Инженерные технологии и системы - 08. Анисимов А. В., Рудик Ф. Я. Экспериментальное определение оптимальных параметров оборудования для обработки зерна при подготовке к помолу

УДК 664.7:62-9

DOI: 10.15507/2658-4123.029.201904.594-613

Экспериментальное определение оптимальных параметров оборудования для обработки зерна при подготовке к помолу

Анисимов Александр Владимирович
доцент кафедры технологий производства и переработки продукции животноводства ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н. И. Вавилова» (410012, Россия, г. Саратов, Театральная пл., д. 1), кандидат технических наук, ResearcherID: E-7817-2018, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5313-6329, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Рудик Феликс Яковлевич
профессор кафедры технологий продуктов питания ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н. И. Вавилова» (410012, Россия, г. Саратов, Театральная пл., д. 1), доктор технических наук, ResearcherID: E-8546-2018, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8444-0115, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Введение. Современная технология переработки зерна уделяет особое внимание качественной и эффективной подготовке зерна к помолу. На малых предприятиях с сокращенным технологическим процессом это практически единственный способ, позволяющий повысить выход и качество получаемой продукции. Без правильной и многоступенчатой подготовки зерна к помолу на малых предприятиях невозможно достичь качества и количества продукции, выпускаемой промышленными мельницами. Шелушение зерна является одним из самых эффективных способов очистки поверхности от загрязнений и удаления наружных оболочек. Удаление внешних оболочек позволяет на сокращенных схемах помола повысить выход муки высшего сорта. Ключевое влияние на эффективность процесса шелушения оказывают конструктивные и режимные параметры шелушильной машины. Цель данной работы – экспериментальное определение оптимальных условий протекания процесса обработки зерна в шелушильно-сушильной машине.
Материалы и методы. Для определения оптимальных условий протекания процесса обработки зерна в шелушильно-сушильной машине был применен метод экстремального планирования эксперимента. Отбор факторов, наиболее значимых и существенных по степени их влияния на параметр оптимизации, был осуществлен методом случайного баланса. При отыскании области оптимума использовался метод крутого восхождения по поверхности отклика (метод Бокса – Уилсона): реализованы матрица планирования, статистический анализ полученных результатов и крутое восхождение по поверхности отклика. Проверка результатов исследования осуществлялась с помощью программы Statistica 10.0.
Результаты исследования. На основании экспериментальных исследований была получена математическая модель технологического процесса обработки зерна пшеницы в шелушильно-сушильной машине, связывающая конструктивные и режимные параметры машины с влажностью обрабатываемого зерна. Полученные результаты подтвердили работоспособность разработанной машины при работе с зерном повышенной влажности и являются основополагающими для ее дальнейшей модернизации.
Обсуждение и заключение. Анализ диаграммы рассеивания управляемых факторов позволил отобрать наиболее значимые из них по степени влияния на выбранный параметр оптимизации – белизну муки, полученную из обработанного зерна. В результате оценки экспериментальных данных проведенных исследований определили конструктивные и режимные параметры разработанной машины, соответствующие области оптимума параметра оптимизации: частота вращения вала – 1400 об/мин; угол наклона высштамповки на ситовом барабане – 15 градусов; исходная влажность обрабатываемого зерна – 15,5 %; производительность машины – не выше 700 кг/ч.

Ключевые слова: шелушение, белизна, влажность, сушка, гидротермическая обработка, планирование эксперимента, диаграмма рассеивания

Для цитирования: Анисимов А. В., Рудик Ф. Я. Экспериментальное определение оптимальных параметров оборудования для обработки зерна при подготовке к помолу // Инженерные технологии и системы. 2019. Т. 29, № 4. С. 594–613. DOI: https://doi.org/10.15507/2658-4123.029.201904.594-613

Заявленный вклад соавторов: А. В. Анисимов – подготовка начального текста с последующей доработкой, проведение исследований, анализ исследований, визуализация, верстка; Ф. Я. Рудик – научное руководство, анализ и доработка текста.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Поступила 06.11.2018; принята к публикации 18.09.2019;
опубликована онлайн 31.12.2019

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Анисимов А. В. Моделирование основных конструктивно-технологических параметров шелушильно-сушильной машины // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. 2014. № 4. С. 40–43. URL: http://agrojr.ru/index.php/asj/issue/view/23/2014_4 (дата обращения: 01.10.2019).

2. Гафин М. М. Подготовка зерна к помолу с использованием традиционного оборудования // Научный вестник технологического института – филиала ФГБОУ ВПО Ульяновская ГСХА им. П. А. Столыпина. 2014. № 13. С. 51–55.

3. Кондроков Р. Х., Панкратов Г. Н. Роль шелушения зерна в технологии переработки твердой пшеницы // Хлебопродукты. 2013. № 3. С. 44–45. URL: https://khlebprod.ru/74-texts/%D0%B6%D1%83%D1%80%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D1%8B-13-%D0%B3%D0%BE%D0%B4%D0%B0/03-13/657-2013-04-01-08-45-51 (дата обращения: 01.10.2019).

4. Журба О. С., Карамзин А. В., Крикунова Л. Н., Рябова С. М. Влияние шелушения зерна на параметры процесса его измельчения // Хранение и переработка сельхозсырья. 2012. № 8. С. 18–23. URL: http://www.foodprom.ru/journals/khranenie-i-pererabotka-selkhozsyrya/131-khraneniei-pererabotka-selkhozsyrya-8-2012 (дата обращения: 01.10.2019).

5. Adherence within Biological Multilayered Systems: Development and Application of a Peel Test on Wheat Grain Peripheral Tissues / M. R. Martelli [et al.] // Journal of Cereal Science. 2010. Vol. 52, Issue 1. Pp. 83–89. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcs.2010.03.007

6. Electrostatic Separation of Peeling and Gluten from Finely Ground Wheat Grains / M. Remadnia [et al.] // Particulate Science and Technology. 2014. Vol. 32, Issue 6. Pp. 608–615. DOI: https://doi.org/10.1080/02726351.2014.943379

7. Алимкулов Ж. С., Егоров Г. А., Максимчук Б. М., Щербакова Г. С. Опыт подготовки зерна пшеницы к помолу с предварительным отделением оболочек // Экспресс-информация. 1979. Т. 1, Вып. 7. С. 22.

8. Верещинский А. Подготовка зерна шелушением на мельницах сортовых помолов пшеницы большой производительности // Хлебопродукты. 2010. № 1. С. 32–33.

9. Анисимов А. В. Пути повышения эффективности процесса переработки зерна на малых предприятиях // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. 2012. № 8. С. 38–42. URL: http://agrojr.ru/index.php/asj/issue/view/146/2012_8 (дата обращения: 01.10.2019).

10. Беляев В. В., Овчаров Д. Е., Анисимова Л. В., Солтан О. И. А. Влияние способов увлажнения зерна овса при гидротермической обработке на эффективность его шелушения // Горизонты образования. 2017. № 19. С. 1–4.

11. Перов А. А. Способы шелушения зерна // Комбикорма. 2010. № 3. С. 45–46.

12. Верещинский А. П. Эффективность шелушильно-шлифовальных машин «Каскад» при подготовке зерна пшеницы в сортовых помолах // Хлебопродукты. 2012. № 11. С. 40–41.

13. Шелушильно-шлифовальная машина: пат. 2159679 Рос. Федерация. МПК В02В3/02; заявл. 11.06.1999; опубл. 27.11.2000. Бюл. № 33. URL: http://www.freepatent.ru/patents/2159679 (дата обращения: 01.10.2019).

14. Анисимов А. В., Рудик Ф. Я., Загородских Б. П. Совершенствование технологии подготовки зерна к помолу на малых предприятиях // Вестник Мордовского университета. 2018. Т. 28, № 4. С. 603–623. DOI: https://doi.org/10.15507/0236-2910.028.201804.603-623

15. Шелушильно-сушильная машина: пат. 2491124 Рос. Федерация. № 2012104970/13; заявл. 13.02.2012; опубл. 27.08.2013. Бюл. № 24. URL: https://patents.s3.yandex.net/RU2491124C1_20130827.pdf (дата обращения: 01.10.2019).

16. Анисимов А. В. Экспериментальное моделирование процессов подсушивания зерна в СВЧ-поле при подготовке к помолу // Молочнохозяйственный вестник. 2017. № 2 (26). С. 80–91. DOI: https://doi.org/10.24411/2225-4269-2017-00009

17. Анисимов А. В. Усовершенствованная система для автоматического управления температурой и влажностью зерна при подготовке к помолу // Аграрный научный журнал. 2015. № 6. С. 53–56. URL: http://agrojr.ru/index.php/asj/issue/view/37/2015_6 (дата обращения: 01.10.2019).

18. Овчинников В. А., Чаткин М. Н., Овчинникова А. В. Оптимизация параметров и режимов работы дискового высевающего аппарата по критерию равномерности высева // Вестник Мордовского университета. 2018. Т. 28, № 3. С. 379–388. DOI: https://doi.org/10.15507/0236-2910.028.201803.379-388

19. Штейнберг Т. С., Леонова Т. А., Шведова О. Г. Определение белизны муки. Новый стандарт // Контроль качества продукции. 2016. № 11. С. 22–25. URL: http://vniiz.org/science/publication/article-208 (дата обращения: 01.10.2019).

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.