автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Электросепарация пищевой картофельной муки

ШНЮЗ&ВДГВО СЕлЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА ЮССИлСКОл чЗДДОиДО

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ШЕНШ СЮЬСК0Х03Я,'ГТВ£пЮГ0 i 1Р0ИЗВ0ДСТВА имени В.а.ГОЕйЧКИНА

На правах руконлс:-. УДК 631.362.36:633.'132

ГОЮДЕЦКАЯ Плена Анатольевна

ЭJlIiKIBJCKi¡АРАЦНЯ ОЩЬЬО* КаРТО<ШШОы MCI

Автореферат ,

диссертации на соискание ученой степени • кандидата технических: наук •

.Специальность: ОЬ.20.02 - электрификация сельскохозяйственного производства

Москва - 1993

Работа, выполнена в Московском Ордена. Трудового Краснов Знамени института ;:н-лензров сельскохозяйственного производства им. В.Л.Горячкина

Научные руководители : доктор технических наук, профессор

В.И.ХиК/ШОШ

каэдидат биологических наук, стараий научный сотрудник И.И.ЛаРОМЧИК

Официальные оппоненты.: доктор технических наук, •

Б.В.ЧенцОв

кандидат технических наук, доцент И.И.Б/дэко .

Ведущее предприятие - БИЗСХ

Защита состоится " Р" -уСССЫ' 1903 г. ь // час, на заседании специализировашюх'о 'Сонета № И ( К 1^0. Хк.ОН) Московского института инженеров сельскохозяйственного производства им.Ь.и.Горячки.на по адресу: , Москва, Тимирязевская,58 С диссертацией мотаю ознакомиться в библиотеке ЫИИСП.

Автореферат разослан " " 1993 г.

Отзывы на автореферат ( в 2-х экземплярах), заверенное печатью, просим, направлять по адресу: Москва Я-5о0,- Тимирязевская, д. 1X5, «/ЯСй, Учении совет.

Учении секретарь специализированного совета, ' ■.■ кандидат технических наук,

профессор- А.Я.Фоменкоб

ОБЦл'Й ХАРЛКТЕРЛСХЛКл. РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Перед г.е?ерйС>атцваш;и:лв и лиловы'и отраслями агропромышленного комплекса i .опт задача улучлсни i качества, Сохранения И ПОЬЫЛенИЛ ПИТЛТСЛЬ:. й ЦОЫНОСТН И ОИОХИ.чШЧе-ского состава, рационального исполв: -«-..л зыракеккэЯ сельскохозяйственной продукции и производства j. ix ь идо it ллцевых наделкй из с.-х. сырья.

Картофель - важная техническая и ир.>довольс-Гбаниая культура, производство и переработка которой растет во всем мире. Из-за недостаточного количества хранилищ и нежелательности транспорт!! -ровки свежего картофеля на большие расстояния остро встает ьопрое перер&о'отки картофельные клубней в некортяциесл изделия. Одккм ку Рйких продуктов является пищевая картофельная муг;и (.nC.i), ироде -гавлякмцая большую ценность для инцевой, кормоуой, рармацоыицес -ioii и др. иромшленностей. Биохимический состав »»Ki как готового тродукта включает до t&3,4 yi крахмала, '±,¿6 > eupoïi к/.от«ит.чи к i,73 % протеина, всего диаь U,bb > общего азота, i,ub <_.лкаров и [,11 % (на сухой вес)'зольных ведестп. Ко насчдтал плотноегь uipu юрмальнои ее влажности it>..ijt составляет У ¿о н лрпбли -

хается к плотности картофельного крахмала, но органа.:ептичосîим юказателям ото порошок, допускай дик наличие мелкой крулк:-., озлил ; кремовитым отгелком, вкус и запах ее - своКстденнкй картофельной «,уке без посторонних олементов. Она богата млксо- и «икраалиж'ти-

(калия - £,bb-ci,;à) мг/г с.н., фосфора - мг/г, магния

),82-0,99 мг/г; железа - 0,061b-0,uiiii6 «у/г; марганца - и,0100 -),024Û мг/г и т.д.). Богатый биохимически;', состав и его высокая :балансированность в пкдевай картофельной муке ясоноляю? рекоглен-(Овать ее как основу, компонент или заменитель более, чем в 1о •траслях народного хозяйства.

В существующей технологии получения iiKd налш»*. »таном явия-:тсл очистка готового продукта от минеральных (песок, частица сгох-;а, земли) и органических (кожица, узлы прорастания) частиц, операция очистки ответственна, но, в большинстве случеез, не дает лоло-'.ительннх результатов, т.к. система сит и релет, нменлом^х ь vox-:ологии, загёиплетен, а гак юл и а ист он и нросешкилш происходит о пони-:ешш:л оффектом и высокими потерями продукта. Б проходе .с сит - го-овой J-iKivl наблюдается до 10 % нежелательных примесей, что но аозво-яет говорить о .iKi как высококачественном продукте.

ii.boTc.vy научные исследования, направленные на создание эффектиьных сепарирующих устройств, связанных с получением 11Кл1 гарантированного качества, актуальны к имеют важное народнохозяйственное значение. Создание оисокоэффиктиьных сепарирующих устройств у.о дао осуществить, используя различия в электрических свойствах компонентов смеси и принципа суперпозиции сил различной физической природы. Решению этих вопросов к посвящена диссертация.

Исследования в указанном направлении начаты в 15Ьо году. Они проводились в соответствии с межреспубликанской проблемой "Создание безотходны/, технологий с рациональные использованием с.-х. сырья" на 1964...1990 гг., межотраслевой научно-технической комплексной программой "природоохранные технологии в сельском хозяйстве", координационном;/ плану лйИСЦ, хоздоговорам между МИИС1 и 'Лоб АН 1&С? .-¡..У- УА-сб, Уа-29 (19(39.,. 1У30гг.). Выполненная работа связана с Ы'. Проблемой 0.Ы.Н1 ГКЬТ СССР ."Разработать новые методы и технические средства олвктрафинация сельского хозяист -ва'", "перспективные процессы в перерабатывающих отраслях АШС".

Цель и научнее задачи исследования. РчзрсАботка метода и электрзеепарирующего устройства (ЬСУ) для очистки пищевой картофельной мухи, обеспечивающего получение продукта гарантированного качества и чистоты.

Для достижения поставленной цели решены следующие научные

задачи:

- разработан способ и устройство' с оригинальной конструкцией рабочего органа для очистки пищевой картофельной муки; •

- разработана математическая модель процесса сепарации 11К;А;

- обоснованы ре.кима сепарации ¿1Кл1 с учетом основных факторов,-определяющих .процесс сепарации;

- оценена эффективность получения ¿1КМ при электросепарации.

■ 1 г.ьг..-в 1 ом исслодований ь диссертации являлось воздействие • электрического поля на компоненты »ьК..!.

!■! е т о д ы и с с л <; д о:; ан и л. При решении научных задач были использованы теории электромагнитного поля и физических основ диэлектрической -сепарации сыпучих материалов; движения частиц но шероховаты:.! поиерхностям, методы физического и математического моде -лирования, биохимического анализа, теории активного планирования многофакторного эксперимента.

Научная новизна. Разработана математическая модель электрс

опар.чции с11Ш, ус'гапаилииашщан С1ш:«ь ме.эду осношшми конигрук -ивными я технологическими параметрами рабочего органа ¡5 биохи-ическш составом картофелепродукга. получено уравнение рзгрес-ии разделения иКУ на цилиндрическом рабочем органе в присутствии потенциального электрода и определена значимость основных ¡акторов, влияющих на процесс сепарации. Разработан метод и элек-росепарирующее устройство, 'обеспечивающее разделение картофеле-родукта и получение ¿1КМ гарантированного качества, Метод и Ь-СУ ащищены авторскими свидетельствами Л">- ХоЬиОбЬ и 1764701.

Доказана принципиальная возможность эффективного иепользо-ания разработанного ЗСУ на сыпучих смесях: отделение стекла от остной муки, очистка пшеничных отрубей, выделение размолотого за-юды'ла из эндосперма, разделение травяных муки и резки и др.

Достоверность теоретических положений нодтпередается, лабораторными и прошшодстиешамк испытаниями, а так-ле биохку.нчее- . :ими анализами, выполненными в лаборатории оиохкоди и бнэтехколо-•ии Института экспериментальной ботаники¿пи.В.П.Купгеиича Ал А>.

Практическая ценность. Разработана экологизированная техко-югия очистки пКМ от минеральных и органических примесей, которая •беспечивает увеличение на 10 % выхода высококачественной и в ¡равнении с существующими технологии«:! - повышение а-лдово": ценнос-ул (при сохранении натмьнич свойств продукта снижается показатель 'прочие" - содержание примесей, улучшается гомогенность фракций); 'прощение технологической линии (исключается обдирочная малина I 12-ОУ на стадии очистки картофельных клубней и просеиватель-бу-)ат 1Ш-1,5).

Реализация разработанной технологии в одной линии обес-пе -швает за сезон переработки картофеля получение до 40 т дополни -. :ельной продукции - ЛКМ гарантированного качества, з т.ч. до 10 т зысококрахыалисто й фракции.

Реализация результатов исследований. Разработано ЗСУ для юлучения Лгй'! гарантированного качества. Б механических мастерских ЗИИШ изготовлен опытный промышленный образец згого устройства, который включен в технологкч-гскую лкнпю бе-йотходко?. г.ерзрг.о'откк картофеля (г.Домодедово, Московской обл.).

На защиту вино сит с. я:

1. Технология получения высококачественной пО с использование!.! эригинального метода и электросеиарирующего устроПстни.'

2. Математическая модель, устанавливающая связь мезду технологическими и конструктивными параметрами рабочего органа и физико-ме -саническши и биохимическими свойствами частиц иК.1, позволяющая

определят!. парапетри ре-.имов сепарации.

3. применение разработанного метода и устройства для эффективной сепарации сыпучих смесей (костная мука, травяная мука и резка, чай, пшеничные отруби и др. продукты пшеничного помола и др).

к-лхлйгхюм работы. Диссертационная работа обсундена и одобрена на объединенном заседании кафедры Автоматизации с.-х. производства и Отраслевой научно-исследовательской лаборатории перспективных автоматических средств сепарации семян. Основные положения и результаты исследований доложены к обсуздены на Уы конференции молодых ученых Белоруссии и литвы (Нерезинский биосферный заповедник, 19&}); шездународной выставке "Картофель-вв" (Минск, 198В); Конференции по проблема.'/, сельского хозяйства (Минск, КШ); Ме;.чду-народном симпозиуме "Человек и питание" (с участием фирмы "ТАГ"-¿>1Т) (Москва, .

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 7 печатных работах и двух описаниях к авторским свидетельствам.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и общих выводов. Она содержит 131 стр. основного' текста, 60 рис., 24 табл., список литературы из 143 наименований и 10 приложений.

СОД¿Р&АНЛь РАШТы

В первой главе рассматривается народнохозяйственное значение картофеля как пигдевого и кормового продукта, значение технологий его переработки в мировой пищевой промышленности. ¿¿оказано, что ¿¡КМ есть продукт безотходной переработки картофеля, системами-' аировалы и проанализированы ее биохимические показатели и коммьр -ческие характеристики, благодаря богатому биохимическому составу и' сбалансированности микро- и макрозлементного состава, 11КМ становится одним из ва--шейлих компонентов либо заменителей дефицитных про -дуктов в пищевой, кормовой, фармацевтической и др., более 15, отраслях промышленности. Высокое содержание крахмала (до Ш %) делает ее использование в кондитерской и хлебобулочной отраслях исключи -тельно важным.

Дан анализ современных отечественных и зарубежных технологически х методов и стройств получения сухих картофелепродуктов и иКМ проблемкой остается одна из основных технологических операций -просеивание измельченного картофелепродукта с отделением о'ргани -ческих и минеральных примесей с целью получения 11КМ гарантирован -

юго качества. Использование сит из мукомольной промышленности не позволяет эффективно использовать их на очистке иК'.1 вследствие и к электростатического зимасливания, клейстеризации крахмальных частиц при движении по рамкам рассева. В результате этого недостатка з готовом продукте содержится до Ю % примесей, что не соответствует требованиям Технических условий на качество аКМ. Кроме того, з существующих технологиях необходима тщательная аспирация машин, Зольшой набор сит и постоянный контроль качества просеивания.

Показано, что из всех способов и технических средств сепарации сыпучих материалов наибольший интерес для очистки 11КЛ от юсторонних примесей представляет диэлектрический .метод разделения, >снованный на различии величин и направлений пондеромоторннх сил, 1ействующих на семена и диэлектрические частицы в неоднородном электрическом поле. Большой вклад в развитие теории диэлоктричее-сой сепарации семян с.-х. культур внесли учение И.^.ицродин, В.И. ?арушкин, В.С.Леонов, В.А}.Богоявленский, И.И.Будзко, В.Г.Бурлаков.

Основываясь на анализе существующей теории диэлектрической ¡епарации, а также в соответствии с целью исследований, в главе ¡формулированы- научные задачи и программа исследований, сбеспечп-¡ающие создание технологии получения картофелелродукта гарактиро-¡анного качества.

Во второй главе исследуется силовое воздействие электри -¡еского поля на частицы ШШ, являющееся следствием поляризации юследних. Изучаются силы электрической природы, де/.ствуыщие на [астицц. Ш-СЛ при помещении их в электрическое поле, создаваемое эазличными системами электродов. Рассматриваются конструкции рабочих органов, реализующие эти системы. Доказано отсутствие отопительного воздействия электрического поля ка нативные свойства биохимический состав) картофелепродукта. Основываясь на принципе :уперпозиции полей раскрыт механизм разделения картофелопродукта [а компонента. Установлены факторы и критерии, определяющие разде-:ение смеси на цилиндрическом рабочем органе.

.При помещении частиц ШгЛ в электрическое поле на них дейст-уют три вида сил: поляризационная сила Ра , обусловленная смеце -:ием связанных зарядов; электрострикционная , обусловленная оявлением зарядов на границе раздела слоев частиц; сила , ¿условленная' свободными зарядами, которые частица может приобрес-и при воздействии коронного разряда или трения.

Показано, что сила зависит от напряженности электрнчес-ого поля Е и величины приобретенного свободного заряда; сила Рл

- б -

- от величины напряженности электрического поля, его не -однородности, поляризуемости частиц, которая,- в свою очередь, ■ определяется биохимическим составом частиц, природа электрострик-ционной силы более сло.кная, она зависит от неоднородности и слож-' кости биохимического состава, а также слоистого строения частицы картофелепродукта.

' В диссертации изучена взаимосвязь этих сил. Принимая во внимание, что природа сил ¡уг и обусловлена поляризацией час-

тиц, при разработке, электросепарирующих устройств юс целесообразно рассматривать как одну • Изучено направление действия силы . Показано, что если диэлектрическая проницаемость частицы больше диэлектрической проницаемости среди ¿с. , частица всегда будет перемещаться ь область с большей напряженностью электрического доля, принимая во внимание, что ¿^^¿^ , сила всегда будет принимать частицы иКМ к электродам-. В главе показано, что если частица будет приобретать свободный заряд, то/*: будет ослаблять действие силы .

при помещении частиц иК.Я в электрическое поле, внутри последних протекают сложнейшие поляризационные и деполяризационные процессы, которые целесообразно изучать, используя схемы замещения. Установлено, что в результате поляризационных процессов, в частицах ЛГСД могут протекать: тока проводимости, обусловленные перемещением зарядов; токаи, обусловленные электронной и ионной.по -ляризацией частиц; токи, обусловленные диполю-релаксационной и структурной поляризацией частиц. Сделан вывод о более эффективной сепарации :1КА с минимально возможным влагосодержанием продукта. В этом случае минимизируется энергопотребление и лучае реализуется' различие свойств поляризации и деполяризации частиц, что обеспечивает максимальную полноту разделения картофелепродукта на состав -ляющие компоненты.

В соответствии с проведенными исследованиями, были предло жены различные системы электродов (рис. I), которые изучались с целью возможности их использования в ЬСУ для очистки ШШ. Здес-ь введены обозначения: V - напряжение, подаваемое на электроды; £ с, , <£ у - относительные диэлектрические проницаемости изоляци и частицы; эффективная поверхность заряженной частицы, контак-тируемая с рабочей зоной электродов; толщина изоляции электродов Л £ - средняя длина силовой линии в частице; О - угол между направлениями действия сил; А. - толщина изоляриющего электроды • материала (пленочного покрытия).

4 ^ , в 0

ее«)

й' с г. У*

^ А

Х-Х-) <;Х1Х

А//V

\ \ Гэ/

¿/у - во

/-Х /-/

Д/А

3/ -I

д>

'ШЖЖ5

ГУ

■ + ри) (*)! . . ф ¿'^

, - ' в) ' г)

Рис. Системы электродов рабочих органов элехтросепаратора 11КМ (а,б,и,г)

1,2 - электроды; 3.« изоляционная прокладка; ч - частица.

I

--ь -

Ни рис. У. представлен'.; рабочие органы, на которых реализованы предложенные системы электродов. На рис. ¿¿-а,¿-б реализуются различия в величине диэлектрической проницаемости частиц а на рис. 2-в - различия в диэлектрических прони-цаемостях и свойствах поляризации и деполяризации частиц.

• Раскрыт механизм разделения сыпучей смеси на вращаю -цемся рабочем органе. Показано, что для каждой частицы ИКМ характерна своя потенциальная (электрическая)энергия создаваемая системой электродов и этой частицей, а также своя кинетическая (механическая) энергия М/с • иотенциальная анергия стремится удержать частицу на цилиндрической вращающейся поверхности, а кинетическая энергия отрывает • частицу. Условие отрыва'частицы от цилиндрической поверхности:

-\А/л + \zVvc ^ р, (Ь)

\л/п - А* (6).

... - т ££ , А* (7) ■

.В (Ь), (7) - емкость, образованная системой "элект- .

роды-частица"; (2. - радиус цилиндрической поверхности; иХ угловая скорость (и: , где >п. - частота вращения). Час-

тота вращения у?, при которой частица отрывается от цилиндрической поверхности, является параметром разделения и монет быть определена из формулы:

. (В)

где 771 - масса частицы.

На рис. 3 приведены характеристики электросепарирующего устройства (ТТ и .й ) и свойств частиц ПКЛ ( и ),

устанавливающие связь с параметром разделения■ т?" , из которых видно, что на ЬСУ частицы 11КМ разделяются по совокупности механических и биохимических свойств, что принципиально отличает их от устройств, в которых разделение осуществляется только по ме--. ханическим признакам.

Б диссертации показало, что разделение ыКМ на составляющие компоненты можно осуществлять не только изменением частоты вращения цилиндрической рабочей поверхности, но и путем изменения напряжения на электродах при постоянной частоте вращения рабочей поверхности.

В этом случае, условие отрыва частиц от рабочей поверх-

\

I л Е

'а *** 2/

I

1С'

Р>Пл 2, Те-снзлогическко сх&ш злехтросеп&рироианля ¡«К.4 с различными сиетем&ми рабочих органов: а) простая б;:1лллпная обмотка;

б) простая б.'4/.лярнья оСмотка с плеио'дал* покрытием;

в) рабочий орган с потенциальным электродом.

I - загрузочное устрэГ;с?:;о; 2 - 3 ~ о,:ектродц; 4 - изоляционная прокладка; 5 - очистительная щетка; 6 - иряаглншп'. продуктов разделении сепарации.

л'

Рис. 3. Зависимость параметра разделения частиц аПШ Пот радиуса Я цилиндрической поверхности, напряжения Т/ на электродах и свойств частиц , С {О) .

ноети определяется выражением:

ТЩ ^ СОЗоС Рщ - Ш £ О, . ( д )

где: - электрическая сила, действующая на ¿-частицу ПКМ.

иараметром разделения в этом случае является угол отрыва, частицы от цилиндрической рабочей поверхности, который определяется выражением: , ,г р /г>-

(Ю )

СО$ с/ -

т

или

- а-г-сс&л

гас $ и> Я - Р,

(II )

При создании сСУ целесообразно использовать вариант, в котором разделение картофелепродукта осуществляется на цилиндрической рабочей поверхности путем изменения напряжения на электродах при постоянной частоте вращения.

Б диссертации изучалось влияние напряженности электрического поля на нативные свойства сепарируемого материала. Расчеты показывают, что напряженность электрического поля, создаваемая зарядами на границах раздела клеток, на два порядка превышает напряжен-, ность внешнего электрического поля, создаваемую в рассматриваемых (рис. I) система/, электродов (0,5... 1,0 кВ/см), что не оказывает негативного влияния на нативные свойства картофелепродукта.

В третьей главе подтверждены теоретические положения получения картофелепродукта гарантированного качества методом электросепарирования; разработана методика количественной и качественной оценки эффективности злектросепарации иКМ; разработан стенд, по-

воляющий моделировать процесс сепарации и исследовать конс-т -уктивные и технологические параметры рабочих органов, влияющие а качество разделения 11КМ1; на основании сравнительных испытаний ъемных рабочих органов методом активного планирования- мнэгофак-орного эксперимента, определена наиболее элективная система лектродов и конструктивное исполнение рабочего органа сСУ, опре-елены его основные технологические параметры, обеспечивающие олучение высококачественного картофелепродукта; правильность ыбранного рабочего органа подтверждена качеством полученной полнотой выделения фракций, их гомогенностью, биохимическим оставом). На рис. 4,приведена диаграмма выделения высококачест-1внной на исследованных рабочих органах (рис. 2), а в табл.1 • сравнительные показатели качества фракций,'.полученных на различных рабочих органах.

• ■ Таблица I

Сравнительные показатели качества фракций пК1;1, полученных на различных рабочих органах

Показатели

■ ¡Выход по фракциям, Полнота вк^Засоронность

: % ' ! пйлйния.л'. :

5абочие г..... ! I ! ^ ! ш [ ц | Ш ! ¡1 | Ш

>рганы {отход |иКМ |крахма^ 11К.1 ]крах\ П&.1 ¡крахм.

1еханический рассев 21' 79 _ ьо — В,2

¡ростая бифилярная обмотка 14 6Ь 21 90 79 1,7 О.Оо

Зифилярная обмотка с шеночным покрытием II- 60 29 95 93 0,1 кет

5абочий орган с потон-щальным электродом 5 63 32 9В 99 нот нет .

Сравнительными испытаниями установлено, пто по процентно-яу выходу продукта во фракции, полноте его выделения и степени засоренности наиболее эффективным является рабочий орган, в котором )дин электрод выполнен в виде вращающейся заземленной цмлиндри -леской поверхности, второй - потенциальный электрод - в виде плас-рины, повторяющей форму заземленного электрода, и установленного в лервом квадранте по ходу вращения рабочего органа (рис. 2-в). Та--сая конструкция электродов обеспечивает выделение 9в % " гомогенной 1КМ, в других вариантах этот показатель не превышал 6Ь Блачс-зость продукта была стандартной - 14...16 С увеличением влаж-теипияпяг>.ь сыпучесть муки вследствие ее комкования.

l-too /7Д <%

г 9o

.so

70

.60

Uo

£

«O

M4 к

•4

VII h

4

Л

к X

x.

\M

К

í

Kp

v

JXf'-'VA

\

í

Рис

8

Г)

д)

е)

a) . 4.

6)

D

A)

o)

УУч'Л

'.скмоегь полноты выхода UÍU на различных рабочих орга-

нах 01

технологических. и конструктивных параметров:

рабочих орган с бифилярной обмоткой без покрытия;

рабочий орган с биЬилярной обмоткой без покрытия;

рабочий оэган с биЬилкгмой о б мот ко и с пленочным

иохр-л толщиной O.üb мм при напрччеиии 1,1» кй; раОочлл орган с потеицхальн .:•/, з;ь:кт;:одом. ¿ъийскмоеть от угла по;:ачи продукта и* рабочий оогпн при капрллокпи 1,Ь кВ;

орган с ¡.отьнцлали{;,;м олехтридо".:. Ьанлс/.пость от величины ! л íj о', о J: е к т ро д и'j г о зазора при' напряжении i ,b кВ; рабочих орган с потенциальн;:м электродом. Зависимость выхода крахмалистой фракции от межолектредкого зазора при иалряже- '

-/,0 2,0 2,5- 40 i2. 1? w ~Ю -(Г О *

Рис. 5. Зависимость полноты выхода гомогенной ИКМ от:

а) напряжения на потенциальном электроде;

б) частоты вращения рабочего органа;

в) угла подачи продукта на рабочий орган.

В диссертации показано, что на полноту выделения чистого [родукта влияет Оольшое количество факторов, как конструктивных: [ежэлектродный зазор, толщина изоляции, форма и-место установки гатенциального электрода и др., так и технологических: напряжение :итания на потенциальном электроде, частота вращения рабочего орга-1а, угол подачи продукта на рабочий орган и др. Активным иданирэва-1ием многофакторного эксперимента определены наиболее существенные »акторы: напряжение питания на системе электродов, частота вращения, тол подачи продукта. Значимость.этих факторов определена коэффициентами уравнения регрессии: ■

Т( 12

На рис. Ь приведены зависимости полноты выделения от этих ¡акторов. Определены основные параметры рабочего органа для ¿1К'Л: есто установки потенциального электрода - з .секторе 10...30° с ертикалыо в первом квадранте вращения рабочего органа; кехэдеят-•одный зазор - 4...б ил; напряжение питания - 1,0. „Л,о к&; часто-а вращения рабочего органа - 32 мнн-^"; диаметр рабочего органа -Ьи мм. Удельн;1н производительность установки будет оптимальной при еличине 30...Зо кг/ч на 1 метр длины цилиндрической поверхности.

Биохимическим тестированием, выполненным в лаборатории био-имии и биотехнологии Института экспериментальной ботаники АН Рее-ублики Беларусь, было подтверждено постоянство натигных: свойств родукта и значительное повышение питательных свойств за счет высо-ой чистоты продуктов (отсутствие минеральных и органических приме-ей). полученные значения конструктивных и технологических парапетов использованы при создании промышленного образца электросепари -ующего устройства для аКМ.

В четвертой главе приводятся основные технические и технологические характеристики электросепаратора ^хШя, который разработан в оответствии с результатами исследований, изложенными в предыдущих лавах; оценены его-надежность к эффективность на сепарации роведены его заводские испытания, указаны перспективные области спользованин электросепаратора на других сыпучих продуктах и ые-ода в целом. В табл. 2 приводится основная характеристика разра-отанного электросепарирующего устройства.

производственными испытаниями олектросепаратора пКМ подт-зрждена правильность выбора параметров (напряжении питания потон-иального электрода, частоты вращения и конструкции рабочего орга-а, угла подачи продукта и др.), схемы сепарирования, надежность:

Таблица '¿.

Тилиологи ч<.-ско-н .'.арактеристика олектроеьиари-рующего устройства для получения *Йй4

Наименование показателей ; Величина

производительность, кг/ч оО

Напряжение питания .электродов, В ЗШ

Частота питахщей сети, Гц ЬО

Напряжение на потенциальном электроде,кВ ^ 1,0...1,5

потребляемая мощность, кВт 0,9

Количество фракций после сепарации, шт 3

Диаметр рабочего органа, глч _ - ЗЬО

Объем загрузочного бункера, м"* 0,4

Межэлектродное расстояние, да 3...15

Частота вращения рабочего органа, мин~^ 32

Габаритные размеры, мм' 17^0 >; 900 х 1Ь00

..;асса, кг 300

..вероятность безотказной работы составляет 0,9Ь, а среднее время наработки на отказ - 9,Ь лет. приведено обоснование по установке ОСУ в модифицированной линии переработки картофеля: ЗСУ 11КМ замещает дв1 исг.ольууо:*»^ мьшиод: очистиу» Ш 1И-0У и лросиииатоль-бурат иВ-1, Ь. Использование оСУ гЛы обеспочкт дополнительно до 10 /а высококачественной что составит до 40 г за один сезон переработки. Вроведе] расчет экономической эффективности, которая по ценам до марта 1991 ] составила оо тыс. руб.

В главе приводятся результаты рекогносцировочных исследованш иллюстрирующие высокую эффективность разработанного олектросепарато-ра на: выделении зародыша, эндосперма и отрубей из продуктов помола зерна; очистке чая от пыли, нестандартной фракции и механических включений; выделении стекла из пищевых отходов и костной муки; разделении травяной резки и муки на стеблевую и листьевую фракции с целью получения высокопротеинових кормов.

выводи

1. Осноьыиаясь на различии электрических свойств частиц и суперпозиции сил разной физической природы, разработан метод и устройство для очистки иРиЛ. В сравнении с существующими устройст-

- 1Ь -

ралрчбот'ншми алактросепарятор обеспечивает увеличение на ¡3 % ¡Ш гарантированного качества и получение нозого продукта -1Ысококрахмалистой фракции, выход которой монет достигать 30 'Пособ и техническое устройство защищены авторскими свидетельствами.

'¿. Цри создании аффективных рабочих органов ОСУ целесообразно [саользовать различия частях; ь их поляризации ¡1 деполяризации, которые легко реализовать на вращающейся цилиндрической поверхности, •лектросепарацкю 11КМ эффективное производить при етлвдаршой влаж-юсти продукта 14..До В этом случае минимизируется энергопотреб-1вние и лучше реализуются различия в деполяризации частиц.

3. Разработанная математическая модель электросепарации 1Ш, 'стакавливаащая связь ко.аду основными конструктивными и технологн-(ескими параметрами рабочего органа и биохимическим составом кар-•офелепродукта, позволяет элементы технологии "биообъект - рабочий >рган - онергоиеточиик" рассматривать как единую систему, что потолкло создать конкурентоспособное ОСУ для очистки ЛгС,.!.

4. Разработанная методика оценки эффективности электросепарации ЦШ, включающая количественную оценку полнотц разделения н (акшг-а-зес!сое тестирование фракций, позволяет определять эффективные методе и рабочие органы для создания зыеокоофректавньк устройств по ¡епарации сыпучих с.мзсой.

и. Из трех изученных снете;* электродов (ОДзмнркш обмотка без юкрцтия и с покрытием тонким полиэтиленом, система с потенциальном электродом) для высокоэффективно) н> разделения картофолепродукта :ледует использовать систему электродов, вкл»чз:ощук> врад:тадийся рабочий орган и потенциальный электрод - кришлккейнуы поверхность, остановленную в .первом квадранте по ходу вращения. Основнле характеристики этой системы: напряжение на потенциально:.! электроде -[,0-1,б кВ; место установки - первый квадрант вращения, зазор с эабочим^органом - 3.,ДЬ км; частота вращения рабочего органа -52 мин-''', угол подачи продукта. - 0. Ота конструкция защищена хвторским свидетельством. Удельная производительность - 30..„Зокг/ч ла I мотр рабочей поверхности. В этом случае обеспечивается маком-лально возможное количество продукта гарантированного качества.

6. Разработанный электросепаратор обладает высоким' ксз;ффицнен-ром использования унифицированных узлов и деталей ( лускорегули-оующая аппаратура, редуктор, двигатель, источники питания и др. /злы и детали выпускаются серийно). Ото обеспечивает не только высокую наде:шость выполнения технологического процесса (0,00), но к

способствует быстрому ьнедрению.в производство.

7. экспериментально установлена эффективность разработанного оСУ на выделении зародыша, оедослерма и отрубей из продуктов помола зерно.; очистке ч-дя от зыли и посторонних включений; аг'.елении стекла ив пищевых отходов, разделение листьевой и стебле-л.л частей травяной муки и резки и др.

Ь, Использование ЬСУ в технологической линии получения .. II упрощает линий за счет изъятия двух :дапин: обдирочной Ш 12-ОУ л просей-ьателя-бурата »1£-1,о, обеспечивает получение • дополнительно до 10 # ьысскокйчзстаенной (40 т продукции за сезон переработки).Экономический. эффект (по ценам до марта 1991 г.) составил Ьо тыс. руб,

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах (ц соавторстве):

1. Технические условия на муку картофельную пищевую. ТУ 10-04-0й-16-Ьс> /Госагропром СССР.- 20.I2.bd.

2. Диэлектрическая селарация 1Ш//Автоматика и выч.техника в с.-х. лроиз-ве :Сб.науч.тр. , 19Ъ9.-С. 107-110.

3. 11:и/1-структуроо5разоватоль для иицошх продуктов/Д'ез.конф. "Ноаые технологии пищевых продукто»".-Гомель. 13.1И.В9.

4. Разработка научных основ использования растительного сырья и создание прогрессивных технологий для отраслей нар. хоз-ва.-Отчет по КЙР ИОВ АН БССР. Заключ. 1\и.-1У90. ~ •

о. Разработка экологически чистых и оноргосбер'егающих технологии по производству и. храиешо с.-х. продукции.-Отчет поКИР лМИСй (т.У:1-39). Ч.п.;,- Гос.рег.01с000о320?.-л. ,1991.

6. Разработка методов и средств по сепарации сыпучих матсриа -лов.- Отчет по ШР ШСй (т.Уы-Ьо) .-¿5., 1592.

7. А.с.1осС056 СССР. Способ получения пищевой картофельной муки. Опубл. в Б.И., 1991, 19, ' •

8. А.с. 1764701 ОХР. Устройство для разделения сыпучих материалов.- Опубл. в В.й.,1992, Ц> 36.