Разработка (совершенствование) технологической машины для разделения ( обогащения ) продуктов размола(Ситовеечная машина )

По оценкам ученых и специалистов сельского хозяйства дефицит зерно-очистительно-сушильных мощностей в республике составляет около 30%. По-этому разработка и освоение производства на отечественных предприятиях техники для послеуборочной обработки, хранения зерна и семян является важ-ной задачей продовольственной безопасности страны. Однако частичная заме-на машин и оборудования комплексов не позволит решить проблему в целом. Задача по увеличению валовых сборов зерна, а также начавшееся в республике укрупнение хозяйств требует иного подхода к решению вопроса послеубороч-ной обработки зерна. Как показывает многолетний опыт возделывания зерновых культур, зер-но, поступающее на зерноочистительно-сушильные комплексы, как правило, не соответствует кондиционным требованиям, предъявляемым к его чистоте и влажности, и требует значительной доработки. Зерновой ворох представляет собой механическую смесь различных компонентов, в число которых входят основная культура (зерно), солома, полова, семена и соцветия сорных трав и культурных растений, минеральные включения и т.д. Засоренность зернового вороха зависит главным образом от культуры земледелия, времени и погод-ных условий проведения уборки, технического состояния и качества работы зерноуборочных комбайнов. Температура зерна, очищенного в течение первых суток, медленно пада-ет, а затем начинает возрастать. Температура неочищенного зерна резко воз-растает, при этом увеличивается количество зерен, пораженных плесенью. Для зернового вороха, с характерной для условий Республики Беларусь влажно-стью и засоренностью, процесс дыхания может принять характер цепной реак-ции и привести к значительным потерям собранного урожая. Важнейшей технологической операцией, обеспечивающей сохранность свежеубранного зернового вороха, является его предварительная очистка. В результате ее проведения влажность обрабатываемого материала снижается на 1–3%. По результатам исследований каждое снижение влажности исходного материала на 1–2% (начиная с 20%) позволяет увеличить длительность его безопасного хранения (до сушки) в 2–3 раза, что, в свою очередь, способствует выравниванию загрузки мощностей зерносушильного комплекса. Важным аргументом, подтверждающим актуальность проведения пред-варительной очистки, является предотвращение попадания крупных примесей в зерносушилку. Выделение из состава зернового вороха пылевидных и соло-мистых примесей значительно снижает вероятность возникновения завалов и возгораний в сушилках, на 40–60% повышает равномерность нагрева зерна и, как показывают исследования, на 3–5% уменьшает затраты тепла на его сушку. Кроме того, выделение грубых и крупных посторонних примесей (соломистых) позволяет значительно снизить нагрузку на последующее зерноочистительное оборудование и предохранить от забивания его приемно-распределительные устройства. После предварительной очистки зерно, влажность которого не соответ-ствует кондиционной, направляют на сушку. Однако в период массовой уборки количество поступающего зерна на зерноочистительно-сушильный комплекс превышает пропускную способность сушилки. Недостаток сушильных мощно-стей в «пиковый» период уборки вынуждает зернопроизводителей складиро-вать ворох повышенной влажности на площадках временного хранения. Имен-но в этом случае происходят наибольшие потери урожая, предотвратить кото-рые можно путем использования в технологической схеме комплекса емкостей (силоса) временного хранения, причем, применительно к влажному зерну, они должны быть с коническим дном для предотвращения слеживания зерновой массы. Сохранность зерна в емкостях обеспечивается его вентилированием хо-лодным или подогретым воздухом при температуре наружного воздуха ниже температуры семян не менее чем на 40 °С, а в дождливую погоду эта разница должна составлять не менее 80 °С. Своевременное и качественное выполнение технологических операций (предварительная очистка и активное вентилирова-ние), направленных на продление сроков безопасного хранения зерна, позво-лит сократить потери выращенного урожая на 5–7%, что в масштабах респуб-лики составит 350–450 ты с.т. Поэтому особое внимание при строительстве но-вых комплексов и модернизации имеющихся следует уделять предварительной очистке зерна. В сложившихся условиях возделывания и уборки зерновых культур в республике поступающий на сушку комбайновый ворох имеет высокую степень засоренности (до 10%) соломистыми, минеральными примесями и семенами сорняков. Причина этого в следующем: – изначально посевы зерновых культур изобилуют сорняками, борьба за чистоту посевов агротехническими и химическими методами в хозяйства, на наш взгляд, ведется недостаточно; – имеющаяся на вооружении сельскохозяйственных предприятий зерно-уборочная техника не в состоянии очистить ворох до требуемых кондиций (не более 3% засоренности) во время уборки, так как зерновые культуры убирают-ся не при оптимальной влажности (не более 20%), а зачастую – при влажности 25–30%). При этом не соблюдаются технологические регламенты уборки и ре-гулировки систем очистки вороха комбайнами, поэтому на зерноочиститель-ные комплексы комбайновый ворох поступает неудовлетворительный по своей чистоте. Применяемые в комплексах отечественных производителей машины предварительной очистки не обеспечивают качественную очистку зернового вороха в условиях республики (машины предварительной очистки должны от-делять все грубые и соломистые примеси длиной более 50 мм). Эксплуатация зерноочистительно-сушильных комплексов отечественных производителей в сельскохозяйственных предприятиях республики выявила ряд существенных недостатков. Поставляемые в сельскохозяйственные предприятия зерноочистительно-сушильные комплексы не содержат в своей технологической схеме компенси-рующих емкостей между зерноочистительным отделением и зерносушилкой, как это сделано у ведущих европейских фирм – Petkus, Riela, Smidt-Seeger (Германия), Cimbria (Дания). Применение вентилируемых буферных емкостей (обязательно — с коническим дном) позволяет более ритмично согласовать ра-боту отделений комплекса, устранить простои в работе зерноочистительных машин, уменьшить количество зернового вороха, хранимого на открытых площадках. Важным условием эффективной работы комплекса является наличие от-деления для длительного режимного хранения сухого зерна, увязанного тех-нологически и соединенного транспортирующими механизмами с другими от-делениями. Поставляемые заводами-изготовителями ООО «Амкодор-Можа», ОАО «Брестсельмаш» и ОАО «Казимировский опытно-экспериментальный за-вод» сельскохозяйственным предприятиям комплексы отделениями для дли-тельного хранения сухого зерна не комплектуются. Заводы-изготовители комплексов недостаточно внимания уделяют коопе-рации и унификации производства. Такие блоки, как приемное отделение и ме-таллоконструкции зерноочистительного отделения целесообразно изготавли-вать на отдельных заводах, унифицировав их для всех марок комплексов оди-наковой производительности. Это позволило бы заводам-изготовителям скон-центрировать усилия на выпуске и совершенствовании сложной высокотехно-логичной части комплексов — зерносушилках, воздухонагревателях, транс-портном оборудовании и силосах для хранения зерна. Для существенного повышения технического уровня и эффективности ра-боты комплексов необходимо: – между зерноочистительным отделением и зерносушилкой необходимо устанавливать компенсирующие емкости с конический днищем (объемом не ме-нее 150–300 т) для сырого зерна с целью обеспечения непрерывной поточной работы зерносушилок, равномерной их загрузки в течение суток и комплексов в целом (из расчета не менее 8–10 ч работы зерносушилки); – комплекс должен оборудоваться отделением для длительного режимно-го хранения сухого зерна в виде силосов общей емкостью не менее 5000 т для комплексов ЗСК-30 и 6000 т – для ЗСК-40. Отсутствие в составе высокопроиз-водительных зерноочистительно-сушильных комплексов силосов с режимным хранением сухого зерна сдерживает работу зерносушилок и снижает эффек-тивность их использования. Кроме того, комплекс должен обеспечивать реверсирование и переброску потока зерна из отделения хранения к зерносушилке или в зерноочистительное отделение. Для этого в конструкции комплекса необходимо максимально заме-нить многочисленные зернопроводы на минимальный комплект высокопроиз-водительных транспортеров и норий. Одновременно, комплекс должен оборудоваться системой очистки отра-ботанного агента сушки. Необходимость оснащения зерносушилок системой аспирации обусловлена требованиями пожарной и экологической безопасно-сти. Важным условием эффективного использования зерноуборочной и зер-ноочистительно-сушильной техники является также наличие квалифицирован-ных кадров — комбайнеров и операторов комплексов. Необходимо отметить, что в хозяйствах существует недостаток механизаторов, наблюдается частая смена операторов комплексов, что отрицательно сказывается на эффективности эксплуатации техники. В настоящее время в составе зерноочистительно-сушильных комплексов поставляется сложное оборудование, оснащенное ав-томатикой. Для обеспечения их эффективной работы операторы должны иметь опыт работы не менее 3 лет.

В данном курсовом проекте был рассмотрен технологический процесс сортирования и обогащения продуктов в ситовеечной машине А1-БСО, занимаемой значительное место в мукомольном производстве для разделения продуктов измельчения зерна. Зерно после просеивания и разделения на несколько фракций на рассевах, поступает в ситовеечную машину для разделения на частицы, состоящие из чистого эндосперма, и частицы в виде сростков эндосперма с оболочкой. Такую операцию называют обогащением крупок и дунстов (промежуточные по крупности продукты между крупой и мукой). Для обогащения применяются ситовеечные машины, сортирующие сыпучие смеси по геометрическим и аэродинамическим характеристикам частиц. В этих машинах для сортирования по геометрическим признакам (крупности) служат сита, а по аэродинамическим (главным образом, по парусности) — потоки воздуха. Проведя анализ существующих комплексов очистки и подготовки зерна для изготовления муки, а также изучив технические характеристики и устройство ситовеечной машины А1-БСО, можно сделать вывод, что использование данной машины на предприятиях мукомольного производства обеспечивает получение качественной муки с улучшенными хлебопекарными свойствами. Эффективность процесса обогащения в ситовеечной машине достигается за счет таких факторов, как гранулометрический состав исходного продукта, удельная нагрузка, скорость воздуха, равномерность распределения продукта по ситу и стабильность слоя, кинематические параметры и наклон сил, правильность подбора нумерации сит. Одной из немаловажных характеристик ситовеечной машины является простота конструкции, легкость и доступность замены легко-изнашиваемых элементов конструкции и сравнительно небольшие габариты, что позволяет применять ее на небольших ограниченных производственных участках. В курсовом проекте произведен кинематический и энергетический расчет ситовеечной машины. В частности были определены геометрические параметры открытой ременной передачи от электродвигателя к приводу ситового корпуса машины, общая мощность, подводимая к входному валу исполнительного механизма, и выбран тип электродвигателя. В ходе расчетов была проверена производительность ситовеечной машины А1-БСО на соответствие требуемым исходным данным, представленным в задании к данному курсовому проекту, и можно сделать вывод, что данная машина обеспечивает заданный объем обогащения круподунстовых продуктов. Одноступенчатая последовательная трехъярусная схема обогащения ни одна фракция не возвращается после ситовеечной машины на повторное обогащение. Это сокращает протяженность ситовеечного процесса, значительно снижает оборот продукта и подсушивание его. Возможность регулирования направления колебаний ситового корпуса наряду с кинематическими параметрами является действенным фактором повышения эффективности и производительности машины. Конструкция инерционных очистителей способствует восстановлению живого сечения сит и надежность в работе.

1. Кавецкий Г. Д., Васильев Б. В. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2001. – 208 с. 2. Машины и аппараты пищевых производств. В 3-х кн. : учебник для студ. вузов по спец. "Машины и аппараты пищ. произ-в". Кн. 1 / С. Т. Антипов [и др.]; Минсельхозпрод РБ, УО "БГАТУ"; под ред. В. А. Панфилова, В. Я. Груданова. - Минск: БГАТУ, 2007. – 420 с. 3. Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине "Технологические процессы переработки и хранения сельскохозяйственной продукции" для студентов специальности 74 06 02 ,,Техническое обеспечение процессов хранения и переработки сельскохозяйственной продукции”. – М.: Ротапринт МГАТУ, 2002. – 35 с. 4. Механизация и автоматизация технического обслуживания и ремонта подвижного состава. В. Я. Алтухов, А. Ф. Трофименко. Издательство «Транспорт» Москва 1989. 5. Технологическое оборудование пищевых производств./Азаров Ю. М., Аурих X., Дичев С. и др.; Ред. Азаров Б. М. - М.: Агропромиздат, 1988. -463 с. 6. Технология и оборудование мукомольной, крупяной и комбикормовой промышленно¬сти/ Г. А. Егоров, Я. Ф. Мартыненко, Т. П. Петренко-М.: Изд. комплекс МГАПП, 1996. – 209 с. 7. Курсовое проектирование деталей машин / С. А. Чернавский. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987. - 416 с. 8. Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин. – М.: Высшая школа, 1991 г. – 432с. 9. А. В. Кузьмин и др. расчеты деталей машин: Справочное пособие 3-е издание перераб. и доп. - Мн.: Выш. школа 1986. 10 Чеботарев О.Н. Технология муки, крупы, комбикормов: учеб. по-собие / О.Н. Чеботарев, А.Ю Шаззо, Я.Ф. Мартыненко. – М.: Издатель-ский центр «Март», Ростов-н/Д, 2004.– 688с. 11 Могучева Э.П. Проектирование мукомольных заводов. Ч. 1. Про-ектирование подготовительного отделения: учеб. пособие / Э.П. Могуче-ва, Л. В. Устинова. – Барнаул: Изд-во АлиГТУ, 2009. – 178 с. 12 Неретина В.М. Курсовое и дипломное проектирование по муко-мольно –крупяному производству: учеб. пособие / В.М. Неретина.– М.: Колос, 1984. – 220 с. 13 Правила организации и ведения технологического процесса на мукомольных заводах. – Москва: Производственно – издательский ком-бинат ЦНТИИТЭИ хлебопродуктов, 1991.-129 с. 14 Демский А.Б. Оборудование для производства муки и крупы: справочник / А.Б. Демский, М.А. Борискин, В.Ф. Веденьев, Е.В. Тамаров, А.С. Чернолихов. – Санкт-Перербург: Изд-во «Профессия», 2000.– 624с. 7 Мартыненко Я.Ф. Проектирование мукомольных и крупяных за-водов с основами САПР / Я.Ф. Мартыненко, О.Н. Чеботарев. – М.: Изд-во «Агропромиздат», 1992. – 239 с. 15 Кисаева Г.Г. Контроль за безопасностью продуктов/ Г.Г. Кисаева, В.В. Голдобина // Пищевая и перерабатывающая промышленность Ка-захстана. – 2002. №3. – С.30. 16 Дёмина И.А. Методические указания к выполнению дипломных (курсовых) работ (проектов) для студентов специальности 5В072800 – «Технология перерабатывающих производств» / И.А.Дёмина, С.Ф.Колосова.- Усть-Каменогорск: ВКГУ, 2011. – 36с. 17. Машины и аппараты пищевых производств, двухтомник под ре-дакцией В. А. Панфилова. Авторы: С. Т. Антипов, И. Т. Кретов, А. Н. Остриков, О. А. Ураков. Москва, 2001г. 18. Процессы и аппараты пищевой технологии, 2 – е изд. Авто-ры: Кавецкий Г. Д. , Васильев Б. В. Москва, 2000г. 19. Машины и оборудование для перерабатывающих отраслей, часть 1, Москва, 1990г. 20. Охрана труда на предприятии. Авторы: Абрамова А. А. , Ла-зарев В. К. Москва, 1988г.