06. Джабборов Н. И., Захаров А. М., Зыков А. В. Метод определения показателей оценки эффективности обработки картофеля аэродинамическим способом

Печать

УДК 633.491:631.5

DOI: 10.15507/2658-4123.029.201901.077-090

Метод определения показателей оценки эффективности обработки картофеля аэродинамическим способом

Джабборов Нозим Исмоилович
ведущий научный сотрудник, Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства – филиал ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (196625, Россия, г. Санкт-Петербург, п. Тярлево, Фильтровское ш., д. 3), доктор технических наук, профессор, ResearcherID: A-7780-2019, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8910-2625, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Захаров Антон Михайлович
старший научный сотрудник, Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства – филиал ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (196625, Россия, г. Санкт-Петербург, п. Тярлево, Фильтровское ш., д. 3), кандидат технических наук, ResearcherID: S-4113-2018, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3501-0543, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Зыков Андрей Владимирович
научный сотрудник, Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства – филиал ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (196625, Россия, г. Санкт-Петербург, п. Тярлево, Фильтровское ш., д. 3), ResearcherID: A-7155-2015, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3435-7468, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Введение. Применяемые методы подготовки картофеля к реализации имеют существенные недостатки. Аэродинамический способ очистки позволяет устранить их за счет своих конструктивных особенностей. В ИАЭП – филиале ФГБНУ ФНАЦ ВИМ изготовлен экспериментальный образец установки очистки картофеля аэродинамическим способом. Для получения высоких показателей эффективности обработки клубнеплодов необходимо определить и оптимизировать потребную мощность, затраты энергии и производительность установки ПОКАС-1 ИАЭП.
Материалы и методы.Для определения оптимальных параметров потребной мощности, затрат энергии и производительности установки ПОКАС-1 применены теоретические методы моделирования на основе изучения процессов, протекающих в процессе очистки картофеля.
Результаты исследования. В ходе экспериментальных исследований установлены закономерности изменения потребной мощности, производительности и энергоемкости процесса очистки картофеля в зависимости от температуры воздуха на выходе из форсунки. Для определения массы отделившихся с поверхности картофеля почвенных частиц установлена эмпирическая зависимость от температуры воздуха. Проведены исследования в различных режимах по разработанной программе и методике. Результаты исследований показывают, что оптимальный режим предреализационной обработки картофеля соответствует частоте вращения барабана n = 20 мин^‒1 и температуре воздуха на выходе из форсунки t = 40 °C; оптимальное значение потребной мощности установки N_П = 5,68 кВт.
Обсуждение и заключение. Энергоемкость технологического процесса предреализационной обработки картофеля с повышением производительности установки с 0,025 т/ч до 0,030 т/ч возрастала, а при дальнейшем повышении производительности с 0,030 т/ч до 0,036 т/ч – резко снижалась. В целом значение энергоемкости технологического процесса варьировалось в пределах 794,5–1124,3 МДж/т, что связано с температурным режимом и большим энергопотреблением установки. Разработанный метод позволяет рассчитать потребную мощность, производительность аэродинамической установки и затраты энергии на технологический процесс.

Ключевые слова: обработка картофеля, аэродинамический способ, эмпирическая зависимость, эффективность процесса, энергоемкость процесса, производительность

Для цитирования: Джабборов Н. И., Захаров А. М., Зыков А. В. Метод определения показателей оценки эффективности обработки картофеля аэродинамическим способом // Инженерные технологии и системы. 2019. Т. 29, № 1. С. 77–90. DOI: https://doi.org/10.15507/2658-4123.029.201901.077-090

Благодарности: Коллектив авторов благодарит администрацию Института агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства – филиала ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (г. Санкт-Петербург) в лице директора А. В. Трифанова за оказанную поддержку в процессе исследования.

Заявленный вклад соавторов: Н. И. Джабборов – научное руководство, формулирование основной концепции исследования и структуры статьи, написание первоначального варианта статьи; А. М. Захаров – обработка и анализ экспериментальных данных, анализ научных источников, формулирование выводов; А. В. Зыков – участие в исследованиях и обработка экспериментальных данных.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Поступила 04.10.2018; принята к публикации 05.12.2018;
опубликована онлайн 29.03.2019

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Camire M. E., Kubow S., Donnelly D. J. Potatoes and human health // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2009. Vol. 49, Issue 10. P. 823–840.

2. Scott R. K., Wilcockson S. J. Application of physiological and agronomic principles to the development of the potato industry // The Potato Crop / Ed. P. M. Harris. Boston : Spinger, 1978. P. 678–704.

3. Separating potatoes from clods and stones in a fluidized bed medium / A. Zaltzman [et al.] // Transactions of the ASAE. 1983. Vol. 26, no. 4. P. 987–990.

4. Ohwovoriole E. N., Oboli S., Mgbeke A. C. C. Studies and preliminary design for a cassava tuber peeling machine // Transactions of the ASAE. 1988. Vol. 31, no. 2. P. 380–385.

5. Zhang X. W., Chiu Y. J., Yang C. H. Design and experiment of ultrasonic cleaning for crops // Applied Mechanics and Materials. 2012. Vol. 201-202. P. 697–700.

6. Story A. G., Raghavan G. S. V. Sorting potatoes from stones and soil clods by infrared reflectance // Transactions of ASAE. 1973. Vol. 16, no. 2. P. 304–309.

7. Constructive-regime parameters of rotor-brush cleaner for tuberous roots dry cleaning / B. Nuralin [et al.] // Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2018. Vol. 40. P. 113.

8. Dual-frequency ultrasonic washing machine for fruits and vegetables / Z. Changping [et al.] // 2015 IEEE International Conference on Consumer Electronics. 2015. P. 152–153.

9. Design and experiment of potato cleaning and sorting machine / X. Wang [et al.] // Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery. 2017. Vol. 48, Issue 10. P. 316–322.

10. Gao G., Zhang D., Liu J. Design of a new soil-tuber separation device on potato harvesters // Computer and Computing Technologies in Agriculture IV. CCTA 2010. IFIP Advances in Information and Communication Technology / Eds. D. Li, Y. Liu, Y. Chen. 2011. Vol. 346. P. 604–612.

11. Экспериментальные исследования процесса сухой очистки картофеля / А. Л. Рапинчук [и др.] // Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Cерыя фізіка-тэхнічных навук. 2010. № 3. С. 67–72.

12. Separating mechanism analysis and parameter optimization experiment of swing separation sieve for potato and soil mixture / S. Xie [et al.] // Transactions of Chinese Society for Agricultural Machinery. 2017. Vol. 48, Issue 11. P. 156–164.

13. Джабборов Н. И., Захаров А. М. Методика экологической оценки аспирационно-водяной очистки воздуха при обработке картофеля аэродинамическим способом // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2017. № 91. С. 138–145.

14. Фомин И. М., Логинов Г. А., Захаров А. М. Технико-технологическая модернизация картофелеводства в товаропроизводящих хозяйствах Северо-Запада РФ // Сборник научных докладов ВИМ. 2011. Т. 1. С. 95–103.

15. Hallee N. D. Aerodynamic properties of potatoes and associated soil materials // Transactions of the ASAE. 1972. Vol. 15, no. 2. P. 303–307.

16. Abedi G., Abdollahpour S., Bakhtiari M. R. Aerodynamic properties of potato tubers to airflow separation from stones and clods // International Journal of Vegetable Science. 2019. Vol. 25, no. 1. P. 87–94.

17. Джабборов Н. И., Захаров А. М., Зыков А. В. Оценка эффективности применения аэродинамического способа для предреализационной обработки картофеля // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2018. № 95. С. 136–143.

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.