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:

Храмешин Алексей Валерьевич. Совершенствование технологии разделения частиц вороха резаного картофеля путем определения параметров и режимов работы барабанной сортировки : Дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01 : Ижевск, 2003 155 c. РГБ ОД, 61:04-5/822

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 6

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 13

1.1 Картофель как объект послеуборочной обработки и его значение в
рационе питания человека 13

  1. Обзор работ по технологиям и способам переработки 16

  2. Технологии производства картофелепродуктов 26

  3. Сортирование частиц полуфабриката картофеля и сравнительный анализ видов сортировок 35

Выводы и задачи научных исследований 41

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА
СОРТИРОВАНИЯ К ОБОСНОВАНИЮ КОНСТРУКЦИИ И
ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ БАРАБАННОЙ СОРТИРОВКИ 43

  1. Разработка конструктивно-технологической схемы сортировки 43

  2. Анализ движения частицы по поверхности барабана 48

  3. Обоснование конструктивных параметров сортировки 59

2.3.1 Обоснование конструктивных параметров сортирующей
поверхности 61

2.3.2 Обоснование производительности сортировки длины
барабана , 63

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СОРТИРОВКИ 67

  1. Общие вопросы методики исследований 67

  2. Методика экспериментальных исследований 68

  3. Объект и предмет исследований 68

  4. Контроль качества сортирования 71

  5. Выбор критерия оптимизации и управляющих факторов 76

  6. Оптимизации параметров и режимов работы барабанной сортировки резаного картофеля 81

  7. Проведение фото и видеосъёмки процесса работы 84

  8. Методика математической обработки результатов экспериментальных исследований 85

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ 88

  1. Статистические и размерно-количественные характеристики частиц, использованных при проведении экспериментальных исследований 88

  2. Результаты и обработка экспериментальных исследований 90

  3. Результаты обработки фото и видеосъёмки 103

  4. Результаты производственных испытаний 107

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

БАРАБАННОЙ СОРТИРОВКИ РЕЗАНОГО КАРТОФЕЛЯ 111

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 116

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 119

ПРИЛОЖЕНИЯ 131

Введение к работе:

Важной проблемой на сегодняшний день остается глубокая переработка выращенной сельскохозяйственной продукции.

Переработка картофеля в картофелепродукты получила широкое распространение в мировой практике, В Англии более 20 % выращенного картофеля поступает на переработку, причем 30 % из этого объема перерабатывается в хрустящий картофель, 13, 5 % - в сухой, 56, 4 % - в замороженные продукты [60,135].

Картофелепродукты и в России приобретают все большую популярность, особенно картофель хрустящий, чипсы, замороженный картофель - фри, пюре и крупка. Анализ потребительского рынка показывает, что на 50 % он заполнен российской продукцией и на 50 % - импортной. Импортные продукты поступают из Швеции, Финляндии, Ирландии, Чехии, Южной Кореи и Прибалтики. За исключением хрустящего картофеля, спирта и крахмала, до последнего времени остальные картофелепродукты поставлялись по импорту (чипсы, картофель-фри, картофельное пюре, котлеты) При этом следует отметить, что импортная продукция производится и поступает от крупных зарубежных фирм, а отечественная продукция, наоборот, производится в основном мелкими фирмами.

Из зарубежных производителей наиболее известны фирмы: шведская "LAYS", немецкая промышленная группа "CONVENT", выпускающая продукцию под марками "Funny Frish", "Chio Chips", "Truller" и "Wolf, американские "Yukon Golden", "Utz", "Jounson Potato Farms", "Crooks Farms'V'Sackett Ranch", "Sackett Potatoes", "John Boyd Co", "State line". Транснациональные компании "Farm Frites", "McCain", "Fri - d, Or", "Pepsico" недавно построили производственные предприятия в Польше и Чехии. Компания "Aviko" является одной из известнейших компаний по производству картофеля-фри. Сегодня компания производит 1 400 000 тонн картофеля в год. Фабрики компании "Aviko" расположены по всему миру [126,131].

Продукция компании изготовлена из отличного картофеля голландских сортов. Он прост в приготовлении, так как уже предварительно бланширован и обжарен. Ассортимент представлен такими видами картофеля как: волнистый картофель-фри, картофельные шарики и розочки, картофельные крокеты и

котлеты, картофель-фри для духовки и др. На рынке самым большим спросом пользуется картофель-фри Фрианд, а также картофель-фри для духовки [84,134].

Большим спросом, особенно в зимний период в нашей стране начинает пользоваться быстрозамороженный картофель-фри и консервированный. Для производства этих картофелепродуктов созданы предприятия в Подмосковье и Санкт - Петербурге, но они не закрывают потребностей всего рынка. Оборудование для производства полуфабрикатов из картофеля изготавливается в России, Белоруссии, Швейцарии, Германии, Италии и др. странах.

В России - это завод "Арсенал" (г. Санкт - Петербург). Пензенский завод "Химмаш" выпускает универсальный комплекс ЗФ - ПОК (разработка КБТМ), предназначенный для приготовления обжареных картофелепродуктов: картофель хрустящий, "Соломка", "Оригинальный", "Палочки картофельные". В Белоруссии - завод "Белтехнопрод".

Итальянские фирмы "PAVAN" и "FATA GROUP" поставляют в Россию высококачественное оборудование по производству картофеля-фри, полуфабрикатов и чипсов. Оборудование по производству чипсов, картофеля-фри и хрустящего средней и большой мощности поставляют также фирмы Перфи" "LEVATT (США), "Kiremko" (Голландия), "ALFA- LAVAL" (Швеция) -оборудование для производства хлопьев, муки, "PAUL KUNZ" оборудование для производства чипсов.

Создание предприятий с полным производственным циклом производство - переработка картофеля, в свою очередь, требует решения задачи повышения плодородия почв и снижения использования пестицидов - основных факторов, закладывающих фундамент высококачественного сырья. Другая задача - выбор, выращивание и переработка сортов картофеля, наиболее пригодных для производства хрустящего картофеля. Очистки и нестандартный картофель используют на корм скоту, сточные воды вывозятся на поля в качестве удобрений и вместо проблем с утилизацией дают прибыль [134, 135].

Требуется совершенствование технологии, выведение и выращивание сортов картофеля, отвечающих технологическим требованиям, разработка и выпуск современного технологического оборудования.

Использование картофеля в переработанном виде в России пока составляет 0,8 -1 % валового сбора урожая, в США — 50 %.

Ассортимент продукции, вырабатываемой в США, превышает 100 наименований, среди которых преобладают быстрозамороженные картофелепродукты. Вырабатывают их разной степени готовности и с учетом потребности различных возрастных групп населения [60].

Считается наиболее экономичным сосредоточивать производство замороженных и сушеных картофеле продуктов в местах массового производства картофеля, а хрустящий и обжаренный картофель — ближе к местам потребления. Основные картофелеперерабатывающие предприятия размещать в местах товарного выращивания картофеля. Такие предприятия могут работать с полной нагрузкой 9...10 месяцев в год.

Широко развито и продолжает расти производство картофелепродуктов и в других развитых странах. Так, в Германии и Англии предпочтение отдают быстрозамороженным продуктам, а во Франции — сушеным и обжаренным изделиям.

В России наибольший удельный вес приходится на производство быстрозамороженных продуктов—около 35%, сушеных—около 24%, обжаренных — 23 % общего объема производства [134, 135].

В нашей стране на сегодняшний день выпускают ограниченный ассортимент продуктов питания из картофеля и подчас только пробными экспериментальными партиями:

продукты с высоким содержанием влаги; стерилизованный картофель; свежий очищенный, сульфитированный; быстрозамороженные карто-фелепродукты;

продукты во фритюре: картофель «фри», картофельные палочки, картофельные котлеты, оладьи, чипсы, хрустящий картофель, хворост, гарнирный обжаренный картофель;

- сушеные продукты: нарезанный сушеный картофель; сухое картофельное
пюре (хлопья, крупка, гранулы, молочно-картофельное пюре).

Исследованиями проблемы механизации производства, хранения и переработки картофеля занимаются ведущие учёные академик МАЭН ВНИИ картофельного хозяйства В. И. Старовойтов, заведующий лабораторией ОАО «ВИСХОМ» академик Н.Н. Колчина, д.т.н. Э. С Рейнгарт, В. В. Тульчеев, В.В. Чугунов (Россия), И. Колядко, В. Маханько БелНИИК (лаборатория селекции картофеля Белоруссии).

В настоящее время в России и Белоруссии многие крупные заводы практически не работают. Работают небольшие, недавно созданные предприятия, например, в Новосибирской области в Искитимском районе (производительностью 225 т/год), в Брянской области, Волховский овощесушильный завод Орловской области, Тольяттинский комбинат общепита ВАЗа. Аналогичные производства создаются в Дмитровском, Серпуховском районах Московской области и других регионах. В Белоруссии работают Марьиногорский завод картофелепереработки (г. Марьина Горка, Минский р-н), Узденский (г. Узда Минской обл.), Ганцевичский экспериментальный консервно- овощесушильный (г. Ганцевичи, Брестская обл.).

Основная проблема, во первых - отсутствие крупных финансовых средств для закупки зарубежных линий или отдельных машин по переработке картофеля стоимостью несколько десятков, а иногда и сотен тысяч долларов, во вторых -проблема качества и соответственно конкурентоспособность продукции, выпущенной на отечественном оборудовании.

При производстве продукции растениеводства важное место отводится не только получению высоких урожаев, но и снижению до минимума потерь, возникающих в процессе хранения и на пути к потребителю. В нашей стране с разными климатическими условиями не везде возможно возделывание картофеля, например в районах Крайнего Севера, а спрос на овощи является постоянным и стабильным. Известно, что 1 кг гарнирного картофеля эквивалентен примерно 2 кг свежего необработанного картофеля, поэтому, применение перерабатывающих технологий способствует сокращению транспортных затрат и более полному насыщению рынка. Однако, в последнее время российским товаропроизводителям приходится конкурировать с импортными продуктами, поставляемыми в красочной упаковке и по более низким ценам. Отечественная продукция может быть конкурентноспособной только в том случае, если выпускаемые пищевые продукты экологически «чистые» и безопасные, в тоже время не уступающие по внешнему виду, оформлению и, самое главное, по качеству и вкусовым свойствам. Актуальными и востребованными на сегодняшний день являются полуфабрикаты из картофеля.

При производстве быстрозамороженного картофеля, основной операцией технологического процесса является отделение вороха стандартных столбиков-

частиц с требуемыми размерами от обрезей, неизбежно возникающих после нарезки клубней. Практика показывает, что процент поступающих с резательных машин обрезей колеблется от 29 до 61 % и выше, согласно технологическим требованиям ТУ 10.03.757-89, ТУ 9166-185-04782324-00 допускается в пределах 5-8% [50,109].

В связи с этим, вопросу отделения стандартных столбиков-частиц от обрезей уделяется большое внимание.

В настоящее время, в перерабатывающей промышленности используются, в основном, две машины. Первая использует вибросита с перфорированной поверхностью для калибрования по длине. Меняя диаметр отверстий, можно установить желаемую длину ломтиков. Вторая машина состоит из поверхности с вращающимися роликами, отбраковывающими продукт, не проходящий по толщине. Ручное отделение некондиционных частиц в производственных условиях трудоемко и малопроизводительно, но применяется даже на зарубежных линиях. Представленные устройства обладают рядом существенных недостатков: низкая производительность, вследствии двойного воздействия дополнительно травмируется до 6 % обрабатываемого материала; высокие Энергозатраты на рабочий процесс. Альтернативный вариант концерна Levati Food Tech S.r. 1. . (США-Италия) - оптический сортировщик, отличается высокой ценой, сложностью конструкции, высокими требованиями к обслуживанию и в Россию практически не поставляется. Таким образом, проблема теоретического обоснования, исследования, разработки и внедрения в производство заменяющих ручной труд технических средств сортирования частиц резаного картофеля является актуальной и имеет важное производственное значение.

Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских
работ ФГОУ ВПО Ижевской ГСХА по заданию Министерства сельского
хозяйства и продовольствия Удмуртской Республики «Механизация

возделывания, послеуборочной обработки, хранения и переработки картофеля» (№ гос. Регистрации 01.20.03 02046).

Цель исследований. Исследование и совершенствование технологии разделения частиц вороха резаного картофеля путем определения параметров и режимов работы барабанной сортировки для обеспечения качества,

удовлетворяющего технологическим требованиям при минимальных энергозатратах.

Объект исследования.

Картофель и сортировка барабанного типа для калибровки частиц его резаного полуфабриката.

Предмет исследований.

Аналитические и графические зависимости, характеризующие процесс разделения частиц вороха резаного картофеля.

Теоретической и методической основой диссертационного исследования послужили труды ведущих ученых-инженеров, научно-исследовательских учреждений и специалистов-практиков по исследуемой проблеме. В процессе решения задач применялись аналитический, графический, расчетно-конструктивный методы, а так же методики по определению экономических показателей эффективности работы.

Информационную базу исследования составляют статистические данные по России и Удмуртской Республике, материалы научных конференций, научно-техническая литература, отечественные и зарубежные технологии и оборудование по производству картофеле продуктов, а так же материалы периодической печати и научных изданий.

Научную новизну работы составляют:

- разработанная конструкция барабанной сортировки для разделения вороха частиц резаного картофеля;

- методика расчёта оптимальных параметров и режимов работы
барабанной сортировки;

- математическая модель процесса разделения частиц вороха резаного
картофеля.

Практическая значимость и реализация результатов исследований.

На основании проведённых исследований разработана, изготовлена и опробована машина, сортирующая ворох частиц картофеля после нарезки клубней, обеспечивающая качество сортирования, удовлетворяющее технологическим требованиям. Получены аналитические выражения для расчёта и проектирования рабочих органов машины. Результаты исследований использованы при модернизации линии по переработке картофеля, которая функционирует в ЗАО «КОКОС», г. Вотки иска, Удмуртской Республики.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы доложены на научно-практических конференциях в ФГОУ ВПО Ижевской ГСХА (2000-2003 гг.), обсуждены и одобрены специалистами ЗАО «КОКОС».

Защищаемые положения:

- теоретическое обоснование конструктивных и технологических параметров барабанной сортировки;

конструктивное решение и принцип работы барабанной сортировки резаного картофеля;

анализ движения частицы по рабочей поверхности;

результаты экспериментальных исследований;

технико-экономическое обоснование целесообразности использования барабанной сортировки при производстве быстрозамороженного картофеля.

Публикации. Соискатель имеет 6 публикаций, в которых изложено основное содержание диссертации. Отдельные положения диссертационной работы могут быть использованы в учебном процессе при подготовке бакалавров, инженеров, магистров по специальностям, связанным с применением перерабатывающих технологий.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения и общих выводов, списка использованной литературы из 135 наименований и приложений. Работа содержит 155 страниц, 29 рисунков, 14 таблиц и 12 приложений.

Подобные работы
Крелина Ирина Николаевна
Совершенствование технологии разделения на фракции порошка тыквы на установках инерционного сепарирования
Галкин Василий Дмитриевич
Повышение эффективности функционирования семяочистительно-сушильных комплексов путем совершенствования технологии и технических средств разделения зерновых смесей до и после сушки (На примере регионов с повышенной влажностью зернового вороха)
Юнин Вячеслав Александрович
Повышение эффективности работы агрегата для полосного подсева трав в дернину пут#м оптимизации параметров и режимов работы активного дискового рабочего органа
Волков Александр Евгеньевич
Повышение эффективности работы чизельного плуга для засоренных камнями почв путем обоснования его конструктивных параметров и режимов работы
Абрамов Александр Александрович
Обоснование параметров и режимов работы измельчителя зерна скалывающего типа
Шарипов Азат Гибатович
Повышение эффективности процесса разделения соевой суспензии путем обоснования параметров и режимов работы фильтрующей центрифуги
Щербак Наталья Александровна
Обоснование параметров и режимов работы системы автопоения крупного рогатого скота при стойловом содержании
Голубев Вячеслав Викторович
Обоснование параметров и режимов работы почвообрабатывающего катка для предпосевной обработки почвы под мелкосеменные культуры
Никифоров Андрей Леонидович
Обоснование параметров и режимов работы вибрационного высевающего аппарата рядовой сеялки
Пикалов Александр Валерьевич
Обоснование параметров и режимов работы нагнетательной пневмотранспортной установки для выгрузки зерна из хранилища при его напольном хранении

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