Научная статья на тему 'ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ВОСКОВОГО СЫРЬЯ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ПРИ ИНТЕНСИВНОМ МЕХАНИЧЕСКОМ ПЕРЕМЕШИВАНИИ В ВОДЕ'

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ВОСКОВОГО СЫРЬЯ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ПРИ ИНТЕНСИВНОМ МЕХАНИЧЕСКОМ ПЕРЕМЕШИВАНИИ В ВОДЕ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
32
9
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПЧЕЛИНЫЕ СОТЫ / ВОСКОВОЕ СЫРЬЕ / ВОСК / ПЕРГА / ОЧИСТКА / ПЕРЕМЕШИВАНИЕ / ИНТЕНСИВНОСТЬ / РАСТВОРЕНИЕ

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Каширин Дмитрий Евгеньевич, Павлов Виктор Вячеславович, Успенский Иван Алексеевич, Макаров Валентин Алексеевич, Борисов Геннадий Александрович

Целью данного исследования является теоретическое обоснование параметров процесса влажной очистки воскового сырья от перги путем ее растворения при интенсивном механическом перемешивании измельченных пчелиных сотов в воде. В основу построения модели легли основные идеи новейшей пленочно-пенетрационной теории, определяющие уравнения массоотдачи при растворении частиц твердой фазы в жидкости. Результаты численного моделирования показали, что коэффициент массоотдачи монотонно возрастает при увеличении интенсивности перемешивания. В соответствии с принятой моделью при заданных исходных параметрах, наибольший темп увеличения коэффициента массоотдачи наблюдается при изменении интенсивности перемешивания от 0 до 2500 Вт/м3, далее рост замедляется. На время полного растворения твердого дисперсного компонента (перги) существенное влияние оказывает начальный гранулометрический состав. При значении интенсивности перемешивания 10000 Вт/м3 и коэффициента массоотдачи 1,025-10-5 м/с, навеска перги, состоящая из частиц с начальным средним размером 2 мм, полностью растворяется через 300-350 секунд, тогда как для полного растворения крупных фракций измельченного материала требуется более 10 мин. Теоретически установлено, что при увеличении интенсивности значительно сокращается время полного растворения. При значении 19000 Вт/м3 навеска, состоящая из частиц со средним размером 3,8 мм, полностью растворяется менее чем через 10 минут. Результаты исследований могут быть использованы при проектировании перемешивающих аппаратов, в частности устройств для очистки воскового сырья.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Каширин Дмитрий Евгеньевич, Павлов Виктор Вячеславович, Успенский Иван Алексеевич, Макаров Валентин Алексеевич, Борисов Геннадий Александрович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THEORETICAL RESEARCH OF WAX RAW MATERIALS PURIFICATION AT INTENSIVE MECHANICAL MIXING IN WATER

The purpose this study is the theoretical substantiation of the parameters wet cleaning of waxy materials from the beebread by dissolving it with intensive mechanical stirring of crushed bee honeycombs in water. The basis for building the model was the basic ideas of the latest film-penetration theory, which determine the mass transfer equations for dissolving solid particles in a liquid. The results of numerical simulation showed that the mass transfer coefficient increases monotonically with increasing mixing intensity. In accordance with the accepted model with the given initial parameters, the highest rate of increase in the mass transfer coefficient is observed when the mixing intensity changes from 0 to 2500 W/m3, then the growth slows down. At the time of complete dissolution of the solid dispersed component (pollen) a significant effect is made by the initial particle size distribution. If the mixing intensity is 10,000 W/m3 and the mass transfer coefficient is 1.025 10-5 m/s, the weed mixture consisting of particles with an initial average size of 2 mm completely dissolves after 300-350 s, whereas for complete dissolution of the large fractions of the crushed material It takes more than 10 minutes. It is theoretically found that increasing the intensity significantly reduces the time for complete dissolution. With a value of 19,000 W/m3, the sample consisting of particles with an average size of 3.8 mm completely dissolves in less than 10 minutes. The research results can be used in the design of mixing devices, in particular devices for cleaning wax materials.

Текст научной работы на тему «ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ВОСКОВОГО СЫРЬЯ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ПРИ ИНТЕНСИВНОМ МЕХАНИЧЕСКОМ ПЕРЕМЕШИВАНИИ В ВОДЕ»

УДК 638.171

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ВОСКОВОГО СЫРЬЯ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ПРИ ИНТЕНСИВНОМ МЕХАНИЧЕСКОМ ПЕРЕМЕШИВАНИИ В ВОДЕ

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

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

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

Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева

МАКАРОВ Валентин Алексеевич, д-р техн. наук, профессор, гл. науч. сотр. отдела концептуальных проблем механизации агрохимического обеспечения сельскохозяйственного производства Всероссийского НИИ механизации и информатизации агрохимического обеспечения сельского хозяйства, [email protected]

БОРИСОВ Геннадий Александрович, д-р техн. наук, профессор кафедры технологии металлов и ремонта машин, [email protected]

КРАВЧЕНКО Андрей Михайлович, д-р техн. наук, профессор кафедры «Строительство инженерных сооружений и механика», [email protected]

Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева

Целью данного исследования является теоретическое обоснование параметров процесса влажной очистки воскового сырья от перги путем ее растворения при интенсивном механическом перемешивании измельченных пчелиных сотов в воде. В основу построения модели легли основные идеи новейшей пленочно-пенетрационной теории, определяющие уравнения массоотдачи при растворении частиц твердой фазы в жидкости. Результаты численного моделирования показали, что коэффициент массоотдачи монотонно возрастает при увеличении интенсивности перемешивания. В соответствии с принятой моделью при заданных исходных параметрах, наибольший темп увеличения коэффициента массоотдачи наблюдается при изменении интенсивности перемешивания от 0 до 2500 Вт/м3, далее рост замедляется. На время полного растворения твердого дисперсного компонента (перги) существенное влияние оказывает начальный гранулометрический состав. При значении интенсивности перемешивания 10000 Вт/м3 и коэффициента массоотдачи 1,025-10-5 м/с, навеска перги, состоящая из частиц с начальным средним размером 2 мм, полностью растворяется через 300-350 секунд, тогда как для полного растворения крупных фракций измельченного материала требуется более 10 мин. Теоретически установлено, что при увеличении интенсивности значительно сокращается время полного растворения. При значении 19000 Вт/м3 навеска, состоящая из частиц со средним размером 3,8 мм, полностью растворяется менее чем через 10 минут. Результаты исследований могут быть использованы при проектировании перемешивающих аппаратов, в частности устройств для очистки воскового сырья.

Ключевые слова: пчелиные соты, восковое сырье, воск, перга, очистка, перемешивание, интенсивность, растворение.

Введение

Технология производства пчелиного воска как в пасечных, так и в заводских условиях предполагает обязательную тепловую переработку воскового сырья, включающую нагрев суши сотов выше температуры плавления воска сухим или влажным способом, либо разваривание вторичного воскового сырья (вытопок и мервы) в горячей воде перед прессованием [1, 2]. Присутствие в сотах каких-либо посторонних включений, таких как перга, прополис, экскременты пчел, механические примеси и т. п. существенно снижает не только качество вытапливаемого воска, загрязняя его, но и приводит к связыванию свободно стекающего воска в процессе перетопки, уменьшая тем самым выход готового продукта [3, 4, 5]. Применяемые в настоящее время способы повышения качества воска и очистки его от примесей основаны преимущественно на обработке готового воска уже после его получения. Сюда относится,

прежде всего, отстаивание расплавленного воска над поверхностью горячей воды в течение достаточно продолжительного времени. В ряде случаев применяют отбеливание воска, однако такой воск уже является несортовым. Прессовой воск, полученный при отжатии разваренных вытопок на специальных прессах, как правило, сильно загрязнен и также является некондиционным, низкокачественным воском [4, 5]. Значительный потенциал повышения качества и выхода товарного воска кроется в возможности очистки воскового сырья до его горячей переработки, то есть удаления перги и других загрязнений из сотов перед вытопкой воска [6, 7]. Однако данное направление на сегодняшний день недостаточно исследовано и в реальных производственных условиях практически не применяется. В связи с вышесказанным, целью настоящего исследования является обоснование параметров процесса влажной очистки воскового сырья от перги путем ее растворения в воде при

© Каширин Д Е., Павлов В. В., Успенский И. А., Макаров В. А., Борисов Г. А., Кравченко А. М., 2018 г.

интенсивном механическом перемешивании [812]. Предполагается, что пчелиные соты заранее измельчены до заданного гранулометрического состава и перемешиваются в емкости с водой, оборудованной мешалкой с двумя прямыми лопастями и снабженной отражательными перегородками. При этом содержащиеся в восковом сырье загрязнения в виде перги с течением времени растворяются. В основу исследования легли идеи достаточно новой пленочно-пенетрационной теории, определяющие основные уравнения массоотдачи при растворении твердых тел в жидкости [13, 14, 15].

Теоретическое обоснование процесса растворения частиц твердой фазы в жидкости

При изучении процессов в аппарате с мешалкой дополнительную трудность представляет определение скорости фаз. Поле скоростей движения жидкости в данном случае очень сложное, и единственной измеряемой величиной для сравнения может служить окружная скорость концов лопастей мешалки.

В связи с вышесказанным, аналитический расчет коэффициентов массоотдачи в ряде случаев представляет неразрешимую задачу, и для их определения необходимо прибегать к экспериментальным исследованиям.

Для определения массы тп, кг компонента твердой фазы - перги, растворенной в воде за время т, е., применим приближенное уравнение Хиксона и Боума [13, 15]:

тп

■ п-т,

где_кс - коэффициент массоотдачи, м/с;

- средняя площадь поверхности массооб-мена, м2 для периода г;

АСп — [Сп — Сп

)-

средняя разность концентра

dmn = кс ■ F ■ ДСп ■ dr,

(2)

ДСт-r С гг С Г!

(3)

лить величины кс, Г и ас л Для этого необходимо ввести следующие допущения. Рассмотрим два случая.

1. Растворяемый компонент представляет собой труднорастворимые твердые частицы, поверхность F которых с течением времени изменяется незначительно. Вводимые допущения: F = const; dCn Ф const. В этом случае изменение (уменьшение) массы твердой фазы dmп следует выразить через изменение (увеличение) концентрации раствора на величину dCn :

где V - объем раствора, м3.

Учитывая, что dCn = d[C"n - ЛСЯ) = -¿/(АСЯ) ,

так как dCn = 0 (концентрация насыщения не изменяется;, перепишем уравнение (4) в следующем виде:

dmn = -V-d(ACn), (5)

Приравнивая правые части (4) и (5) и разделяя переменные, интегрируем полученное уравнение (учитывая, что kc = const, F = const, V = const):

где ДСП1 и ДСП2 - разность концентраций растворенного компонента соответственно в начале процесса и через время .

В результате интегрирования получим:

In^

А Сг

.K-F-t V

ций для периода г, (движущая сила процесса), кг/м3;

С*п - предельная концентрация растворенной перги на межфазной поверхности (концентрация насыщения), кг/м3;

Сп - концентрация растворенной перги в растворе, кг/м3.

За время с!г, растворится с!т кг перги:

В полученном выражении умножим обе части на тп и с учетом (1) после преобразований получим выражение для нахождения массы перги, растворенной за время т.\

111 ГТЛ

(6)

АС,

где F - мгновенное значение площади межфазной поверхности, м2;

ДСП - мгновенное значение разности концентраций.

Мгновенная разность концентраций (движущая сила процесса) определяется как:

Для установления зависимости растворенной массы от времени процесса растворения необходимо проинтегрировать выражение (1) и опреде-

Так как по условию F = const, то средняя поверхность массообмена равна мгновенному ее значению, и из уравнения (б) путем деления обеих его частей на kc ■ F т выражаем среднюю движу

щую силу процесса ДСр как среднюю логарифмическую величину за период г

(7)

2. Растворяемый компонент представляет собой легкорастворимые твердые частицы, при этом количество растворителя велико по сравнению с содержанием дисперсной фазы, концентрация которой изменяется незначительно. Вводимые допущения: F Ф const; dCn = const.

Воспользуемся зависимостью между площадью поверхности шара F, м2 и его объемом V, м3:

F = а -V3 где а =

(8)

( 6-у/Л)

dm

п

(9)

тп

фициент kc ■ АСП ■ г :

кс-АСп-т =

(12)

_ ^ m ^ ni ) ' Уп F

С учетом (8) объем твердой фазы в растворе

F = -

F -JF;

'F, - F

F?-№\{ACm-ACm).kc-

ln

ДС,

"Д c„

(14)

Подставив выражение F в виде (8) в уравнение (2), получим

(15)

Произведем оценку коэффициента массоотдачи И 51:

к = C-Re^-Sc8 ■—(16)

где VП - объем зерна растворяющейся твердой фазы (перги), м3.

Выразим приращение массы через приращение объема:

(Ю)

где YП - плотность компонента твердой фазы (перги), кг/м3.

Приравняем правые части (9) и (10) и разделим переменные. После интегрирования выражаем

постоянный коэффициент £ . АСП ■ т :

где Бс - критерий Шмидта;

А, В, С - эмпирические константы [15]. В качестве линейного размера 11 примем диаметр элемента дисперсной фазы (зерна пыльцы)

d.

г

Существует множество модификаций критерия Рейнольдса Re. Для случая перемешивания дисперсных систем в аппарате с мешалкой воспользуемся модификацией, предложенной Оямой, Ко-ларжем и Кольдербанком [14, 15]:

Re =

df-

V

,1/2

V

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

df-

ц

m

I{nf

(17)

(11)

Учитывая, что дСп = const по условию, и ■■(Vm -Vn2)-yn выразим постоянный коэф-

равен V = ( F/a) 2

Тогда, приравнивая правые части (11) и (12), можно_выразить среднюю поверхность массооб-мена F за время т :

(13)

где нижний индекс означает состояние поверхности массообмена в начальный момент растворения (Р.,) и через время т,, то есть (Р2)

В общем случае в процессе растворения изменяется как площадь поверхности массообмена, так и движущая сила процесса (разность концентраций). Учитывая полученные выражения для средних значений этих величин (7) и (13), запишем приближенную формулу (1) для расчета количества массы, растворенной за время г в следующем виде:

где Y - плотность растворителя (воды), кг/м3; П- динамическая вязкость растворителя (воды), Пас;

^п) - полезная мощность мешалки в зависимости от частоты вращения, Вт;

1(п) = - интенсивность перемешива-

ния, Вт/м3.

Данное определение Re позволяет избежать зависимости от типа мешалки, поскольку влияние геометрии мешалки уже учтено в полезной мощности N.

Для определения величины коэффициента диффузии Dд примем допущение, что диффундирующий с поверхности массообмена компонент, состоящий из зерен пыльцы, представляет собой броуновские частицы. Тогда величина Dд определяется выражением (формула Эйнштейна):

(18)

где k - постоянная Больцмана, Дж/К;

T - температура воды, K.

Результаты исследований

Численное моделирование процесса массо-отдачи проводили с использованием программы Mathcad 14.0. Результаты моделирования представлены в виде графических зависимостей на рисунках 1,2. Зависимыми переменными являются коэффициент массоотдачи, определенный по выражению (18) и процент нерастворенной твердой фазы от первоначальной массы навески m, кг, найденный из выражения (1) путем преобразования: Р( г) = (1-тп( г)/т)-100.

При полном растворении перги Р2 = 0, и выражение (14) примет вид:

2

О 2.5x10 5x10 7.5x10 1x10 1.25x101.5x104.75x10 2x10 Интенсивность перемешивания 1 - М(п)!У, Вт/м3

а

а - зависимость коэффициента массоотдачи от интенсивности перемешивания; б - зависимость коэффициента массоотдачи от частоты вращения мешалки в аппарате с заданными геометрическими параметрами Рис. 1 - Результаты численного моделирования процесса растворения перги в воде при интенсивном механическом перемешивании

а - зависимость процента нерастворенной перги Р, % от времени перемешивания при различных значениях интенсивности перемешивания I, Вт/м3 и коэффициента массоотдачи кс, м/с для фракции с начальным средним размером частиц д = 3.8 мм; б - зависимость процента нерастворенной перги Р, % от времени перемешивания при различных начальных значениях гранулометрического состава растворяемого компонента д, мм и значениях интенсивности перемешивания I = 10000 Вт/м3 и коэффициента массоотдачи кс = 1,025Ю"5, м/с Рис. 2 - Результаты численного моделирования процесса растворения перги в воде при интенсивном механическом перемешивании

Как следует из полученных теоретических зависимостей, коэффициент массоотдачи кс монотонно возрастает при увеличении интенсивности перемешивания. В соответствии с принятой моделью при заданных исходных параметрах наибольший темп увеличения коэффициента массоотдачи наблюдается при изменении интенсивности от 0 до 2500 Вт/м3, далее рост замедляется (рис. 1-а).

На время полного растворения дисперсного компонента (перги) существенное влияние оказывает начальный гранулометрический состав. Так, при значении интенсивности перемешивания I = 10000 Вт/м3 и коэффициента массоотдачи кс = 1,025 10-5 м/с, навеска, состоящая из частиц с начальным средним размером 2 мм, полностью растворяется через 300-350 секунд (рис.

2-б, линия 1), тогда как для полного растворения крупных фракций измельченного материала требуется более 10 мин (рис. 2-б, линии 2 и 3).

Увеличение интенсивности значительно сокращает время полного растворения.

При значении I = 19000 Вт/м3 навеска, состоящая из частиц со средним размером 3,8 мм, полностью растворяется менее чем через 10 минут (рис. 2-а, линия 3).

Выводы

Проведено численное моделирование процесса массообмена в системе «жидкость-дисперсная фаза» при растворении перги в воде в результате механического перемешивания. Как следует из полученных теоретических зависимостей, коэффициент массоотдачи монотонно возрастает при

увеличении интенсивности перемешивания. В соответствии с принятой моделью при заданных исходных параметрах наибольший темп увеличения коэффициента массоотдачи наблюдается при изменении интенсивности от 0 до 2500 Вт/м3, далее рост замедляется. На время полного растворения дисперсного компонента (перги) существенное влияние оказывает начальный гранулометрический состав. Так, при значении интенсивности перемешивания I = 10000 Вт/м3 и коэффициента массоотдачи кс = 1,025-10-5 м/с, навеска, состоящая из частиц с начальным средним размером 2 мм, полностью растворяется через 300-350 секунд, тогда как для полного растворения крупных фракций требуется более 10 мин. Теоретически установлено, что при увеличении интенсивности значительно сокращается время полного растворения. При значении I = 19000 Вт/м3 навеска, состоящая из частиц со средним размером 3,8 мм, полностью растворяется менее чем через 10 минут. Результаты исследований могут быть использованы при проектировании перемешивающих аппаратов, в частности, устройств для очистки воскового сырья.

Список литературы

1. Бышов, Н.В. Исследование процесса получения воска из воскового сырья различного качества [Текст] / Н. В. Бышов, Д.Н. Бышов, Д. Е. Каширин, И.А. Успенский, В.В. Павлов // Вестник КрасГАУ. -2015. - № 6. - С. 145-149.

2. Бышов, Н.В. Исследование отделения перги от восковых частиц. [Текст] / Н.В. Бышов, Д.Е. Каширин // Техника в сельском хозяйстве - 2013.

- №1. - С.26-27.

3. Бышов, Д.Н. К вопросу механизации очистки воскового сырья. [Текст] / Д.Н. Бышов, Д.Е. Каширин, В.В. Павлов // В сборнике: Продовольственная безопасность: от зависимости к самостоятельности Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции. - 2017. - С. 45-48.

4. Бышов, Д.Н. К вопросу механизированной очистки воскового сырья. [Текст] / Д.Н. Бышов, Д.Е. Каширин, В.В. Павлов // В сборнике: Аграная наука в инновационном развитии АПК Материалы международного молодежного аграрного форума. Сборник научных статей. Под редакцией В.А. Бабушкина. - 2018. - С. 49-55.

5. К вопросу механической очистки перговых гранул. [Текст] / Д.Н. Бышов и др. // Вестник РГАТУ.

- 2017. - № 2 (34). - С. 57-61.

6. Пат. № 2483812 РФ. МПК В07В 1/40 А01К 59/00. Способ очистки пчелиных сотов / Н.В. Бы-шов, Д.Е. Каширин, А.В. Куприянов. - Заявл. 20.12.2011; опубл. 10.06.2013, бюл. № 16. - 4 с.

7. Пат. № 2656968 РФ. МПК А01К 51/00. Способ очистки воскового сырья. [Текст] / Д.Н. Бышов,

Д.Е. Каширин, В.В. Павлов. - Заявл. 20.02.2017; опубл. 07.06.2018, бюл. № 16.

8. Бышов, Н.В. Исследование гигроскопических свойств перги [Текст] /Н.В. Бышов, Д.Е. Каширин, М.Н. Харитонова // Вестник КрасГАУ - 2013. - №2.

- С.122-124.

9. Бышов, Н.В. Исследование гигроскопических свойств перги. [Текст] / Н.В. Бышов, Д.Е. Каширин, А.В. Куприянов // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета №2-2, 2011. С.14-15.

10.Бышов, Н.В. Вопросы теории механизированной технологии извлечения перги из перговых сотов. [Текст] /Н.В. Бышов, Д.Е. Каширин // Монография. - Рязань: Изд-во РГАТУ - 2012. - 113с.

11.Бышов, Н.В. Вопросы теории энергосберегающей конвективной циклической сушки перги. [Текст] /Н.В. Бышов, Д.Е. Каширин // Монография.

- Рязань: Изд-во РГАТУ - 2012. - 70с.

12.Бышов, Н.В. Технологическое и теоретическое обоснование конструктивных параметров органов вторичной сепарации картофельных комбайнов для работ в тяжелых условиях [Текст] /Н.В. Бышов, С.Н. Борычев, И.А. Успенский, Г.К. Ремба-лович, В.А. Павлов, Р.В. Безнасюк, А.А. Голиков

- Вестник Рязанского государственного агротех-нологического университета им. П.А. Костычева.

- 2012.- № 4 (16). - С. 87-90.

13.Туболев, С.С. Инновационные машинные технологии в картофелеводстве России [Текст] /С.С. Туболев, Н.Н. Колчин, Н.В. Бышов, И.А. Успенский, Г.К. Рембалович, Тракторы и сельхозмашины - 2012.- № 10. - С.3-5.

14.Бышов, Н.В. Основные требования к техническому уровню тракторов, транспортных средств и прицепов на долгосрочную перспективу [Текст] /Н.В. Бышов, С.Н. Борычев, И.А. Успенский, И.А. Юхин, Н.В. Аникин, С.В. Колупаев, К.А. Жуков // В сборнике: Переработка и управление качеством сельскохозяйственной продукции Доклады Международной научно-практической конференции. Министерство сельского хозяйства и продовольствия республики Беларусь, Учреждение образования "Белорусский государственный аграрный технический университет", Белорусский республиканский фонд фундаментальных исследований. 2013. С. 200-202.

15.Бышов, Н.В. Методы определения рациональной периодичности контроля технического состояния тормозной системы мобильной сельскохозяйственной техники [Текст] /Н.В. Бышов, С.Н. Борычев, Г.Д. Кокорев, И.А. Успенский, И.Н. Николотов, С.Н. Гусаров, Е.А. Панкова // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2013. № 86. - С. 300-311.

THEORETICAL RESEARCH OF WAX RAW MATERIALS PURIFICATION AT INTENSIVE

MECHANICAL MIXING IN WATER

Kashirin Dmitrij E, doctor of technical sciences, Associate Professor, Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev, [email protected]

Pavlov Viktor V., graduate student, Ryazan State Agrotechnological University Named after P.A. Kostychev, [email protected]

Uspensky Ivan A., doctor of technical sciences, Professor, head of Department of technical exploitation of transport, [email protected]

Makarov Valentin A., doctor of technical sciences, Professor, Chief Staff Scientist, All-Russian Research Institute of Mechanization and Informatization of Agrochemical Providing Agriculture, [email protected]

Borisov Gennady A., doctor of Technical Science, Full Professor of Metals Technology and Machine Maintenance Faculty, [email protected]

Kravchenko Andrei M., doctor of technical sciences, Full Professor, Professor of the Department "Building of engineering structures and mechanics", [email protected]

The purpose this study is the theoretical substantiation of the parameters wet cleaning of waxy materials from the beebread by dissolving it with intensive mechanical stirring of crushed bee honeycombs in water. The basis for building the model was the basic ideas of the latest film-penetration theory, which determine the mass transfer equations for dissolving solid particles in a liquid. The results of numerical simulation showed that the mass transfer coefficient increases monotonically with increasing mixing intensity. In accordance with the accepted model with the given initial parameters, the highest rate of increase in the mass transfer coefficient is observed when the mixing intensity changes from 0 to 2500 W/m3, then the growth slows down. At the time of complete dissolution of the solid dispersed component (pollen) a significant effect is made by the initial particle size distribution. If the mixing intensity is 10,000 W/m3 and the mass transfer coefficient is 1.025 10-5 m/s, the weed mixture consisting of particles with an initial average size of 2 mm completely dissolves after 300-350 s, whereas for complete dissolution of the large fractions of the crushed material It takes more than 10 minutes. It is theoretically found that increasing the intensity significantly reduces the time for complete dissolution. With a value of 19,000 W/m3, the sample consisting of particles with an average size of 3.8 mm completely dissolves in less than 10 minutes. The research results can be used in the design of mixing devices, in particular devices for cleaning wax materials.

Key words: honeycombs, wax raw materials, wax, beebread, cleaning, mixing, intensity, dissolution.

Literatura

1. Byshov N.V. Issledovanie protsessa polucheniia voska iz voskovogo syria razlichnogo kachestva [Tekst] /N. V. Byshov, D.N. Byshov, D. E. Kashirin, I.A. Uspenskii, V.V. Pavlov//Vestnik KrasGAU. - 2015. - № 6. -S. 145-149.

2. Byshov N.V. Issledovanie otdeleniia pergi ot voskovykh chastits. [Tekst] / N.V. Byshov, D.E. Kashirin // Tekhnika v selskom khoziaistve - 2013. - №1. - S.26-27.

3. Byshov D.N. K voprosu mekhanizatsii ochistki voskovogo syria. [Tekst] / D.N. Byshov, D.E. Kashirin, V.V. Pavlov // V sbornike: Prodovolstvennaia bezopasnost: ot zavisimosti k samostoiatelnosti Sbornik materialov Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii. - 2017. - S. 45-48.

4. Byshov D.N. K voprosu mekhanizirovannoi ochistki voskovogo syria. [Tekst] / D.N. Byshov, D.E. Kashirin, V.V. Pavlov//Vsbornike:Agranaianauka vinnovatsionnomrazvitiiAPKMaterialymezhdunarodnogo molodezhnogo agrarnogo foruma. Sbornik nauchnykh statei. Pod redaktsiei V.A. Babushkina. - 2018. - S. 49-55.

5. Byshov D.N. K voprosu mekhanicheskoi ochistki pergovykh granul. [Tekst]/D.N. Byshov i dr. // Vestnik RGATU. - 2017. - № 2 (34). - S. 57-61.

6. Pat. № 2483812 RF. MPK V07V1/40A01K59/00. Sposob ochistkipchelinykh sotov/N.V. Byshov, D.E. Kashirin, A.V. Kupriianov. - Zaiavl. 20.12.2011; opubl. 10.06.2013, biul. № 16. - 4 s.

7. Pat. № 2656968 RF. MPK A01K 51/00. Sposob ochistki voskovogo syria. [Tekst]/ D.N. Byshov, D.E. Kashirin, V.V. Pavlov. - Zaiavl. 20.02.2017; opubl. 07.06.2018, biul. № 16.

8. Byshov N.V. Issledovanie gigroskopicheskikh svoistv pergi [Tekst] /N.V. Byshov, D.E. Kashirin, M.N. Kharitonova //Vestnik KrasGAU - 2013. - №2. - S.122-124.

9. Byshov N.V. Issledovanie gigroskopicheskikh svoistv pergi. [Tekst]/N.V. Byshov, D.E. Kashirin, A.V. Kupriianov //Vestnik Michurinskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta №2-2, 2011. S.14-15.

10.Byshov N.V. Voprosy teorii mehanizirovannoj tehnologii izvlechenija pergi iz pergovyh sotov. [Tekst] /N.V. Byshov, D.E. Kashirin // Monografija. - Rjazan': Izd-vo RGATU - 2012. - 113s.

11.Byshov N.V. Voprosy teorii jenergosberegajushhej konvektivnoj ciklicheskoj sushki pergi. [Tekst] /N.V. Byshov, D.E. Kashirin //Monografija. - Rjazan': Izd-vo RGATU - 2012. - 70s.

12.Byshov N.V. Tehnologicheskoe i teoreticheskoe obosnovanie konstruktivnyh parametrov organov vtorichnoj separacii kartofel'nyh kombajnov dlja rabot v tjazhelyh uslovijah [Tekst] /N.V. Byshov, S.N. Borychev, I.A. Uspenskij, G.K. Rembalovich, V.A. Pavlov, R.V. Beznasjuk, A.A. Golikov - Vestnik Rjazanskogo gosudarstvennogo agrotehnologicheskogo universiteta im. P.A. Kostycheva. - 2012.- № 4 (16). - S. 87-90.

13.Tubolev S.S. Innovacionnye mashinnye tehnologii v kartofelevodstve Rossii [Tekst]/S.S. Tubolev, N.N. Kolchin, N.V. Byshov, I.A. Uspenskij, G.K. Rembalovich, Traktory i sel'hozmashiny - 2012.-№ 10. - S.3-5.

14.Byshov N.V. Osnovnye trebovanija k tehnicheskomu urovnju traktorov, transportnyh sredstv i pricepov na dolgosrochnuju perspektivu [Tekst] /N.V. Byshov, S.N. Borychev, I.A. Uspenskij, I.A. JUhin, N.V. Anikin, S.V. Kolupaev, K.A. ZHukov // V sbornike: Pererabotka i upravlenie kachestvom sel'skohozjajstvennoj produkcii DokladyMezhdunarodnojnauchno-prakticheskojkonferencii. Ministerstvo sel'skogo hozjajstva iprodovol'stvija respubliki Belarus', Uchrezhdenie obrazovanija "Belorusskij gosudarstvennyj agrarnyj tehnicheskij universitet", Belorusskij respublikanskij fond fundamental'nyh issledovanij. 2013. S. 200-202.

15.Byshov N.V. Metody opredelenija racional'noj periodichnosti kontrolja tehnicheskogo sostojanija tormoznoj sistemy mobil'noj sel'skohozjajstvennoj tehniki [Tekst]/N.V. Byshov, S.N. Borychev, G.D. Kokorev,

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.