автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Технология и агрегат для вытопки воска из пчелиных сотов

003465814

Па правах рукописи

Рогов Алексеи Александрович

ТЕХНОЛОГИЯ И АГРЕГАТ ДЛЯ ВЫТОПКИ ВОСКА ИЗ ПЧЕЛИНЫХ СОТОВ.

Специальность 05.20.01 - технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

о

Рязань-2009

003465814

Работа выполнена на кафедре "Механизация животноводства" ФГОУ ВПО «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П. А. Костычева».

Научный руководитель: заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор Некрашевич Владимир Федорович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Макаров Валентин Алексеевич; кандидат технических наук, доцент Кнрссв Василии Константинович.

Ведущее предприятие: ГНУ «Научно-исследовательский институт

пчеловодства».

Защита состоится: "29 " апреля 2009 года в 12ю часов на заседании диссертационного совета Д 220.057.02 при ФГОУ ВПО «Рязанский государственный агротехнологический университет» по адресу: 390044, г. Рязань, ул. Костычева, д. 1.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ФГОУ ВПО «Рязанский государственный агротехнологический университет» и на сайте: \у\у\у.гцаЦ1.ги Автореферат разослан " " марта 2009 года.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 390044, г. Рязань, ул. Костычева, д. 1, Ученому секретарю диссертационного совета.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.В. Шемякин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из важнейших отраслей сельского хозяйства является пчеловодство. От пчелиных семей получают такие ценные продукты, как мед, пчелиный яд, прополис, воск, маточное молочко, перга, пыльцевая обножка и другие, которые широко используются в народном хозяйстве.

Воск является одним из важнейших продуктов пчеловодства. Он идет на изготовление вощины, используемой на пасеках для отстройки сотов пчелами, служит сырьем более чем в 50 отраслях промышленности. Пчелиный воск широко используют в радиотехнической, металлургической, лакокрасочной, текстильной промышленности, полиграфии, кораблестроении, гальванопластике, медицине и косметологии.

Потребность в воске очень велика, но пчеловодство отдаёт в промышленность всего лишь около 20% от общего выхода. Замена его другими сортами более дешёвого и доступного непчелиного воска вызывает ухудшение качества продукции и не всегда возможна.

Основной операцией в технологии заготовки воска является вытопка. От неё зависит количество и качество производимого воска.

Однако удовлетворению спроса воска препятствует тот факт, что применяемые способы и средства механизации вытопки воска являются «кустарными», малопроизводительными и не могут способствовать одновременной переработке больших объемов продукта.

Поэтому исследования, направленные на повышение эффективности процесса вытопки воска, являются актуальными, нужными и полезными.

Цель исследований. Повышение эффективности процесса вытопки воска путем разработки технологии, включающей разваривание воскового сырья в водяной ванне с последующей отпрессовкой в нагретом состоянии в прессе непрерывного действия, что обеспечивает большой выход воска высокого качества с меньшими затратами энергии, труда и средств на вытопку.

Объект исследований. Технологический процесс извлечения воска га воскового сырья в агрегате для вытопки воска.

Предмет исследований. Выявление взаимосвязей параметров и закономерностей технологического процесса вытопки воска из воскового сырья в агрегате для вытопки воска.

Методика исследований. Достижение поставленной цели осуществлялось теоретическими и экспериментальными исследованиями.

Теоретические исследования выполнялись с использованием основных законов и методов классической механики, теплотехники и математики.

Экспериментальные исследования выполнены на специально изготовленных установках с использованием стандартных и частных методик с применением методов планирования эксперимента.

Обработка результатов полученных экспериментальных данных проводилась методами математической статистики с применением ЭВМ.

Научная новизна заключается в том, что в процессе вытопки воска из воскового сырья сначала осуществляется его разваривание в нагретой водяной

ванне, а затем отфильтровывание и отпрессовка его в горячем состоянии в прессе непрерывного действия, в результате чего увеличивается выход воска, снижаются затраты энергии, улучшается качество.

Новизна технического решения подтверждена двумя патентами РФ на полезную модель № 65342 «Водяная воскотопка-воскопресс» и №75538 «Агрегат для вытопки воска».

Практическая ценность и реализация работы. Разработанный агрегат для вытопки воска позволяет увеличить выход воска, снизить время, затраты труда и энергии на процесс вытопки воска. Опытно - производственный образец агрегата для вытопки воска испытан в Проблемной научно-исследовательской лаборатории гранулирования и брикетирования кормов Рязанского ГАТУ, ГУЛ РО «Рязанская пчела» и частных пасеках Рязанской области.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических конференциях Рязанской ГСХА (г.Рязань) в 2005 - 2008 г., на научно-практических конференциях «Инновационные технологии в пчеловодстве» Академии пчеловодства (г. Рыбное), 2005 -2007 г.

Защищаемые положения:

предложенная технология и конструктивно-технологическая схема агрегата для вытопки воска;

показатели физико-механических, теплофизических и адгезионных свойств воска и воскового сырья;

- теоретические зависимости, обосновывающие конструктивно-технологические параметры агрегата для вытопки воска;

- оптимальные технологические параметры процесса вытопки воска и режимы работы агрегата;

- результаты проверки предложенной технологии в производственных условиях и рекомендации производству.

Публикации. По основным положениям диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 2 входят в перечень ВАК РФ и 2 патента на полезную модель РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из реферата, введения, пяти разделов, выводов, списка использованной литературы, включающем 136 наименований, приложений. Работа изложена на 161 странице машинописного текста, из которых основной текст содержит 128 страниц и иллюстрирован 43 рисунками и 7 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы и ее народнохозяйственное значение. Приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе «Анализ способов и средств для вытопки воска из пчелиных сотов» на основании анализа литературных источников описаны об-

ласти использования воска в народном хозяйстве, приведен обзор способов и средств механизации вытопки воска. Обоснована необходимость в создании специализированного агрегата для вытопки воска.

В создание современной теории и оборудования для вытопки воска из воскового сырья большой вклад внесли такие ученые, как М.Д. Оржевский, А. Рут, Л.В. Давыдов, А.Ф. Губин, В.Ф. Некрашсвич, Ритше, В.А. Темнов, С.А. Добро-ходов, М. Громиш, В.П. Горячкин, Я. Ондраш, И. Халифман, В.Г. Чудаков, Т.В. Кован, А.Н. Ярцев, Н.П. Иойриш, И.В. Сластэнский и другие.

Для выполнения указанной цели диссертационной работы поставлены следующие задачи исследования:

1 - изучить физико-механические, теплофизические и адгезионные свойства воска и воскового сырья;

2 — разработать технологию и конструктивно-технологическую схему агрегата для вытопки воска из воскового сырья;

3 - обосновать теоретически и экспериментально параметры и режимы вытопки воска на разработанном агрегате;

4 - произвести проверку режимов вытопки на разработанном агрегате в производственных условиях;

5 - оценить экономическую эффективность процесса вытопки воска из воскового сырья.

Во втором разделе «Физико-механические и теплофизические свойства воскового сырья и воска» изложена программа и методика исследований, приведены методы определения влажности, объемной массы коэффициента внутреннего трения, коэффициентов трения о сталь в покое и в движении, коэффициента вязкости воска, теплофизических и адгезионных свойств. Дано описание используемых для проведения опытов приборов и измерительной аппаратуры. В ходе проведенных исследований получены следующие результаты. Относительная влажность воскового сырья составила 4,0 - 4,5%. Из чего следует, что восковое сырьё мало гигроскопично и плохо вбирает влагу из окружающей среды.

Среднее значение объемной массы измельченного воскового сырья составляет при размере частиц менее 2,0мм 308 кг/м3, при увеличении среднего размера частиц до 7,0мм объемная масса уменьшается до 251 кг/м3.

Коэффициенты трения для частиц с размерами 2,0-4,5мм и 4,5-7,0мм практически равны и находятся в пределах 0,62 - 0,926 в покое и 0,249 - 0,5914 в движении, при температуре 5 - 25°С. При температуре 5°С коэффициенты трения между собой различаются незначительно независимо от размера частиц.

При исследовании адгезионных свойств воскового сырья установлено, что с увеличением температуры липкость воскового сырья значительно возрастает. При температуре 5°С показатель липкости составил 0,31 кПа, при увеличении температуры до 25°С показатель липкости увеличился до 2,18 кПа.

Увеличение температуры расплавленного воска с 70 до 90 °С вызывает снижение его вязкости с 13,9 до 12,2 Па с.

При исследовании теплофизических свойств воскового сырья установлено, что с увеличением температуры и среднего размера частиц воскового сырья те-нлофизическис показатели увеличиваются.

При увеличении температуры воскового сырья с размером частиц 4,57,0мм от 24° до 32°С происходит увеличение коэффициента температуропроводности от 14,9-10"8 до 49,1-10"8 м2/с, коэффициента теплопроводности от 0,08 до 0,42 Вт/(м-°С) и удельной теплоемкости от 1,05 до 1,64 кДж/(кг°С).

В третьем разделе «Теория процесса вытопки воска из воскового сырья» дано описание конструктивно-технологической схемы агрегата для вытопки воска из воскового сырья и его параметрической модели, проведено теоретическое исследование рабочего процесса агрегата для вытопки воска, в результате которого получены аналитические зависимости для расчета ее конструктивно-технологических параметров. Установлено влияние конструктивных параметров на производительность агрегата.

Конструктивно-технологическая схема агрегата для вытопки воска изображена на рисунке 1.

1

1 - бункер; 2 - подающий шнек; 3 - бак; 4 - крышка; 5 - воскосборник; 6 -ТЭН; 7 - лоток для слива воска; 8 -корпус пресса; 9 - сетка; 10 - регулировочный винт; 11 - прессующий шнек; 12. - ёмкость для сбора чистого воска; 13 -ёмкость для выжимок; 14 - смотровое окно; 15 - патрубок.

Рисунок 1 - Конструктивно-технологическая схема агрегата для вытопки воска.

Агрегат для вытопки воска состоит из водяной воскотопки и воскопресса.

Водяная воскотопка состоит из механизма для подачи воскосырья, который представляет собой бункер 1, подающий шнек 2, соединяющий бункер 1 с баком 3 для разваривания сырья. Бак 3 снабжён крышкой 4, воскосборником 5, смотровым окном 14 и тепловым электрическим нагревателем (ТЭНом) 6.

Воскопресс состоит из корпуса 8, лотка для слива воска 7, сетки 9, регулировочного винта 10, прессующего шнека 11, а также ёмкостей 12 и 13 для сбора соответственно чистого воска и выжимок.

Агрегат для вытопки воска работает следующим образом. В бункер 1 засыпается восковое сырьс. В бак 3 заливается вода ниже верхней кромки воронки. ТЭН 6 подключается к электрической сети. После нагрева воды в баке, включается в работу подающий шнек 2, который перемещает восковое сырьё из бункера 1 в нижнюю часть бака. Так как температура плавления воска 6366 С, то, попав в воду, нагретую до 80°С, воск начинает плавиться и всплывать на поверхность воды. С течением времени уровень в баке увеличивается за счёт подачи новой порции воскового сырья (за уровнем наблюдаем через смотровое окно 14) и растопленное восковое сырьё переливается через края воскосборника 5 и попадает в патрубок 15, а далее в загрузное отверстие шне-кового пресса. В результате вращения прессующего шнека 11, расплавленное восковое сырьё подпрессовывается, воск проникает через сетку 9 и стекает в ёмкость 12 для воска, а выжимки через вьнрузное отверстие в ёмкость 13 для выжимок. Подпрессовка сырья регулируется регулировочным винтом 10. Корпус воскопресса встроен в бак, что позволяет восковому сырью находиться в расплавленном виде, облегчает работу пресса, увеличивает выход воска из сырья.

Количество теплоты, требуемое на процесс вытопки воска (Qn0T) определяется по формуле

QnoT. Qbocks +С>1ЮДЬ, +QyCT.. + Qn + Qn В, ДЖ (1)

Количество теплоты (Q„OT) складывается из количества теплоты, необходимого для разогревания воскового сырья (Омска), для нагревания воды (QB0J,ы), для нагревания установки (QycT), а также из количества теплоты, необходимой для компенсации потерь в окружающую среду (Qn) и потерь с водой (Qn в), вытесненной при подаче очередной порции воскосырья. Все составляющие рассчитываются по известным формулам.

Определив Qn0T и задав время разогревания установки, можно рассчитать потребную мощность ТЭНа по формуле

Мин. =Q„,r'W Вт (2)

Таким образом, мощность ТЭНа зависит от массы разогреваемых материалов: воскового сырья, воды, а также от размеров и материала бака, начальной и требуемой температур воскового сырья и горячей воды, температуры окружающего воздуха и времени разогревания установки.

При вращении шнека и подачи разваренного воскового сырья происходит фильтрация воска через фильтр-сетку, а осадок, находящийся на ней, счищается и транспортируется в конец шнека, где сжимается, жидкий воск из осадка частично отпрессовывается и через фильтр-сетку попадает в ёмкость для воска, а выжимки в другую ёмкость. Схема шнекового пресса представлена на рисунке 2.

ь

Рисунок 2 - Схема шнекового пресса.

Примем следующие основные допущения:

1 - разваренное восковое сырьё, поступающие в пресс, будет рассматриваться в виде двухфазной дисперсной среды, состоящей из твердых частиц и расплавленного воска, заполняющего поры между ними;

2 - изменение объёма соответственно и количества жидкого отжимаемого продукта происходит за счет уменьшения пористости при увеличении внешнего давления, а объём твердых частиц материала остаётся практически неизменным;

3 - рассматривается полностью восконасыщенный материал с наличием в порах свободного, несжимаемого и гидравлически непрерывного воска.

Используем для определения скорости выхода воска уравнение Пуазейля

= (3)

32/и

где 3 - скорость движения воска в отверстии фильтра-сетки, м/мин;

Ар - разница давлений воска над фильтрующим слоем и давлением его

при выходе из фильтра-сетки, кг/м2; <]с - диаметр отверстия фильтра-сетки, м; I - толщина фильтра-сетки, м; // - вязкость воска, Па с.

Движущая сила процесса фильтрации - это разница между давлением воска над фильтрующим слоем и давлением его при выходе из фильтра-сетки.

Др=р,-р2, (4)

где р, - давлений воска, создаваемое шнеком над фильтром-сеткой, кг/м'; р2 - давлений воска при выходе из фильтра-сетки, кг/м2.

Расход воска (ц^)через одно отверстие фильтра-сетки

—л 2

Ч!м3/мин (5)

4

Учитывая (3) получим

. ttd,2 Ap-dfi2_ Ap-da> 4 32(ii 32(it '

где ф = — - величина зависящая от формы отверстия фильтра-сетки. 4

Если площадь фильтрационной сетки равна W м2, а число отверстий на единице площади равно z, то за т' минут протечёт воска

K = qV\Vz, (7)

где К - количество отфильтрованного воска, м3; время фильтрации, мин; W - площадь фильтрационной сетки, м2; г - число отверстий на единице площади.

Перепишем уравнение (7) с учётом выражения (6), получим

к = AP4>T\WZ) (8)

32щ

Основной задачей фильтрации является определение скорости фильтрации в зависимости от различных факторов, влияющих на это явление.

Скорость фильтрации - это количество профильтрованного воска за единицу времени, отнесённое к единице фильтрующей поверхности.

Следовательно

(9)

xW

где С] - скорость фильтрации, м/мин.

Подставив в (9) формулу (8) получим c, = Ap1Oz 32щ

На стабильность работы предлагаемого пресса влияют формирование и держание «пробки» из отфильтрованного продукта в зоне выходного окна шне-ковой камеры. Устойчивость «пробки» в первую очередь зависит от длины участка уплотнения, расположенного между концом последнего витка шнека и торцевой части корпуса.

Опираясь на работы целого ряда авторов (Груздев И.Э., Мирзоев Р.Г., Яиков Р.В., Орешкина М.В. и др.) обоснуем теоретически оптимальную длину зоны уплотнения применительно к нашему прессу.

Рассмотрим равновесие элементарного слоя материала толщиной dx на расстоянии z от торцевой части корпуса-оси Н-Н (рис. 3).

Р: и (P-+dP7) - нормальные давления на расстоянии z и (z+dz) от оси II-H;

qx - боковые давления твёрдой фазы по наружной и внутренней поверхностям шнековой камеры;

^ =4« л-D-dx- сила 'фения слоя по наружной поверхности шнека;

F2 - qx •/2-71-d-dx- сила трения твёрдой фазы по внутренней поверхности

шнековой камеры.

Рисунок 3 - Схема к расчёту длины зоны уплотнения.

Уравнение равновесия запишется в следующем виде

^3„,ф-(Р! + <1Г1)5„ф+Чх-/1-х-й-с£с + Чх-/2-х-<1-ах = 0, (11)

где ф - площадь поперечного сечения выделенного слоя твёрдой фазы,

(12)

D и d- соответственно внутренний диаметр камеры и наружный диаметр вата шнека, м;

коэффициент внешнего трения твёрдой фазы по внутренней поверхности шнековой камеры;

/2- коэффициент внешнего трения твёрдой фазы по наружной поверхности вала шнека.

Боковое давление связано с осевым следующим соотношением а. = о Г ,

где а - коэффициент бокового распора.

После подстановки из уравнения (12), учитывая, что в шнековой камере на участке отжатая процесс удаления жидкого воска в основном завершается, то примем допущения, что f^fva = const. После интегрирования, соответствующих преобразований, подставляя вместо Р1 и z значения соответственно Р (максимальное давление прессования на последнем витке шнека) и длину шнековой камеры I и решая относительно I уравнение примет вид

^(fflTfrj) '

Однако выражение (13) не учитывает то, что, дойдя до сечений, ограниченных размерами выходного окна (рис. 4) продукт меняет направление движения с осевого на радиальное.

(13)

Значение длины зоны уплотнения можно определить из выражения

1 = 1'+ (14)

где /'- длина части камеры с движением твёрдой фазы в осевом направлении, м;

а, - ширина выходного окна, м.

Выражая I и а, через параметры прессования, подставляя полученные значения длины /' в выражение (14) получим уточнённое выражение для определения длины зоны уплотнения

1 (\пР 1п д) - (о-' - )+- а, (/,/>+/2а)

Отжатый продукт выводится радиально из камеры на участке шириной а,. Здесь происходит изменение движения материала на перпендикулярное, твёрдая фаза движется слой по слою. Давление удаления жидкой фазы регулируется размерами выходного окна. При изменении размера а, изменяется соответственно осевое давление Рс и <ув (боковое давление на выходе из окна). Давление удаления жидкой фазы Р контролируют по изменению (¡в. Зная эту зависимость можно оперативно регулировать давление удаления жидкого воска.

Для определения необходимой зависимости, рассмотрим равновесие элементарного слоя Ар в момент сдвига его в направлении выходного окна (рис. 4). Примем следующие допущения:

1-материал за счёт бокового давления движется строго радиально (перпендикулярно осевому направлению);

2-толщина элементарного слоя твёрдой фазы равна ширине окна а, в любом сечении.

При действии, возникающих в процессе уплотнения, осевых давлений , боковых давлений слева цх и справа (цх - ¿¿/^ относительно слоя, равнение равновесия будет

Ч А, - (4« +¿4*)' ^ф ~ г/А ■ /„ ■ = 0 (16)

где - площадь поперечного сечения элементарного слоя сжатой твёрдой фазы, м2, равная 8тф = 1жрт ■ а.; /„ - периметр поперечного сечения слоя, м; /ш - коэффициент внутреннего трения продукта. После соответствующих преобразований формула примет вид

с

1п —-1п Ча V 2(7 ■(02-с12) + 4а-а,(/,0 + /2с1) /

1 + ехр -¿¿-(В-с!) а-а,

_____

Анализируя выражение (17) можно отметить, что длина зоны уплотнения шнекового пресса при известных диаметрах шнековой камеры и вала шнека зависит от силового фактора физико-механических свойств материала

(<*■>/„,/и/г) и конструктивного параметра (а,).

Таким образом, зная значения перечисленных факторов, можно по выражению (17) определить оптимальную длину зоны уплотнения, при которой будет стабильно работать предлагаемый пресс.

Производительность пресса один из основных показателей, который учитывается при выборе того или иного устройства.

Выражение для определения объемной производительности

С, =тг(0 z)■tga~\■cos,^p■(\'tg<p■ctgco) (18)

где О, - производительность шнекового пресса, м3/с; п - частота вращения шнека, мин"1; <р - угол подъема винтовой линии шнека, град;

а - угол между направлением движения материала и плоскость боковых поверхностей винтовой нарезки, град; а- ширина шнекового канала, м; И - глубина шнекового канала, м. В четвертом разделе «Исследование процесса вытопки воска в лабораторных условиях« изложена программа и методика исследований, приведено описание лабораторного агрегата, оборудования и приборов, представлены результаты экспериментов. Обработка полученных данных производилась согласно приведенной методике статистической программой (^аГ^^са 6.0» с помощью ПЭВМ РС. Лабораторные исследования проводились в Проблемной научно-исследовательской лаборатории 1ранулирования и брикетирования кормов ФГОУ ВПО «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П. А. Костычева».

Исследования проводились в несколько этапов.

На первом этапе испытания проводились на паровой воскогоике ВТП, с целью определения влияния размера частиц и давления прессования на процесс вытопки воска. Были получены графические зависимости влияния размера частиц воскового сырья на выход воска (рис. 5) и на время вытопки воска (рис. 6).

Из представленной графической зависимости видно, что с увеличением размера частиц воскового сырья выход воска увеличивается. При размере частиц менее 1мм выход воска составляет 305г из 1кг воскового сырья. С увеличением размера частиц до 60мм выход чистого воска увеличивается более чем вдвое и составляет 700г. Увеличение размера частиц воскового сырья более 60мм не приводит к значительному увеличению выхода воска.

0 25 50 75 100 2, мм.

Рисунок 5 - Графическая зависимость влияния размера частиц воскового сырья на выход воска.

Размер частиц воскового сырья влияет не только на выход воска, но также и на продолжительность процесса его вытопки. Из графической зависимости (рис. 6) видно, что с увеличением размера частиц время вытопки уменьшается. При размере частиц воскового сырья менее 1мм воск вытапливается за 4 часа 30 минут, а при размере - 60-120мм в среднем за 2-2,5 часа. Следовательно, оптимальным размером частиц воскового сырья следует считать 50-60мм для паровой вытопки.

1.4

4.5 4

3,5 3

2,5 2

0 25 50 75 100 т., мм

Рисунок 6 - Графическая зависимость влияния размера частиц воскового сырья на время вытопки воска.

Для определения совместного влияния размера частиц воскового сырья и давления прессования разваренного воскового сырья на выход воска был проведен 2-х факторный эксперимент.

В результате статистической обработки экспериментальных данных была получена математическая модель зависимости размера частиц воскового сырья и давления прессования разваренного воскового сырья на выход воска (рис. 7)

О = 295,2738 + 9,5551 • г + 0,0063 ■ Р - 0,0512 • г2 + 3,703 7 £ ~ 5 -г ■ Р + 5,3498£ - вР2 (19)

■ 700

ЕЗ 5оо

Ш 400

И зоо

Рисунок 7 - Графическая зависимость влияния размера частиц воскового сырья и давления прессования разваренного воскового сырья на выход воска.

Из графической зависимости, представленной на рисунке 7, видно, что выход воска можно также увеличить, приложив к разваренному восковому сырью дополнительное давление. Так наибольшего выхода воска, а именно 740г, из 1кг воскового сырья можно достичь, перетапливая восковое сырьё размером 61 -121 мм, приложив во время вытопки к нему давление 1800 Па.

Из этого можно сделать вывод, что для увеличения выхода воска из воскового сырья недостаточно только разваривания, необходимо также его отпрес-совка, позволяющая добиться максимального выхода чистого воска.

На втором этапе производились исследования, направленные на определение оптимальных режимов работы агрегата для вытопки воска.

Был проведен 2-х факторный эксперимент. В результате статистической обработки экспериментальных данных была получена математическая модель зависимости времени выдержки и температуры при разваривании воскового сырья на выход воска

0 =-4185,2222+103,9333-м 21,6833-Г-0,5967-/2-0,055-г-Г-0,1542-712 (20)

Статистический анализ этого уравнения показал, что данное уравнение достаточно точно описывает исследуемую зависимость. Графическое изображение полученной модели показано на рисунке 8.

Из графической зависимости, представленной на рисунке 8, видно, что при температуре 80°С и времени выварки 20мин выход воска с 1 кг сырья составляет

всего 596г. При выдержке более 30 минут и температуре 80°С выход воска увеличивается незначительно и колеблется от 773 до 787г с 1 кг сырья, С повышением температуры более 80°С выход воска увеличивается незначительно. Проведя ряд опытов, нами было замечено, что нагрев воскового сырья выше 80 С оказывает отрицательное влияние на его качество. Следовательно, оптимальными параметрами вытопки воска являются: температура процесса 80°С, время выварки 30 минут.

■ 800 И 700

Ы 600

11 400

Рисунок 8 - Графическая зависимость влияния времени выдержки и температуры при разваривании воскового сырья на выход воска.

В агрегате для вытопки воска кроме вываривания воскового сырья происходит ещё и его прессование с помощью конического шнекового пресса. Одной из основных характеристик воскопресса является давление прессования. Устройство воскопресса позволяет изменять давление прессования за счёт изменения площади отверстия для выхода вытопок.

Поэтому была получена графическая зависимость влияния площади выходного отверстия пресса на давление прессования (рис. 9), создаваемое прессом.

р, Па - -----------------,-------,-------

25000 —--------------------

20000 ----——-----

15000 ——^¿г— У ~ 16'736х2 - 1438>8* + 37315

5°°:___^^ :

10 20 30 40 и, мм2

Рисунок 9 - Графическая зависимость влияния площади выходного отверстия пресса на давление прессования.

._у = 16,736х2 - 14S8.8X + 37315.

! 1 1 i

Из графической зависимости видно, что представленный воскопресс способен создать давление прессования в диапазоне от 4339 Па до 23430 Па. Это возможно добиться, уменьшая площадь выходного отверстия от 50 мм2 до 10мм2.

Одним из важнейших параметров, характеризующих работу любого устройства, извлекающего воск из воскового сырья, является восковитость вытопок. Была получена графическая зависимость влияния площади выходного отверстия пресса на восковитость вытопок (рис. 10). м,%

70 60 50 40 30 20

10 20 30 40

Рисунок 10 - Графическая зависимость влияния площади выходного отверстия пресса на восковитость вытопок.

Из графической зависимости видно, что наименьшая восковитость вытопок наблюдается при площади выходного отверстия 10 мм2 и составляет 35,1% воска. Увеличивая площадь отверстия начиная с 20 мм2 доля воска в вытопках начинает расти, и с 40 мм2 значения восковитости практически перестают изменяться и составляют 66-69%. Следовательно, рациональная площадь выходного отверстия 10-20 мм", что позволяет добиться выхода вытопок с восковито-стью не более 35-38%.

Завершающим этапом в исследованиях является выявление влияния основных параметров процесса на удельные затраты энергии.

В результате рырессионного анализа было получено уравнение регрессии, учитывающие влияние параметров процесса вытопки воска на удельные затраты энергии

Э„»= 1,16667- 0,120903-7'+ 0,00295185-7^ - 0,0370019-/'+ 0,00481481-7\Р + +Ь,00183558-Р2 + 0,0427998-* + 0,00330247-Т-( - 0,00161073-Р-г - 0,0070819-^ (21)

где Т-температура выдержки, °С; Р - давление прессования, кПа; г - время выдержки, с.

На рисунке 11 представлена графическая зависимость влияния температуры и давления прессования при вытопке воскового сырья на удельные энергозатраты, при времени выдержки 30 минут.

Из графической зависимости, представленной на рисунке 11, видно, что наиболее экономичный, а именно 272 Вт-ч /кг, и эффективный режим работы агрегата для вытопки воска достигается при температуре процесса 80°С, времени вываривания 30 минут, давлении прессования 24 кПа.

123 240 в 220

Рисунок 11 - Графическая зависимость влияния температуры и давления прессования при вытопке воскового сырья на удельные энергозатраты, при времени выдержки 30 минут.

Б пятом разделе «Исследование агрегата для вытопки воска в производственных условиях и экономическая эффективность его применения» изложена программа, методика и результаты исследований, определена экономическая эффективность применения агрегата для вытопки воска.

С использованием результатов лабораторно-опытных данных в проблемной научно-исследовательской лаборатории гранулирования и брикетирования кормов ФГОУ ВПО «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева» был разработан, изготовлен и испытан опытно-производственный образец агрегата для вытопки воска (рис. 12), со следующими техническими характеристиками: объём бункера-300 см3, диаметр винта подающего шнека-8см, объём воскосборника-95см3, наибольший диаметр винта прессующего шнека-4см, наименьший диаметр винта прессующего шнека-Зсм, длина прессующего шнека-15см, площадь фильтрационной сетки пресса-77см2, размер отверстий фильтрационной сетки пресса-0,01 ><0,01см. Производственные испытания проводились в ГУН РО «Рязанская пчела».

Производственными исследованиями установлено, что предложенная конструкция агрегата для вытопки воска работоспособна. Подтверждён птималный режим работы агрегата для вытопки воска: температура для разваривания воскового сырья - 80°С; время выдержки - 30 мин; давление прессования - 24кПа. При этом необходимое количество воскового сырья для осуществления процесса вытопки воска составляет 2,5кг, а воды - 6,5кг. Производительность агрегата по выходу готовой продукции 2,2 кг/ч, удельные энергозатраты составляют 0,272кВт-ч/кг и удельные затраты труда - 0,44 чел-ч/кг

Применение агрегата для вытопки воска из воскового сырья экономически более целесообразно, так как он имеет преимущество по основным технико-

экономическим показателям но сравнению с паровой воскотопкой ВТП. Годовой экономический эффект при оценке по показателю прироста прибыли при обработке 148 кг воскового сырья составил 8372 рубля, а экономия затрат труда от использования нового агрегата для вытопки воска из воскового сырья составила 1 !5чел-ч. Срок окупаемости - 1,79 года

1-бункер; 2-бак; 3-термометр; 4-смотровое окно; 5-устройство для измерения давления прессования; 6-воскопресс; 7- мотор-редуктор; 8-подающий шнек; 9- электродвигатель привода подающего шнека.

Рисунок 12 - Общий вид опытно-производственного агрегата для вытопки воска.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

На основании результатов выполненных теоретических и экспериментальных исследований можно сделать следующие выводы и рекомендации производству.

1. На основании анализа существующих способов извлечения воска из воскового сырья предлагается технология, которая должна включать разваривание воскосырья в горячей воде с последующим отфильтровыванием и отжимом из него жидкого воска в разогретом состоянии.

Агрегат для вытопки воска должен содержать бункер для воскосырья, шнек для перемещения сырья, бак с разогретой водой, воскосборник и шнеко-вый воскопресс, встроенный в бак. Рабочий процесс агрегата должен быть организован следующим образом. Восковое сырьё из бункера шнеком направляется в бак с нагретой водой, где разваривается, а затем поданной очередной порцией вытесняется из бака и, попадая в шнековый пресс, разделяется на воск и вытопки.

2. Установлено, что значение объемной массы измельченного воскового сырья составляет при размере частиц менее 2,0мм 308 кг/м3, при увеличении размера частиц до 7,0мм объемная масса уменьшается до 251 кг/м3. Угол естественного откоса воскосырья находился в пределах 33- 35°, а влажность - 4,04,5%.

Установлено, что с увеличением температуры увеличивается коэффициент трения воскового сырья и, чем меньше его частицы, тем больше коэффициент трения. Коэффициенты трения при температуре 5 - 25°С частиц воскосырья с размерами 2,0-4,5мм и 4,5-7,0мм практически равны и находятся в пределах 0,62 — 0,926 в покое и 0,249 -- 0,5914 в движении, при температуре 5 - 25°С.

Установлено, что с увеличением температуры липкость воскового сырья значительно возрастает. При температуре 5°С показатель липкости составил 0,31 кПа, при увеличении температуры до 25°С показатель липкости увеличился до 2,18 кПа.

Увеличение температуры расплавленного воска с 70 до 90°С его вязкость уменьшается с 13,9 до 12,2 Пас.

Установлено, что с увеличением температуры и среднего размера частиц воскового сырья теплофизические показатели увеличиваются.

При увеличении температуры восковою сырья с размером частиц менее 2,0мм от 24° до 32°С происходит увеличение коэффициента температуропроводности от 8,7-10"8 до 38,МО"8 м2/с, коэффициента теплопроводности от 0,032 до 0,29 Вт/(м-°С) и удельной теплоемкости от 0,44 до 1,18 кДж/(кг-°С). При увеличении температуры воскового сырья с размером частиц 4,5-7,0мм от 24° до 32°С происходит увеличение коэффициента температуропроводности от 14,9Т0"8 до 49,1-10"8 м2/с, коэффициента теплопроводности от 0,08 до 0,42 Вт/(м °С) и удельной теплоемкости от 1,05 до 1,64 кДж/(кг-°С).

3. Количество теплоты, требуемое на процесс вытопки воска в агрегате, складывается из количества теплоты, необходимого для разогревания воскового сырья, для нагревания воды, для нагревания установки, а также из количества теплоты, необходимой для компенсации потерь в окружающую среду и с водой, вытесненной при подаче очередной порции воскосырья.

4. Процесс извлечения воска из разваренного воскового сырья, осуществляемый в шнековом прессе, можно разделить на две характерные зоны: от загрузочной горловины пресса до окончания последнего витка шнека - зона фильтрации, от конца последнего витка шнека до выгрузного окна - зона уплотнения.

Теоретически установлено, что скорость фильтрации зависит от диаметра отверстий, толщины фильтрующей сетки, числа отверстий на единице фильтрующей площади и вязкости воска.

Длина зоны уплотнения шнекового пресса, которая при известных диаметрах шнековой камеры и вала шнека зависит от давления при удалении жидкой фазы, бокового давления на выходе из окна, ширины окна, коэффициентов бокового распора, внутреннего трения продукта, внешнего трения твёрдой фазы по внутренней поверхности шнековой камеры и внешнего трения твёрдой фазы по наружной поверхности вала шнека.

Теоретически установлено, что производительность пресса зависит от среднего диаметра поперечного сечения шнековой камеры, ширины и глубины шнекового канала, частоты вращения шнека, угла подъема винтовой линии шнека, угла между направлением движения материала и плоскостью боковых поверхностей винтовой нарезки.

5. Экспериментально установлено, что разваривание воскового сырья целесообразно производить в водяном баке при температуре воды 80°С в течение 30 минут, а отфильтровывание и отжим жидкого воска в шнековом прессе при давлении 24 кПа. Установлено, что при указанном давлении извлекается 90,1% воска из 1кг воскового сырья восковитостью 85,7%, а восковитость вытопок составляет 35,1%.

6. В ходе производственных испытаний агрегата для вытопки воска установлено, что при заполнении бака 6,5л воды и подаче в него 2,5кг воскового сырья производительность агрегата составляет 2,2кг/ч по выходу готовой продукции. При этом на вытопку 1 кг воска затрачивается 0,272кВт-ч/кг электроэнергии и 0,44 чел-ч/кг труда.

7. Годовой экономический эффект вытопки воска на предлагаемом агрегате по сравнению с паровой воскотопкой ВТП составляет 8372 рубля, а экономия труда - 115чел-ч, при объёме переработки 148кг воскового сырья. Срок окупаемости агрегата составляет 1,79 года.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

в изданиях, указанных в «Перечне ... ВАК»

1. Некрашевич В.Ф. Определение коэффициента вязкости воска методом Стокса. / Некрашевич В.Ф., Кипарисов Н.Г., Лузгин Н.Е., Панфилов И.А., Рогов A.A. // Пчеловодство. - Пчеловодство, №10,2006. - С. 48-49.

2. Некрашевич В.Ф. Водяная воскотопка-воскопресс. / Некрашевич В.Ф., Рогов A.A. // Пчеловодство. - Пчеловодство, №9,2007. - С. 48.

в других изданиях

3. Патент на полезную модель №65342 РФ. Водяная воскотопка-воскопресс / В.Ф. Некрашевич, A.A. Рогов (РФ). № 2007102624/22; Заявлено 23.01.2007; Опубл. 10.08.2007 Бюл. № 22.

4. Патент на полезную модель №75538 РФ. Агрегат для вытопки воска. / В.Ф. Некрашевич, A.A. Рогов (РФ). № 2008111095/22; Заявлено 24.03.2008; Опубл. 20.08.2008 Бюл. № 23.

5. Рогов A.A. Способы переработки воскового сырья / Рогов A.A. // Инновационные технологии в пчеловодстве. - Рыбное, 2006. - С. 173-175.

6. Некрашевич В.Ф. Исследования процесса вытопки воска. / Некрашевич В.Ф., Рогов A.A. // Интенсивные технологии производства продуктов пчеловодства, их переработка и применение. - Рыбное, 2007. - С. 79-81.

7. Некрашевич В.Ф. Влияние способа вытопки на выход воска. / Некрашевич В.Ф., Рогов A.A. // Интенсивные технологии производства продуктов пчеловодства, их переработка и применение. - Рыбное, 2007. - С. 81-82.

8. Рогов A.A. Агрегат для извлечения воска из сотов / Рогов A.A., Некрашевич В.Ф. - Материалы научно-практической конференции 2007 - Рыбное, 2007.

Бумаг а офсетная. Гарнитура Times. Печать ризографнческая.

Усл. печ. л. 1.Тираж 100 экз. Заказ № 202 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А.Костычева» 390044 г. Рязань, ул. Костычева, 1 Отпечатано в издательстве РГАТУ

Реферат.

Условные обозначения.

Введение.

1. Анализ способов и средств для вытопки воска из пчелиных сотов.

1.1. Использование воска в народном хозяйстве.

1.2. Анализ существующих способов извлечения воска из пчелиных сотов.

1.3. Анализ средств для вытопки воска из пчелиных сотов.

1.4. Анализ выполненных исследований по извлечению воска из пчелиных сотов.

1.5. Постановка проблемы, цель работы и задачи исследований.

2. Физико-механические и тепло физические свойства воскового сырья и воска.

2.1. Программа и методика исследований.

2.1.1. Методика определения влажности и объемной массы воскового сырья.

2.1.2. Методика определения угла естественного откоса и коэффициентов трения воскового сырья.

2.1.3. Методика определения влияния температуры на адгезионные свойства.

2.1.4. Методика определения вязкости воска.

2.1.5. Методика определения теплофизических характеристик воскового сырья.

2.2. Результаты исследований.

Выводы.

3. Теория процесса вытопки воска из воскового сырья

3.1. Конструктивно-технологическая схема агрегата для вытопки воска.

3.2. Тепловой баланс агрегата.

3.3. Параметрическая модель процесса вытопки воска.

3.4. Процесс фильтрации разваренного воскового сырья в шнековом прессе.

3.5. Обоснование длины зоны уплотнения шнекового пресса.

3.6. Обоснование основных параметров шнекового пресса.

Выводы.

4. Исследование процесса вытопки воска в лабораторных условиях.

4.1. Программа исследований.

4.2 Методика исследований.

4.3. Результаты исследований.

4.3.1. Результаты исследований по определению влияния размера частиц воскового сырья на выход воска и время вытопки.

4.3.2. Результаты исследований по определению влияния размера частиц воскового сырья и давления прессования разваренного воскового сырья на выход воска.

4.3.3. Результаты исследований по определению влияния времени выдержки и температуры при разваривании воскового сырья на выход воска.

4.3.4. Результаты исследований по определению влияния площади выходного отверстия пресса на давление прессования и восковитость вытопок.

4.3.5. Результаты исследований по определению влияния времени выдержки, температуры и давления прессования при вытопке воскового сырья на удельные энергозатраты.

Выводы.

5. Исследование агрегата для вытопки воска в производственных условиях и экономическая эффективность его применения.

5.1. Программа и методика исследований.

5.1.1. Описание устройства и принципа работы производственного образца агрегата для вытопки воска.

5.1.2. Методика испытаний агрегата для вытопки воска

5.1.3. Методика определения оптимального соотношения воды и воскового сырья для процесса вытопки воска с помощью агрегата.

5.2. Результаты испытаний.

5.3. Результаты определения оптимального соотношения воды и воскового сырья для процесса вытопки воска.

5.4. Экономическая эффективность применения агрегата для вытопки воска.

Выводы.

В 2006 году в России были приняты к исполнению 4 национальных проекта, один из которых о развитии АПК. Ежегодно в Рязанской области увеличивается валовой сбор сельскохозяйственных культур, однако это увеличение связано в большей степени с увеличением посевных площадей. Но валовой сбор можно увеличивать путем повышения урожайности.

Пчеловодство — отрасль сельского хозяйства, значение которой определяется, с одной стороны, рядом ценных продуктов, которые получают непосредственно с пасек, а с другой - огромной ролью медоносных пчел в перекрестном опылении, повышении урожайности и улучшении качества семян и плодов энтомофильных сельскохозяйственных растений. По самой скромной оценке стоимость дополнительного урожая, получаемого ежегодно благодаря опылению пчелами, составляет около 10 млрд. рублей, что в несколько раз превосходит стоимость прямой продукции пчеловодства [7,11,14,29].

Как и все сельское хозяйство, пчеловодство за последние 15 лет переживает свои не лучшие времена. Были закрыты почти все крупные пасеки, перерабатывающие комбинаты, рухнула система централизованной закупки продукции пчеловодства, и пчеловодство существовало почти В' частном секторе.

Для успешного выполнения опылительных функций и повышения производства меда, воска, прополиса и других продуктов пчеловодства сама отрасль нуждается в развитии и укреплении.

Пчеловодство России традиционно развивается по трем основным направлениям: медовому, опылительному и разведенческому [37]. Для дальнейшего интенсивного развития пчеловодства необходимо: внедрять научные достижения в практику пчеловодства; совершенствовать формы фермерского пчеловодства, наращивать численность пчелоферм промышленного типа; создавать крупные предприятия по переработке и сбыту меда и другой продукции пчеловодства; шире использовать современные технологии производства и переработки продуктов пчеловодства.

Воск - ценнейший продукт пчеловодства.

Он идет на изготовление вощины, используемой на пасеках для отстройки сотов пчелами, служит сырьем более чем в 50 отраслях промышленности. Пчелиный воск широко используют в радиотехнической, металлургической, лакокрасочной, текстильной промышленности, полиграфии, кораблестроении, гальванопластике, медицине, косметологии и других промышленностях.

Потребность в воске очень велика, но пчеловодство отдаёт в промышленность всего лишь около 20% от общего выхода. Замена его другими сортами более дешёвого и доступного непчелиного воска вызывает ухудшение качества продукции и не всегда возможна.

Удовлетворению спроса воска препятствует тот факт, что применяемые способы и средства механизации вытопки воска являются «кустарными», малопроизводительными и не могут способствовать переработке больших объемов продукта.

В связи с вышесказанным целью настоящей диссертационной работы является повышение эффективности процесса вытопки воска путем разработки технологии, включающей разваривание воскового сырья в водяной ванне с последующей отпрессовкой из разваренной массы продукта в нагретом состоянии в прессе непрерывного действия, что обеспечивает больший выход воска высокого качества с меньшими затратами энергии, труда и средств на вытопку.

Основными научными результатами, полученными при выполнении настоящей работы и выносимыми на защиту, являются:

1 - физико-механические свойства воска и воскового сырья;

2 -конструктивно-технологическая схема агрегата для вытопки воска из воскосырья;

3 - теоретические параметры рабочего процесса агрегата для вытопки воска из воскосырья;

4 - режимы работы агрегата для вытопки воска из воскосырья в лабораторных и производственных условиях;

5 - оценка экономической эффективности предлагаемого агрегата для вытопки воска из воскосырья.

Автор выражает благодарность и глубокую признательность научному руководителю, доктору технических наук, профессору В.Ф. Некрашевичу и всем сотрудникам кафедры «Механизация животноводства» за помощь, оказанную при выполнении данной диссертационной работы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

На основании результатов выполненных теоретических и экспериментальных исследований можно сделать следующие выводы и рекомендации производству.

1. На основании анализа существующих способов извлечения воска из воскового сырья предлагается технология, которая должна включать разваривание воскосырья в горячей воде с последующим отфильтровыванием и отжимом из него жидкого воска в разогретом состоянии.

Агрегат для вытопки воска должен содержать бункер для воскосырья, шнек для перемещения сырья, бак с разогретой водой, воскосборник и шнековый воскопресс, встроенный в бак. Рабочий процесс агрегата должен быть организован следующим образом. Восковое сырьё из бункера шнеком направляется в бак с нагретой водой, где разваривается, а затем поданной очередной порцией вытесняется из бака и, попадая в шнековый пресс, разделяется на воск и вытопки.

2. Установлено, что значение объемной массы измельченного воскового сырья составляет при размере частиц менее 2,0мм 308 кг/м , при увеличении размера частиц до 7,0мм объемная масса уменьшается до 251 кг/м3. Угол естественного откоса воскосырья находился в пределах 33- 35°, а влажность -4,0-4,5%.

Установлено, что с увеличением температуры увеличивается коэффициент трения воскового сырья и, чем меньше его частицы, тем больше коэффициент трения. Коэффициенты трения при температуре 5 — 25°С частиц воскосырья с размерами 2,0-4,5мм и 4,5-7,0мм практически равны и находятся в пределах 0,62 - 0,926 в покое и 0,249 - 0,5914 в движении, при температуре 5 - 25°С.

Установлено, что с увеличением температуры липкость воскового сырья значительно возрастает. При температуре 5°С показатель липкости составил 0,31 кПа, при увеличении температуры до 25°С показатель липкости увеличился до 2,18 кПа.

Увеличение температуры расплавленного воска с 70 до 90°С его вязкость уменьшается с 13,9 до 12,2 Пас.

Установлено, что с увеличением температуры и среднего размера частиц воскового сырья теплофизические показатели увеличиваются.

При увеличении температуры воскового сырья с размером частиц менее 2,0мм от 24° до 32°С происходит увеличение коэффициента температуропроводности от 8,7-10"8 до 38,1-10"8 м2/с, коэффициента теплопроводности от 0,032 до 0,29 Вт/(м-°С) и удельной теплоемкости от 0,44 до 1,18 кДж/(кг-°С). При увеличении температуры воскового сырья с размером частиц 4,5-7,0мм от 24° до 32°С происходит увеличение коэффициента температуропроводности от 14,9-Ю"8 до 49,1-10"8 м2/с, коэффициента теплопроводности от 0,08 до 0,42 Вт/(м-°С) и удельной теплоемкости от 1,05 до 1,64 кДж/(кг-°С).

3. Количество теплоты, требуемое на процесс вытопки воска в агрегате, складывается из количества теплоты, необходимого для разогревания воскового сырья, для нагревания воды, для нагревания установки, а также из количества теплоты, необходимой для компенсации потерь в окружающую среду и с водой, вытесненной при подаче очередной порции воскосырья.

4. Процесс извлечения воска из разваренного воскового сырья, осуществляемый в шнековом прессе, можно разделить на две характерные зоны: от загрузочной горловины пресса до окончания последнего витка шнека - зона фильтрации, от конца последнего витка шнека до выгрузного окна - зона уплотнения.

Теоретически установлено, что скорость фильтрации зависит от диаметра отверстий, толщины фильтрующей сетки, числа отверстий на единице фильтрующей площади и вязкости воска.

Длина зоны уплотнения шнекового пресса, которая при известных диаметрах шнековой камеры и вала шнека зависит от давления при удалении жидкой фазы, бокового давления на выходе из окна, ширины окна, коэффициентов бокового распора, внутреннего трения продукта, внешнего трения твёрдой фазы по внутренней поверхности шнековой камеры и внешнего трения твёрдой фазы по наружной поверхности вала шнека.

Теоретически установлено, что производительность пресса зависит от среднего диаметра поперечного сечения шнековой камеры, ширины и глубины шнекового канала, частоты вращения шнека, угла подъема винтовой линии шнека, угла между направлением движения материала и плоскостью боковых поверхностей винтовой нарезки.

5. Экспериментально установлено, что разваривание воскового сырья целесообразно производить в водяном баке при температуре воды 80°С в течение 30 минут, а отфильтровывание и отжим жидкого воска в шнековом прессе при давлении 24 кПа. Установлено, что при указанном давлении извлекается 90,1% воска из 1кг воскового сырья восковитостью 85,7%, а восковитость вытопок составляет 35,1%.

6. В ходе производственных испытаний агрегата для вытопки воска установлено, что при заполнении бака 6,5л воды и подаче в него 2,5кг воскового сырья производительность агрегата составляет 2,2кг/ч по выходу готовой продукции. При этом на вытопку 1кг воска затрачивается 0,272кВт-ч/кг электроэнергии и 0,44 чел-ч/кг труда.

7. Годовой экономический эффект вытопки воска на предлагаемом агрегате по сравнению с паровой воскотопкой ВТП составляет 8372 рубля, а экономия труда - 115чел-ч, при объёме переработки 148кг воскового сырья. Срок окупаемости агрегата составляет 1,79 года.

1. Кирьянов Ю.Н. / Пчеловодный инвентарь и пасечное оборудование. — М.: Мир, 2004.

2. Некрашевич В.Ф. / Механизация пчеловодства. // В.Ф. Некрашевич Ю.Н. Кирьянов. Рязань, 2005. - 291 с.

3. Чудаков В. Г. / Технология получения продуктов пчеловодства. — М.: Колос, 1972.- 160 с.

4. Темнов В. А. / Переработка воскового сырья на пасеке. М.: Россельхозиздат, 1966.- 104 с.

5. Чудаков В. Г. / Технология воска. М.: Колос, 1965.

6. Темнов В. А. / Технология продуктов пчеловодства. — М.: Колос, 1967.

7. Кован Т. В. / Воск, его история, добывание, фальсификация и торговое значение. С.-П.: Наука, 1912.

8. Смена гнёзд пчелиных семей и воскодобывание. Рыбное: НИИП, 1990.

9. Лукоянов С. П. / Пчеловодческий инвентарь и пасечное оборудование. Рыбное: НИИП, 1987.

10. Лукоянов С. П. / Справочник пчеловодческого инвентаря и пасечного оборудования. // Лукоянов С. П., Павленко А. С. Рыбное: НИИП, 1988.

11. Ярцев А. Н. / Восковое хозяйство. М.-Л.: Сельхозгид, 1930. - 95 с.

12. Иойриш Н. П. /Продукты пчеловодства и их использование. -М.: Россельхозиздат, 1976. 175 с.

13. Пастушенков Л. В. / Из кельи восковой. Л.: Лениздат, 1985. -224 с.

14. Иойриш Н. П. / Пчёлы человеку. - М.: «Наука», 1974 - 182 с.

15. Кривцов Н. И. / Пчелы бесценные дары. Континенталь-книга, 2005 -144 с.

16. Харчук Ю. / Пчеловодство от А до Я. Ростов н/Д.: Феникс, 2006 — 512 с.

17. Сластэнский И. В. / Пчёлы: мёд и другие продукты. JL: Лениздат, 1987-158 с.

18. Каблуков И. А. / О мёде, воске, пчелином клее и их подмесях. М.-Л.: Госиздат, 1927 - 122 с.

19. Мачичка М. / Пчеловодное оборудование, инвентарь и их самодельное производство. — Братислава: Природа, 1988 — 511 с.

20. Некрасов В. Ю. / Мёд и воск. М.: Колос, 1949 - 67 с.

21. Вахонина Т.В. / Пчелиная аптека. С.Петербург: Лениздат, 1992. — 188 с.

22. Джарвис Д.С. / Мед и другие естественные продукты. Бухарест: Апимондия, 1975. — 136 с.

23. Ковалев A.M. / Учебник пчеловода.// A.M. Ковалев, A.C. Нуждин и др., М. Сельхозизд, 1958.

24. Королев Р.В. / Пчелы и здоровье. Л.: Наука, 1975. — 87 с.

25. Краткая энциклопедия пчеловодства. М. - Л.: ОГИЗ - Сельхозгиз, 1928.-270 с.

26. Кривцов Н.И. / Получение и использование продуктов пчеловодства. // Н.И. Кривцов, В .И. Лебедев. М.: Нива России, 1993. - 285 с.

27. Кузьмина К.А. / Продукты пчеловодства и здоровье. 2-е изд., Саранск: Из-во Саратовского Ун-та, 1988. -194 С.

28. Лудянский Э.А. / Продукты пчеловодства в сельском хозяйстве и медицине. // Волгда,1987.

29. Синяков А.Ф. / Пчелиная аптека. М.: 1995. 50 с.

30. Словарь-справочник пчеловода. М.: Росслельхозиздат 1984. -288 с.

31. Сокольский С.С. / Научно обоснованная технология производства продуктов пчеловодства. // С.С. Сокольский, Н.И. Кривцов, В.И. Лебедев. -Краснодар: «Агропромполографист», 2000.

32. Таранов Г.Ф. / Промышленная технология получения и переработки продуктов пчеловодства. -М.: Агропромиздат, 1987.

33. Таранов Г.Ф. / Книга пчеловодства. // Г.Ф. Таранов, В.И. Лебедев -М.: Росагропромиздат, 1992, 251с.

34. Туников Г.М. / Пчеловодство. Учебник для высших учебных заведений. // Г.М. Туников, Н.И. Кривцов, В.И. Лебедев -М.: Колос, 1999 -399с.

35. Шкендеров С., / Продукты пчеловодства. // Шкендеров С., Иванов Ц. София, Зениздат, 1985, 151с.

36. Ярмош Г.С. / Малая механизация на любительских пасеках. // Г.С. Ярмош, А.Г. Ярмаш М.: Агропромиздат, 1991.

37. Погорелый Л.В. / Инженерные методы испытаний сельскохозяйственных машин. Киев: Техника, 1991. - 157 с.

38. Физико-механические свойства растений, почв и удобрений. (Методы исследования, приборы, характеристики). М.: Колос, 1970. — 422 с.

39. Вадюнина А.Ф:, / Методы исследования физических свойств почв //

40. A.Ф. Вадюнина, З.А. Корчагина. -М.: Агропромиздат, 1986 415с.

41. Дерегин Б.В. / Адгезия твердых тел // Б.В. Дерегин, И.А. Кротова,

42. B.П. Смилга. М.: Наука, 1973. - 280с.

43. Зимон А.Д. / Адгезия пищевых масс // А.Д. Зимон. М.: Агропромиздат, 1985. - 272 с.

44. Зимон А.Д. / Что такое адгезия // А.Д. Зимон. М.: Наука, 1983. — 176 с.

45. Прокофьев Р.В. / Технология производства и переработки продуктов пчеловодства // Сборник научных трудов — Рыбное, 1989. — 45 —57 с.

46. Чаповский Е.Г. / Методика исследования физических свойств почв // Е.Г. Чаповский. М.: Недра, 1975. - 303 с.

47. Теплофизические свойства веществ. — Под ред. Варгафтика Н.Б. -M.-JL, Госэнергоиздат, 1956.

48. Кэй Д., Лэби Т. / Справочник физика-экспериментатора. — Перевод с 9-го англ. изд. -М., ГИИЛ, 1949.

49. Кэй Д., Лэби Т. / Таблицы физических и химических постоянных. -Перевод с 12-го англ. изд. Под ред. Яковлева — М., Физматгиз, 1962.

50. Вукалович М.П. / Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. — М., Издательство стандартов, 1969.

51. Чиркин B.C. / Теплофизические свойства материалов. // Справочник. -М., Физматгиз, 1959.

52. Пономарева М.С., Толстой А.Ф. / Физика. Определение коэффициента вязкости жидкости методом падающего шарика. // Методические разработки для выполнения лабораторной работы №6 студентами-заочниками по зооинженерным специальностям. М.: ВСХИЗО, 1988.

53. Кипарисов Н.Г., Корнилов C.B., Музалев A.B., Лузгин Н.Е./ Устройство для определения коэффициента вязкости жидкости методомпадающего шарика. Перспективные разработки в области механизации сельского хозяйства. // Сборник научных трудов. - Рязань, 2001.

54. Пономарева М.С., Толстой А.Ф./ Физика. // Методические указания. -М.: ВСХИЗО, 1988.

55. Веденяпин Г.В. / Общая методика экспериментального исследования и обработка опытных данных. — М.: Колос, 1975.

56. Налимов В.В., Чернова И.А. / Статистические методы планирования экспериментальных исследований. М.: Наука, 1965.

57. Адлер Ю.П. / Введение в планирование эксперимента // Ю.П. Адлер. М.: Металлургия, 1969. - 159 с.

58. Веденяпин Г.В. / Общая методика экспериментального исследования и обработка опытных данных. М.: Колос, 1973. — 195 с.

59. Дмитрович А.Д. / Определение теплофизических свойств строительных материалов // А.Д. Дмитрович. М.: Госстройиздат, 1963. - 204 с.

60. Кондратьев Г.М. / Приборы для скоростного определения тепловых свойств //Г.М. Кондратьев. Л.: Ленмашгиз, 1949.

61. Кондратьев Г.М. / Регулярный тепловой режим // Г.М. Кондратьев. -М.: Гостехиздат, 1954. 408 с.

62. Кондратьев Г.М. / Тепловые измерения // Г.М. Кондратьев. М.-Л.: Машгиз, 1957.

63. Кутателадзе С.С. / Основы теории теплообмена // С.С. Кутателадзе. -Новосибирск: Наука, 1979. 415 с.

64. Мельников C.B. / Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйствееных процессов // C.B. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. Л.: Колос, 1972.-185 с.

65. Мельников C.B. / Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов // C.B. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. Л.: Колос, 1980. - 168 с.

66. Михеев М.А. / Основы теплопередачи // М.А. Михеев, И.М. Михеева. М.: Энергия, 1977. - 343 с.

67. Чудновский, А.Ф. / Теплофизические характеристики дисперсных материалов // А.Ф. Чудновский. М.: Физматгиз, 1962. - 407 с.

68. Патент на полезную модель №65342 РФ. Водяная воскотопка-воскопресс / В.Ф. Некрашевич, A.A. Рогов (РФ). № 2007102624/22; Заявлено 23.01.2007; Опубл. 10.08.2007 Бюл. № 22.

69. Патент на полезную модель №75538 РФ. Агрегат для вытопки воска. / В.Ф. Некрашевич, A.A. Рогов (РФ). № 2008111095/22; Заявлено 24.03.2008; Опубл. 20.08.2008 Бюл. № 23.

70. Рогов A.A. Способы переработки воскового сырья / Рогов A.A. // Инновационные технологии в пчеловодстве. Рыбное, 2006. - С. 173-175.

71. Некрашевич В.Ф. Определение коэффициента вязкости воска методом Стокса. / Некрашевич В.Ф., Кипарисов Н.Г., Лузгин Н.Е., Панфилов И.А., Рогов A.A. / Пчеловодство. Пчеловодство, №10, 2006. - С. 48-49.

72. Некрашевич В.Ф. Исследования процесса вытопки воска. / Некрашевич В.Ф., Рогов A.A. // Интенсивные технологии производства продуктов пчеловодства, их переработка и применение. Рыбное, 2007. — С. 79-81.

73. Некрашевич В.Ф. Влияние способа вытопки на выход воска. / Некрашевич В.Ф., Рогов A.A. // Интенсивные технологии производства продуктов пчеловодства, их переработка и применение. — Рыбное, 2007. — С. 81-82.

74. Рогов A.A. Агрегат для извлечения воска из сотов / Рогов A.A., Некрашевич В.Ф. Материалы научно-практической конференции 2007 -Рыбное, 2007.

75. Некрашевич В.Ф. Водяная воскотопка-воскопресс. / Некрашевич В.Ф., Рогов A.A. / Пчеловодство. Пчеловодство, №9, 2007. - С. 48.

76. Налимов В.В. / Таблицы планов эксперимента для факторных и полинаминальных моделей // В.В. Налимов. М.: Металлургия, 1982. - 750с.

77. Коновалов B.B. / Практикум по обработке научных исследований с помощью ПЭВМ // Учебное пособие. Пенза: ПГСХА, 2003. - 176 с.

78. ГОСТ 11.003-71 / Равномерно распределенные случайные числа.

79. Испытания сельскохозяйственной техники / C.B. Кардашевский, A.B. Погорелый и др. М.: Машиностроение, 1979. — 288 с.

80. Кривцов Н.И. / Пчеловодство. Учебник для высших учебных заведений. // Г.М. Туников, Н.И. Кривцов, В.И. Лебедев -М.: Колос, 1999 -399с.

81. Родионов, В.В. / Если вы имеете пчел // В.В. Родионов, И.А. Шабаров. М.: Агропромиздат, 1987.

82. Волкова H.A. / Экономическая оценка инженерных проектов: Методика и примеры расчетов на ЭВМ // H.A. Волкова, В.В. Коновалов, И.А. Спицын, A.C. Иванов. Пенза: РИО ПГСХА, 2002. - 242 с.

83. Горя B.C. / Алгоритм математической обработки результатов исследований //B.C. Горя. Кишинев: Штиинца, 1978. - 120 с.

84. ГОСТ 2.105-95. / ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.

85. ГОСТ 23728-23730-88 / Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки. М., 1989. 34 с.

86. Осипов В. А. / Экспериментальное исследование процессов теплообмена // В.А. Осипов. М.: Энергия, 1969. - 392 с.

87. Пустильник Е.И. / Статистические методы анализа и обработки наблюдений // Е.И. Пустильник. М.: Наука 1968.-288 с.

88. Доспехов Б.А. / Обработка результатов эксперимента М.: Наука, 1965.- 192 с.

89. Адлер Ю.П. / Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий // Ю.П. Адлер, Е.В. Макарова, Ю.В. Грановский. М.: Наука, 1976. -279 с.

90. Луканин В.Н. / Теплотехника. -М.: Высш. шк.,2005.-671 с.

91. Шатров М.Г. / Теория теплопроводности. -М.: Высш. шк., 2000.

92. Кейс В.И. / Конвективный тепло- и массообмен. М.: Энергия, 1972.

93. Гельгар Л.Л. / Исследование шнекового пресса. — «Виноделие и виноградарство СССР», 1968, №3, с.40-46.

94. Груздев И.Э., Мирзоев Р.Г., Янков Р.В. / Теоретические и экспериментальные исследования в области обработки продуктов в шнековый устройствах. — «Труды Ленингр. технол. ин-та им. Ленсовета», 1976, с. 17-23.

95. Григорьев A.M. / Элементы теории шнековый прессов. Казань, 1956-1957. с.72.

96. Герсеванов Н.М., Полыпин Д.Е. / Теоретические основы механики грунтов и их применение. М.,Стройиздат, 1948.

97. Герсеванов Н.М. / Основы динамики грунтовой массы. — М., Стройлитература, 1937.

98. Горбатов A.B., Петровский В.П. / Освоение и эксплуатация шнековый прессов на мясокомбинатах. М., ЦНИИТЭИминмясомолпрома, 1969.

99. Груздев И.Э. / Уравнение состояния смеси при обработке пластических продуктов в двухстадийном шнековом аппарате. — Л., 1972.

100. Груздев И.Э. / Анализ работы шнекового аппарата с учётом изменения некоторых технологических факторов системы. — Л., «Труды Ленинградского ин-та холодной промышленности», 1972.

101. Иваненко A.B. / Исследование шнековый прессов для переработки винограда. М., Энергия, 1972.

102. Акимов М.И. / О движении точки по винтовой линии на шероховатой поверхности. — М., «Механика», 1966.

103. Алымов В.Т. / Расчёт прессующего тракта шнекового пресса. -«Труды института жиров». Л., 1970.

104. Рыбаков И.Я. / Теория и расчёт шнеков. «Торфяная промышленность», 1959.

105. Middleman S. / Flow Theori of miksinq in the sinqlescrew-extruder. — «Ind. Enq. Chem», 1975.

106. Иодо И. И. / Исследование прессования измельчённого картофеля. М., Физматгиз. 1958.

107. Шенкель Г.Н. / Теория исследования шнековый прессов. — М., Наука 1968.

108. Теплофизические характеристики пищевых продуктов. Справочное пособие / Под ред. А.С. Гинзбурга. М.: Пищевая промышленность, 1975. -223 с.

109. Технология пищевых производств / Под ред. Л.П. Ковальской. М.: Колос, 1999. - 752 с.

110. Тихонов А.И. / Промышленное пчеловодство в народном хозяйстве // А.И. Тихонов, Л.Н. Заикина и др. М.: ВНИЭСХ, 1990

111. Шкендеров С. / Продукты пчеловодства // С. Шкендеров, Ц. Иванов. София: Зениздат, 1985. - 151 с.

112. Lepissier М. / Le pollen recolte et sechage // 1/abeille de France.-1978, 616.0 C. 205-207.

113. Masanek, J. Pylove nahrazky / J. Masanek // Vcelarstvi. 1976. - 29, 2.1. C.33-34.

114. Olstrom, J.M. Pollen trapping experiences some do's and dont's / J.M. Olstrom // Am. Bie J. 1984. 124, 4: C. 292-297.

115. Stoiculescu, D. Pastura: Hrana naturala edeala pentru hranirea puitutui /

116. D. Stoiculescu // Apic. in Romania. 1985. - 60, 2. - С. 11-12.

117. Zasz, J. Susiaren pelu / J. Zasz // Ucelar. 1980. - 54, 12: C. 276-277.

118. Zepissier, M. Ze pollen recolte et sechage / M. Zepissier // Z'aleille de France. - 1978.- 616: C. 205-207.

119. Таранов Г.Ф. / Словарь справочник пчеловода // Г.Ф. Таранов. -М.: Россельхозиздат, 1984. - 189 с.

120. Теплофизические свойства веществ. — Под ред. Варгафтика Н.Б. — М.-Л., Госэнергоиздат, 1956.

121. Романков П.Г. / Процессы и аппараты химической промышленности. // Романков П.Г., Курочкина М.И., Мозжерии Ю.Я. и др. -Л.: Химия, 1989.-560с.

122. Румшинский JI.3. / Математическая обработка результатов эксперимента // JI.3. Румшинский. М.: Наука, 1971. - 192 с.

123. Нуждин A.C. / Основы пчеловодства М.: Агропромиздат, 1988.

124. Цебро В.П. / День за днем на пасеке. JL, Лениздат, 1991.

125. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин. / Под ред. Миклецкина Т.З. М.: Машиностроение, 1964.

126. Мельников C.B. / Механизация и автоматизация животноводческих ферм. Л.: Колос, 1978.

127. Гришенко Ф.В. / Методическое пособие для выполнения работ по курсу «Основы теории и расчета рабочих процессов сельскохозяйственных машин».-Рязанский СХИ, 1979.

128. Лайцанский Л.Г., Лурье А.И./ Курс теоретической механики. Том 12 М.гГлавная редакция Физико-математической литературы «Наука», 1983.

129. Кошляков Н.С. и др. / Уравнения в частных производных математической физики. М.: Высшая школа, 1970.

130. Камке Э. / Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М.: Наука, 1971.

131. Бронштейн Ч.Н., Семиндяев К.А. / Справочник по математике. М.: Наука, 1980.

132. Исайченко В.П., Осипова В.А., Сукомел A.C. / Теплопередача. М.: Энергия, 1969.

133. Лыков A.B. / Теория теплопроводности. — М.: Гостехиздат, 1952.

134. Лыков A.B., Михайлов Ю.А. / Теория тепло- и массопереноса. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963.

135. Лузгин Н.Е./ Технология и агрегат для капсулирования подкормок пчелам: Диссертация на соискание учёной степени к.т.н. Рязань, 2004.