Наукові основи ресурсозберігаючого розподілу овочефруктової суспензії на перфорованій поверхні

Розроблено нові теоретичні моделі розподілу овочефруктової суспензії, які враховують явища закупорювання й очищення отворів перфорованої поверхні.

Досліджено дію структури потоку суспензії у машині на продуктивність перфорованої поверхні, втрати часток тканин, що запасають поживні речовини, з відходами.

Сформульовано умови запобігання руйнації фруктових кісточок у процесі розподілу суспензії.

Дістала подальшого розвитку теорія руху продукту в барабані інерційної протиральної машині безперервної дії: одержані рівняння, що описують форму вільної поверхні продукту під час його пересування билами залежності для розрахунку довжини робочих зон машини умови утримання та евакуації відходів із барабана машини.

Запропоновано метод оптимізації режиму розподілу суспензії на перфорованій поверхні, який базується на мінімізації ресурсів, що витрачаються на розподіл суспензії.

Практичне значення одержаних результатів. Сукупність проведених досліджень дозволила обґрунтувати доцільну конструктивну схему та режими експлуатації протиральних машин, які забезпечують збереження матеріальних й енергетичних ресурсів при розподілі овочефруктової суспензії. Розроблено режими розподілу суспензії, що містить фруктові кісточки, які полягають у підвищенні швидкості бил до (14... 18) м/с. Запропоновано нові технічні рішення, які дозволили підвищити техніко-економічні показники протиральних машин.

Дослідження втілено в удосконалених моделях протиральних машин. Розроблено фінішер Р3-КИЗ, який випускається серійно і використовується на консервних підприємствах України, Росії, Молдови. Розроблено протиральну машину РЗ-КИД, яка забезпечує якісний швидкісний розподіл суспензії кісточкових плодів.

Для потреб малих підприємств розроблено універсальну малогабаритну протиральну машину Ш24-КПМ, яка розділяє широкий асортимент плодоовочевих суспензій, у тому числі кісточкових культур.

Удосконалені протиральні машини відрізняються високими техніко-економічними показниками. Машини для протирання кісточкових культур забезпечують питому продуктивність перфорованої поверхні, яка приблизно у (4... 8) разів більша за показники відомих машин, у той час як витрати енергії зменшуються у (2... 3) рази, а втрати корисних речовин з відходами – на (20... 40) %. Машини для розподілу суспензії зерняткових культур та вторинного протирання дозволяють заощадити (15... 25) % енергії. Річний економічний ефект від упровадження у виробництво машини Р3-КИЗ становить 8 727 крб. за цінами 1988 р., протиральної машини Р3-КИН – 5800 крб. за цінами 1990 р.

Результати теоретичних й експериментальних досліджень включено в програми дисциплін “Технологічне обладнання харчових виробництв”, “Теорія технічних систем”, “Розрахунки й конструювання машин та апаратів харчових виробництв”, “Теоретичні основи розрахунків технологічних машин та апаратів”, що читаються бакалаврам і магістрам. Матеріали дисертації використовуються студентами при виконанні курсових та дипломних проектів та під час дослідницької роботи.

Особистий внесок здобувача. У наукових працях, що надруковані в співавторстві, здобувачеві належить:

обґрунтування і розробка наукових гіпотез, теоретичних моделей, формулювання висновків

планування й опрацювання результатів експерименту, теоретична інтерпретація отриманих результатів

складання опису винаходів, складання та редагування формул винаходів, теоретичне обґрунтування запропонованих рішень.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації викладені й одержали позитивну оцінку на (38... 61) наукових конференціях ОТІХП ім.. М. В. Ломоносова та ОДАХТ на міжкафедральних семінарах ОДАХТ, що відбулися 10. 06. 96 р., 22. 10. 98 р., 03. 07. 2000 р. та 11. 10. 2001 р.  на 9-й міжнародній конференції по удосконаленню процесів і апаратів хімічних, харчових і нафтохімічних виробництв (Одеса, 1977)  на міжнародній науково-практичній конференції за проектом “Екологія людини й проблеми виховання молодих учених” (Одеса, 1997)  на міжнародній конференції з технологій харчування та економічних проблем торгівлі (Харків, 1988).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 20 статей у наукових фахових виданнях, 11 авторських свідоцтв та патентів на винаходи, 3 статті у наукових журналах і збірниках, 7 тез докладів на наукових конференціях.

Структура дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, 6-ти основних розділів, загальних висновків, списку використаних джерел і додатків.

Дисертаційна робота, викладена на 318 сторінках машинописного тексту, включає 74 рисунка (17 сторінок), 25 таблиць (9 сторінок), 4 додатки (5 сторінок). Список використаних літературних джерел складається з 266 найменувань (25 сторінок).

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, зв’язок із науковими програмами, планами й темами, сформульовано мету й задачі дослідження, показано наукову новизну й практичне значення одержаних результатів, особистий внесок здобувача в проведених дослідженнях, наведено відомості про апробацію роботи й публікації здобувача за темою дисертаційної роботи.

У першому розділі наведено огляд літературних даних, обґрунтовано напрямок дослідження.

Дослідження процесу протирання овочефруктової сировини викладено у роботах І. А. Алієва, І. В. Анісімова, Л. А. Боневої, М. Я. Дікіса, О. К. Гладушняка, А. К. Дяконової, М. І. Кепіна, І. М. Маленко, М. С. Мордковича, К. М. Порошина, Ю. Г. Скорикової, Б. М. Уточкіна, Р. В. Штейнберга та інших авторів.

Переважна більшість робіт стосується розподілу овочефруктової сировини на інерційних протиральних машинах із нерухомим перфорованим барабаном (рис 1а). Процес характеризують фактором розподілу

Fr = 2 R / g, (1)

де   швидкість обертання встановлених на вал бил

R – внутрішній радіус перфорованого барабана

g – прискорення сили тяжіння.

У роботах О. К. Гладушняка викладено теорію руху продукту в барабані протиральної машини безперервної дії. Припускається, що овочефруктова сировина описується моделлю ньютонівської рідини, властивості якої не змінюються в процесі розподілу. Відокремлення обробленого напівфабрикату трактується як витікання