Результаты экспериментальных исследований по определению рациональных режимов работы устройства для измельчения мясорыбных отходов и отжима из них влаги Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

тромеханическим дорнованием бронзовых втулок в замкнутом объеме / А.В. Морозов, А.Е. Абрамов, А.В. Байгулов // Научное обозрение. -2013. №1. - С. 91-97.

4. Морозов, А.В.Влияние режимов объемного электромеханического дорно-вания на износостойкость бронзовых втулок / А.В. Морозов, А.В. Байгулов // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии.- 2013. №1. - С. 155-160.

5. Пат. 2305028 РФ, МПК B23P 11/02, B23P 19/02, B24B 39/02. Способ сборки деталей с натягом / Федоров С.К., Морозов А.В.

- Опубл. 27.08.2007. - Бюл. № 24. - 4 с.

6. Зенкевич О.С. Метод конечных элементов в технике / О.С.Зенкевич . - М.: Мир, 1975. - 541 с.

7. Егоров, В.И. Применение ЭВМ для решения задач теплопроводности / В.И. Егоров. - СПб: СПб ГУ ИТМО, 2006. - 77 с.

8. Федотов, Г.Д. Формирование свойств поверхности при отделочно-упроч-няющей электромеханической обработке среднеуглеродистых сталей / Г.Д. Федотов, А.В. Морозов // Известия ТГУ. Технические науки. - 2013. - № 7-2. - С. 395 - 405.

УДК 631.363

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МЯСОРЫБНЫХ ОТХОДОВ И ОТЖИМА ИЗ НИХ ВЛАГИ

Новиков Владимир Васильевич, кандидат технических наук, профессор кафедры «Сельскохозяйственные машины и механизация животноводства»

Грецов Алексей Сергеевич, аспирант кафедры «Сельскохозяйственные машины и механизация животноводства» ФГБОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия».

446442, Самарская обл., п.г.т. Усть-Кинельский, ул. Спортивная. 8а;

тел.: 8(84663) 46-3-46; e-mail: grecov_as@ mail.ru.

Ключевые слова: отжим, влажность, отходы, рыба, нож, обороты.

В статье представлена конструктивно-технологическая схема устройства для измельчения мясорыбных отходов и отжима из них влаги, а также результаты экспериментальных исследований данного устройства.

Введение

Основная проблема при применении экструзионной переработки мясо-рыбных отходов - их высокая влажность (до 85 % и более) [1, 2, 3]. Для экструзионной переработки рыбных отходов в Самарской ГСХА разработано устройство для измельчения мясорыбных отходов и отжима из них влаги, новизна технического решения которого подтверждена патентом РФ [4].

Устройство работает следующим образом. Исходный материал, подлежащий переработке, из загрузочного бункера 4 по-

II Sä

es

»1

Si

р ll

и Л

■ ■ 1 is

■■■ «5

00 s!

ступает в рабочую зону устройства, срезается и захватывается подвижными ножами 7, а затем, попадая в пространство между подвижным ножом 7 и неподвижным криволинейным ножом 6, начинает перемещаться к стенке корпуса (за счет действия окружной силы). Одновременно с этим измельченная масса, оказавшись между подвижным ножом 7 и неподвижным криволинейным ножом 6, подвергается сжатию, что приводит к оттоку (выжиманию) жидкой фракции, составляющей основу продукта. Обезвоженная масса через выгрузное окно 3 и лоток 2

Рис. 1 - Устройство для измельчения мясорыбных отходов и отжима из них влаги:

1 - приводной вал; 2 - лоток; 3 - выгрузное окно; 4 - загрузочный бункер; 5 -корпус; 6 - неподвижные криволинейные ножи; 7 - подвижные ножи; 8 - сливные отверстия

сбрасывается в отгрузочную тару, а жидкая фракция через сливные отверстия 8 - в канализацию.

Объекты и методы исследований Влажность W продукта отжима в разработанном устройстве, является определяющим фактором, так как при влажности большей 30 % дальнейшее экструдирование нецелесообразно ввиду некачественного протекания процесса. В этой связи в процессе исследований необходимо выявить режимы, на которых влажность готового продукта наименьшая.

Для выявления зависимости, показывающей влияние конструктивно-режимных параметров на влажность W, %, готового продукта, был реализован факторный эксперимент, результаты которого представлены в табл. 1.

Полученные данные проверены на однородность и оказались значимыми [5]. Далее по методике [6] были получены уравнения регрессии, адекватно описывающие процесс отжима влаги из рыбных отходов.

Таблица 1

Результаты эксперимента по исследованию влажности Ш готового продукта

№ Х1 Х2 Х3 Х12 Х22 Хз2 Х1Х2 Х1Х3 Х2Х3 Х1Х2 Х3 Ш, %

1 -1 0,33 0,33 0,33 1 1 1 44,18

2 1 -1 0,33 0,33 0,33 1 1 29,82

3 1 0,33 0,33 0,33 1 1 37,12

4 1 1 0,33 0,33 0,33 1 27,63

5 -1 1 0,33 0,33 0,33 1 1 33,23

6 1 -1 1 0,33 0,33 0,33 1 26,74

7 1 1 0,33 0,33 0,33 1 28,90

8 1 1 1 0,33 0,33 0,33 1 1 1 1 24,20

9 0 0 0,33 -0,67 -0,67 0 0 0 0 32,10

10 1 0 0 0,33 -0,67 -0,67 0 0 0 0 25,52

11 0 -1 0 -0,67 0,33 -0,67 0 0 0 0 29,10

12 0 1 0 -0,67 0,33 -0,67 0 0 0 0 26,30

13 0 0 -1 -0,67 -0,67 0,33 0 0 0 0 29,60

14 0 0 1 -0,67 -0,67 0,33 0 0 0 0 25,70

15 0 0 0 -0,67 -0,67 -0,67 0 0 0 0 25,90

*Примечание:

х1 - частота вращения ротора с ножами в кодированном виде; х -

х

угол атаки но-

жей в кодированном виде; 3 - угол установки горловины загрузочного бункера относительно выгрузного окна в кодированном виде.

1! га

еа

»1

Р Й £ |1

и 1'!

■ ■ 1

■■■ !!

Ев

Рис.2 - Значимость факторов в уравнении (1)

Уравнение регрессии в кодированных значениях факторов выглядит следующим образом:

Ж = 29,736-41,62(Ц -18,920х2 -29,580х3 + 12,065х^ + 9,845х| + + 9,745х| +6,660х,х2 +12,660X1X3 +2,380х2х, -ЗДЮх^х,.

' (1)

На рис. 2 представлен график значимости факторов [7, 8].

После раскодирования факторов уравнение регрессии (1) примет вид [9]:

Ж = 740,470 - 0,7352п - 11,314а -1,659/ + 0,00019л2 + + 0,098а2 + 0,0012у2 +0,0064па+0,00084пг + + 0,013а/ - 0,000014пау. (2)

где п - частота вращения ротора с ножами, мин-1; а - угол атаки ножей, град; у -угол установки горловины загрузочного бункера относительно выгрузного окна, град.

В процессе опытов фиксировали углы установки горловины загрузочного бункера относительно выгрузного окна (у = 0°, 180°, 270°).

Для определения значений параметров, при которых влажность готового продукта не превышает 30 %, рассмотрим уравнения регрессии при различном угле у установки горловины загрузочного бункера относительно выгрузного окна и их графические представления.

wr=180 = 480?910 _ 0f5g5n _ 8 990а + 0?00з9па +

+ 0,00019л2 + 0,098аг2.

wr=2vo = 38036 _ 05509л - 7,828а + 0,(Ю21па +

(3)

+ 0,00019л2 + 0,098с?2.

(4)

wr=360 = 299,31- 0,43- 6,67а +

+ 0,000 1 9п2 + 0,098а 2 . (5)

На рис. 3, 4 и 5 показаны двухмер-

Рис. 3 - Влажность готового продукта в зависимости от частоты вращения n и угла атаки ножей а при угле установки горловины загрузочного бункера относительно выгрузного окна y = 180°

Рис. 4 - Влажность готового продукта в зависимости от частоты вращения п и угла атаки ножей а при угле установки горловины загрузочного бункера относительно выгрузного окна у = 270°

Рис. 5 - Влажность готового продукта в зависимости от частоты вращения п и угла атаки ножей а при угле установки горловины загрузочного бункера относительно выгрузного окна у = 0°

ные сечения поверхностей, построенных по уравнениям (3), (4) и (5) соответственно.

Результаты исследований

Используя рисунки 3, 4 и 5, определим рациональные интервалы изменения конструктивных параметров устройства в зависимости от угла у и сведём их в таблицу 2.

Выводы

Полученные данные позволяют выявить характер влияния каждого конструктивно-режимного параметра устройства для измельчения мясорыбных отходов и отжима из них влаги на изменение влажности готового продукта. При угле у установки горловины загрузочного бункера относительно выгрузного окна 0 градусов минимально необходимая частота вращения ножей составляет 560 мин-1, при этом угол атаки ножей может варьироваться в диапазоне от 10 до 30 градусов.

Библиографический список

1. Кадыров, Д.И. Экструзионная переработка биологических отходов в корма [Электронный ресурс] / Д.И. Кадыров, А. Гарзанов. - Режим доступа к ст.: http://www. almaz-spb.com/news/21/, свободный.

2. Зубкова, Т.М. Повышение эффективности работы одношнекового экструде-ра для производства кормов на основе параметрического синтеза: дис. ... докт. техн. наук: 05.20.01 / Т.М. Зубкова. - Оренбург, 2006. - 320 с.

3. Кадыров, Д.И. Непищевые отходы - в доходы / Д.И. Кадыров // Мясная индустрия. - № 6. -о 2011. - С. 66 - 69.

Таблица 2

Рациональные конструктивные и кинематические параметры устройства для измельчения мясорыбных отходов и отжима из них влаги

Угол установки горловины загрузочного бункера относительно выгрузного окна у, град. Угол атаки ножей а, град Частота вращения ножей п, мин-1 Влажность готового продукта W, %

180 18.30 940.1000

270 10.30 690.1000 25.30

0 10.30 560.1000

4. Пат. №139850 Российская Федерация, МПК7 А23К1/00. Устройство для измельчения и отжима влаги / В.В. Новиков, И.Л. Орсик, А.Л. Мишанин, А.С. Грецов; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Самарская ГСХА. - № 2013152052/13; заявл. 21.11.13; опубл. 27.04.14, Бюл. № 12.

5. Гурский, Д.А. Вычисления в MathCAD / Д.А. Гурский. - Мн.: Новое знание, 2003. - 814 с.

6. Мельников, С.В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С.В. Мельников, В.Р.Алешкин, П.М. Рощин. - Л.: Колос, 1980. - 168 с.

7. Боровиков, В.П. STATISTICA: статистический анализ и обработка данных в среде Windows / В.П. Боровиков, И.П. Боровиков. -М.: ИИД Филинъ, 1997. - 608 с.

8. Коновалов, В.В. Практикум по обработке результатов научных исследований с помощью ПЭВМ / В.В. Коновалов. - Пенза: ПГСХА, 2003. - 176 с.

9. Новик, Ф.С. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов / Ф.С. Новик, Я.Б. Ар-сов. - М.: Машиностроение; София: Техника, 1980. - 304 с.

УДК 631.363, УДК 621.646.7

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДОЗАТОРА-СМЕСИТЕЛЯ СЫПУЧИХ КОРМОВ

Фролов Николай Владимирович, кандидат технических наук, профессор кафедры «Сельскохозяйственные машины и механизация животноводства»

Чилингарян Нарек Овикович, аспирант кафедры «Сельскохозяйственные машины и механизация животноводства»

Мосина Нина Николаевна, кандидат технических наук, доцент кафедры «Математические методы и информационные технологии»

446442, Самарская обл., п.г.т. Усть-Кинельский, ул. Спортивная, д.10; тел.: 8(84663) 46-3-46. Email: [email protected].

Работа выполнена в рамках гранта «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» («У.М.Н.И.К»)

Ключевые слова: дозирование, смешивание, производительность, энергоемкость, точность, однородность.

Разработан дозатор-смеситель сыпучих кормов, способный готовить кормосме-си как из целых зерен, так и из дробленых компонентов непосредственно в хозяйстве из собственных зерновых культур. По результатам экспериментальных исследований были определены оптимальные конструктивно-режимные параметры дозатора-смесителя сыпучих кормов.

Введение

В современных условиях при росте численности крестьянских (фермерских) хозяйств появляется необходимость в маломощном оборудовании для механизации производственных процессов животноводства. Больше половины затрат энергии в животноводстве приходится на корма. Перед использованием корма его необходимо из-

мельчать или проводить термообработку [1], а для удовлетворения потребностей животных в питательных веществах нужны комбинированные корма, для приготовления которых используют дозаторы и смесители.

Цель исследования - экспериментальное обоснование конструктивно-режимных параметров дозатора-смесителя сыпучих кормов.

1!

£ & ES SS »1

Si

р и ш Sä ;ii H ■ i

са s!