автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование технологии и разработка рабочих органов поточной линии для сушки табака вертикальными гирляндами

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

2.1. Анализ существующих технологий сушки табачных листьев.

2.2. Обзор конструкций сушильных сооружений.

2.3. Анализ теоретических работ по сушке табака.

2.4. Выводы, цель и задачи исследований.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1. Обоснование технологического процесса сушки табачных шнуров вертикальными гирляндами.

3.2. Обоснований размеров помещений поточной линии.

3.3. К тепловому расчету сушильной камеры.

3.4. Определение параметров воздухораспределительной системы поточной линии.

3.5. Учет динамического действия нагрузок при навешивании шнуров.

3.6. Об изменении размеров шнура при сушке.

3.7. Обоснование параметров механизма сближения кареток с вертикальными гирляндами в процессе сушки.

3.8. Определение параметров автоматических зацепов.

3.9. Сводка формул для инженерного расчета конструктивно-технологических параметров поточной линии для сушки табака.

4. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1. Программа экспериментальных исследований.

4.2. Методики экспериментальных исследований.

4.2.1. Методика снятия размерной характеристики табачных листьев

4.2.2. Методика определения основных механических характеристик нитей для изготовления шнуров

4.2.3. Методика изучения физико-механических свойств табачных шнуров.

4.2.4. Методика исследования сушки табачных листьев вертикальными гирляндами.

4.2.5. Конструкция новой поточной линии.

4.2.6. Методика лабораторных исследований поточной линии.

4.2.6.1. Методика снятия температурных полей в камере искусственной сушки и скорости сушильного агента.

4.2.6.2. Методика измерения массы табачных гирлянд в процессе сушки на поточной линии

4.2.6.3. Методика исследования изменения ширины табачных гирлянд по мере их высыхания.

4.2.6.4. Методика лабораторных испытаний новой поточной линии.

4.2.7. Методика ведомственных испытаний.

5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

5.1. Размерная характеристика табачных листьев.

5.2. Механическая характеристика нитей для закрепления листьев табака на шнуры.

5.3. Механические свойства табачных шнуров.

5.4. Результаты исследований сушки табачных шнуров вертикальными гирляндами в лабораторных условиях.

5.5. Температурные поля сушильной камеры поточной линии.

5.6. Влияние плотности шнура с табаком на процессе сушки и качество получаемого сырья.

5.7. Схемы развешивания вертикальных гирлянд и их влияние на процесс сушки и качество табачного сырья.

5.8. Изменение ширины гирлянд по мере высыхания.

5.9. Результаты ведомственных испытаний механизиро-вания поточной линии.

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ НОВОЙ ПОТОЧНОЙ ЛИНИИ.

На ХХУ1 съезде Коммунистической партии Советского Союза на первый план была выдвинута задача существенного улучшения снабжения населения страны продуктами питания / I /. На майском (1982 г.) Пленуме ЦК КПСС была принята Продовольственная программа СССР на период до 1990 года и намечены конкретные меры для её успешной реализации / 2 / .

В одиннадцатой пятилетке значительно возрастет производство табака в сельском хозяйстве нашей страны. Если в десятой пятилетке заготовка табачного сырья составляла 284,8 тыс. тонн в год,то уже в 1985 году намечается получить его 380 тыс. тонн / 2 /.

Важнейшим условием успешного выполнения поставленных задач является внедрение достижений научно-технического прогресса в сельскохозяйственном производстве. В табаководстве главными направлениями научно-технического прогресса является внедрение прогрессивных технологий на базе комплексной механизации, использование более продуктивных сортов табака и повышение культуры земледелия, так как "урожайность земли может быть бесконечно повышена приложением капитала, труда и науки" / 3 /.

В нашей стране основным поставщиком табачного сырья является Молдавская ССР, где за последние годы производство табака увеличилось более чем в 15 раз. В среднем за десятую пятилетку молдавские табаководы производили по 89,9 тыс. тонн табака в год / 4 /. На одиннадцатую пятилетку перед табаководами Молдавии поставлена задача ежегодно давать стране не-менее НО тыс. тонн табачного сырья, улучшить качество табачного листа, снизить затраты труда и средств на его производство / 5 /.

В настоящее время в табаководстве Молдавии остаются еще не решенными целый ряд вопросов агротехники, механизации трудоемких процессов на уборке и сушке табачных листьев/14, 51/ . Достаточно сказать, что около 50 % заготавливаемого сырья в Молдавской ССР высушивается в косудах, в пленочных коридорах, на богунах и в приспособленных помещениях. Примерно 20 % табака высушивается комбинированным способом, вначале в косудах, а затем досушка центральных жилок и черешков осуществляется в сушилках с искусственным подогревом воздуха. Более 30 % табачного листа высушивают в плотной массе в сушилках 801 ТУ / 5, б, 7 / .

Естественная сушка табака в косудах требует больших затрат ручного труда на изготовление табачных шнуров, их навешивание, съём и вязку высушенных шнуров в гаванки. Сам процесс пока не управляем и зависит от погодных условий. Комбинированная сушка табака в существующих сушильных установках по времени разделена на два этапа, слабо механизирована и не всегда обеспечивает получение табачного сырья высокого качества. Искусственная сушка табака в плотной массе хотя и дает большой выход сырья высокого качества, но связана со значительным расходом жидкого топлива, а подготовительные работы по загрузке кассет и сушильных камер табачными листьями слабо механизированы.

Все это является главной причиной больших затрат труда на послеуборочные операции и сравнительно невысокое качество получаемого сырья в Молдавии и в целом по стране. Поэтому создание и исследование новых более экономичных технологий и поточных линий для сушки табака является важной задачей.

Целью диссертационной работы является исследование технологии и рабочих органов новой поточной линии для сушки табака в вертикальных гирляндах с автоматизацией сближения их при загрузке в сушильную камеру.

Исследования по теме диссертации выполнялась во Всесоюзном . научно-исследовательском институте табака и махорки им. А.И. Микояна научно-производственного объединения "Табак" в период аспирантской подготовки и по плану научных исследований Молдавского филиала ВИТИМ - ныне Молдавский научно-исследовательский институт табака, а также в ОПХ научно-производственного объединения "Дойна" Молдавской ССР по теме 8 "Разработка технологий и комплекса сооружений для послеуборочной обработки табака в условиях Молдавской ССР, обеспечивающей выход первого и второго товарных сортов не менее 80 % и снижение затрат труда на этой операции в 2 -2,5 раза.

Заказ-задание МСХ СССР, номер государственной регистрации 76017618.

В диссертации дается подробный анализ недостатков и достоинств существующих технологии и комплекса сооружений для сушки табака, а также результатов теоретических исследований других авторов, выбор технологического процесса новой поточной линии и его параметров, размеров сушильных камер и размещения табачных шнуров, обоснование изменения просвета между вертикальными гирляндами, а также обоснование параметров устройства для сближения кареток с вертикальными гирляндами при их загрузке в сушильную камеру. Изложены результаты экспериментальных исследований физико-механических свойств табачных листьев и табачных шнуров, теплотехническая характеристика новой сушильной камеры, результаты исследования сушки шнуров различной плотности вертикальными гирляндами, а также ведомственных испытаний и расчета экономической эффективности новой поточной линии для сушки табака и рекомендации по ее высокопроизводительному использованию.

Совокупность вопросов, разработанных в диссертации, имеет большое значение для увеличения производительности и повышения качества табачного сырья при комбинированной сушке табачных листьев, закрепленных на шнуры машиной, в новой поточной линии.

На защиту выносятся следующие основные положения работы: I. Результаты теоретических исследований сушки крупнолистных Табаков вертикальными гирляндами.

2. Обоснование параметров новой установки для сушки табачных листьев на шнурах вертикальными гирляндами, в которой автоматически сближаются или рассредотачиваются каретки с вертикальными гирляндами шнуров.

3. Результаты экспериментальных исследований табачных гирлянд и новой поточной линии для сушки табака.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. С целью повышения эффективности сушки табачных листьев целесообразно в поточных линиях использовать каретки с брусьями, устройство для сближения кареток с вертикальными гирляндами, транспортную тележку с механизмом зацепных лапок.

2. При проектировании и разработке конструкций оборудования поточной линии необходимо брать следующие оптимальные параметры устройства для сближения груженных кареток, транспортной тележки с механизмом зацепных лапок. Длину первого и второго звена устройства принимать равной 25 см, начальный угол положения первого и второго звеньев 53°, а конечный угол - 73°. Общий ход зацепных лапок - 280 мм. Длину направляющего паза - 240 мм, длина вилки - 130 * 200 мм, а длина паза вилки не менее - 50 мм; скорость поворота приводного вала с вилкой - 0,35 1/С.

3. Для сушки табачных листьев на шнурах вертикальными гирляндами целесообразно шнуры с табаком изготовлять плотностью 1,1-1,2 кг/м, а развешивать их на брусьях кареток с шагом 15 см по П-образной схеме для листьев 2, 3-й и 4-ой ломки и по V -образной схеме для листьев 1-ой и 5-й ломки.

4. Расстояние между каретками устанавливать при томлении и сушке вертикальных гирлянд под навесом 30 см и при загрузке их в сушильную камеру уменьшать до 20 см для листьев 2, 3 и 4-й ломки и до 15 см для листьев 1-й и 5-й ломки.

1. X. Материалы ХХУ1 съезда КПСС. М., Политиздат, 1980.

2. Продовольственная программа СССР. М., Политиздат, 1982.

3. Ф. Энгельс. Наброски к критике политической экономии. -Соч. т. I, с. 563. 1964.

4. Данные годовых отчетов табачной промышленности Молдавской ССР 1976-1980 гг. Кишинев, 198I.

5. Данные Госплана Молдавской ССР. Кишинев, 1981.

6. Данные агроотчетов Совета колхозов Молдавской ССР за 1981 год. Кишинев.

7. Актуальные проблемы развития табаководства Молдавии. Сборник статей. Отв. редактор Добровольская А.Г. Кишинев, 1979.

8. Артабалевский И.И. Теория механизмов и машин. Гостехиз-дат, 1940.

9. Асмаев П.Г. Сортоведение и ферментация табака. М., Пище-промиздат, 1956. - с. 395.

10. Бурлакина A.A., Дьячкин И.И. Метод определения сухого вещества в листьях табака в период уборки. Сб. НИР ВИТИМ, вып. 167. Краснодар, 1978.

11. Бурмистрова М.Ф., Клем Н.В. и др. Физико-механические свойства сельскохозяйственных растений. М., СХГ, 1956.

12. Волгунов Г.П., Скиба Г.М. Сырьевая обработка папиросного табака. Краснодар, 1947. - с. 198.

13. Вальднер Н.К. Методика испытаний сушильных установок сельскохозяйственного назначения. M., 1970.

14. Вербицкий Н.Ф. Пути повышения эффективности производства табака. Ж. Табак, № 4, 1979, с. 43-47.

15. Власов В.Ф. и др. Механизированное производство табака на Абинском опытном поле ВИТИМ. Ж. Табак, № 2, 1979, с. 5-8.

16. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М., Наука, 1972.

17. Гаврилова Р.И. Аналитическое исследование кинетики процесса сушки с переменными коэффициентами тепло- и массопереноса. Автореф. дисс. на соиск. ученой степени кандидата технических наук. Минск, институт ТМО, 1967.

18. Григорян Ш.М. и др. Табакосушилки для искусственной сушки и целесообразность их применения в Армянской ССР. Информационный листок МСХ Арм. ССР, № 26(785). Ереван, 1974.

19. Григорян Ш.М. Научные основы механизации технологических процессов возделывания табака. Автореферат докторской диссертации, Ереван, 1970.

20. Гутер P.C., Овчинский Б.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта. М., Наука, 1970.

21. Довтян В.М. Исследование и разработка средств механизации технологического процесса сушки свежеубранных листьев табака. Автореферат канд. диссертации. Ереван, 1977.

22. Дьячкин И.И., Петрий А.И. Интенсификация технологических процессов послеуборочной обработки табака основа повышения эффективности табаководства. Обзорная информация ЦНИИТЭМ. - М.,1976.

23. Дьячкин И.И. и др. Основные положения новых государственных стандартов на табачное сырье. Сб. НИР ВИТИМ, вып. 167. Краснодар, 1978.

24. Дьячкин И.И., Петрий A.M., Пестова Л.П. Ведомственные испытания способа кратковременной паротермической обработки листьев на поточных линиях для сушки табака в вертикальных гирляндах. Отчет о НИР ВИТИМ по теме 8. Краснодар, 1976.

25. Загорнян Ф.И., Бурменко Ф.Ю. Механизированный комплекс для сушки табака в плотной массе. Табак, 1977, № 2. - с.39-42.

26. Загорнян Ф.И., Бурменко Ф.Ю., Тимошенко Е.А. Сушка табав камерах большого объема, ж. Табак, № 2, 1978, с. 51-54.

27. Ирышков В. Новая система обогрева и вентиляции для таба-косушильных комплексов. Ж. Сельское хозяйство Молдавии № 7, 1978, с. 49-51.

28. Исаев A.n. Технико-экономическая оценка различных способов сушки табака. Сб. НИР ВИТИМ, вып. 167. Краснодар, 1978.

29. Казарян С.А. Исследование и обоснование параметров поточной линии для сушки свежеубранных листьев табака. Автореферат канд. диссертации. Ереван, 1981.

30. Капанадзе Г.А. Технологические исследования способов сушки ароматического табака сортотипа Самсун Абхазской ССР с применением искусственного тепла. Автореф. дисс. на соиск. ученой степени кандидата технических наук. Краснодар, 1972.

31. Кришер 0. Научные основы техники сушки. М., Иностранная литература, 1961.

32. Красников В.В. Закономерности кинетики сушки влажных материалов. ИФЖ, № 1(19). Минск, 1970.

33. Коходзе Ю.Г. и др. Сушка табака под синтетической пленкой. Труды ГИСХ. Сухуми, 1976.

34. Кравалис Ю.П. Аэродинамическая установка непрерывного действия для сушки табака. Ж. Табак, № 3, 1981, с. 53-55.

35. Леонов И.П., Аверков В.З. Устройство для механизированной загрузки шнуров с табачными листьями в сушильный сарай. A.c.20II88, СССР.

36. Леонов И.П., Аверков В.З. Опыт механизации навешивания и сушки листьев табака в гирляндах. Табак, 1967, № I.

37. Леонов И.П., Ляхов Л.И. Поточная линия для сушки табака вертикальными гирляндами. Краснодар, Краснодарское книжное издательство, 1979.

38. Леонов И.П. Послеуборочная обработка табака. Спец.выпуск трудов ВИТИМ. Краснодар, 1973. - с. 91.

39. Леонов И.П., Михайлов А.П. Рекомендации по наладке и использованию табакопришивальных машин. Краснодар, 1975.

40. Леонов И.П., Паша II.Г. Новая конструкция поточной линии для сушки табака вертикальными гирляндами. Табак, 1979, № 3. -с. 57-60.

41. Леонов И.П., Петренко А.Г., Псарев Г.М.и др. Пособие для табаководов. М., Высшая школа, 1980.

42. Лыков A.B. Тепломассообмен. М., Энергия, 1978.

43. Лыков A.B. Сушка в химической промышленности. М., Химия, 1970.

44. Лурье М.Ю. Сушильное дело. -М.-Л., Госэнергоиздат,1948.

45. Методика снятия размерной характеристики табачных листьев. Краснодар, ВИТИМ, 1970.

46. Михайлов Ю.А. Сушка перегретым паром. М., Энергия,1967.

47. Наливко Г.В. и др. Некоторые приемы интенсификации сушки табака. Сб. НИР ВИТИМ, вып. 155. Краснодар, 1970.

48. Наливко Г.В. и др. Прогрессивные приемы послеуборочной обработки табака. 1. Табак №. 4, 1979, с. 48-51.

49. Никитенко Ю.Р. и др. Расчет продолжительности оушки табака в рыхлой массе. Табак, 1968, № I.

50. Никитина Л.Н. Термодинамические параметры и коэффициенты массопереноса во влажных материалах. М., 1969.

51. Новосилетский В.И. Научно-технический прогресс в табаководстве и задачи дальнейшего развития научных исследований. Сб. НИР ВИТИМ, вып. . Краснодар, 1975.

52. Новосилетский В.И., Кузнецов Г.Я. Результаты испытаний табакоуборочного комбайна, к. Табак, № 3, 198I, с. 49-52.

53. ОСТ 70-IQ-I0-76 "Машины для послеуборочной обработки табака. Программа к методика испытаний". М., 1978.

54. Паша П.Г., Леонов И.П. Установка для сушки табака в гирляндах. A.c. № 93II4I. Бюллетень изобретений № 20 от 30.05.82 г.

55. Патрикеева Е.С. и др. Пути технологического совершенствования табакосушильного хозяйства Молдавии. Ж. Табак, № I, 1976, с. 48-52.

56. Патрикеева Е.С. Технологические исследования томления и сушки табака в условиях непрерывного процесса. Автореферат кандидат. диссертац. Краснодар, 1972.

57. Петренко А.Г. Практическое руководство по уборке, сушке, хранению и первичной обработке желтых папиросных Табаков. Краснодар, 1949, - с. 127.

58. Петренко А.Г., Наливко Г.В. Вопросы теории сушки табака в условиях высоких температур. Сб. НИР ВИТИМ, вып. 149. Краснодар, 1956.

59. Петрий А.И., Дьячкин И.И. и др. Интенсификация процесса сушки табака. Сб. НИР ВИТИМ, вып. 167. Краснодар, 1978. - с.20-21.

60. Петрий А.И., Тимошенко Е.А., Ивченко В.В. Ведомственные испытания сушилки типа "Балк-Кюринг" производства НРБ. Отчет о НИР ВИТИМ по теме 9. Краснодар, 1973.

61. Птицын С.Д. Зерносушилки. М., Машиностроение, 1966.

62. Иутякова И.К. Исследование рациональных типов зданий и сооружений производственных комплексов послеуборочной обработки табака в колхозах и совхозах. М., ЦНИИЭПсельстрой, 1973.

63. Рябинина А. О комбинированной сушке табака. Ж. Сельское хозяйство Молдавии, № 5, 1978, с. 61-63.

64. Скиба Г.М. Техника для уборки и послеуборочной обработки табака. Ж. Табак, № I, 1983, с. 38.

65. Смирнов А.И. Физиолого-биохимические основы обработки табачного сырья. М., Пищепромиздат, 1956. - с. 459.

66. Смирнов А.Ф. Сопротивление материалов. М., Высшая школа, 1976.

67. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин, т.1.- М., Машиностроение, i960.

68. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин, т. 2.- М., Машиностроение, i960.

69. Сташков М.Г. Сушка табака в плотной массе. Ж. Табак, № 4, 1982, с. 47-51.

70. Тимошенко Е.А., Загорнян Ф.И. и др. Сооружения и оборудование для интенсификации процессов послеуборочной обработки табака. Сб. НИР ВИТИМ, вып. 167. Краснодар, 1978. - с. 30-48.

71. Филоненко Г.З. Сушка пищевых растительных материалов. Известия вузов "Пищевая технология". M., 1971.

72. Хачатрян А.Ц., Петросян А.З. и др. Современный техническим уровень табакосушильных установок и перспективы их развития. Ж. " Известия с.-х. наук" № 4 МСХ Арм. ССР, Ереван, № 4, 1980. -с. 61-66.

73. Хачатрян А.Ц. Исследование технологии и разработка средств механизации для комбинированной сушки табака. Автореф. дисс. на соиск. ученой степени кандидата технических наук. НПО "Армсель-хозмеханизация", пос. Прошян Арм. ССР, 1981.

74. Цветков В.В. Установки для сушки табака в плотной массе 801 ТУ и УСТП-Ю. Ж. Табак, № 2, 1981. с. 8-13.

75. Явруян В.Н. Исследование технологического процесса сушки свежеубранных листьев табака. Автор, канд. дисс. Арм. СХИ. Ереван, 1975.

76. Ястребова А.И. Совершенствуются процессы подготовки табака к сушке. Ж. Табак, № I, 1978, с. 51- 53.

77. Георгиев 3. Модели за направлявано сушене на ориенталски тютюн. Болгар тютюн. Г. 20, бр. б, 1975, с. 28-33.

78. Парыанов Д., Ненов С. Изследоване на теплинен агрегатза сушене на едронолистни тютюни като обект на автоматично регу-лирине селскостоп. Тех., Г 15, № 2, 1978, с. 24-28.

79. S)or?av Ц. buln сийпо Ыят тш tvne ¿fo тощ.1. Ж, /т. « *

80. У&пяо/? W. Ц. btf/n сцьла Szbfö .2Mw-Obte, /ш.

81. М. £.£. S/sS/r #/£¿/7*. Jbwa/? W. H\cc&ues /ег ¿¿г&гся? Te&ccj £ /$<541. Vd. /? J3.3& .8,2. \fjomor? ck. я , sotat cwu/t? /аал^ев /et

82. Uenffo IV. И , ЗигЗу z^Occ/. #S/7£,

83. MJ/toM S. C, jy Mefrf, MmJ?, Vo£, ¿1, Рягссг 3.f J Вилл yj4J.83. ¿¿ало W. в. с&лби/гге: ^4 Tp&w, /Р/6 , pu.

84. Wd-ie/? £ в , Л. Sp&t Hensm IV. U, сягегм Же MeM <s G, Тиш* "¿Ш, ж ¿fae/rf, dü^

85. Зил/г Z M. ¿3, Ni; p №. №.