженерии и технологии производства, переработки сельскохозяйственной продукции», ФГБОУ ВО «Марийский государственный университет»,
Статья посвящена описанию исследований, которые приводились в сфере определения базовых параметров для процесса мойки банок с помощью струйных установок. Были определены наиболее оптимальные рабочие режимы для работы подобных машин. Итогом исследовательской работы стало нахождение явных зависимостей между показателями производительности мойки и параметрами давления моющего раствора, который подается через специальные насадки, имеющие разные диаметры отверстий. Также удалось установить тот факт, что с ростом давления свыше 3 кг/см2 наблюдается падение показателей уровня производительности, что обусловлено формированием гидродинамического режима непосредственно на границе с поверхностью, которая очищается. Показатели площади очищаемой поверхности прямо зависят от параметров угла, под которые направляются струи в точку удара об очищаемую поверхности банки. Это свидетельствует о том, что насадка должна быть расположена таким образом, чтоб струя всегда была направлена под прямым углом по отношению к очищаемой поверхности. Рабочее расстояние между очищаемой поверхностью и рабочей насадкой должно находится в пределах от 90 до 120 миллиметров. По мере роста параметров концентрации моющего средства и его температуры, растет площадь очищаемой поверхности. При этом превышение концентрации раствора свыше 3 процентов и его температуры свыше 75 градусов Цельсия. не дает никаких видимых результатов, с точки зрения повышения интенсивности очистки. Ключевые слова: моечная машина, консервы, очистка, эффективность, оптимальный режим.
Так, как банки после наполнения продуктом неизбежно загрязняются внешне, они должны быть качественно промыты, что также поможет улучшить качество приклеивания этикеток [1].
Для этих целей в современной консервной промышленности используются специальные струйные установки для мойки банок.
Подобные установки направляют под давлением из насадок моющее средство. В некоторых случаях для расширения зоны воздействия рабочего потока рама с соплами может быть дооснащена устройством, приводящим ее в движение. Такие машины для мойки банок струйного типа легко могут быть встроены в поточную линию. кроме того, они демонстрируют лучшие показатели производительности.
Правда, практика их использования, а также специфика их конструкции, указывает на то, что они разрабатывались без учета специфики мойки жестяных банок, наполненных продуктом. Все это вело к снижению показателей эффективности их работы.
В различных источниках предлагаются самые противоречивые рекомендации, касающиеся выбора оптимального рабочего режима для мойки банок в аппаратах для мойки тары [2, 3].
Также не существует исследований, которые бы определили базовые параметры для мойки банок. Это все ведет к осложнению процесса проектирования, а также практического использования аппаратов для мойки банок [4].
К наиболее значимым параметрам технологии струйной мойки банок стоит отнести: параметры концентрации, температуры моющего раствора; показатели давления подающегося раствора; особенности формы, габариты отверстия насадки; угол подачи раствора; расстояние между обрабатываемой поверхностью и насадкой. Данные параметры были исследованы с применением специализированной экспериментальной установки. Такая установка была оснащена всеми необходимыми контрольными и измерительными устройствами.
Секундомер применялся для замера времени воздействия на обрабатываемую поверхность моющего средства.
Для проверки качества мойки банок использовалось ультрафиолетовое облучение, помогающее подсвечивать остатки жировых загрязнений.
С помощью струи обычной воды с поверхности банок могут смываться остатки консервов, которые не содержат жиров. Процесс удаления жировых загрязнений предполагает использование растворов щелочи. Также могут добавляться в водный раствор ПАВ.
Благодаря таким опытам удалось получить данные, касающиеся показателей производительности процесса
мойки. По сути речь идет о зависимости очищенной поверхности от параметров концентрации моющего раствора, а также продолжительности оказания на нее воздействия. На представленном на рисунке 1 графике видно, что за счет роста уровня концентрации моющего раствора растет площадь обрабатываемой поверхности. Наиболее эффективной концентрацией раствора будет от 2 до 3 процентов.
Полученные в ходе опытов данные будут соответствовать следующим условиям мойки: у насадки диаметр отверстия составляет 2 миллиметра, при этом у исходящей струи давление достигает 2,5 кг/см3 при температуре раствора для мойки тары в 70 градусов Цельсия и прямым углом наклона струи к поверхности банки. Расстояние насадки до обрабатываемой поверхности составляет 200 миллиметров.
Наивысшие показатели интенсивности мойки наблюдаются при повышении температуры раствора до 75 градусов Цельсия, при превышении этого показателя положительные эффекты не наблюдаются.
0,5 1 2 3 4 5 % к
Рисунок 1 - Специфика зависимости, обрабатываемой пло-щадии Р от показателей концентрации К моющего раствора: 1 - длительность оказания моющей струей воздействия на обрабатываемую поверхность банки равная 15 секундам; 2 - длительность равная 45 секундам; 3 длительность обработки в 90 секунд.
F, мм" 8000 7200 6400 5600 4800
3200 2400 1600 800
\JL
—» -г1 —— 1
О 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4 2,8 3,2 3,4 4,0 Р, кг/см"
Рисунок 2 - Специфика зависимости площади очистки Р от параметров давления Р моющего раствора при следующих значениях диаметра насадки: 1 миллиметр (кривая 1); 2 миллиметра (кривая 2); 3 миллиметра (кривая 3); 5 миллиметров (кривая 4).
По мере роста показателей давления наблюдается расширение пощади очистки. На представленном на рисунке 2 графике показано, что при превышении рабочего давления свыше 3 кг/см2 будет падать показатель площади очистки, что указывает на нецелесообразность превышения этого значения.
На рисунке 3 показан, что по мере роста угла подачи моющего средства на обрабатываемую поверхность растет производительность процесса мойки. максимальное значение производительности достигается при угле 90 градусов.
г 2
г, мм
10800 9600
8400
7200 6000 4800 3600 2400 1200
/\
J_
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 ф Угол в градусах
Рисунок 3 - Специфика зависимости уровня производительности мойки от угла подачи моющего раствора на обрабатываемую поверхность.
По мере роста расстояния от насадки, подающей моющий раствор, до обрабатываемой поверхности, наблюдается рост площади очищенной поверхности тары. Исследования помогли установить, что лучший эффект можно получить при расстоянии от 90 до 120 миллиметров. При этом производительность мойки также будет зависеть и от иных факторов, определяющих специфику, площадь и тип загрязнения. скорость движения тары, ее конфигурацию и так далее.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 мм
Рисунок 4 - Специфика зависимости расстояния L и площадки очищаемой поверхности.
Выводы. Таким образом можно говорить, что с ростом уровня концентрации моющего раствора, его температуры наблюдается рост параметров площади очищаемой поверхности.
X X
о
го
>
.с
X
го m
о
ю СП
2 О
го го
CM CM
о
CM <0
При превышении показателей концентрации моющего раствора свыше 3 процентов, его температуры свыше 75 градусов Цельсия, не наблюдается повышение интенсивности процесса мойки тары.
Была установлена зависимость параметров производительности процесса мойки от показателей давления моющего раствора.
Также удалось установить тот факт, что превышение показателей давления подачи моющего раствора свыше 3 кг/см2 ведёт к снижению показателей производительности мойки тары, что обусловлено формирование гидродинамического режима ударного струйного воздействия на границе с обрабатываемой поверхностью тары.
Также площадь очищаемой поверхности будет зависеть от угла, под которым подается моющий раствор. Наиболее оптимальным углом подачи моющего раствора является угол в 90 градусов. при этом, наиболее оптимальным расстоянием между насадкой подачи моющего раствора и обрабатываемой поверхностью, является расстояние от 90 до 120 миллиметров.
Литература
1. Майоров А.В. Влияние факторов очистки на качество промывки консервных банок в моечной машине погружного типа / А.В. Майоров // Инновации и инвестиции. - 2018. - № 4. С. 250-253;
2. Майоров А.В. Обоснование эффективности использования погружной моечной машины непрерывного действия для очистки металлических консервных банок / А.В. Майоров // Инновации и инвестиции. - 2021. - № 2. С. 87-89;
3. Яйцева Н.Э Способы очистки загрязненных поверхностей деталей / Н.Э. Яйцева, А.В.Майоров, Г.Ю. Гуйда, // Молодая наука аграрного Дона: традиции, опыт, инновации: сборник научных трудов студентов и молодых исследователей. - Зерноград: Азово-Черно-морский инженерный институт ФГБОУ ВО Донской ГАУ, 2018. - Вып. 2. - Т. 2. С. 259-261;
4. Яйцева Н.Э Теория очистки загрязненных поверхностей деталей / Н.Э. Яйцева, Г.Ю. Гуйда, А.В.Майоров // Молодая наука аграрного Дона: традиции, опыт, инновации: сборник научных трудов студентов и молодых исследователей. - Зерноград: Азово-Черноморский инженерный институт ФГБОУ ВО Донской ГАУ, 2018. -Вып. 2. - Т. 2. С. 252-256.
Determination of the optimal technological parameters of a jet-type washing machine for cleaning the surfaces of cans
Paymakova L.A., Zalesky D.V., Leukhin A.E.
Mari State University
JEL classification: C10, C50, C60, C61, C80, C87, C90_
The article is devoted to the description of the studies that were given in the field of determining the basic parameters for the process of washing cans using jet installations. The most optimal operating modes for the operation of such machines were determined. The result of the research work was to find clear relationships between the washing performance indicators and the pressure parameters of the washing solution, which is supplied through special nozzles with different hole diameters. It was also possible to establish the fact that with an increase in pressure over 3 kg/cm2, a drop in performance levels is observed, which is due to the formation of a hydrodynamic regime directly at the boundary with the surface that is being cleaned. The indicators of the area of the surface to be cleaned directly depend on the parameters of the angle at which the jets are directed to the point of impact on the surface of the can being cleaned. This indicates that the nozzle must be positioned in such a way that the jet is always directed at right angles to the surface to be cleaned. The working distance between the surface to be cleaned and the working nozzle should be between 90 and 120 millimeters. As the parameters of detergent concentration and its temperature increase, the surface area to be cleaned increases. At the same time, the concentration of the solution exceeds 3 percent and its temperature exceeds 75 degrees Celsius. does not give any visible results, in terms of increasing the intensity of cleaning.
Keywords: Washing machine, canned food, cleaning, efficiency, optimal mode.
References
1. Mayorov A.V. Influence of cleaning factors on the quality of washing cans
in a submersible washing machine / A.V. Mayorov // Innovations and investments. - 2018. - No. 4. P. 250-253;
2. Mayorov A.V. Substantiation of the effectiveness of the use of a continuous
immersion washing machine for cleaning metal cans / A.V. Mayorov // Innovations and investments. - 2021. - No. 2. P. 87-89;
3. Yaitseva N.E. Methods for cleaning contaminated surfaces of parts / N.E.
Yaitseva, A.V. Mayorov, G.Yu. Guyda, // Young science of the agrarian Don: traditions, experience, innovations: a collection of scientific works of students and young researchers. - Zernograd: Azov-Chernomorsk Engineering Institute of the FGBOU VO Donskoy State Agrarian University, 2018. - Issue. 2. - T. 2. S. 259-261;
4. Yaitseva N.E. Theory of cleaning contaminated surfaces of parts / N.E.
Yaitseva, G.Yu. Guyda, A.V. Mayorov // Young science of the agrarian Don: traditions, experience, innovations: a collection of scientific works of students and young researchers. - Zernograd: Azov-Chernomorsk Engineering Institute of the FGBOU VO Donskoy State Agrarian University, 2018. - Issue. 2. - T. 2. S. 252-256.
О Ш
m x
<
m о x
X
