Библиографическое описание:

Джабборов Н. И., Захаров А. М., Зыков А. В. Оценка показателей эффективности процесса очистки картофеля аэродинамическим способом (некоторые результаты проекта 16-38-00343 РФФИ) // Молодой ученый. — 2016. — №23. — С. 44-50.



Работа выполнена по проекту № 16-38-00343 РФФИ. В статье изложены результаты расчета и оценки показателей эффективности технологического процесса очистки клубней картофеля аэродинамическим способом, такие как производительность проектируемой машины и время очистки. Приведены расчетные зависимости продолжительности очистки и производительности проектируемой машины от ее конструктивно-технологических параметров и физико-механических свойств клубней картофеля.

Ключевые слова: аэродинамический способ, картофель, производительность машины, продолжительность очистки, эффективность технологического процесса

Математические модели для определения статических и динамических характеристик, а также технико-экономических показателей эффективности машины и процесса очистки картофеля предложенным авторами аэродинамическим способом подробно изложены в работах [1, 2].

В данной работе представлены результаты расчета показателей эффективности машины и процесса очистки картофеля аэродинамическим способом. В качестве показателей оценки эффективности рассмотрены среднее значение времени очистки картофеля и производительность машины в зависимости от многочисленных производственных факторов.

В таблице 1 приведены значения поправочного коэффициента в зависимости от твердости, влажности, температуры примесей и коэффициента поглощения тепла клубней картофеля.

Таблица 1

Значения поправочного коэффициента, твердости, влажности, температуры и коэффициента поглощения тепла клубней картофеля при аэродинамической очистке

Первоначальная твердость примеси и поверхности клубней до очистки , кг/см2

Твердость примеси и поверхности клубней в начале образования твердой корки , кг/см2

Первоначальная влажность примеси и поверхности клубней до очистки ,%

Влажность примеси и поверхности клубней в начале образования твердой корки ,%

Температура примеси и поверхности клубней до очистки , оС

Температура направленного воздушного потока на клубни , оС

Коэффициент поглощения тепла клубнями и почвенной примесью

Поправочный коэффициент

0,2

18

25

10

20

100

0,2

1,485

0,5

1,458

0,7

1,441

0,2

18

25

10

20

150

0,2

0,989

0,5

0,972

0,7

0,961

0,2

18

25

10

20

100

0,4

0,742

0,5

0,729

0,7

0,721

0,2

18

25

10

20

150

0,4

0,494

0,5

0,485

0,7

0,480

0,2

18

25

10

20

100

0,6

0,494

0,5

0,486

0,7

0,480

0,2

18

25

10

20

150

0,6

0,329

0,5

0,324

0,7

0,320

Анализ показывает, что факторы, влияющие на процесс очистки клубнеплодов, такие как: первоначальная влажность, температура, твердость примеси и поверхности клубней до и в процессе очистки, коэффициент поглощения тепла, колеблются в широких пределах в зависимости от сорта и срока их хранения (таблица 1). В этой связи, значение поправочного коэффициента также изменяется в достаточно широких пределах. Расчетные данные показывают, что с повышением температуры направленного воздушного потока , увеличением коэффициента поглощения тепла клубнями и первоначальной твердости примеси и поверхности клубней значения коэффициента имеют тенденцию к уменьшению. Данные таблицы 1 показывают, что в зависимости от изменения факторов, влияющих на процесс очистки, значения коэффициента колеблются в пределах от 0,320 до 1,485.

На рисунке 1 и 2 представлены графические зависимости поправочного коэффициента от первоначальной твердости примеси и поверхности клубней до очистки , при фиксированных значениях твердости примеси и поверхности клубней в начале образования твердой корки , влажности примеси, температуры примеси, подаваемого воздуха и коэффициента поглощения тепла.

Рис. 1. Зависимости поправочного коэффициента от первоначальной твердости примеси и поверхности клубни до очистки (при ; ; ; ; ; — кривая 1; кривая 2; кривая 3)

Рис. 2. Зависимости поправочного коэффициента от первоначальной твердости примеси и поверхности клубни до очистки (при ; ; ; ; ; — кривая 1; кривая 2; кривая 3)

В таблицах 2 и 3 приведены значения поправочного коэффициента, времени действия направленного воздушного потока и очистки картофеля (при температуре направленного воздушного потока на клубни оС и оС, коэффициента поглощения тепла клубнями и почвенной примеси и ).

На рисунке 3 показаны графические зависимости среднего значения времени очистки от поправочного коэффициента при фиксированных значениях времени воздействия направленного воздушного потока на клубни и первоначальной твердости примеси и поверхности клубней до очистки при .

Таблица 2

Значения поправочного коэффициента, времени действия направленного воздушного потока и очистки картофеля (при температуре направленного воздушного потока на клубни , оС и коэффициенте поглощения тепла клубнями и почвенной примеси ; первоначальная влажность примеси и поверхности клубней до очистки ,%)

Время воздействия направленного воздушного потока на клубни , ч

Первоначальная твердость примеси и поверхности клубней до очистки , кг/см2

Поправочный коэффициент

Среднее время очистки картофеля

0,4

0,2

1,485

0,594

0,5

1,458

0,583

0,7

1,441

0,576

0,6

0,2

1,485

0,891

0,5

1,458

0,875

0,7

1,441

0,865

Рис. 3. Зависимости среднего значения времени очистки от поправочного коэффициента ( 1 — при ; 2 — при ; )

Таблица 3

Значения поправочного коэффициента, времени действия направленного воздушного потока и очистки картофеля (при температуре направленного воздушного потока на клубни , оС и коэффициенте поглощения тепла клубнями и почвенной примеси ; первоначальная влажность примеси и поверхности клубней до очистки ,%)

Время воздействия направленного воздушного потока на клубни, , ч

Первоначальная твердость примеси и поверхности клубней до очистки, , кг/см2

Поправочный коэффициент

Среднее время очистки картофеля

0,4

0,2

0,329

0,132

0,5

0,324

0,130

0,7

0,320

0,128

0,6

0,2

0,329

0,197

0,5

0,324

0,194

0,7

0,320

0,192

На рисунке 4 показаны графические зависимости среднего значения времени очистки от поправочного коэффициента при фиксированных значениях времени воздействия направленного воздушного потока на клубни и первоначальной твердости примеси и поверхности клубней до очистки при .

Рис. 4. Зависимости среднего значения времени очистки от поправочного коэффициента ( 1 — при ; 2 — при ; )

В таблице 4 приведены расчетные значения производительности машины от вместимости и частоты вращения чаши, плотности картофеля и поправочного коэффициента, при коэффициенте поглощения тепла клубнями и почвенной примеси и температуры направленного воздушного потока на клубни , оС.

Таблица 4

Значения производительности машины от вместимости и частоты вращения чаши, плотности определенного объема картофеля и поправочного коэффициента (коэффициент поглощения тепла клубнями и почвенной примеси ; температура направленного воздушного потока на клубни , оС)

Вместимость чаши , м3

Плотность определенного объема картофеля , т/м3

Частота вращения чаши, мин-1;

Поправочный коэффициент

Первоначальная твердость примеси и поверхности клубней до очистки

, кг/см2

Производительность машины

, т/ч

0,1

0,65

2

0,494

0,485

0,480

0,2

0,5

0,7

0,263

0,268

0,270

4

0,494

0,485

0,480

0,2

0,5

0,7

0,526

0,536

0,542

6

0,494

0,485

0,480

0,2

0,5

0,7

0,789

0,804

0,812

Расчеты показывают, что значение производительности в большей степени зависит от частоты вращения и объема (вместимости) чаши, первоначальной твердости примеси и поправочного коэффициента . С увеличением частоты вращения чаши возрастает и кратность воздействия направленного воздушного потока на единицу площади клубней, что обеспечивает сокращение времени очистки и повышению производительности машины.

С увеличением первоначальной твердости примеси и поверхности клубни от 0,2 до 0,7 кг/см2, также производительность повышается. Это объясняется тем, что при высоком значении требуется меньше энергии для сушки примеси и поверхности, а также очистки продукции.

На рисунке 5 представлены зависимости производительности машины для очистки картофеля аэродинамическим способом от поправочного коэффициента при фиксированных значениях вместимости чаши , плотности картофеля , частоты вращения чаши .

Рис. 5. Зависимости производительности машины для очистки картофеля аэродинамическим способом от поправочного коэффициента при фиксированных значениях вместимости чаши , плотности картофеля (1 — частота вращения чаши ; 2 — частота вращения чаши ; 3 — частота вращения чаши )

Показатели эффективности и качества процесса очистки картофеля аэродинамическим способом зависят от гидротермического режима работы машины, характеризующегося такими показателями как температура направленного воздушного потока на клубни, коэффициента поглощения тепла и физико-механическими свойствами примесей и очищаемого продукта и т.д.

Значения поправочного коэффициента, производительности машины и время очистки колеблются в широких пределах в зависимости от выше перечисленных факторов.

Как показывает практика, из-за плохой теплопроводимости в процессе очистки, картофель медленно нагревается, что приводит к аккумуляции в нем температуры, и медленно охлаждается. В этой связи, с целью сохранения качества данной продукции, следует экспериментально обосновать гидротермический режим очистки.

Литература:

  1. Джабборов Н.И., Захаров А.М. Математические модели для определения динамических характеристик машины и процесса очистки картофеля аэродинамическим способом (некоторые результаты проекта 16-38-00343 РФФИ) /Научный журнал «Молодой ученый», № 16 (120), август-2, 2016 г. С. 88 — 92.
  2. Джабборов Н.И., Захаров А.М., Зыков А.В. Математические модели для определения технико-экономических показателей оценки эффективности процесса очистки картофеля аэродинамическим способом (некоторые результаты проекта 16-38-00343 РФФИ) /Научный журнал «Молодой ученый», № 16 (120), август-2, 2016 г. С. 85 — 88.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle