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

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 ,%)

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 ,%)

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)

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.