ШУМОВЫЕ И ВИБРАЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ БЛЕНДЕРА МАСАР Р100 С13 ПРИ ОБРАБОТКЕ ЖИДКИХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

УДК: 641.514.8.06-533.4 OECD: 02.11.JY

Шумовые и вибрационные параметры блендера МАСАР Р100 С13 при обработке жидких пищевых продуктов

Заплетников 11.11.1. Гордиенко A.B.2, Еременко Д. О.3, Захаров А. К).1 1 Д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Оборудование пищевых производств»

2 К.т.н., доцент кафедры «Оборудование пищевых производств» 3 К.т.н., доцент кафедры «Пищевые технологии и оборудование», Севастопольский государственный университет, г. Севастополь, РФ 4 Магистрант кафедры «Оборудование пищевых производств» 1,2,4 донецКИц национальный университет экономики и торговли имени Михаила Туган-Барановского, г. Донецк, Украина

Аннотация

Значимой операцией на пищевых предприятиях является процесс смешивания и измельчения различных ингредиентов, который выполняется с помощью высокопроизводительных устройств - блендеров. Изъяном в эксплуатации данного оборудования является высокий уровень шума, превосходящий допускаемые санитарные нормы. Целью работы является установление шумовых характеристик (ШХ) блендера при различных режимах работы, а также установление воздействия технологических и кинематических условий на её ШХ. Установление ШХ велось в реверберационной камере размером 100 м3 шумомером «Ассистент» НТМ-Защита (РФ) согласно ГОСТ 51400-99 (ИСО 3743-1(2)-94). В качестве экспериментального образца применялась машина Р100 С13 Масар италийского изготовления фирмы «Масар». Машина исследовалась на рабочем и холостом ходу. Установлены значения виброакустических характеристик (ВАХ) блендера Р100 С13 Масар италийского производства в условиях эксплуатации, при работе на холостом ходу отмечается превышение предельно-допустимых шумовых характеристик (ПДШХ) практически на всех частотах. Предложены рекомендации по улучшению звуковых параметров машины.

Ключевые слова: блендер, шумовые и вибрационные характеристики, скорость работы, осциллограмма, плотность продукта.

Noise and vibration parameters of the MACAP P100 C13 blender when

processing liquid food

Zapletnikov I.N.1, Gordienko A.V.2, Eremenko D.O.3, Zaharov A.U4 1 DSc, professor, head of the department of Equipment of Food Production 2 PhD, assistant professor of the department of Equipment of Food Production 3 PhD, assistant professor of the department of Food Technologies and Equipment, Sevastopol State

University, Sevastopol, Russia 4 Master of the department of Equipment of Food Production 1'2'4 Donetsk National University of Economics and Trade named after Mikhail Tugan-Baranovsky, Donetsk,

Ukraine

Abstract

E-mail: obladn@kaf.donnuet.education (Заплетников IUI.}, gordienko_aleksa@mail.ru (Гордиенко A.B.), eremenko.dmitry@mail.ru (Еременко Д. О.), schewtzov.ant@yandex.ru (Захаров А. Ю.)

Заплетников Il.Il.. Гордиенко А.В., Еременко Д. О., Захаров А. Ю.

Шумовые и вибрационные параметры блендера МАСАР Р100 С13 при обработке жидких пищевых

продуктов 46

A signihcant operation in food enterprises is the process of mixing and grinding various ingredients, which is performed using high-performance devices - blenders. A flaw in the operation of this equipment is a high noise level that exceeds the permissible sanitary standards. The aim of the work is to establish the noise characteristics (NH) of a blender under various operating modes, as well as to establish the impact of technological and kinematic conditions on its NH. The determination of NH was carried out in a reverberation chamber with a size of 100 m3 using an NTM-Protection (RF) sound level meter "Assistant" in accordance with GOST 51400-99 (ISO 3743-l(2)-94). As an experimental sample, a P100 C13 Macap machine made in Italy by Macap was used. The car was examined at work and idle. The values of vibroacoustic characteristics (VAC) of the Italian-made R100 C13 Macap blender under operating conditions have been established; when idling, the maximum permissible noise characteristics (MPNC) are exceeded at almost all frequencies. Suggested recommendations for improving the sound parameters of the machine.

Keywords: blender, noise and vibration characteristics, operating speed, waveform, product density.

Введение

В пищевых производствах широко используется оборудование для перемешивания и взбивания пищевых продуктов. Используются взбивальные, перемешивающие машины, машины для дробления твердых пищевых продуктов [1-3]. Наиболее универсальными являются блендеры французского, итальянского и российского производства.

В пищевой промышленности, в том числе общественном питании, они используются для обработки сырья и пищевых продуктов, следующих консистенций: твердых, пластичных и жидких. Блендеры применяют при производстве традиционных хлебобулочных изделий, а также новых хлебобулочных изделий, энергетических батончиков, кормов для сельскохозяйственных животных, новых сортов макарон, пищевых добавок и т.д.

Работа блендера сопровождается излучением шума, который вредно воздействует на работников предприятия. Также шум и вибрация возникает в результате износа основных узлов блендера.

Целью этой работы является изучение виброакустических характеристик блендера при работе без нагрузки и при обработке пищевого сырья и продуктов.

Среди бесчисленных конструкций тестомесильных и взбивальных машин, изготовления иностранных компаний, преимущественное распространение в странах ближнего зарубежья получил высокопрофессиональный блендер Р100 С13 Масар, изготовляемый массово компанией Масар (Италия), и применяемый для получения коктейлей, приготовления разнообразных пюре и соусов и т.д.

Данное оборудование устанавливается в кафе, барах, ресторанах, пиццериях и других местах.

1. Методические предпосылки

Блендер имеет две скорости работы - 10030 и 15000 об/мин, они позволяют за короткое время приготовить коктейль или фреш. Мощности оборудования -0.4 кВт хватает для быстрого измельчения твердых фруктов даже при максимальной загрузке чаши (объем чаши - 1,7 л). Данных характеристик достаточно для измельчения мягких и твердых продуктов, в том числе и льда.

Измерения ВАХ машины выполнялись в соответствии с ГОСТ Р 51400-99 (ИСО 3743-1-94, ИСО 3743-2-94) «Шум машин. Определение уровней звуковой

мощности источников шума но звуковому давлению. Технические методы дня малых переносных источников шума в реверберадионных нолях в помещениях с жесткими стенами и в специальных реверберационных камерах» |4,5|, Применялась аттестованная реверберационная камера кафедры оборудования пищевых производств ДонНУЭТ размером в 100 мЗ, где на технологическом столе располагался изучаемый блендер (1) (рис. 1).

Исследования ВАХ проводились на экспериментальном стенде, который состоит из: комплекта измерительного К505 (2), преобразователя мощности П.030 (3), аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) (4), точного импульсного шумомера 00 023 «Robotron» (5), шумомера ВШВ-003 М2 (6), анализатора шума и вибрации «АССИСТЕНТ» (9), ПК (8) и б.нендера (7), установленного на технологическом столе.

* ~Р

* fj) to.

Рис. 1. Экспериментальный стенд

Измерительное расстояние 1 м. Расхождение внешнего шума и источника звука представляло больше десяти дБ в октавпых полосах частот и но уровню звука.

Измерялись:

1) эквивалентные уровни звукового давления в октавпых полосах частот и но характеристике А; ЬрА]

2) виброускорение а на опорах крепления машины;

3) затрачиваемая мощность машины N.

Согласно с ГОСТ уровни звукового давления были пересчитаны в уровни звуковой мощности (УЗМ), которые сравнивались с продольно допустимыми шумовыми характеристиками дня производственных помещений РФ, залов кафе, ресторанов, столовых и непосредственно примыкающих территорий |6-8|, Расчет ПДШХ дня б.нендера производился согласно межгосударственному стандарту ГОСТ 30530-97 «Методы расчета продольно допустимых шумовых характеристик стационарных машин» при работе под нагрузкой. Сопоставление ШХ с рассчитанными ПДШХ позволяет установить направления улучшения конструкции машины дня повышения её технического уровня. Рассчитанные ПДШХ соответствуют типовым условиям эксплуатации залов кафе.

Все измеряемые параметры записывались в режиме реального времени в программе дня ведения архива измерений па персональном компьютере (ПК). Посредством аналогово-цифрового преобразователя исследуемые параметры (ЬрА,дБА;

Заплстппков H.H., Гордисико A.B., Еременко Д. О., Захаров А. Ю. Шумовые п вибрационные параметры блепдера МАСАР Р100 С13 при обработке жидких пищевых

продуктов 48

а, м/с2 N, Вт) отображались с помощью программы АСР NEW2 в виде осцилограммы на ПК (рис, 2),

Рис. 2. Осцилограмма записи акустических и технологических параметров работы блепдера Масар Р100 С13 (па примере модельной жидкости)

Блендер исследовался па холостом ходу и при обработке жидких пищевых продуктов различной плотности, различного объема и частоте вращения рабочего органа: модельная жидкость с плотностью 1000 кг/м3, имитирующая молочный коктейль (сливки); яйца куриные; масло подсолнечное рафинированное «Златожар»; майонез салатный «Норма»; томатный морс,

2. Результаты экспериментальных исследований

В итоге выполнения опытов па ПК записаны осциллограммы в реальном масштабе времени затрачиваемая мощность N Вт, уровень звука А (УЗА) - Ьра,дВА и виброускорение на корпусе блендера ак, м/с2. Потребляемая мощность регистрировалась образцовым ваттметром (К 505), Период измерений составлял 0,1 с. Тарировка осциллограмм но уровню звукового давления (УЗД) и виброускорепию велась но прибору «Ассистент», Статистическая переработка итогов измерения УЗА выполнялась согласно с ГОСТ 27408-87 «Шум, Методы статистической обработки результатов определения и контроля уровня шума, излучаемого машинами», а УЗД согласно с ГОСТ 30691-2001 (ПСО 4871-96) «Шум машин. Заявление и контроль значений шумовых характеристик».

Обзор итогов опытов (рис, 2) дает попять, что блендер излучает непостоянный шума, как без нагрузки, так и иод нагрузкой,

В итоге изучений отмечено, что на корректированный уровень звуковой мощности, а еще в октавпых полосах частот, самое большое воздействие оказывает скорость вращения ножевого рабочего органа. Однако, степень заполнения стакана и физико-механические свойства, обрабатываемого пищевого продукта, также оказывают влияние па УЗМ блепдера.

Отмечено, что увеличение УЗМ сопряжено с обрабатыванием пищевого продукта с более высокой плотностью, а еще с увеличением частоты вращения ножевого рабочего органа. Что в свою очередь говорит о том, что работа электродвигателя является основным источником повышенного шума в данной машине. Эта закономерность

проявляется, в первую очередь, па пизких частотах. Становятся хуже ШХ машины при повышении объема пищевого продукта.

Корректированный уровень звуковой мощности, излучаемый машиной при работе па холостом ходу составляет 74 дБА, в рабочем режиме - 79,5 дБА, Превышение ПДШХ отмечается по характеристике А только при пагружепии - па 2,5 дБ А,

Таблица 1

Характеристики па холостом ходу

Сред- Ви-

няя Уровень звуковой мощности бро-

Ско- ско- Robotron Ьт, дБ, в октавной полосе частот уско-

рость, рость со среднегеометрической частотой, Гц рение

рад/с N LpAmax 1 LpAmin 1 a,

Вт дБА дБА 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 м/с2

1050 66,66 76,91 72,91 36,91 53,91 66,91 56,91 61,91 70,91 69,91 60,91 0,043

1570 120 80,91 73,41 36,11 46,11 80,41 66,21 66,71 73,41 74,11 66,01 0,033

Исследования ШХ машины в октавпых полосах частот (табл. 1) показывает, что превышение ПДШХ отслеживается при работе без нагрузки в октавпых полосах со среднегеометрическими частотами 250 Гц - на 2 дБ, 2000 Гц - на 3,4 дБ, 4000 Гц - на 6 дБ (рис, 3).

63 !25 SSO 50В Ш} 2300 AODO BOOB

Рис. 3. Уровни звуковой мощности блендера без нагрузки

Превышение ПДШХ наблюдается также при обработке (рис, 4):

- модельной жидкости в октавпых полосах со среднегеометрическими частотами 2000 Гц - на 3 дБ и 4000 Гц - на 1,2 дБ, для объема У=100 мл и скорости работы 1570 рад/с,

- яиц куриных в октавпых полосах со среднегеометрическими частотами 4000 Гц - на 1 дБ, для объема У=400 мл и скорости работы 1570 рад/с,

- майонеза в октавпых полосах со среднегеометрическими частотами 2000 Гц -на 1 дБ, для объема У=200 мл и скорости работы 1570 рад/с,

- томатного морса на скорости работы 1570 рад/с, при объемах У=100 и У=200 мл в октавпых полосах со среднегеометрическими частотами 2000 Гц - па 4,3 и 3,6 дБ, и 4000 Гц - на 2 и 1,6 дБ соответственно.

При обработке подсолнечного масла превышение ПДШХ не обнаружено.

Заплстппков H.H., Гордисико A.B., Еременко Д. О., Захаров А. Ю. Шумовые и вибрационные параметры блендера МАСАР Р100 С13 при обработке жидких пищевых

продуктов 50

И £ s

L

Ä— - -j ih .—Ш-- t N ¡E

I-- / / / q : ц [g i

у

LbTt-a -i-VI«.í»£J Л V5Ü0. Lbíí-I

-ym.J»c-9

- VWö. t&J C-S vS»,¿»t i

— ¥?W,¿»C-L

Vinco. 1*7 <4 —» VtOOO. ÍWcl

i"

b % h-1 —- К 5

w h С ¿1 ■ 4

f

Г1 —

т - YJOQ. LE.? C-I -*- VJW.JK4-L i ■ V2M. ¿67 C-L - VJDÓ. L

—• ■ vMQ. I£7 c-1

Y400. Lb? C-I

WOO. JWc-l VMQ. Ii« c-li

-•^■rvyiiK

12» 2VJ MB lOCD ÍÜGD

12) IM ws m гвдп ó)

H to n 4T s

r •■1 в 3S¡ TS

SC 40 SO А $ 7 s t-

f/.Щ 4 r 'Tf—J

—

-*■- VI». UM ■ V1.ÖÖ. ПОс.1 Vi». ]|f<4 160i-t WWl 16?Crl

-#- V4O0. ítt«-a

■ V«». 167cI MWÖ. ÍS0<-1 Ш), 16í(l

—»-ТДШ*

г K,

J f N — * "

J L

Í -pA V

f L

-i-vieo u?! i я vuw.awci

—*see¡»ci vaoa i6?c-i » wüs^SOÍ-i

—Ф» !ЩД[ ■

5öö 1CÖO Ш ШС

v)

125 г» 500 да» кис адо ш [ Г:

г)

10« м

£ P с

5

у

?

¥1130,1671-1 VI». ¡»>(.1 VJW.1ÍÍÍ-1

- VfflO. J50Í-1 V300,1671-1 V30C. 25СС1 V400. IKrf

-ПД11И

5к íooo гооо iooo amo Í Гц Ö)

Рис. 4. Уровни звуковой мощности блендера при обработке: а) модельной жидкости, плотностью 998,2 кг/м3; б) яиц куриных, плотностью 1050 кг/м3; в) масла подсолнечного, плотностью 926 кг/м3; г) майонеза, плотностью

33

При обработке подсолнечного масла превышение ПДШХ не обнаружено.

Таким образом, установлены значения ВАХ блендера италийского изготовления в условиях эксплуатации: при работе па холостом ходу отмечается превышение ПДШХ на низких частотах 250 Гц - на 2 дБ, высоких 2000 Гц - па 3,4 дБ, 4000 Гц - на 6 дБ.

Вдобавок превышение ПДШХ отмечается при обработке жидких пищевых продуктов в октавпых полосах со среднегеометрическими частотами 2000 Гц - па 4,5 дБ и 4000 Гц - па 2 дБ.

В остальных полосах частот и режимах работы превышение ПДШХ не найдено.

Заключение

Дня снижения ШХ машины нужно повысить жёсткость конструкции агрегата либо покрыть внутреннюю поверхность корпуса виброноглощающими материалами, возможными дня контакта с пищевыми продуктами.

Последующие изучения предполагают нахождение многофакторных моделей в натуральных переменных и испытания способов совершенствования ШХ профессионального блендера Р100 С13 Масар,

Список литературы

1. Виброакустические свойства взбивально-тестомесильного пищевого оборудования, [монография] / И.Н.Заплетников, А.В.Гордиенко, - Барнаул: Издатель: ИИ Колмогоров И,А,, 2020. - 250 с.

2. Заплетников, И, И, Виброакустика оборудования пищевых производств: монография /И, И, Заплетников; - Харьков : I ГГМ'Г , 2015, - 542 с,

3. Заплетников И, И, Шумовые характеристики взбивальной машины для эксплуатации на предприятиях общественного питания / И, И, Заплетников, А, В, Гордиенко, А, К, Пильненко // «Явления переноса в процессах и аппаратах химических и пищевых производств»: Междун, научно-технич, конф,, 16-17 ноября 2016 г.: / редкол, А,И, Остриков [тезисы докл.] - Воронеж: ФГБОУ ВО «ВГУИТ», 2016, - 624 с, - С, 585-589.

4. ГОСТ Р 51400-99 (ИСО 3743-1-94, ИСО 3743-2-94). Шум машин. Определение уровней звуковой мощности источников шума по звуковому давлению. Технические методы для малых переносных источников шума в реверберационных полях в помещениях с жесткими стенами и в специальных реверберационных камерах. - М,: Госстандарт России, 2000. - 19 с.

5. ГОСТ Р ИСО 3743-1-2013 Шум машин. Определение уровней звуковой мощности источников шума по звуковому давлению. Технические методы для малых переносных источников шума в реверберационных полях в помещениях с жесткими стенами и в специальных реверберационных камерах. - М,: Стандартинформ, 2014. - 30 с.

6. Иванов И.П., Шашурин А.Е., Защита от шума и вибрации, Учебное пособие / И.И. Иванов, А.Е. Шашурин; издание второе, дополненное и переработанное - Печатный цех. 2019. - 284 с.

7. Инженерная акустика. Теория и практика борьбы с шумом: учеб шик / 11.11. Иванов. - 3-е изд. перераб. и доп. - М,: Логос, 2013. - 432 с.

8. Акустика: Учебник для вузов / Ш.Я. Вахитов, Ю.А.Ковалгин, A.A. Фадеев, Ю.П. ГЦевьев / Под ред. Профессора Ю.А. Ковалгина. - М.: Горячая линия-Телеком, 2009. - 660 е.: ил.

References

1. Vibroaeoustie properties of whipping and mixing food equipment, [monograph] / IN Zapletnikov, AV Gordienko. - Barnaul: Publisher: IE Kolmogorov I.A., 2020. - 250 p.

2. Zapletnikov, IN Vibroaeousties of food production equipment: monograph / I. N. Zapletnikov; - Kharkiv: NTMT, 2015. - 542 p.

3. Zapletnikov I. N. Noise characteristics of a whipping machine for operation at catering establishments / I. N. Zapletnikov, A. V. Gordienko, A. K. Pilnenko // "Phenomena of transfer in the processes and apparatus of chemical and food industries": International scientific and technical Conf,, November 16-17, 2016: / editorial board. A.N. Ostrikov [abstracts] -Voronezh: FSBEI HE "VSUET", 2016. - 624 p. - P. 585-589.

Заплетников Il.Il.. Гордиенко A.B., Еременко Д. О., Захаров А. Ю. Шумовые н вибрационные параметры блендера МАСАР Р100 С13 при обработке жидких пищевых

продуктов 52

4. GOST E 51400-99 (ISO 3743-1-94, ISO 3743-2-94). Noise of ears. Determination of sound power levels of noise sources by sound pressure. Technical methods for small portable noise sources in reverberation fields in rooms with rigid walls and in special reverberation chambers. - M,: Gosstandart of Russia, 2000 - 19 p.

5. GOST E ISO 3743-1-2013. Noise of ears. Determination of sound power levels of noise sources by sound pressure. Technical methods for the transfer of small noise sources in reverberation fields in cabinets with hard walls and in special reverberation chambers. - M,: Standartinform, 2014. - 30 p.

6. Ivanov N.I., Shashurin A.E., Protection against noise and vibration, Textbook / N.I. Ivanov, A.E. Shashurin; second edition, supplemented and revised - Printing shop. 2019.

- 284 p.

7. Engineering acoustics. Theory and practice of noise control: textbook / N.I. Ivanov.

- 3rd ed. revised and additional - M,: Logos, 2013. - 432 p.

8. Acoustics: Textbook for universities / Sh.Ya. Vakhitov, Yu.A. Kovalgin, A.A. Fadeev, Yu.P. Shehevev / Ed. Professor Yu.A. Kovalgin. - M,: Hotline-Telecom, 2009. -660 p.