Влияние влажности ореха на процесс его разрушения | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 21 декабря, печатный экземпляр отправим 25 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №11 (58) ноябрь 2013 г.

Дата публикации: 29.10.2013

Статья просмотрена: 738 раз

Библиографическое описание:

Петров, В. К. Влияние влажности ореха на процесс его разрушения / В. К. Петров. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2013. — № 11 (58). — С. 171-173. — URL: https://moluch.ru/archive/58/8127/ (дата обращения: 10.12.2024).

В данной статье было исследовано влияние влажности ореха на процесс его разрушения, были проведены эксперименты по выявлению влажности и разработана лабораторная установка для проверки орехов на прочность.

Ключевые слова:усилие, влажность, орех, лабораторная установка, эксперименты.

При создании совершенных технологических процессов, необходимо практически в каждом конкретном случае изучать целый комплекс физико-механических параметров, которые характеризуют поведение объектов под действием механических нагрузок со стороны рабочих органов машин и агрегатов. В полной мере это относится и к процессам измельчения. Для осуществления данной операции на предприятиях имеется измельчающее оборудование. Причем, каждый тип оборудования дает свои отличительные преимущества: и экономические, и технические.

При промышленной переработке орехов путем отделения скорлупы от ядра, возникает технологическая проблема сохранения его без повреждения и разрушения. Существующие устройства [2] для разрушения оболочки орехов за один проход осуществляют разрушение на 70–80 %, причем около 20 % очищенных ядер выходят после машинного разрушения скорлупы поврежденными. Для повышения качества получения цельных ядер орехов была поставлена задача — определить усилие и влажность, при которых скорлупа будет разрушаться, а ядро сохраняться целым.

Для наших исследований была разработана лабораторная установка, позволяющая определять прочность ореха, а также была исследована влажность орехов, которая может претерпевать значительные изменения, что может оказать существенное влияние на процесс разрушения их скорлупы. Вследствие чего требуется проведение исследований влияния влажности на показания параметров разрушения.

Целью этой работы является исследование основных закономерностей влияния влажности ореха на усилие, оказываемое при его разрушении [1].

При проведении экспериментов учитывались технические условия ореха фундука по ГОСТ 16834–81.

Для определения естественного содержания влаги, орех фундук, подвергали сушке. Эксперимент проводился следующим образом. До сушки орехи взвешивались и нумеровались. В качестве нумерации использовался их собственный вес. Орехи, разложенные по ячейкам помещались, в сушильную печь, где в течение 40 минут сушились при температуре от 135÷140 ºС. После сушки орехи вновь взвешивались и по их разности веса определяли потерю влаги.

Для получения проб с различными показателями влажности, орех увлажняли путем замачивания в определенном количестве воды и последующей выдержки в герметичных условиях в течение двух, четырех, шести и восьми суток. В каждой емкости находилось одинаковое количество орехов в виде двух фракций — мелких диаметром 12÷18 мм и крупных диаметром 18÷26 мм.

Влажность определялась весовым методом, с последующим усреднением результатов. После того как определили влажность, орехи подвергались испытаниям на прочность.

Исследования были выполнены с помощью комплекса (рис.1), позволяющего производить постепенное разрушение скорлупы ореха. Механическое воздействие производилось при помощи пневмоцилиндра 4, предназначенного для преобразования энергии сжатого воздуха в поступательное перемещение штока. Давление штока осуществлялось на орех, который был расположен внутри металлического кольца, необходимого для сохранения целостности ядра. Такое механическое воздействие позволяло создавать давление до 2,5МПа (при необходимости). Для регистрации показаний был использованы газовый редуктор 2 с закрепленным на нем манометре. Подача сжатого воздуха к пневмоцилиндру осуществлялась при помощи компрессора 1, по транспортирующей линии 5 в виде трубок, и регулируемая пневматическим вентилем — распределительным клапаном 3.

Рис.1. Схема лабораторной установки для определения усилия разрушения ореха: 1-компрессор; 2-устройство подготовки воздуха — газовый редуктор; 3-пневматический вентиль или распределительный клапан; 4- пневмоцилиндр; 5- транспортирующая линия

Результаты изменения влажности ореха и усилия оказываемого на его разрушение, представлены в таблице 1.

Таблица 1

Крупные фракции орехов

Мелкие фракции орехов

№ эксперимента

Вес орехов, г

Количество впитываемой влаги, г

Усилие оказываемое

на раскалывание, МПа

Вес орехов, г

Количество впитываемой влаги, г

Усилие оказываемое на раскалывание, МПа

до замачивания, г

после замачивания, г

до замачивания, г

после замачивания, г

1

3,39

3,85

0,46

0,35

1

2,68

3,13

0,45

0,25

2

3,63

4,35

0,72

0,40

2

2,37

2,88

0,51

0,30

3

3,85

4,64

0,81

0,50

3

2,43

3,02

0,60

0,40

4

3,95

4,99

1,04

0,55

4

2,40

3,08

0,70

0,50

Влияние влажности, на усилие, затрачиваемое при раскалывании скорлупы

Выявлена устойчивая тенденция увеличения влажности ореха, а также повышение усилия оказываемого на его разрушение.

Полученные данные позволяют сделать следующие выводы:

1. При увеличении влажности ореха, зазор между ядром и скорлупой ореха уменьшается, что мешает достичь поставленной задачи — получения целого, не разрушенного ядра при его дроблении.

2. При увеличении влажности, орех, требует увеличения затрачиваемой энергии на его разрушение.

Результаты исследований и их обсуждение. Анализ литературных источников и проведенные нами предварительные эксперименты позволили нам установить основные факторы, влияющие на повреждаемость ядер орехов, при их переработке.

После проведения предварительных экспериментов при обработке экспериментальных данных мы получили следующие уравнения регрессии для мелких и крупных фракций орехов — фундука:

                                                                               

                                                                               

Анализируя данные уравнения регрессии (1) и (2) для мелких фракций орехов и для крупных фракций орехов соответственно, можно сделать вывод, что повреждаемость ядер орехов при их переработке зависит в большей степени от влажности самих орехов, т. к. при большем содержании влажности оказывается большое усилие на раздавливание скорлупы. Так как влажность орехов играет важную роль при их переработке, то необходимо выдерживать оптимальную влажность орехов в 14 %, что позволит затратить минимум энергии и получить максимально высокое качество полученных цельных ядер при раскалывании скорлупы [3].

Литература:

1.         Влащик Л. Г., Хашир А. А. Технологическая оценка различных сортов фундука для переработки на предприятии ЗАО «Орехпром»//Политематический сетевой электронный научный журнал КубГАУ.-2006.№ 2(18).

2.         Выскребенец А. С., Петров В. К. Совершенствование технологии и оборудования для разрушения скорлупы различных видов ореха// Научно-технический вестник Поволжья.№ 6, 2012-Казань, 193–196с.

3.         Патент № 2454897 Россия, МПК 2454897 A23N5/00. Устройство для раскалывания скорлупы орехов/ В. К. Петров, А. С. Выскребенец.– — № 2011105451/13; заявл. 14.02.2011; опубл.10.07.2012.

Основные термины (генерируются автоматически): лабораторная установка, орех, крупная фракция орехов, вес орехов, влажность орехов, влияние влажности, газовый редуктор, мелкая фракция орехов, механическое воздействие, распределительный клапан.


Ключевые слова

усилие, влажность, орех, лабораторная установка, эксперименты., эксперименты

Похожие статьи

Изучение хранимоспособности рассольного сыра с растительными компонентами

В данной статье проведен анализ хранимоспособности рассольного сыра с растительными компонентами. Для оценки данного параметра были изучены органолептические, микробиологические показатели, а также было проведено исследование изменения массовой доли ...

Экспертная система, предназначенная для оптимального выбора сталей, испытывающих влияние агрессивных сред

В данной работе представлено описание экспертной системы, которая позволяет помочь пользователю в выборе сталей, испытывающих влияние агрессивных сред той или иной концентрации и температуры, с учетом времени нахождения образца в конкретной среде, а ...

Выбор и расчет расхода смазочных материалов для подшипников скольжения

В данной статье представлена работа выбора и расчет расхода смазочных материалов для подшипников скольжения.

Мясная продуктивность бычков разных пород

В статье приведены результаты исследований влияния сроков убоя на мясную продуктивность и качество мяса. Для этого были проведены исследования на базе сельскохозяйственных предприятий Челябинской области.

Программная модель формирования текстуры ткани

В статье описана программная модель формирования текстуры ткани с возможными дефектами для дальнейшего тестирования систем автоматического обнаружения дефектов ткани и их сертификации. Модель позволяет вводить ряд следующих параметров: максимальная ш...

Методические аспекты анализа товарных запасов строительных организаций

В данной статье проводится изучение влияния товарных запасов на деятельность строительных организаций, оценивается эффективность их использования, а также выявляются факторы, влияющие на данный показатель.

Исследование пластичности дорожных асфальтобетонов

В статье приведена методика испытаний асфальтобетонных образцов на сжатие при различных температурах и напряжениях. Получены экспериментальные зависимости деформации от напряжений, которые могут быть применены для математического моделирования модуля...

Обеспечение однородности перемешивания бетонных смесей для дорожных и аэродромных покрытий

В данной статье приведен обзор существующих методов и технологий, направленных на обеспечение однородности перемешивания бетонных смесей для дорожных и аэродромных покрытий. А также рассмотрены факторы, влияющие на однородность смесей, методы их оцен...

Влияние состава наполнителей на свойства полимерных композиционных материалов

В статье рассматривается влияние наполнителей на свойства композиционных материалов. Показано, что свойства наполненных полимерных композитов определяются характеристиками полимерной матрицы, дисперсного наполнителя и их взаимодействием на границе ра...

Совершенствование производства базовых масел

Данная статья посвящена литературному обзору на тему потребности производителей и владельцев различного вида оборудования, использующих смазывающие материалы, к улучшению экологичности и достижению высоких эксплуатационных показателей с помощью совер...

Похожие статьи

Изучение хранимоспособности рассольного сыра с растительными компонентами

В данной статье проведен анализ хранимоспособности рассольного сыра с растительными компонентами. Для оценки данного параметра были изучены органолептические, микробиологические показатели, а также было проведено исследование изменения массовой доли ...

Экспертная система, предназначенная для оптимального выбора сталей, испытывающих влияние агрессивных сред

В данной работе представлено описание экспертной системы, которая позволяет помочь пользователю в выборе сталей, испытывающих влияние агрессивных сред той или иной концентрации и температуры, с учетом времени нахождения образца в конкретной среде, а ...

Выбор и расчет расхода смазочных материалов для подшипников скольжения

В данной статье представлена работа выбора и расчет расхода смазочных материалов для подшипников скольжения.

Мясная продуктивность бычков разных пород

В статье приведены результаты исследований влияния сроков убоя на мясную продуктивность и качество мяса. Для этого были проведены исследования на базе сельскохозяйственных предприятий Челябинской области.

Программная модель формирования текстуры ткани

В статье описана программная модель формирования текстуры ткани с возможными дефектами для дальнейшего тестирования систем автоматического обнаружения дефектов ткани и их сертификации. Модель позволяет вводить ряд следующих параметров: максимальная ш...

Методические аспекты анализа товарных запасов строительных организаций

В данной статье проводится изучение влияния товарных запасов на деятельность строительных организаций, оценивается эффективность их использования, а также выявляются факторы, влияющие на данный показатель.

Исследование пластичности дорожных асфальтобетонов

В статье приведена методика испытаний асфальтобетонных образцов на сжатие при различных температурах и напряжениях. Получены экспериментальные зависимости деформации от напряжений, которые могут быть применены для математического моделирования модуля...

Обеспечение однородности перемешивания бетонных смесей для дорожных и аэродромных покрытий

В данной статье приведен обзор существующих методов и технологий, направленных на обеспечение однородности перемешивания бетонных смесей для дорожных и аэродромных покрытий. А также рассмотрены факторы, влияющие на однородность смесей, методы их оцен...

Влияние состава наполнителей на свойства полимерных композиционных материалов

В статье рассматривается влияние наполнителей на свойства композиционных материалов. Показано, что свойства наполненных полимерных композитов определяются характеристиками полимерной матрицы, дисперсного наполнителя и их взаимодействием на границе ра...

Совершенствование производства базовых масел

Данная статья посвящена литературному обзору на тему потребности производителей и владельцев различного вида оборудования, использующих смазывающие материалы, к улучшению экологичности и достижению высоких эксплуатационных показателей с помощью совер...

Задать вопрос