Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Машины и средства механизации сельскохозяйственного производства

Диссертационная работа:

Нгуен Хоанг Линь. Совершенствование процесса экструдирования комбикормов на основании исследований течения материала в полости утечек одношнекового пресса : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01 / Нгуен Хоанг Линь; [Место защиты: Оренбург. гос. аграр. ун-т].- Оренбург, 2007.- 158 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/5497

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.
Введение 5

1 Современное состояние и основные направления
совершенствования процесса экструдирования

кормов 10

  1. Возможности технологии экструдирования кормов 10

  2. Краткий обзор шнековых прессующих механизмов и конструкции основных элементов шнековых прессов 25

  3. Обзор теорий прессования и экспериментальных исследований экструдирования материалов

растительного происхождения 34

1.3.1 Описание взаимодействия рабочего органа с

обрабатываемым материалом при экструдировании 34

1.3.2 Современные представления о энергозатратах
при движении материала в полостях рабочего

пространства экструдера 39

1.4 Формулировка целей и задач исследования 42

2 Теоретическое исследование течения материала

при сложном сдвиге 44

2. Г Обоснование необходимости моделирования течения
материала при сложном сдвиге для определения
сдвиговых характеристик 44

2.2 Поиск устройства для моделирования течения

материала при сложном сдвиге 46

2.3 Описание течения материала при сложном сдвиге

на устройстве, создающем сложный сдвиг 51

2. 4 Выводы по второй главе 60

3 Методика экспериментальных исследований 61

* 3.1 Экспериментальная установка, приборы и оборудование,

применяемые при исследованиях 62

  1. Описание экспериментальной установки 62

  2. Описание тензометрической системы измерения давлений и крутящего момента в фильере устройства,

создающего сложный сдвиг 66

3.1.3 Описание системы измерения температуры в фильере

устройства, создающего сложный сдвиг 73

. 3.2 Программное обеспечение экспериментальных исследований 75

3.2.1 Описание программы для обработки результатов

измерений АЦП 75

3.2.2 Обработка результатов экспериментов 79

3.3 Выводы по главе 79

4 Экспериментальное определение реологических
коэффициентов п и ц' при сложном сдвиге 81

  1. Материалы, применяемые при исследованиях 81

  2. Подготовка сырья 81

  3. Планирование эксперимента и обработка результатов

эксперимента 82

  1. Анализ экспериментальных данных 89

  2. Выводы по четвертой главе 96

5 Совершенствование пресс-экструдера с использо
ванием эффекта сложного сдвига и его оптимизация 98

  1. Разработка новой конструкции головки пресса экструдера 99

  2. Внутренняя характеристика процесса экструдирования 101

  3. Параметры эффективности процесса экструдирования 103

fc 5.4 Оптимизация геометрических параметров прессующего

механизма 105

5.5 Оптимизация кинематических параметров прессующего

механизма 109

  1. Экспериментальное исследование на усовершенствованном пресс-экструдере 110

  2. Экономическая эффективность внедрения нового объекта 118

5.8 Практические результаты 124

Общие выводы по работе 125

Список использованных источников 127

* Приложения 140

*

*

Введение к работе:

Актуальность темы. Приготовление кормов в шнековых пресс-экструдерах является одним из экономически выгодных способов. Уникальность процесса экструдирования состоит в том, что в нем совмещается несколько процессов, таких как перемешивание, сжатие, нагревание, стерилизация, формование, причем все они протекают быстро, непрерывно и практически одновременно. В обычных условиях для каждого такого процесса необходимо оборудование для его реализации, что обуславливает создание производственной линии, но при применении шнекового пресс-экструдера все процессы можно совмещать в одной машине, поэтому эта необходимость отпадает. В связи с этим имеет место экономия производственной площади, количества машин, необходимых для производства, а также людей, обслуживающих производство.

Экструдированные корма легко усвояемы, дольше хранятся, так как при обработке подверглись интенсивному термомеханическому воздействию, вследствие чего погибают все вредные бактерии, происходят желатинизация крахмала и декстринизация белков компонентов корма. Повышение усвояемости приводит к увеличению живой массы и уменьшению затрат корма, что снижает себестоимость готовой продукции.

При загрузке, разгрузке, транспортировании и раздаче экструдированные корма меньше теряются по сравнению с рассыпным кормом, что также позитивно влияет на снижение издержек при доставке корма потребителю.

Однако, несмотря на множество достоинств процесса экструдирования, основным его недостатком является ресурсоемкость. В связи с этим решение задачи снижения энергоемкости с одновременным повышением качества экструдированного корма является актуальной при приготовлении кормов.

Для решения этой задачи предлагаются конструктивные изменения в механизм пресс-экструдера (проводят структурный синтез), а затем

определяются оптимальные геометрические и кинематические параметры пресс-экструдера (параметрический синтез).

При проведении этих операций необходимо разработать математическую модель взаимодействия шнека с обрабатываемым материалом, для чего нужно знать его реологические свойства.

Рабочее пространство пресс-экструдера условно разделено на зоны: прессования, выдавливания, формования и утечек. Особенность зоны утечек заключается в том, что в ней совмещаются два течения: вдоль оси шнека и в окружном направлении; в этой зоне в тонком слое обрабатываемого материала возникает сложный сдвиг. Но до настоящего времени при проектировании пресс-экструдера и в исследовательских работах для описания зоны утечек применялись реологические параметры обрабатываемого материала, полученные на ротационных вискозиметрах, которые недостаточно точно моделируют воздействие шнека на обрабатываемый материал.

На основании изложенного создание устройства, которое моделирует весь характер воздействия шнека на обрабатываемый материал в полости утечек, и определение реологических параметров обрабатываемого материала в этой полости с его помощью позволяют решить задачи снижения энергоемкости процесса экструдирования.

Работа выполнена в рамках темы «Совершенствование биотехнических систем пищевых производств и кормоприготовления», которая включена в тематику НИР Оренбургского государственного университета на 1996 ... 2008 гг., номер госрегистрации 01.960.005780.

Цель исследования. Исследование реологических свойств комбикормов при воздействии на него рабочего органа шнекового прессующего механизма.

Задачи исследования:

1. Анализ литературных источников позволил определить перспективы развития производства экструдированных кормов,

современное состояние механики процесса экструдирования кормов, современные представления зависимости затраченной энергии от реологических параметров материала в полости утечек, а также пути повышения эффективности шнекового прессующего механизма.

  1. Обосновать необходимость разработки устройства для моделирования воздействия на сыпучий комбикорм шнека в полости утечек пресс-экструдера и предложить методику и средство для определения его реологических параметров.

  2. Разработать лабораторный стенд для определения реологических параметров комбикорма при сложном сдвиге, который возникает в полости утечек пресс-экструдера.

  3. Экспериментально исследовать и определить реологические параметры комбикорма при сложном сдвиге.

  4. Предложить новые технические решения по результатам исследований.

Объект исследования: процесс работы одношнекового пресс-экструдера для производства кормовых продуктов.

Предмет исследования: закономерности изменения реологических свойств комбикормов при сложном сдвиге в процессе механического воздействия на экструдируемый материал рабочего органа шнекового пресс-экструдера.

Научная новизна заключается:

в моделировании течения материала при сложном сдвиге;

в разработке устройства для исследования реологических свойств материала при сложном сдвиге, позволяющего смоделировать течение материала в полости утечек и компрессионных затворах шнекового прессующего механизма;

в выявлении реологических свойств материала при сложном сдвиге;

- в усовершенствовании конструкции пресс-экструдера для
экструдирования материалов растительного происхождения.

Практическую ценность имеют:

- методика определения реологических параметров материала при
сложном сдвиге, возникающем в полости утечек и компрессионных затворах
шнекового пресс-экструдера;

новая конструкция устройства, создающего сложный сдвиг в тонком слое материала, патент РФ № 2244287;

реологические параметры комбикорма при сложном сдвиге в процессе экструдирования, необходимые для проектирования шнековых пресс-экструдеров;

новая конструкция пресс-экструдера, патент РФ №2294282. На защиту выносятся:

математическая модель течения материала при сложном сдвиге;

- методика определения реологических параметров материала при
сложном сдвиге, возникающем в полости утечек и компрессионных затворах
пресс-экструдера, и реологические свойства сыпучего комбикорма при
сложном сдвиге;

- новые технические решения конструкции рабочих органов
шнековых прессов, оборудования для определения реологических
параметров обрабатываемого материала при сложном сдвиге и результаты
векторной оптимизации процесса экструдирования на усовершенствованной
конструкции шнекового пресса.

Реализация результатов диссертационной работы: Разработаны технические условия процесса экструдирования для производства на ОАО «Оренбургский маслоэкстракционный завод» (приложение В), конструктивные параметры для модернизации пресс-экструдера ПЭШ-30/4 на ОАО «Оренбургский станкозавод» (Приложение Г), учебно-методические материалы по определению реологических параметров материала при сложном сдвиге, используемых в учебном процессе ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет» при подготовке студентов специальностей 260601 «Машины и аппараты пищевых производств» по

дисциплине «Физико-механические свойства сырья» (Приложение Д).

Апробация. Основные положения диссертации были доложены на научных конференциях:

«Союз науки с производством - основа длительного успеха в рыночных условиях» - 3-тья научно-техническая конференция 2003г. (г. Оренбург)

«Оптимизация сложных биотехнологических систем» -Всероссийская научно-практическая конференция, 9-Ю октября 2003г. (г. Оренбург)

«Пищевые технологий» - Общероссийская конференция молодых ученых с международным участием 30 мая 2006г. (г. Казань).

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 6 печатных работах, в том числе 2 - в рецензируемых журналах.

Объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, списка использованной литературы и приложений. Общий объем диссертации составляет 158 страниц, в том числе: 41 страниц с рисунками и фотографиями, 13 страниц списка литературы из 141 наименования (из них 21 иностранных) и 18 страниц приложений.

Подобные работы
Петроченко Виталий Владимирович
Совершенствование процесса прессования кормов шнековым прессом
Варламова Нелли Хасановна
Совершенствование процесса выпуска компонентов комбикорма щелевым бункером с механическим сводообрушителем
Трутнев Николай Васильевич
Совершенствование рабочего процесса и обоснование основных параметров устройства для дозированной раздачи комбикормов в животноводстве
Лобачев Андрей Александрович
Повышение качества прессования льняной тресты путем совершенствования подбирающего аппарата пресс-подборщика
Королев Александр Иванович
Совершенствование процесса очистки зернового вороха двухаспирационной системой зерноочистительных машин
Сарбатова Наталья Юрьевна
Совершенствование процесса приготовления и раздачи грубых кормов рулонной заготовки
Немчин Владимир Николаевич
Совершенствование процесса перемещения зерна сои винтовым транспортером
Новицкий Александр Сергеевич
Совершенствование процесса сева зерновых комбинированным сошником на базе стрельчатой лапы
Комченко Елена Викторовна
Совершенствование процесса истечения мелких сыпучих материалов из бункеров сельскохозяйственного назначения
Коношин Иван Вячеславович
Совершенствование процесса измельчения и обоснование конструктивно-режимных параметров молотковой дробилки с решетом спиралевидной формы

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net