автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Электростатический фильтр для очистки подсолнечного масла

кандидата технических наук
Украинцев, Максим Михайлович
город
Зерноград
год
2005
специальность ВАК РФ
05.20.02
Диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем на тему «Электростатический фильтр для очистки подсолнечного масла»

Автореферат диссертации по теме "Электростатический фильтр для очистки подсолнечного масла"

На правах рукописи

УКРАИНЦЕВ Максим Михайлович

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОДСОЛНЕЧНОГО МАСЛА

Специальность 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование

в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Зерноград - 2005

Работа выполнена на кафедре электрических машин и эксплуатации электрооборудования Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия"

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Сергей Михайлович Воронин

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Николай Васильевич Ксёнз (ФГОУ ВПО АЧГАА)

кандидат технических наук, доцент Иван Вячеславович Атанов (ФГОУ ВПО СГАУ)

Ведущее предприятие: Всероссийский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-техно-логический институт механизации и электрификации сельского хозяйства (ВНИПТИМЭСХ)

Защита состоится Об 2005 г. в ^^ часов на заседании диссертационного совета Д 220.001.01 в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии по адресу: 347740, г. Зерноград Ростовской области, ул. Ленина 21, в зале заседаний диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.

Автореферат разослан 2005

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Производство и переработка масличного сырья относятся к ведущим отраслям мирового агропромышленного производства. В России наблюдается устойчивая тенденция увеличения объемов производства как подсолнечника, так и продукции его переработки. Стремительное развитие отрасли обусловлено следующими факторами: относительно высокой рентабельностью производства, растущими объемами переработки масличного сырья, совершенствованием технологий производства и переработки. Это создает предпосылки для эффективного использования масла в пищевой промышленности и в других отраслях.

В последние годы в условиях рынка отмечается интенсивный рост числа маслопредприятий малой мощности. На долю этих предприятий приходится до 50% выпускаемого подсолнечного масла. Малые предприятия в условиях рыночной экономики непрерывно ищут пути повышения конкурентоспособности своей продукции и чаще всего стараются всячески снизить себестоимость подсолнечного масла, зачастую в ущерб качества.

Анализ технологии производства подсолнечного масла показал, что его очистка является одной из энергоемких (а значит и затратных) операций. При этом очистка оказывает наибольшее влияние и на качество масла. Следовательно, снижение энергоемкости процесса очистки с одновременным сохранением качества подсолнечного масла является актуальной задачей для малых маслоцехов, а, учитывая объем производимой ими продукции, приобретает и важное народнохозяйственное значение.

В этой связи целью работы является сокращение энергоемкости процесса очистки масла при обеспечении качества за счет применения электростатического фильтра.

Объект исследования. Процесс электрофореза подсолнечного масла как процесс очистки и электростатический фильтр, реализующий этот процесс.

Предмет исследования. Зависимости производственных и энергетических характеристик процесса очистки подсолнечного масла и его качества от режимных параметров процесса и конструктивных параметров электростатического фильтра.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- аналитически описан процесс электрофоретического переноса примесей подсолнечного масла, позволяющий определять параметры процесса очистки и электростатического фильтра;

- получены статистические зависимости электрических параметров подсолнечного масла от его температуры и влагосодержания;

- разработана методика и определены оптимальные по энергоемкости параметры процесса очистки и электростатического фильтра.

Практическая ценность. Применение электростатического фильтра для очистки подсолнечного масла позволит снизить время очистки, энерго-

емкость, довести качество масла до стандартных требований.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях АЧГАА (Зер-ноград, 2002 - 2004 гг.), ВНИПТИМЭСХ (Зерноград, 2001 г.), СГАУ (Ставрополь, 2002 г.), КубГАУ (Краснодар, 2003 - 2004 гг.).

Публикации. Основные положения диссертации изложены в восьми работах.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложений. Работа изложена на 140 страницах основного текста и включает: 43 рисунка, 14 таблиц, 10 приложений и списка литературы,включающего 126 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении анализируются проблемные ситуации в агропромышленном комплексе, раскрывается необходимость в снижении энергоемкости процесса очистки подсолнечного масла, приводится цель работы, формулируются задачи исследований, научная и рабочая гипотезы и другие сведения, выносимые на защиту.

В первой главе "Анализ проблем производства и очистки подсолнечного масла" проведен анализ технологических процессов очистки масла и выявлены пути снижения энергоемкости. В частности, было предложено использовать для очистки подсолнечного масла электростатический фильтр, работающий по принципу электрофореза.

Так как параметры процесса очистки и электростатического фильтра влияют на качество очистки, затраты труда и энергопотребление, то в качестве критерия оптимальности принята энергоемкость процесса при ограничениях: качество очистки должно соответствовать действующим стандартам, а затраты труда на эксплуатацию системы очистки не должны увеличиваться по сравнению с существующими затратами.

Научный обзор литературных источников показал, что зависимости энергетических показателей процесса очистки (напряжение на электродах и, сила тока температура масла влажность от влияющих факторов (вязкость г), сопротивление постоянному току R, диэлектрическая проницаемость е) изучены недостаточно. Однако при этом выявлены методы получения аналогичных зависимостей для технических масляных и других жидких сред, что создает достаточно весомые предпосылки для достижения поставленной цели.

Для достижения поставленной цели были решены следующие научные задачи:

1. Анализ процесса производства подсолнечного масла и определение путей снижения энергоемкости процесса очистки.

2. Теоретические исследования процесса очистки на основе электрофореза и получение аналитических выражений, описывающих этот процесс.

3. Получение аналитических зависимостей энергетических характеристик процесса очистки от режимных и конструктивных показателей.

4. Экспериментальное получение статистических данных об электрических характеристиках подсолнечного масла, проверка и уточнение теоретических положений.

5. Разработка электростатического фильтра, обеспечивающего очистку масла путем электрофореза, и определение места его установки в существующих производственных установках.

Во второй главе "Теоретическое описание процесса очистки подсолнечного масла" разработана методика обоснования параметров процесса очистки и электростатического фильтра.

Подсолнечное масло, получаемое после прессования, подвергается процессу очистки, который можно изобразить следующим образом.

Рисунок 1 — Система очистки подсолнечного масла в электростатическом фильтре

X - неуправляемые параметры масла; У - управляемые параметры масла; и - напряжение на электродах; Т - время нахождения масла в электрическом поле; - производительность электрофильтра; - геометрические размеры электростатического фильтра; М — масса неочищенного масла; ц —массовая доля примесей в масле; — возмущающие случайные факторы.

Учитывая, что ток электрофореза очень мал, определяющими параметрами энергопотребления будут:

• приложенное к электродам напряжение;

• время электрофореза до полной очистки;

• межэлектродное расстояние.

Теоретически рассмотрен процесс электрофореза подсолнечного масла в электростатическом фильтре со щелеобразными каналами. Показано, что классическая теория электрофореза, основанная на уравнении Гельмгольца-Смолуховского, не позволяет оптимизировать процесс очистки подсолнечного масла. В этой связи в диссертации сделана попытка разработать теорию процесса переноса частиц под действием электрического поля.

Процесс очистки подсолнечного масла под действием электрического поля описывается применительно к электростатическому фильтру, выполненному в виде двух плоских электродов, расположенных параллельно друг к другу.

Сила, действующая на частицу, определяется следующим образом:

где Р - сила, действующая на частицу, Н;^ - сила Кулона, Н; Рс - сила сопротивления, Н.

Частица ускоряется до тех пор, пока сила сопротивления не сравняется с силой Кулона. После этого частица будет двигаться с постоянной скоростью Уч.

По аналогии с известной задачей опускания парашюта можно записать следующее уравнение:

Чч'Чпл и <1уч

-—- ■ -Г)- Уц-Ь = Ш——

4-ж- г-Е0-Ь А

(2)

где - заряд частицы Кл;

проницаемость; г0

заряд пластины, Кл; 8 - диэлектрическая электрическая постоянная, с0 = 8,85'10"12 Кл2/(Н'м2);

т) — вязкость масла, Н-с/м2; Уц - скорость частицы, м/с; Ь — расстояние между электродами, - масса частицы, кг, время, с.

Достоинством данного уравнения является то, что оно линейное дифференциальное, связывает мгновенную скорость и ее производную и может быть решено достаточно просто. При этом следует учесть, что сопротивление воздуха меньше сопротивления масла во столько раз, во сколько коэффициент сопротивления воздуха меньше вязкости масла. Так как эти параметры постоянные в процессе движения, то по теории подобия такое упрощение допустимо.

Выразив заряд пластины через напряжение на электродах, получаем дифференциальное уравнение

где

Графики функции скорости частицы примеси приведены на рисунках

2 и 3.

Анализ полученных графиков показывает, что кулоновская сила и сила сопротивления выравниваются уже через 100 мсек. После этого частица перемещается под действием электрофореза равномерно с установившейся скоростью.

- площадь электродов, - напряжение на электродах, Решением данного дифференциального уравнения будет

3 SJ

я и о ca er kfl H о о о, о

Ьй

и

0,8 0,6 0,4 0,2 0

1 ^

2

0

0,01

0,02 0,03 0,04 0,05 Время, с

1 - напряжение электрического поля 5 кВ, Ь = 0,01 м;

2 - напряжение электрического поля 3 кВ, Ь = 0,01 м Рисунок 2 - Зависимости скорости частицы примеси

в масле от времени очистки

.о 2

Я"

я н о сз В" л н о

о &

¡4

U

0,8 0,6 0,4 0,2 0

1

---у

-----

2

/L-—- 1

0,01

0,02 0,03 Время, с

0,04 0,05

1 - напряжение электрического поля 3 kB, b = 0,008 м;

2 — напряжение электрического поля 3 kB, b = 0,015 м Рисунок 3 - Зависимости скорости частицы примеси

в масле от времени очистки

Установившееся значение скорости зависит от приложенного напряжения и расстояния между электродами, причем последнее оказывает большее влияние. В этой связи представляет интерес зависимость пройденного частицей пути от времени. Такую зависимость можно получить, воспользовавшись уравнением движения:

S-U-q4

L = -

4-я-b -г|

m , b- n .

t+—-ехр(--1-t)

b-T] m

(5)

Графики расстояния, которое может пройти частица за время ^ приведены на рисунках 4 и 5.

0,05 0,04

S

| 0,03 1 0,02

I 0,01

/

1

!

1/2 1 г 1

1 1 t

0,02

0,04 0,06 Время, с

0,08

0,1

й> s а

оч О H о

си,

1 - напряжение электрического поля 5 кВ, b =0,01 м;

2 — напряжение электрического поля 3 кВ, b = 0,01 м Рисунок 4 - Зависимости пути, который частица примеси

может пройти в масле

0,025 , 0,02 0,015 0,01 0,005 0

---------- -------- 1 ^ 2 ---^

0,01

0,02 0,03 Время, с

0,04

0,05

1 — напряжение электрического поля 5 кВ, Ь = 0,005 м;

2 - напряжение электрического поля 3 кВ, Ь = 0,005 м Рисунок 5 — Зависимости пути, который частица примеси

может пройти в масле

Как следует их этих графиков, частица примеси за время 100 мсек, необходимое для установления скорости, может пройти расстояние, в несколько раз превышающее межэлектродное расстояние. Из этого следует, что в процессе электрофореза частица примеси движется с переменной скоростью на всем межэлектродном промежутке. Таким образом, при оптимизации процесса очистки движение примесей в масле необходимо описывать диффе-

(6)

ренциальными уравнениями.

Для описания энергетических зависимостей процесса плоскопарал-дельные электроды представлены как элементарный конденсатор, энергия которого определяется известной зависимостью: ,_е-е0-8- Ц2 2-Ь

Подведенная к электростатическому фильтру электрическая энергия создает между электродами электростатическое поле, которое формирует на поверхности частиц примеси смещенный отрицательный заряд, собирает эти частицы в устойчивые агрегатированные системы и перемещает их к положительному электроду. Последнее действие собственно и является электрофорезом.

Таким образом, энергия электростатического фильтра (с некоторыми допущениями) идет на совершение работы по перемещению заряда в электростатическом поле и преодоление силы вязкости. То есть, можно записать следующее выражение:

= (З'Е'Ь + РС'Ь = ((2-Е + Ис) Ь, (7)

где - суммарный заряд перемещенных частиц примеси, - напря-

женность электростатического поля в точке расположения частицы, В.

Выразив суммарный заряд частиц через ток и время, получаем:

где I — суммарный ток электрофореза через масло, А.

Раскрыв силу сопротивления через скорость частицы и время, получаем следующее уравнение баланса энергии:

и-

4-тс-Ь2 4-я-Ям-Ь2'

(9)

где

- сопротивление масла постоянному току, После упрощения получаем уравнения процесса, связывающие энергетические показатели:

ее0

е-е0-

Ц

4-Ь 1

М 4-Ь2

ш

т

(10) (П)

'4-Ь 4-я:-Км-Ь2

Эти уравнения позволяют определить продолжительность процесса очистки в зависимости от параметров масла.

Необходимую продолжительность процесса очистки можно определить, рассмотрев простейший случай электроосаждения примеси в поперечном электрическом поле щелеобразного канала (рисунок 6).

Траектория частицы складывается из двух векторов скоростей - скорости потока масла и скорости электрофореза. Время прохождения поперек канала можно определить из уравнения движения (5), подставив путь, равный межэлектродному расстоянию.

Рисунок 6 - Схема движения частиц в электростатическом фильтре

Приведенное выражение учитывает только скорость движения отдельной частицы. Для определения времени нахождения масла в электростатическом фильтре была рассмотрена зависимость переноса агрегатированных частиц в процессе электрофореза.

В результате были получены следующие трансцендентные уравнения:

Ь =

Б- Ц-а-ц-М 4-зг- Ь4-Т1

Т+^М-ехрК1"11

М

ц-М

Т)

ь=-

БР

4-7С-Ь -г]

тЧт.^.ехр(-^-Т)

Ь-г|

ц-М

(12)

(13)

где Р - потребляемая электрическая мощность, Вт; а - коэффициент пропорциональности заряда и массы примесей, Кл/кг; ц - долевое содержание примесей в подсолнечном масле; Т - минимально необходимая продолжительность очистки, с.

На рисунке 7 приведен график изменения времени процесса в зависимости от межэлектродного расстояния и приложенного напряжения, который и является решением уравнений (12) и (13). Как и ожидалось, наименьшее время требуется при минимально допустимых расстояниях и соответствующей этим расстояниям предельной напряженности электрического поля (или напряжения между электродами).

Однако при уменьшении межэлектродного расстояния уменьшается и масса очищаемого масла, причем прямо пропорционально расстоянию между электродами.

График времени, необходимого на очистку масла в зависимости от его массы, при разных напряжениях между электродами, показан на рисунке 8.

Для определения наиболее экономичных параметров была исследова-

на функция энергоемкости процесса от межэлектродного расстояния.

250 200

«'150 а

|юо

50

0

0,01

0,005 0,006 0,007 0,008 0,009 Межэлектродное расстояние, м

1 — напряжение электрического поля 3 кВ;

2 — напряжение электрического поля 5 кВ

Рисунок 7 — Графики изменения времени процесса от межэлектродного расстояния и приложенного напряжения

250

PQ

200

150

100

50

1 У

/----

0

0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 Масса, кг

0,1

1 — напряжение электрического поля 3 кВ;

2 - напряжение электрического поля 5 кВ Рисунок 8 Графики изменения времени процесса от массы

и приложенного напряжения

Энергоемкость процесса (р) определяется следующим образом:

В соответствии с поставленной целью, в функции энергоемкости (14) следует найти такое межэлектродное расстояние, при котором данная функция приобретет минимальное значение.

Взяв первую производную по Ь и прировняв ее к нулю, получаем сле-

дующее уравнение:

Как следует из данного решения, функция (14) приобретает минимальное значение при межэлектродном расстоянии, стремящемся к нулю. Естественно, такое значение не является допустимым по смыслу решаемой задачи, откуда следует, что межэлектродное расстояние должно выбираться минимальным из условий электрического пробоя и технологических особенностей процесса очистки.

Рассмотрев условия пробоя подсолнечного масла, было получено следующее выражение, определяющее оптимальное значение межэлектродного расстояния (Ьпр):

Ьпр = ,___„ • (16)

В этом уравнении время должно вычисляться с учетом выражения (13).

Таким образом, ширина канала зависит от параметров масла. Эти параметры, в свою очередь, зависят от температуры масла, поступающего на очистку, которая определяется технологическим процессом. Следовательно, размеры электростатического фильтра должны рассчитываться исходя из принятой технологии.

В третьей главе "Методика экспериментальных исследований процесса очистки подсолнечного масла" приведена методика экспериментальных исследований по получению электрических параметров подсолнечного масла, необходимых для реализации и уточнения теоретических положений.

Как следует из главы 2, параметры процесса очистки и электростатического фильтра определяются параметрами подсолнечного масла. Эти параметры, в свою очередь, зависят от физических характеристик масла - его температуры и влажности. Кроме того, электрические параметры могут изменяться в процессе очистки.

Так как теоретически описано только удаление примесей, то для подтверждения теоретических положений достаточно ограничиться только зависимостями электрических параметров загрязненного масла (исходное состояние масла). При этом следует экспериментально получить электрические параметры масла во всем реальном диапазоне изменения температуры.

Как правило, продукты, отделяемые в процессах очистки, осаждаются на положительном электроде при температуре 30 — 60 °С. В этом интервале температур снижается вязкость дисперсионной среды и тем самым облегчается выпадение частиц дисперсной фазы.

Масло, находящееся в установленных емкостях в маслоцехах, имеет температуру 18 - 22°С, а, выходящее с пресса, - температуру 80 - 100°С.

Исходя из этого, для получения исходных данных в виде зависимостей, температура масла варьировалась в пределах 20-100 °С.

Как следует из теории процесса электрофореза, одним из наиболее важных факторов при очистке подсолнечного масла с применением электрического поля является его напряженность. Напряженность поля между электродами определяется напряжением, приложенным к электродам, расстоянием между электродами и их формой. В простейшем случае, для плоскопараллельных электродов напряженность поля однородна во всем объеме поля между электродами (за исключением небольшого пространства у их краев).

Из предварительных опытов было установлено, что при градиенте электрического поля менее 3 кВ, очистка практически не происходит, а при градиенте выше 10 кВ наблюдается интенсивное движение масла, что приводит к фузы с электродов.

Исходя из условий электрического пробоя и возможности изготовления электростатического фильтра, расстояние между электродами должно быть не менее 0,005 м. Кроме того, как показали ранее проведенные эксперименты, это минимально допустимое расстояние, при котором возможно осаждение примеси на электроде в процессе очистки и ее удаление после очистки. При увеличении расстояния между электродами уменьшается напряженность электрического поля, что влечет увеличение времени очистки. Однако при этом потребляемая мощность может снижаться.

Проведенными опытами было установлено, что процесс очистки практически прекращается при удалении электродов на расстояние более 0,015 м.

Для проведения исследований был изготовлен экспериментальный образец электрофоретического фильтра подсолнечного масла. Внешний вид кассеты с электродами приведен на рисунке 9.

I - электрод; 2 - несущая; 3 - сепаратор; 4 — перемычка; 5 — петля Рисунок 9 - Конструкция электродов

В процессе выполнения опытов контролировались следующие величины: температура масла, содержание взвешенных частиц в масле, производительность установки, потребляемая мощность как произведение тока и напряжения.

Так как диэлектрическая проницаемость, сопротивление постоянному и переменному току являются случайными величинами, зависящими от вязкости, температуры масла и степени его увлажнения, для реализации полученных зависимостей следует иметь данные об их статистических параметрах, то есть получить следующие зависимости:

Для определения достоверности полученных экспериментальных данных необходимо проверить проведенные опыты на однородность. То есть, проверить условие, при котором отклонения значений сопротивления масла постоянному и переменному току и диэлектрической проницаемости от среднего значения случайны и не существенны. Для этого следует вычислить исправленные дисперсии в каждой серии опытов с одинаковыми параметрами и рассчитать критерий Кохрена.

Для оценки значимости найденной зависимости применяется критерий Фишера-Снедекора. Для оценки значимости полученных коэффициентов регрессии определяется наблюдаемое значение критерия Стьюдента и сравнивается с табличным значением.

В четвертой главе "Результаты экспериментальных исследований процесса очистки подсолнечного масла" приведены результаты экспериментальных исследований по получению электрических параметров масла.

В результате проведенных экспериментов были получены следующие уравнения регрессии, описывающие зависимость сопротивления масла от влагосодержания и температуры:

влагосодержание масла 0,15%:

Я = О,ООО904 - 0,317593 + 40,697в2 - 2303,76 + 48885; (17)

Я = 0,001204 - О,О22703 + О.149302 - 0,34179 + 0,3544. (18)

Для учета комплексного воздействия факторов были рассчитаны коэффициенты уравнения линейной регрессии вида:

Я = 32,71998 -1,32089 -0+4193986462 • 0,11472 • в2- ^

Статистическая проверка полученных уравнений показала их высокую согласованность с экспериментальными данными (уровень значимости для всех критериев не превышал 0,05).

Полученное уравнение регрессии может быть использовано при расчете параметров процесса очистки и электростатического фильтра, в частности, для решения выражений (16), а затем (13). При этом получены следующие расчетные значения: температура масла на входе 40°С; влажность масла

до очистки 1,2%; межэлектродное расстояние 10 мм; напряжение 4 кВ; производительность очистки 76 кг/час.

Для проверки теоретически полученных результатов по расчету параметров электростатического фильтра и режимов процесса очистки был проведен ортогональный центрально-композиционный план. Необходимость в таком эксперименте объясняется следующим. Теоретические исследования были проведены в предположении, что вся подводимая энергия затрачивается только на электрофоретическое перемещение частиц примеси, то есть работа электрического поля идет на преодоление силы вязкости и перемещение частиц. При этом принималось допущение, что поле однородно.

Наряду с процессом электрофореза протекает процесс агрегатирования частиц в устойчивые коллоидные соединения, при этом поле на краях электродов неоднородно. Эти положения могут заметно повлиять на выбранные параметры.

Для проведения эксперимента были использованы известные методические положения планирования эксперимента, а именно, определение параметров опытов и число повторностей. Обработка экспериментальных данных проводилась при помощи функции "Линейная регрессия" стандартного пакета программ Microsoft Excel.

В качестве параметров функции отклика приняты протекающий ток электрофореза, продолжительность очистки, потребляемая мощность (как произведение тока и напряжения между электродами) и потребляемая энергия (как произведение потребляемой мощности и продолжительности очистки). Очистка проводилась до получения масла высшего сорта.

Данные, полученные экспериментально, были обработаны с использованием пакета стандартных программ Microsoft Excel с получением уравнений регрессии вида:

I = 0,0457 - 0,02424 • U- 0,1858 • b + 0,00387 • 9- 0,023 • U-b + 0,000411 •

• U- 0- 0,00609 • b • 0+ 0,003632 • U2 + 0,21856 • b2 + 2,48 • 10~5 • О2 Т = -14,03- 2,264 • U+112,528• b -0,183 • 0-10,598 ü b-0,0287 •

• U- 0+ 0,137 • b • 0- 0,744 - U2- 20,239 • Ь2 + 0,00051 • 02 р = 0,00465 - 0,03032 • U+ 0,079788 • Ь+ 0,000746 • 0- 0,01477 ■ U- Ь+

+ 0,00024 • U- 0- 0,00166 • Ь- 0+ 0,00361 ■ U2 + 0,02052 ■ Ь2 + 4,37 • 10"6 ■ О2

Поверхность отклика для энергоемкости в зоне расчетного оптимума представлена на рисунке 10, а на рисунке 11 приведены сечения поверхности отклика в зоне оптимальных значений.

Сечения поверхности отклика представляют собой графики зависимостей энергоемкости очистки подсолнечного масла от напряжения при различной температуре. Как следует из полученных графиков, оптимальное сечение проходит при температуре 42°С.

Для определения минимального значения энергоемкости и соответствующих ей напряжения и температуры, использовалась функция "Поиск решения" стандартного пакета программ Microsoft Excel.

(20) (21) (22)

Рисунок 10 - Поверхность функции отклика энергоемкости от напряжения и температуры

"в5 *

н Ю и

Л

й §

и

е &

X Г)

0,025 0,02 0,015 0,01 0,005 0

1

^40 ;

42

3 4 5 6 7 1

Напряжение, кВ

Рисунок 11 — Сечение поверхности отклика в зоне оптимальных значений

Как следует из полученного решения уравнения (22), оптимальные параметры электростатического фильтра по критерию энергоемкости следующие: и = 4,4 кВ, Ь = 0,01 м, 0 = 42 0С. Расчетное энергопотребление при этих параметрах равно 12

Анализ полученных уравнений показал, что оптимальные значения параметров электростатического фильтра расположены в зоне минимального зазора, определяющего пробивное напряжение, что хорошо согласуется с ранее полученными теоретическими результатами. Однако, оптимальное значение напряжения ниже предельно допустимого. Это можно объяснить влиянием ранее неучтенных факторов, таких как изменение напряженности поля на краях электродов, силы тяжести частиц примеси в масле после их агрегатирования.

В пятой главе "Определение экономической эффективности применения электростатического фильтра очистки подсолнечного масла" приведены экономические расчеты получаемого годового эффекта в виде чистого дисконтированного дохода. В результате расчетов установлена эффективность электрофоретической очистки масла, которая характеризуется ЧДД, равным 157821 руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В современном сельском хозяйстве России до 50% подсолнечного масла производится малыми предприятиями, которые не применяют качественной очистки из-за высокой энергоемкости и выпускают низкосортную продукцию. Анализ показал, что для очистки подсолнечного масла от загрязнений целесообразно применять электростатический фильтр, принцип работы которого основан на воздействии электростатического поля на частицы, находящиеся в потоке.

2. В ходе теоретических исследований процесса очистки путем электрофореза установлено, что частица примеси движется под действием электрического поля к положительному электроду с переменным ускорением. При этом скорость частицы изменяется от нуля (на отрицательном электроде) до 0,15 м/с (на положительном электроде) и в среднем на 0,02 м/с. Это позволяет предварительно установить производительность электрофильтра и его габариты.

3. Определяющими параметрами энергоемкости процесса являются приложенное напряжение, межэлектродное расстояние и продолжительность процесса очистки. Оптимальными параметрами по энергоемкости являются следующие: напряжение 4,4 кВ, межэлектродное расстояние 0,01 м, температура масла, поступающего на очистку, 42 При этом минимальная энергоемкость при качестве очистки, соответствующим требованиям ГОСТа к чистоте подсолнечного масла, составляет 12 Вт* ч/кг, производительность электрофильтра составляет 60 кг/час.

4. Проведенный количественный химический анализ загрязненного и обработанного электрофильтром масла, показывает, что цветное число уменьшается в 1,4 раза, кислотное число в 1,29 раза, перекисное число в 1,4 раза. Очищенное масло имеет параметры не ниже первого сорта. Это позволяет сделать вывод о правильности теоретических положений.

5. Применение разработанного качественно нового способа очистки подсолнечного масла на малых предприятиях АПК, в сравнении с существующими технологиями очистки, позволяет снизить эксплуатационные затраты на 29,88 %, энергоемкость - на 68 %.

6. Результаты лабораторно-производственных испытаний подтверждают целесообразность применения данной установки на малых предприятиях АПК, так как электрофильтр обеспечивает получение чистого дисконтированного дохода в размере не менее 150 тыс. руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Украинцев М.М. Электофоретический способ очистки подсолнечного масла / Е.И. Тимонина, М.М. Украинцев // Вестник мичуринского гос. аграрного ун-та. - Мичуринск, 2001. - Т. 1, № 4. - С. 52-55.

2. Украинцев М.М. Повышение надежности маслофильтровального оборудования / Е.И. Тимонина, М.М. Украинцев // Повышение надежности работы электрооборудования в сел. хоз-ве. - Зерноград, 2001. - С. 71-72.

3. Украинцев М.М. Электростатический фильтр для очистки подсолнечного масла / Е.И. Тимонина, М.М. Украинцев // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. - 2001. -№ 11. - С. 26-28.

4. Украинцев М.М. Оптимизация параметров электростатического фильтра подсолнечного масла / СМ. Воронин, М.М. Украинцев // Элекротех-нологии и электрооборудование в сел. хоз. производстве. - 2002. - Вып. 1. -С. 92-95.

5. Украинцев М.М. Результаты экспериментальных исследований электрических характеристик подсолнечного масла / СВ. Оськин, Е.И. Тимонина, М.М. Украинцев // Разработка технического оснащения производства продукции животноводства. - Зерноград, 2003. - С. 42-44.

6. Украинцев М.М. Разработка электростатического фильтра очистки подсолнечного масла / Е.И. Тимонина, М.М. Украинцев // Разработка технического оснащения производства продукции животноводства. - Зерноград, 2003.-С 76-78.

7. Украинцев М.М. Статистические параметры характеристик подсолнечного масла / СМ. Воронин, М.М. Украинцев // Энергосберегающие технологии и процессы в АПК. - Краснодар, 2003. - С. 101-104.

8. Украинцев М.М. Применение метода планирования эксперимента для определения оптимальных параметров электростатического фильтра / М.М. Украинцев, СМ. Воронин // Электротехнологии и электрооборудование в сел. хоз. производстве. - Зерноград, 2004. - Т. 1, Вып.4. - С. 79-81.

ЛР 65-13 от 15.02.99. Подписано в печать 25.05.2005 г. Формат 60x84/16. Уч.-изд. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ № 228.

РИО ФГОУ ВПО АЧГАА

347740 г. Зерноград Ростовской обл., ул. Советская, 15

i Ai,*» p-s j vA 'y1!' '

;;;олгоо5 v-'>•"■>•;/

\m

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Украинцев, Максим Михайлович

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ ПРОИЗВОДСТВА И ОЧИСТКИ ПОДСОЛНЕЧНОГО МАСЛА.

1.1 Особенности производства подсолнечного масла в современных условиях.

1.2 Технология получения подсолнечного масла.

1.3 Постановка цели задач исследований.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ПОДСОЛНЕЧНОГО МАСЛА.

2.1 Система процесса очистки подсолнечного масла.

2.2 Теория дисперсных систем.

2.3 Теоретическое описание движения примеси в масле под действием электрического поля.

2.4 Энергетика процесса очистки.

2.5 Определение продолжительности процесса очистки.

2.6 Определение межэлектродного расстояния.

2.7 Определение размеров и числа электродов.

3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ПОДСОЛНЕЧНОГО МАСЛА.

3.1 Общие положения.

3.2 Факторы, влияющие на процесс очистки.

3.3 Описание экспериментальной базы.

3.4 Методика экспериментальных исследований по получению электрических характеристик масла.

3.5 Методика проверки и уточнения теоретических положений.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ПОДСОЛНЕЧНОГО МАСЛА.

4.1 Результаты экспериментальных исследований по получению электрических характеристик подсолнечного масла.

4.2 Результаты проверки и уточнения теоретических положений.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ФИЛЬТРА ОЧИСТКИ ПОДСОЛНЕЧНОГО МАСЛА.

Введение 2005 год, диссертация по процессам и машинам агроинженерных систем, Украинцев, Максим Михайлович

Производство и переработка масличного сырья относятся к ведущим отраслям мирового агропромышленного производства. Так, в 1997, 1998 годах в мире было переработано 222 млн. т масличного сырья, в том числе семян подсолнечника - 22 млн. т, рапса - 30 млн. т. При этом было произведено масла подсолнечного - 9 млн. т, рапсового - 11 млн. т. Всего за 1997 - 1998 маркетинговый год произведено растительных масел 74 млн. т, в 1998/1999 - 81,7 млн. т, прогноз на 2004/2005 год - 85,6 млн. т /30/.

Надо отметить, что в нашей стране наблюдается устойчивая тенденция увеличения объемов производства, как подсолнечника, так и продукции его переработки. Стремительное развитие отрасли обусловлено следующими факторами: относительно высокой прибыльностью производства подсолнечных семян, растущими объемами переработки масличного сырья в результате постоянного спроса на растительное масло и высокобелковые шроты; совершенствованием технологий производства и переработки. Это создает предпосылки для эффективного использования масла в пищевой промышленности и в других отраслях.

В последние десятилетия на мировом рынке продовольствия регулярно растет спрос на жиры растительного происхождения. Об этом свидетельствует тенденция повышения их доли в структуре жиров и масел (с 67,5 % в 1977 году до 77,2 % в настоящее время). В странах ЕС рынок растительных жиров считается насыщенным при годовом потреблении 16,2 кг (примерно 45 г в день) в расчете на душу населения. Фактическое потребление на душу населения растительных масел в начале 90-х годов составляло в год: в Нидерландах - 29,8 кг, Дании - 28,5 кг, Италии - 25,5 кг, США - 22,9 кг. В России годовое потребление растительных масел на душу населения составляло от 8 кг (1997 г.) до 12 кг (1999 г.) /33/. Поэтому, несмотря на постоянное увеличение объемов производства и переработки масличного сырья, сегодня как в мире, так и в нашей стране сохраняется значительный дефицит растительного масла.

Масложировые предприятия сохранились в период становления рыночной экономики, они прошли стадии аренды государственного имущества с последующим его акционированием, часть предприятий привлекли инвестиции и успешно реконструировали действующие производства или организовали новые, активно экспортируют свою продукцию. В последние годы в условиях рынка отмечается интенсивный рост числа масложировых предприятий малой мощности.

Однако, для успешного развития масложировых производств, приоритетное значение имеют гарантированное качество и конкурентоспособность продукции. Путь к этому лежит через решение существующих проблем. Главными из них являются: совершенствование технологий переработки масличных семян и повышение степени очистки масла, техническое .переоснащение предприятий в направлении снижения себестоимости продукции при сохранении или даже повышении качества.

Следует отметить, что в России малые предприятия и крупные акционерные общества находятся в различных условиях. Чем крупнее предприятие, тем больше инвестиций оно может направлять на повышение качества маслопродукции. И, напротив, малые предприятия, ограниченные в средствах, вынуждены изыскивать пути снижения себестоимости продукции, зачастую в ущерб качества.

Вместе с тем, благодаря многоукладности сельского хозяйства, на долю малых предприятий приходится до половины выпускаемого подсолнечного масла /32/. При этом поставки продукции чаще всего идут не через сеть магазинов, а напрямую от поставщика непосредственно к потребителю.

Значительным компонентом себестоимости продукции являются энергозатраты. В этой связи целью работы является сокращение энергоемкости процесса очистки масла при обеспечении качества за счет применения электростатического фильтра.

Для достижения поставленной цели были решены следующие научные задачи:

1. Анализ процесса производства подсолнечного масла и определение путей снижения энергоемкости процесса очистки.

2. Теоретические исследования процесса очистки на основе электрофореза и получение аналитических выражений, описывающих этот процесс.

3. Получение аналитических зависимостей энергетических характеристик процесса очистки от режимных и конструктивных показателей.

4. Экспериментальное получение статистических данных об электрических характеристиках подсолнечного масла, и проверка и уточнение теоретических положений. ф 5. Разработка электростатического фильтра, обеспечивающего очистку масла путем электрофореза, и определение места его установки в существующих производственных установках

Для решения поставленных задач были проведены научные исследования, основой которых стали следующие положения.

Объект исследования. Процесс электрофореза подсолнечного масла, как процесс очистки и электростатический фильтр, реализующий этот процесс.

Предмет исследования. Зависимости производственных и энергетических характеристик процесса очистки подсолнечного масла и его качества от режимных параметров процесса и конструктивных параметров электростатического фильтра.

Рабочая гипотеза. Энергоемкость процесса очистки на основе электрофореза зависит от параметров процесса и электростатического фильтра, и в диапазоне изменения этих параметров имеет минимум.

Научная гипотеза. Существуют и могут быть определены такие параметры электрофореза и электростатического фильтра, при которых энергоемкость процесса очистки будет минимальной.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- аналитически описан процесс электрофоретического переноса примесей подсолнечного масла, позволяющий определять параметры процесса очистки и электростатического фильтра.

- получены статистические зависимости электрических параметров подсолнечного масла от его температуры и влагосодержания.

- разработана методика и определены оптимальные по энергоемкости параметры процесса очистки и электростатического фильтра.

Практическая ценность. Применение электростатического фильтра для очистки подсолнечного масла позволит снизить время очистки, энергоемкость, довести качество масла до стандартных требований.

Автор защищает:

- теоретическое описание процесса очистки на основе электрофореза;

- статистические зависимости электрических характеристик подсолнечного масла от параметров процесса очистки;

- методику определения и параметры процесса очистки и электростатического фильтра;

- конструкцию электростатического фильтра.

Публикации. Основные положения диссертации изложены в восьми работах.

Заключение диссертация на тему "Электростатический фильтр для очистки подсолнечного масла"

Выводы по главе

1. В ходе экспериментальных лабораторных исследований определены среднестатистические параметры подсолнечного масла, выходящего после пресса.

2. Установлено, что сопротивление масла постоянному току не зависит от приложенного напряжения и является постоянной величиной конкретного масла. Однако его численное значение, оставаясь постоянным при изменении напряжения между электродами, зависит от влажности и температуры масла.

3. Экспериментально полученные оптимальные параметры процесса очистки и электростатического фильтра более точны по отношению к полученным теоретически, так как последние определялись без учета процессов, проходящих вблизи электродов.

4. Производственная проверка подтвердила результаты, полученные теоретически и экспериментально, и позволила определить наиболее рациональное место установки электростатического фильтра в технологической линии производства подсолнечного масла.

5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ФИЛЬТРА ОЧИСТКИ ПОДСОЛНЕЧНОГО МАСЛА

Расчет экономической эффективности применения электрофо-ретического фильтра очистки подсолнечного масла проводится на основании действующих методик, стандартов и нормативных документов /64, 65, 85/ с учетом среднегодового уровня инфляции.

Основными показателями экономической оценки применения установки для очистки подсолнечного масла являются: снижение энергопотребления, уменьшение времени обслуживания, уменьшение трудозатрат на очистку от примесей, снижение металлоемкости конструкции, а также получаемый на предприятии годовой эффект в виде чистого дисконтированного дохода (ЧДД) /62, 63, 91/.

Сельскохозяйственные предприятия в настоящее время работают в условиях рыночной экономики и инфляции. Чистый дисконтированный доход определяется как сумма текущих эффектов за весь расчетный период, приведенная к начальному шагу (году, кварталу, месяцу), или как превышение интегральных результатов над интегральными затратами /56, 91/: где Р( — результаты, достигаемые на шаге расчета X, руб.;

И* — эксплуатационные затраты на шаге расчета X без учета капиталовложений, руб.; Т — горизонт расчета, лет;

5.1) или

ЧДД = -К + (Р - Иэ) • К

5.2)

К — сумма дисконтированных капиталовложений, руб.;

Ксд — коэффициент суммы дисконтирования, рассчитываемый по формуле:

КСД = Е-—7» (5.3) t=o(l + ed) где Ер — норма дисконта капитала с поправкой на инфляцию; является реальной процентной ставкой, которая учитывает инфляцию:

Ер=1±^-1, (5.4) к 1 + Г где г — уровень инфляции, %;

Е — ставка процента банка, %.

Сумма дисконтированных капиталовложений рассчитывается по формуле:

К = ¿Kt-Ц-, (5.5)

Й (1 + Е) где Kt — капиталовложения на шаге расчета t, руб.

При определении коммерческой эффективности используется показатель потока реальных денег, критерий носит название Cash Flow. Потоком реальных денег Фе называется разность между притоком (nt) и оттоком (Ot) денежных средств на каждом шаге расчета.

Капитальные вложения в базовый вариант, выпускаемый промышленностью, определяется по формуле:

Кб=Ц-к-п,

5.6) где Кб - капитальные вложения в базовый вариант, руб.; Ц - цена приобретения оборудования, руб.; к - коэффициент, учитывающий дополнительные затраты на транспортировку, монтажные и снабженческо-торговые расходы; п — количество оборудования, шт.

Капиталовложения в электрофоретический фильтр для очистки подсолнечного масла включают в себя затраты на приобретение материалов, доставку и монтаж, которые рассчитываются по формуле /85/: где М - затраты на материалы и покупные изделия, руб.; ТЗ - транспортно-заготовительные расходы, руб.; С3 — основная зарплата, руб.; ОП - общепроизводственные расходы, руб.; ОХ - общехозяйственные расходы, руб.

Транспортно-заготовительные расходы определяются в процентах от стоимости покупных материалов и изделий:

Кпр =М + Т3 + Сз +ОП + ОХ,

5.7)

5.8) где ТЗ Мтр

- транспортно-заготовительные расходы, руб.;

- процент транспортно-заготовительных расходов (по фактическим данным предприятия, составляет 26%).

Затраты на оплату труда при изготовлении электрохимического активатора воды определяются по формуле:

Сз ОТтар ссп (ХдОП (хотч, (5.9) где ОТтар - тарифная оплата труда, руб.; а„ - коэффициент, учитывающий премии по фонду оплаты труда, принимается в размере 1,2.1,4; аДоп - коэффициент, учитывающий размеры дополнительной оплаты труда, принимается в размере 1,12. 1,16; а0Тч - коэффициент, учитывающий отчисления на все виды страхования, принимается 1,356.

Тарифная оплата труда зависит от трудоемкости работ и часовой тарифной ставки соответствующих разрядов персонала:

ОТтар-Тем тчас, (5.10) где Тем - трудоемкость работ, необходимых для изготовления фильтра, чел.- ч.; тчас - часовая тарифная ставка, соответствующая разряду рабочего, руб.

Общепроизводственные (ОП) и общехозяйственные (ОХ) расходы определяются в процентах от основной зарплаты на изготовление установки:

ОТ^-Иоп

100 7 где Цоп - процент общепроизводственных расходов (по данным предприятия составляет 40. .45%);

5.12) где |10х - процент общехозяйственных расходов (по данным предприятия составляет 210. .220%).

Эксплуатационные затраты представляют собой прямые текущие затраты, которые исчисляются по формуле: где 3 — годовой фонд заработной платы, руб.; А — амортизационные отчисления, руб.; Тр — затраты на ремонт и техническое обслуживание, руб.; Сэ — годовые затраты на электроэнергию, руб.; Пр - прочие затраты, руб.

Годовой фонд заработной платы обслуживающего персонала рассчитывается по формуле: где Тгод - годовая трудоемкость работы, чел.-ч.

Годовая трудоемкость технического обслуживания базового оборудования и предлагаемого электрофоретического фильтра определяется по формуле:

Иэ=3+А+Тр+Сэ+Пр,

5.13)

Трсщ ^час) Цдоп

5.14) тпр =см

1 год ^ 1 у.е.э.

• В

5.15) где О — объем работ по соответствующему варианту, у.е.э.;

1у.е.э. ~ численное значение одной у.е.э.; в — количество электрофильтров, шт.

Амортизационные отчисления определяем по формуле:

К-На

А =--, (5.16)

100 ' где К - балансовая стоимость (капиталовложения) оборудования, руб.;

На - норматив годовых амортизационных отчислений по оборудованию (по данным предприятия составляет 16%).

Отчисления на ремонт и техническое обслуживание определяют, укрупнено по выражению:

Т„ =-Н-, (5.17) р 100 4 ' где Нр — норматив годовых отчислений на ремонт и техническое обслуживание (по усредненным данным бухгалтерской отчетности за последние 3 года составляет 18%). Затраты на потребленную электроэнергию определим по формуле:

СЭ=Р-ГТДН-8Э'В, (5.18) где Р - мощность установки, кВт.;

X - продолжительность работы установки в день, ч.; Тдн - число дней работы установки в году, дней; Бэ - стоимость 1 кВт.-ч. электроэнергии, руб.

Прочие прямые затраты рассчитываются по формуле:

Пр=(0,05. .0,1)-(3+А+Тр+Сэ+См). (5.19)

Годовая экономия эксплуатационных затрат определяется следующим выражением:

Эи=^ (5.20) где Из,И"р — эксплуатационные затраты соответственно базового и проектируемого вариантов.

Степень снижения эксплуатационных затрат: с,= 3 -100, (5.21) и6

Энергоемкость производимой продукции (выполняемых работ) определяется по формуле: ру=|г> (5-22> где Ру - энергоемкость единицы произведенной продукции или выполненной работы, кВт.*ч./т; Бг - годовое потребление электроэнергии, кВт.*ч.

Степень снижения энергоемкости (СР) определяется по формуле: рИСХ рпр

СР = -У—. 100%. (5.23) г Г-ИСХ у '

РУ

Коэффициент (индекс) доходности капиталовложений определяется по формуле:

ИД-4^, (5.24) К где ИД - коэффициент доходности капиталовложений; К- размер капиталовложений, руб.

Срок окупаемости капитальных вложений на изготовление электрофильтра определяется по формуле: 1п КПР'ЕР

4. А д и т ^исх ^пр у

Ток =-^---—-^. (5.25)

1п(1 + Ер)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проведенных исследований были получены следующие результаты: теоретически описан процесс электрофоретического переноса примесей подсолнечного масла; экспериментально установлены параметры подсолнечного масла, поступающего на очистку; эмпирически получены зависимости изменения параметров подсолнечного масла в процессе очистки; разработан электростатический фильтр и определены его оптимальные параметры по критерию энергоемкости; определены режимные параметры процесса очистки; даны рекомендации по реконструкции малых маслоцехов с учетом применения разработанного электростатического фильтра.

На основании решенных задач и полученных результатов можно сделать следующие выводы.

1. В современном сельском хозяйстве России до 50% подсолнечного масла производится малыми предприятиями, которые не применяют качественной очистки из-за высокой энергоемкости и выпускают низкосортную продукцию. Анализ показал, что для очистки подсолнечного масла от загрязнений целесообразно применять электростатический фильтр, принцип работы которого основан на воздействии электростатического поля на частицы, находящиеся в потоке.

2. В ходе теоретических исследований процесса очистки путем электрофореза установлено, что частица примеси движется под действием электрического поля к положительному электроду с переменным ускорением. При этом скорость частицы изменяется от нуля (на отрицательном электроде) до 0,15 м/с (на положительном электроде) и в среднем составляет 0,02 м/с. Что позволяет предварительно установить производительность электрофильтра и его габариты.

3. Определяющими параметрами энергоемкости процесса являются приложенное напряжение, межэлектродное расстояние и продолжительность процесса очистки. Оптимальными параметрами по энергоемкости являются следующие: напряжение 4,4 кВ, межэлектродное расстояние 0,01 м, температура масла поступающего на очистку, 42 °С. При этом минимальная энергоемкость при качестве очистки соответствующим требованиям ГОСТа к чистоте подсолнечного масла составляет 12 Вт-ч/кг, производительность электрофильтра составляет 60 кг/час.

4. Проведенный количественный химический анализ загрязненного масла, и обработанного электрофильтром, показывает, что цветное число уменьшается в 1,4 раза, кислотное число в 1,29 раза, перекисное число в 1,4 раза. Очищенное масло имеет параметры не ниже первого сорта. Что позволяет сделать вывод о правильности теоретических положений.

5. Применение разработанного качественно нового способа очистки подсолнечного масла на малых предприятиях АПК в сравнении с существующими технологиями очистки, позволяет снизить эксплуатационные затраты на 29,88 %, энергоемкость на 68 %.

6. Результаты лабораторно-производственных испытаний, подтверждают целесообразность применения данной установки на малых предприятиях АПК, так как электрофильтр обеспечивает получение чистого дисконтированного дохода в размере не менее 150 тыс. руб.

Библиография Украинцев, Максим Михайлович, диссертация по теме Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

1.A 1 136709 СССР 12d 1602. Электростатический многоэлектродный фильтр / А.Г. Адоян. - № 675081/23; Заявл. 30.07.1960 // Бюллетень изобретений. - 1961. — № 6. — С. 16.

2. А 1 1678456 СССР 4 В 03 С 3/68. Способ управления работой электрофильтра / А.П. Романов, Л.В. Чекалов, В.В. Чуприков. — №4608835/26; Заявл.24.11.88 // Открытия.Изобретения. 1991. -№35. - С.36.

3. А 1 1755934 SU 4 В 03 С 5/00. Устройство для очистки диэлектрических жидкостей / М.К. Болога, К.И. Цуляну, И.И. Берил, И.И. Цуляну ( Ин-т приклалной физики АН МССР). -№4815761; Заявл. 06.03.90 // Изобретения. 1992. -№31.

4. А 1 1271572 СССР 4 В 03 С 3/68. Устройство для автоматического регулирования напряжения электрофильтра / З.Л. Шварц, В.В. Нагорный. — № 3902902/23-25; Заявл. 19.04.85 // Открытия. Изобретения. 1986. -№ 43. -С. 42.

5. А 1 1154319 СССР 4 С И В 3/00. Способ рафинации растительных масел / М.К. Болога, И.И. Берил, Т.А. Потемкина, Г.Я. Стам, H.A. Потапов (Ин-т прикл. физики АН МССР). № 3611155/28-13; Заявл. 23.05.83 // Изобретения. - 1985. - № 17. - С. 94.

6. Адамчевский И. Электрическая проводимость жидких диэлектриков / И. Адамчевский; Пер. с польского Д. А. Каплана; под ред. Г. С. Кучинского. -Л.: Энергия, 1972.-295 с.

7. Адельсон C.B. Процессы и аппараты нефтепереработки в нефтехимии: Учебник для техникумов / C.B. Адельсон. — M.: Гостоптехиздат, 1963.-310с.

8. Ю.Адоян А. Г. Проблемы электрической обработки материалов / А.Г. Адоян. М.: Изд. АН СССР, 1960. - 276 с.

9. П.Алиев Г. М.-А. Агрегаты питания электрофильтров / Г.М.-А. Алиев. — 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Энергоиздат, 1981.- 136 с.

10. Алиев Г.М. Электрооборудование и режим питания электрофильтров / Г.М. Алиев, А.Е. Гоник. М.: Энергия, 1971. - 254 с.

11. Арутюнян Н.С. Лабораторный практикум по технологии переработки жиров / Н.С. Арутюнян, Е.А. Аришева. — M., 1989. 91 с.

12. Асатурян В.И. Теория планирования эксперимента: Учеб. пособие для вузов / В.И. Асатурян. М.: Радио и связь, 1983. - 248 с.

13. Балыгин И. Е. Электрическая прочность жидких диэлектриков / И.Е. Балыгин. М.-Л.: Энергия, 1964.-227 с.

14. Батанов А.Н. Переработка семян подсолнечника / А.Н. Батанов // Техника и оборудование для села. №1-2. - 1999. - С. 27-28.

15. Белобородов В.В. Основные процессы производства растительного масла / В.В. Белобородов. М.: Пищевая промышленность, 1966. - 312 с.

16. Болдырев А. И. Физическая и коллоидная химия / А.И. Болдырев. — М.: Высшая школа, 1983. — 408 с.

17. Борисов Ю.С. Методические рекомендации по экономической оценке ущербов, наносимых сельскохозяйственному производству отказами электрооборудования / Ю.С. Борисов, H.H. Сырых, В.Г. Левашов. — М.: ВИЭСХ, 1987.-87 с.

18. Бугров Я.С. Высшая математика. Дифференциальные уравнения. Кратные интегралы. Ряды. Функции комплексного переменного: Учебник для вузов. / Я.С. Бугров, С.М. Никольский. М.: Наука, 1989. - 464 с.

19. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных / Г.В. Веденяпин. — М.: Колос, 1967.- 159 с.

20. Влияние режимов влаготепловой обработки на технологические свойства свойства прессового масла / В.В. Ключкин, С.Ф. Быкова, л.Н. Ксандопуло // Масложировая промышленность. 1987. — №8. — С. 31-34.

21. Вознесенский В. А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях / В.А. Вознесенский. М.: Статистика, 1974. - 192 с.

22. Воронин С.М. Оптимизация параметров электростатического фильтра подсолнечного масла / С.М. Воронин, М.М. Украинцев // Электротехнологии и электрооборудование в сельскохозяйственном производстве. Зерноград, 2002. - Вып. 1 - С. 92-95.

23. Воронин С.М. Статистические параметры характеристик подсолнечного масла / С.М. Воронин, М.М. Украинцев // Энергосберегающие технологии и процессы в АПК. Краснодар, 2003. — С. 101-104.

24. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии / С.С. Воюцкий. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Химия, 1976 - 512 с.

25. Гинзбург A.C. Теплофизические характеристики пищевых продуктов: Справочник / A.C. Гинзбург, М.А. Громов, Г.И. Красовская. — М.: Пищ. пром-сть, 1980. 288 с.

26. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для втузов / В.Е. Гмурман. 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1977.-479 с.

27. Дергаусов В.И. Состояние и основные направления развития масложирового комплекса России в 1999-2000 гг. / В.И. Дергаусов, И.А. Юркова // Масложировая промышленность. 2000. — № 3. — С. 2—7.

28. Дергаусов В.И. Эффективность переработки семян масличных культур в 1999 году / В.И. Дергаусов // Масложировая промышленность. — 2000.-№2.-С. 8-12.

29. Дергаусов В.И. Масложировая промышленность России в 2003 году / В.И. Дкргаусов, И.А. Юркова // Масложировая промышленность. — 2004. — №1. -С.2-5.

30. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. — М.: Агропромиздат, 1985. 315 с.

31. Духин С.С. Диэлектрические явления и двойной слой в дисперсных системах и полиэлектриках / С.С. Духин, В.Н. Шилов. Киев.: Наук, думка, 1972.-206 с.

32. Духин С.С. Электроповерхностные явления и электрофильтрование / С.С. Духин, В.Р. Эстрела-Льопис, Э.К. Жолковский. — Киев.: Наук, думка, 1985 288 с.

33. Духин С.С. Электропроводность и электрокинетические свойства дисперсных систем / С.С. Духин. Киев.: Наук, думка. 1975 — 246 с.

34. Духин С. С. Электрофорез / С.С. Духин, Б.В. Дерягин. М.: Наука, 1976.-332 с.

35. Духин С.С. Электрофоретический транспорт дисперсных частиц в неоднородном электрическом поле при электрофильтровании / С.С. Духин, Н.М. Семенихин, О.В. Смирнов // Электронная обработка материалов. —1973. — №4. -С.71-73.

36. Елисеев Н.П. Итоги развития масложировой промышленности за 2000 год / Н.П. Елисеев // Масложировая промышленность. 2001. - № 1. — С. 2—4.

37. Ерошенко Г.П. Выбор доминирующих факторов при оптимизации электрооборудования / Г.П. Ерошенко // Изв. вузов. Электромеханика. — 1980. -№ 1.-С. 106-108.

38. Ерошенко Г.П. Как стать кандидатом и доктором наук / Г.П. Ерошенко. Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 1996. - 96 с.

39. Ерошенко Г.П. Эксплуатационные свойства электрооборудования / Г.П. Ерошенко. Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 1983. - 180 с.

40. Ефремов И. Ф. Периодические коллоидные структуры / И.Ф. Ефремов. JL: Химия, 1973. - 328 с.

41. Калминская И.А. Исследование влияния неоднородности электрического поля на закономерности электрофорического осаждения гетеросуспензий: Дис. . канд. хим. наук. JL, 1980. - 150 с.

42. Колемаев В. А. Теория вероятностей и математическая статистика / В. А. Колемаев, О. В. Староверов, В. Б. Турундаевский. М.: Высш. шк., 1991.-400 с.

43. Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Определения, теоремы, формулы / Г. Корн, Т. Корн ; Под общ. ред И.Г. Арамановича. — М.: Наука, 1973. 831с.

44. Красовский Г.И. Планирование эксперимента / Г.И. Красовский, Г.Ф. Филаретов. Минск: Изд-во БГУ им. В.И. Ленина, 1982. - 280 с.

45. Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. К.П. Мищенко, A.A. Равделя. JL: Химия, 1974 - 200 с.

46. Круг Г.К. Планирование эксперимента в задачах идентификации и экстраполяции / Г.К. Круг, Ю. А. Сосулин, В. А. Фатуев. М.: Наука, 1977. — 213 с.

47. Кубасов В. Л. Основы электрохимии: Учебник для техникумов / В. Л. Кубасов, С. А. Зарецкий. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1985. - 168 с.

48. Курочкин В.Н. Технико-экономический анализ инженерных решений: Учеб. пособие / В. Н. Курочкин. — Зерноград: АЧГАА, 2003. — 86 с.

49. Малин Н.И. Справочник по сушке зерна / Н.И. Малин. — М.: Агропромиздат, 1986. 208 с.

50. Мартыненко А.Г. Очистка нефтепродуктов в электрическом поле постоянного тока / А.Г. Мартыненко, В.П. Коноплев, Г.П. Ширяева. — М.: Химия, 1974.-87 с.

51. Масликов В.А. Технологическое оборудование производства растительных масел: Учеб. пособие для вузов по специальностям пищевой промышленности / В.А. Масликов. М.: Пищевая промышленность, 1979. — 430 с.

52. Масло подсолнечное. Технические условия: ГОСТ 1129—93. — Минск: Изд-во стандартов, 1996. 17 с.

53. Мельников C.B. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С. В. Мельников, В. Р. Алешкин, П. М. Рощин. 2-е изд., перераб. и доп. — Л.: Колос, 1980. - 168 с.

54. Методика определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: 1977. - 65 с.

55. Методика определения экономической эффективности модернизации технологических линий пищевой промышленности. — М.: Минсельхозпром России, 1997. — 129 с.

56. Методика определения экономической эффективности технологий сельскохозяйственной техники. — М.: Минсельхозпром России, 1998. — 220 с.

57. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования. — М.: Информэлектро,1994. 141 с.

58. Панченков Г.М. Поведение эмульсий во внешнем электрическом поле / Г.М. Панченко, Л.К. Цабек. М.: Химия, 1969. - 190 с.

59. Пасынский А.Г. Коллоидная химия / А.Г. Пасынский; Под ред. акад. В. А. Каргина. 2-е изд. - Москва.: Высш. шк., 1963. - 298 с.71 .Переработка семян подсолнечника //Техника и оборудование для села. 1999. - №1-2. - С.25-27.

60. Плановский А.Н. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии: Учебник по специальности «Машины иаппараты хим. производств / А.Н. Плановский, П.И. Николаев. — 2-е изд. перераб. и доп. — М.: Химия, 1972. 493 с.

61. Развитие масложирового комплекса России в условиях рыночной экономики / Л.П. Азнаурьян, Ю.А. Гулезов, В.П. Веселов и др. // Масложировая промышленность. — 2000. — № 1. С. 6-9.

62. Ревенко В.Г. Электрокоагуляция в применении к очистке промышленных сточных вод / В.Г. Ревенко, A.A. Мамаков // Электронная обработка материалов. — 1976. — № 1. — С. 55-60.

63. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров: В 2-х т. Т. 1- Д.: Агропромиздат, 1975. 450 с.

64. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров: В 2-х т. Т.2. JL: Агропромиздат, 1979. — 275с.

65. Румшинский JI. 3. Математическая обработка результатов эксперимента: Справ, руководство / JL 3. Румшинский. М.: Наука, 1971. — 192 с.

66. Рыбаков К.В. Приборы для определения содержания воды и механических примесей в нефтепродуктах: Аналит. и сопостав. обзоры / К.В. Рыбаков, Е.И. Жулдыбин; ЦНИИТЭИ нефтеперерабатывающей и нефтехим. пром-сти. М., 1968. - 50 с.

67. Симонова Т.С. Поверхностные явления в дисперстных системах / Т.С. Симонова. Киев: Наукова думка, 1974.

68. Сканави Г. И. Физика диэлектриков / Г.И. Сканави. — М.:Физматгиз, 1958. 358 с.

69. Скорчеллетти В.В. Теоретическая электрохимия / В. В. Скорчеллетти. — 2-е изд., испр. и доп. JL: Химия, 1974. - 567 с.

70. Скуг Д. Основы аналитической химии: / Д. Скуг, Д. Уэст; Пер. с англ. М.: Мир, 1979. - 438 с.

71. Славин P.M. Методические основы расчета экономического эффекта / P.M. Славин // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. 1980. -№ 1.-С. 6-10.

72. Смирнов О.В. Поверхностные явления в дисперсных системах / О.В. Смирнов, В.Р. Эстрела-Льопис, Н.М. Семенихин. Киев.: Наук, думка, 1971 -40 с.

73. Снеддон Н.Г. Преобразования Фурье / Н.Г. Снеддон. М.: Наука, 1955.- 157 с.

74. Спиридонов А. А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов /А. А. Спиридонов. — М.: Машиностроение, 1981.- 184с.

75. Справочник машиностроителя: В 2-х т. Т. 2. / Под ред. Н.С. Ачеркана. — М.: Гос. научно-техн. издательство машиностроит. лит-ры, 1963. -450 с.

76. Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным микросхемам / H.H. Горюнова, А.Ю. Клейман, H.H. Комков и др. М.: Энергия, 1976. - 744 с.

77. Старик Д. Э. Как рассчитать эффективность инвестиций / Д. Э. Старик. М.: Финстатинформ, 1996. - 93 с.

78. Стендер В. В. Прикладная электрохимия / В. В. Стендер.

79. Харьков.: Изд-во Харьк. ун-та, 1961. — 542 с.

80. Стопский В.В. Химия жиров и продуктов переработки жирового сырья / В.В. Стопский, Н.В. Ключкин, Андреев. М.: 1984 - 126 с.

81. Сырых H.H. Эксплуатация сельских электроустановок / H.H. Сырых. — М.: Агропромиздат, 1986. 255 с.

82. Термунский B.C. Расчет основных электронных и полупроводниковых схем в примерах / B.C. Термунский. — Киев: Издательство Киевского ун-та, 1967

83. Технология и оборудование масложирового и эфиромасличного производства: Сборник науч. тр. / Под ред. В.А. Масликова. Краснодар, 1970.-312 с.

84. Технология и химия производства и переработки растительных масел: Сб. науч. тр. M.-JI.: 1974. - 278 с.

85. Технология переработки продукции растениеводства /Под ред. Н.М. Личко. М.: Колос, 2000. - 552 с.

86. Технология производства растительного масла: Учебник для вузов / В.М. Копейковский, С.И. Данильчук, Г.И. Гарбузова и др. — М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1982.-415 с.

87. ЮО.Тимонина Е.И. Повышение надежности маслофильтровального оборудования / Е.И. Тимонина, М.М. Украинцев // Повышение надежности работы электрооборудования в сел. хоз-ве. Зерноград, 2001. — С.71-72.

88. Тимонина Е.И. Разработка электростатического фильтра очистки подсолнечного масла / Е.И. Тимонина, М.М. Украинцев // Разработка технического оснащения производства продукции животноводства. — Зерноград, 2003. С.76-78.

89. Ткаченко К.Г. Особенности переработки растительного сырья для увеличения выхода эфирных масел / К.Г. Ткаченко, И.П. Зенкевич, М.М. Коробова // Растительные ресурсы. 1998. - Т. 34, вып.З. - С. 129-137.

90. Трофимова Т. И. Курс физики: Учебное пособие для вузов / Т. И. Трофимова. 7-е изд. - М.: Высш. шк., 2001 - 542 с.

91. Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения: ГОСТ 15467-79. -М.: Изд-во стандартов, 1987. 17с.

92. Фихтенгольц Г.Н. Математика для инженеров / Г.Н. Фихтенгольц. -М.: Наука, 1953.-357с.

93. Фичини Ж. Основы физической химии / Ж. Фичини, Н. Ламброзо-Бадер, Ж.-К. Депезе. М.: Мир, 1972. - 308 с.

94. Ю.Френкель Я. И. Кинетическая теория жидкости / Я.И. Френкель. — М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1945. 325 с.111 .Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии: Учеб. для вузов / Д.А. Фридрихсберг. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Химия, 1984 — 368 с.

95. Фют А.К. Новое в первичной очистке масел / А.К. Фют // Труды ВНИИ жиров. Л., 1988. - 273 с.

96. ПЗ.Фют А.К. О совершенствовании технологии первичной очистки растительных масел /А.К. Фют, Н.С. Арутюнян Н.С. // Масложировая промышленность. 1985. — № 1. — С.29-31.

97. Хемминг Р.Б. Численные методы / Р.Б. Хемминг. — М.: Наука, 1972-400 с.

98. Хорольский В. Я. Технико-экономическое обоснование дипломных проектов / В.Я. Хорольский, М.А. Таранов, Д.В. Петров. — Ростов н/Д: ООО «Терра», 2004. 168 с.

99. Шаталов А. Я. Введение в электрохимическую термодинамику / А. Я. Шаталов. — М.: Высшая школа, 1984. 215 с.

100. Шеффе Г. Дисперсионный анализ / Г. Шефе; Пер. с англ. М.: Физматгиз, 1963. - 114 с.

101. Шичков Л.П. Электрооборудование и средства автоматизации сельскохозяйственной техники / Л.П. Шичков, А.П. Коломиец. М.: Колос, 1995.-368 с.

102. Щербаков В.Г. Химия и биохимия переработки масличных семян / В.Г. Щербаков. М. : Пищевая промышленность, 1977. - 244 с.

103. Эйкен. А.И. Электрические и магнитные способы разделения материалов. Смешивание материалов / А.И. Эйкен; Пер. с нем.; Под ред. М.И. Некрича, И.В. Обреимова. Харьков: Государственное научно-техническое изд. Украины. ОНТИ НКТП, 1938. - 376 с.

104. Электротехнологические промышленные установки: Учеб. пособие для вузов / И.П. Евтюкова, Л.С. Кацевич, Н.М. Некрасова. А.Д. Свенчанский. М.: Энергоиздат, 1982. - 192 с.

105. Яковлев П.Б. Учебное пособие по курсу «Электротехнология» / П.Б. Яковлев. М.: МЭИ, 1978. - 87 с.

106. F/ С/ Courtice. Electrophoresis, Theory, Methods and Applications, vol. 2 (ed. by M. Bier). New York, Academic Press, 1967, p. 241.

107. G. Bach, Uber die Erwärmung des n-Korpersistems/ G. Bach.- A.F.E., i 933, Bd.7, s.749-760.

108. J. N. Mehrishi. Progress in Biophysics and Molecular Biology, vol. 25. Oxford, Pergamon Press, 1972.

109. R.A. Brown, S.N. Timasheff. Electrophoresis, vol. 1 (ed. by M. Bier). New York, Academic Press, 1959.