Разработка энергосберегающей технологии очистки продуктов пчеловодства от органических загрязнений

способов очистки продуктов пчеловодства от органических загрязнений;
2. Новые технические решения, на основе которых создано эффективное энергосберегающее оборудование для очистки продуктов пчеловодства от органических загрязнений;
3. Результаты теоретического и экспериментального исследования процесса очистки продуктов пчеловодства от органических загрязнений;
4. Оценка экономической эффективности и применяемости результатов работы в механизации переработки продуктов пчеловодства

Профессиональные задачи, решаемые в исследовании:
1. Совершенствование энергосберегающих технологий очистки продуктов пчеловодства от органических загрязнений;
2. Теоретически обосновать режимы очистки продуктов пчеловодства от органических загрязнений, обеспечивающие минимальную энергоемкость технологического процесса;
3. Экспериментально подтвердить рациональные режимы очистки продуктов пчеловодства от органических загрязнений, обеспечивающие минимальную энергоемкость технологического процесса
4.Определить экономическую эффективность результатов исследований.

Цель работы. Совершенствование энергосберегающей технологии переработки и очистки продуктов пчеловодства от органических загрязнений.

рабочей камеры; измельчителя
2 – решето;
3 – рабочий вал с закрепленными штифтами
4 – аспирационный канал;
5 – циклон;
6 – вентилятор циклона.

1

2

3

4

5

6

измельчаемого продукта (случайный процесс)

v – скорость подвода измельченных частиц к сепарирующей поверхности;
kсеп – коэффициент сепарации;
w – угловая скорость;
Dкорп – диаметр корпуса измельчителя (Rкорп = Dкорп /2);
Hкорп – длина корпуса измельчителя ;
Dотв – диаметр круглых отверстий сепарирующей поверхности;
Mотв – количество таких отверстий;
Ν – количество частиц на единицу объема корпуса измельчителя (объемная плотность)

Обозначения

W – средняя мощность, подводимая к ротору измельчителя;
kКПД – КПД измельчителя;
Jвоздух – момент инерции воздуха, заключ. внутри рабочей камеры;
Jсот – момент инерции всех измельченных кусков сотов внутри рабочей камеры;
m – масса куска сота;
S – площадь поверхности корпуса измельчителя ;
p – процент отсепарированных частиц (не менее) по условию окончания работы.

Скорость кусков сот постоянна и равна v
Направление скорости перпендикулярно перфорированной поверхности корпуса измельчителя (видимое отверстие – круг диаметром Dотв )
Куски измельченного продукта – идеальные шары диаметром d

Оценка параметров модели

Уравнение сепарации

Уравнение баланса количества измельченных частиц

Оценка времени работы
измельчителя

Теоретическое исследование процесса выхода измельченного продукта из рабочей камеры измельчителя

Вторая модель выхода измельченного продукта из рабочей камеры

Исходные предположения
о модели:

Скорость кусков сот постоянна и равна v
Направление скорости составляет с нормалью к поверхности рабочей камеры измельчителя угол α (видимое отверстие – эллипс с полуосями
(Dотв /2 и (Dотв cos α)/2 )
Куски измельченного продукта – идеальные шары диаметром d

Оценка параметров модели

Уравнение сепарации

Оценка времени работы
измельчителя

их варьирования

частотой вращения рабочего вала;
схемой размещения штифтов на рабочем вале;
геометрическими размерами штифтов;
степенью загрузки рабочей камеры продуктом

Варьирование:

Процентное содержание целых гранул перги, находящейся в измельченной воскоперговой массе, определяли в соответствие с известной методикой используя следующую формулу :

где: М6 – масса перги, оставшейся на решете классификатора, имеющего диаметр отверстий 6 мм;
М5 – масса перги, оставшейся на решете классификатора с диаметром отверстий 5 мм;
М3 – масса перги, оставшейся на решете классификатора с диаметром отверстий 3 мм.

органических загрязнений (при измельчение кусков пчелиных сотов)

Pцг, %

Pцг, %

d, мм

d, мм

h, мм

h, мм

n, об/мин

n, об/мин

n, об/мин

n, об/мин

где: PЦГ – процент целых гранул перги, содержащейся в измельченной массе сотов, %; d – диаметр штифтов, мм; h – расстояние между плоскостями вращения штифтов, мм; n – частота вращения рабочего вала, об/мин.

Зависимость процента целых гранул перги, содержащихся в измельченной массе сотов от расстояния между плоскостями вращения штифтов h (мм) и частоты вращения вала n (об/мин) при оптимальном значении диаметра штифтов d = 10,671 мм

Зависимость процента целых гранул перги, содержащихся в из-мельченной массе сотов от диаметра штифтов d (мм) и частоты вращения вала n (об/мин) при оптимальном значении рас-стояния между плоскостями вращения штифтов h = 17,86 мм

массе сотов от диаметра штифтов d (мм) и расстояния между плоскостями вращения штифтов h (мм) при оптимальном значении частоты вращения вала n = 567 об/мин

d, мм

h, мм

Функция достигает максимального значения 85% в точке (d = 10,671 мм; h = 17,86 мм; n = 567 об/мин)

органических загрязнений

Зависимость от степени загрузки измельчителя (массы навески m, кг):
а – производительности Q, кг/сек; б – пиковой мощности, потребляемой электродвигателем Nп, Вт; в – процента выхода целых гранул перги Pцг, %

в

1

1

1

2

2

2

энергоемкость и степень измельчения

Удельная энергоемкость процесса измельчения
вычислялась по формуле:

где А – удельная энергоемкость, кВт∙ч/т;
Nn – полная мощность, потребляемая электроприводом измельчителя, кВт;
Nхх – мощность, потребляемая электроприводом измельчителя при холостом ходе, кВт;
Q – производительность измельчителя, т/ч.
Получаемая измельченная масса подвергалась ситовому анализу по стандартной методике с
целью определения модуля помола и степени измельчения.

времени измельчения

Графическая зависимость степени измельчения прополиса от начального размера частиц и времени измельчения

приводу измельчителя, установки для очистки
продуктов пчеловодства от органических загрязнений
предъявляются следующие требования:
- возможность бесступенчато регулировать частоту вращения рабочего вала измельчителя от 100 до 5000 об/мин;
- близкая к линейной, жесткая механическая характеристика электропривода

Жесткая механическая характеристика электропривода необходима для
обеспечения высокой стабильности частоты вращения ротора измельчителя
при значительных изменениях величины тормозящего момента рабочего вала,
что требуется для обеспечения качественного измельчения

механические характеристики
электродвигателя
с последовательным возбуждением

Схема замещения и механические характеристики
электродвигателя
смешенного возбуждения

Механические характеристики электродвигателей постоянного тока

вращения ротора электродвигателя;
T3 - трансформатор питания якорной обмотки электродвигателя;
VD1-VD4 - выпрямитель якорной обмотки электродвигателя;
PW1 - ваттметр;
L1 - дроссель;
С1 - конденсатор;
Я1-Я2 - якорная обмотка электродвигателя;
T2 - трансформатор питания статорной обмотки электродвигателя;
VD5-VD8 - выпрямитель статорной обмотки электродвигателя;
Ш1-Ш2 - статорная обмотка электродвигателя.

Принципиальная электрическая схема блока питания электродвигателя измельчителя, установки для очистки продуктов пчеловодства от органических загрязнений

Механические характеристики
электродвигателя постоянного тока с
независимым питанием роторной и статорной обмотки

сотов и переработки прополиса слабо завит от величины годового объема переработки, что позволяет использовать предлагаемые установки как на крупных, так и на мелких пасеках. Так, замена АИП-50 предлагаемой установкой для извлечения перги из сотов вертикального типа с сепаратором окупится примерно через 1,5 года.
2. Технология обработки прополиса должна содержать следующие операции: охлаждение прополисового сырья до температуры минус 5 – 100С, измельчение охлажденного прополисового сырья при этой же температуре, отделение примесей от прополиса воздушным сепарированием при скорости воздушного потока 5 – 8 м/с, нагрев очищенного прополиса до температуры 250С, брикетирование до плотности брикетов 1120 – 1170 м3.
3. Наилучшим способом измельчения прополисового сырья до размеров частиц, не превышающих 2,5 мм, является дробление. Для этого может быть использована предложенная нами установка производительностью до 100 кг/ч, с удельными затратами энергии 5 кВт∙ч/т.
4. При увеличении среднего размера частиц необходимо увеличивать скорость воздушного потока. Лучшая очистка прополиса происходит после предварительного разделения измельченного прополиса на фракции по размерам частиц. При среднем размере частиц 2,5 мм скорость воздушного потока должна быть 8 м/с, а при среднем размере частиц 0,25 мм – 5,2 м/с.