Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Интенсификация сбивания сливочного масла роторно-лопастным рабочим органом маслоизготовителя периодического действия Полывяный Юрий Владимирович

Интенсификация сбивания сливочного масла роторно-лопастным рабочим органом маслоизготовителя периодического действия
<
Интенсификация сбивания сливочного масла роторно-лопастным рабочим органом маслоизготовителя периодического действия Интенсификация сбивания сливочного масла роторно-лопастным рабочим органом маслоизготовителя периодического действия Интенсификация сбивания сливочного масла роторно-лопастным рабочим органом маслоизготовителя периодического действия Интенсификация сбивания сливочного масла роторно-лопастным рабочим органом маслоизготовителя периодического действия Интенсификация сбивания сливочного масла роторно-лопастным рабочим органом маслоизготовителя периодического действия Интенсификация сбивания сливочного масла роторно-лопастным рабочим органом маслоизготовителя периодического действия Интенсификация сбивания сливочного масла роторно-лопастным рабочим органом маслоизготовителя периодического действия Интенсификация сбивания сливочного масла роторно-лопастным рабочим органом маслоизготовителя периодического действия Интенсификация сбивания сливочного масла роторно-лопастным рабочим органом маслоизготовителя периодического действия Интенсификация сбивания сливочного масла роторно-лопастным рабочим органом маслоизготовителя периодического действия Интенсификация сбивания сливочного масла роторно-лопастным рабочим органом маслоизготовителя периодического действия Интенсификация сбивания сливочного масла роторно-лопастным рабочим органом маслоизготовителя периодического действия Интенсификация сбивания сливочного масла роторно-лопастным рабочим органом маслоизготовителя периодического действия Интенсификация сбивания сливочного масла роторно-лопастным рабочим органом маслоизготовителя периодического действия Интенсификация сбивания сливочного масла роторно-лопастным рабочим органом маслоизготовителя периодического действия
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Полывяный Юрий Владимирович. Интенсификация сбивания сливочного масла роторно-лопастным рабочим органом маслоизготовителя периодического действия: диссертация ... кандидата технических наук: 05.20.01 / Полывяный Юрий Владимирович;[Место защиты: Пензенская государственная сельскохозяйственная академия].- Пенза, 2015.- 174 с.

Содержание к диссертации

Введение

1 Состояние вопроса производства сливочного масла 10

1.1 Факторы, обуславливающие необходимость производства сливочного масла 10

1.2 Сливочное масло и его ассортимент 15

1.3 Классификация и анализ существующих методов и способов изготовления сливочного масла 15

1.3.1 Сбивание сливок 16

1.3.2 Преобразование высокожирных сливок 18

1.4 Классификация и анализ существующих конструкций для изготовления сливочного масла 20

Выводы по разделу 43

2 Теоретическое обоснование основных конструктивных и кинематических параметров маслоизготовителя периодического действия с роторно-лопастным рабочим органом 44

2.1 Современное состояние теории маслообразования 44

2.2 Обоснование конструкции маслоизготовителя периодического действия с роторно-лопастным рабочим органом 45

2.3 Обоснование конструктивных параметров роторно-лопастного рабочего органа 50

2.4 Определение кинематических параметров маслоизготовителя периодического действия с роторно-лопастным рабочим органом 60

2.5 Определение мощности, затрачиваемой на сбивание сливочного масла 66

Выводы по разделу 70

3 Программа и методика исследований маслоизготовителя периодического действия с роторно-лопастным рабочим органом в лабораторных и производственных условиях 71

3.1 Программа исследований маслоизготовителя

периодического действия с роторно-лопастным рабочим органом 71

3.2 Оценка качественных показателей сливочного масла 79

3.3 Общая методика проведения исследований маслоизготовителя периодического действия с роторно-лопастным рабочим органом 83

3.4 Выбор факторов, влияющих на энергоемкость сбивания сливочного масла и уровней их варьирования 85

3.4.1 Методика экспериментальных исследований по определению оптимальных конструктивных и кинематических параметров маслоизготовителя периодического действия 85

3.4.2 Методика проведения многофакторного эксперимента маслоизготовителя периодического действия 88

4 Результаты экспериментальных исследований маслоизготовителя периодического действия с роторно-лопастным рабочим органом в лабораторных условиях 90

4.1 Результаты отсеивающего эксперимента по исследованию влияния конструктивных и кинематических параметров маслоизготовителя на энергоемкость сбивания 90

4.2Результаты многофакторного эксперимента по исследованию влияния конструктивных и кинематических параметров маслоизготовителя на энергоемкость сбивания 96

Выводы по разделу 100

5 Результаты исследований маслоизготовителя периодического действия в производственных условиях и технико-экономическая оценка применения маслоизготовителя на производстве 101

5.1 Результаты исследований маслоизготовителя периодического действия в производственных условиях 101

5.2 Технико-экономическая оценка применения маслоизготовителя на производстве 104

Общие выводы 106

Литература 108

Классификация и анализ существующих методов и способов изготовления сливочного масла

Сливочное масло – масло из коровьего молока с массовой долей жира от 50,0 % до 85,0 % включительно [22], представляющее собой дисперсную систему «молочная плазма в жире» [22].

1. Сливочное масло – очень калорийный продукт [1, 2, 17, 21, 32]. Чрез мерное его употребление может вызвать излишний набор веса. Но следует пом нить, что натуральное сливочное масло имеет исключительно богатый состав.

В нём содержатся 150 различных жирных кислот, среди которых 20 незаменимых. Все жирные кислоты, содержащиеся в масле очень полезны. Молочный жир спо собствует усвоению кальция. Кальций же, в свою очередь, влияет на понижение уровня холестерина и вредных триглицеридов в крови. А вот неко торые растительные жиры, которые мы напрасно считаем безопасными, напротив, подавляют усвоение кальция (особенно стеариновая, миристиновая и пальмитиновая жирные кислоты).

2. В сливочном масле есть витамины А, D, Е и К, имеющие важное значение, но которые трудно получить в достаточном количестве при отказе от этих продуктов [1, 2, 4, 32]. Они также стимулируют синтез витамина В6, необходимого для сердца и помогающего выводить избыток холестерина, а также он содействует росту полезной микрофлоры кишечника – основы нашего здоровья.

3. Сливочное масло – натуральный продукт животного происхождения. Всё большее место в нашем рационе занимают переработанные продукты с искусственными вкусом, цветом и запахом, а масло, сметану и сливки, как и 100 лет назад, готовят из молока, полученного от коровы, которую пока не удалось ничем заменить. 4. Холестерин, содержащийся в натуральном сливочном масле, выпол няет жизненно важные функции в организме человека: – является исходным материалом для образования желчных кислот; – стимулирует иммунную систему; – оказывает защитное действие кровяным тельцам; – участвует в образовании ряда жизненно необходимых гормонов; – оказывает противоинфекционное и антиоксидантное действие; – контролирует баланс кальция и фосфора в организме.

5. Благодаря высокой питательности и способности хорошо усваиваться организмом, масло является незаменимым продуктом в рационе ослабленных болезнью людей, беременных и кормящих женщин и детей. У женщин и детей оно предотвращает развитие респираторной аллергии и астмы.

6. На сегодняшний день степень удовлетворения физиологической потребности населения России сливочным маслом [33] составляет всего лишь 47 %, в том числе за счет собственного производства – около 32,6 %, когда норма потребления должна составлять от 10 до 30 г в сутки на одного человека по рекомендациям медиков.

Учитывая перемены последних лет, а именно: увеличение доли сельскохо зяйственных товаропроизводителей, стабилизации поголовья коров и удоев, уменьшение выработки и потребления сливочного масла, то наиболее эффективным является производство сливочного масла на мини-заводах и специальных модулях небольшой мощности, на которых целесообразно приме нение метода сбивания и маслоизготовителей периодического действия. Сбивание масла на применяемых маслоизготовителях длится от получаса до двух часов, что отрицательно сказывается производительности и энергоемкости. Проблема создания наиболее производительных маслоизготовителей приводит к повышенному отходу жира в пахту, значение которого не должно превышать 0,4%, что регламентировано требованиями ГОСТ Р 52969-2008 «Масло сливочное. Технические условия». Кроме того, большая часть применяемого обору 12 дования является иностранной, что тоже сказывается на их стоимости и себестоимости выпускаемой продукции.

В 1869 году во Франции был создан маргарин из натуральных растительных масел и производство сливочного масла стало резко сокращаться. В маргарине животный жир был заменен растительным.

На современном этапе развития в нашей стране количество маслодельных заводов [17, 46,116, 117, 125], где основным видом деятельности является производство сливочного масла, стремительно сокращается. Отечественные производители прилагают все усилия для того, чтобы избежать выпуска полноценного сливочного масла, содержащего только молочные жиры.

Потребители, вынужденно ориентируются в основном только по цене и часто лишены возможности отличить спред от масла. Кроме того, цены для импортных спредов зачастую практически не отличаются от цен на натуральное Российское сливочное масло.

Исходя из выше отмеченного можно сделать вывод о том, что производство спредов и маргаринов вызвано лишь несостоятельностью отрасли по заполнению рыночных ниш сливочного масла, что связано со многими причинами.

Основной причиной является недостаток первоначальной продукции – молока.

Поэтому, необходимость увеличения производства сливочного масла в России прописана в отраслевой целевой программе Министерства сельского хозяйства РФ «Развитие маслоделия и сыроделия России на 2011-2013 годы», основной целью которой являются: – увеличение объемов производства сливочного масла и сыра из собственных сырьевых ресурсов; – повышение его потребления населением; – максимальное сокращение доли импорта. Авторы этой программы уверены в том, что увеличение объемов производства сливочного масла создаст дополнительные стимулы для развития молочного животноводства и спрос на сырьевое молоко.

Обоснование конструкции маслоизготовителя периодического действия с роторно-лопастным рабочим органом

Следовательно, поперечное сечение роторно-лопастного рабочего органа в виде замкнутого синусоидального профиля, средней линией которого является окружность [89, 94], с учетом выражений (2.3.1) и (2.3.4) будет описываться в полярной системе координат уравнением (2.3.5):

Построение профиля роторно-лопастного рабочего органа выполнено с помощью стандартной компьютерной программы Math Cadi 5(приложение 6). Вращаясь, роторно-лопастной рабочий орган интенсивно перемещает сливки (рисунок 2.5).

Сливки, оказавшись в межлопастном пространстве роторно-лопастного рабочего органа [88, 89, 90, 94], перемещаются со скоростью, равной или близкой к скорости лопастей роторно-лопастного рабочего органа. Под воздействием вращающегося роторно-лопастного рабочего органа возникает область, в которой сливки движутся, образуя активный поток. Этот поток по форме напоминает концентричный с роторно-лопастным рабочим органом кольцеобразный поток 60.

Влияние размера и скорости роторно-лопастного рабочего органа [89, 94], числа лопастей роторно-лопастного рабочего органа на действительную толщину 50 активного потока можно проследить по изменению приведенной толщины 8 того же слоя. Толщина 8 отличается от 80, но при некоторых условиях отношение

Постоянство соотношения толщины — имеет место при условии постоянен ства отношения угловой скорости —, а последнее имеет место при сохранении скорости со в любом сечении потока [56, 89, 94]. Пусть скольжение сливок в межлопастном пространстве отсутствует [56, 89, 94], тогда их скорость одинакова со скоростью ротора. Для частицы сливок, находящейся на расстоянии х от поверхности ротора (вершины лопасти) скорость будет ниже, а на расстоянии 50 она будет равна нулю. Так изменение угловой скорости сливок в сечении [56, 89, 94] будет функцией х. Получившаяся закономерность распределения (2.3.8) угловых скоростей [56, 89, 94] в сечении удовлетворяет выше указанным условиям функции/(х). Показатель /– положительное число, не равное нулю. Воспользовавшись закономерностью (2.3.8), определим среднюю угловую скорость сливок О) [56, 89, 94] по выражению (2.3.7): (О = л J(l - TL) C = (2.3.9)

Таким образом, если в различных сечениях сохраняется характер распределения скоростей [56, 89, 94], то сохраняется и отношение скоростей й /0р независимо от действительной толщины слоя. Исходя из этого постоянство отношения (2.3.6) является достоверным. Выражение (2.3.9) показывает [56, 89, 94], что изучить влияние на 80 таких факторов, как размер ротора, формы и числа периодов синусоиды, скорости вр а-щения ротора можно по наблюдению за изменением величины 8. частота вращения роторно-лопастного рабочего органа, мин"1.

Величина 8 безусловно зависит от конструктивных особенностей ротора. Исходя из размеров ротора, можно определить его рабочий объем 1 а6.

Так как приведенная толщина слоя 8 обусловлена скоростью сливок, равной скорости ротора, то объем сливок [56, 89, 94], перемещенный за один оборот ротора, определится объемом синусоид Vs и объемом активного слоя V . Если угловая скорость сливок (х) равна скорости ротора т9р, то объем сливок, проходящих через сечение 8 L активного слоя за одну секунду [56, 89, 94], составит: V=8-L- dp Если роторно-лопастной рабочий орган вращается с частотой п, мин \ то объем сливок, прошедшихв активном слое за один оборот роторно-лопастного рабочего органа [56, 89, 94], составит:

Разобьем лопасть роторно-лопастного рабочего органа на участки GI, IL, LG и построим профиль синусоиды, задавшись следующими параметрами [89, 94]: – угол пересечения прямых, проведенных из точки 0\, рад; а - расстояние, на которое точка 0\ смещена относительно центра О, м; г - радиус замыкающей дуги профиля волны с центром 02, расположенный на осевой линии OS этого профиля, м; Ъ - ширина лопасти ротора, м; - центральный угол, соответствующий ширине лопасти ротора, рад.

Для определения количества лопастей роторно-лопастного рабочего органа необходимо знать значение центрального угла ft [89, 94], соответствующего ширине лопасти роторно-лопастного рабочего органа Ъ (приложение 7).

Разработанная методика позволяет определить количество лопастей роторно-лопастного рабочего органа [89, 94] по выражению (2.3.19); ширину лопасти-роторно-лопастного рабочего органа по выражению (2.3.20); объем межлопастного пространства роторно-лопастного рабочего органапо выражению (2.3.26); объем сливок, перемещаемый за один оборот роторно-лопастного рабочего органапо выражению (2.3.27). 2.4 Определение кинематических параметров маслоизготовителя периодического действия с роторно-лопастным рабочим органом Роторно-лопастной рабочий орган (рисунок 2.6) [100… 103] разработанного маслоизготовителя периодического действия увлекает сливки в сложное волнообразное движение.

С ростом окружной скорости сливок сопротивление на сбивание уменьшается, а при выравнивании окружной скорости потока сливок и ротора сопротивление становится минимальным. Так затраты мощности при сбивании сливочного масла возрастают лишь на 15 % по отношению к затратам мощности холостого хода.

Рассмотрим движение потока сливок с построением треугольников скоростей при вращении лопасти ротора механизма сбивания.Частица сливок, покидая лопасть ротора, находится под воздействиемокружной U и относительной скорости W, образующих в совокупности абсолютную скорость С. Пусть частица направлена по равнодействующей от геометрически сложенных абсолютной U и относительной W скоростей.

Направление угла / (рисунок 2.4)задается направлением скорости относительной W. Абсолютная скорость Спредставляет собой результирующую скоростей, одна из которых - составляющая, совпадает с окружной скоростью, обозначается Cu=C-cosg, и вторая радиальная, направленная по радиусу R, равная Ст=С-sing.

Общая методика проведения исследований маслоизготовителя периодического действия с роторно-лопастным рабочим органом

Экспериментальными исследованиями, согласно поставленным задачам, предусматривалось следующее: 1. Лабораторные исследования по определению основных физико – механи ческих свойств сливок и масла. 2. Исследование разработанного маслоизготовителя периодического действия с роторно-лопастным рабочим органом в лабораторных условиях по оценке энергоемкости сбивания с определением оптимальных конструктивных и кинематических параметров. 3. Исследование экспериментального маслоизготовителя периодического действия с роторно-лопастным рабочим органом в производственных условиях по оценке энергоемкости сбивания при оптимальных конструктивных и кинематических параметрах.

Для проведения лабораторных исследований, предусмотренных программой, был изготовлен экспериментальный маслоизготовитель периодического действия [88, 90…93, 100…103] общий вид которого представлен на рисунке 3.3. При проведении исследований также использовались ноутбук 1, мультиметр 2, частотный преобразователь 11, компрессор 12, закрепленные на раме 17.Экспериментальный маслоизготовитель (рисунок 3.3) состоит из цилиндрической горизонтально расположенной емкости 1, закрепленной на опорах 2 и роторно-лопастного рабочего органа 5, расположенного с эксцентриситетом относительно оси емкости. Экспериментальные исследования

Выбор факторов, оказывающих наибольшее значение на энергоемкость сбивания сливочного масла Априорный отсев факторов в результате проведения анализа Выбор критерия оптимизации, проведение поисковых опытов и уточнение интервалов и уровней варьирования независимых факторов

Снижение энергоемкости сбивания сливочного масла оптимизацией конструктивных и кинематических параметров

Привод установки [88, 90…93, 100…103] (рисунок 3.5) для исследования маслоизготовителя периодического действия осуществляется от электродвигателя 9. Вал роторно-лопастного рабочего органа соединен с валом электродвигателя с помощью муфты 10. Частоту вращения роторно-лопастного рабочего органапри проведении экспериментальных исследований регулируют с помощью преобразователя частоты 11.

Экспериментальная установка для исследования маслоизготовителя периодического действия (вид свер-ху):1 – ноутбук; 2 – мультиметрMAS – 345; 3 – емкость маслоизготовителя; 4- опоры; 5 – роторно-лопастной рабочий орган; 6 – выключатель; 7 – люк загрузочный; 8 – зажим; 9 – электродвигатель; 10 – муфта; 11 – преобразователь частоты; 12 – компрессор Sumake; 13, 14 – манометр; 15 –регулятор давления; 16 – шланг нагнетательный; 17 – рама В емкости [88, 90…93, 100…103] установлен загрузочный люк 7, выполненный из прозрачного материала (оргстекла) с целью контроля процесса сбивания, а также подачи сливок перед сбиванием. Загрузочный люк прижимается к емкости зажимами 8. Степень заполнения емкости [88, 90…93, 100…103] при сбивании составляла 40-80% исходя из того, что при заполнении рабочей емкости свыше 80 % замедляется процесс сбивания сливок и увеличивается отход жира в пахту вследствие уменьшения пограничной поверхности воздух-сливки, а при заполнении емкости ниже 40% ее объема сливки разбрызгиваются роторно-лопастным рабочим органом на стенки емкости и процесс сбивания не осуществляется.

Частота вращения роторно-лопастного рабочего органабыла выбрана 200 мин-1и 600 мин-1исходя из того, что волновое движение сливок начинается при 200 мин-1 и заканчивается на 600 мин-1. При частоте вращения свыше 600 мин-1 сливки помимо волнового движения по профилю роторно-лопастного рабочего органа начинают выбрасываться его лопастями [88, 90…93, 100…103]. Исходя из того, что степень сбивания и сокращение застойных зон зависит от расположения роторно-лопастного рабочего органа, эксцентриситет роторно-лопастного рабочего органа о [88, 90…93, 100…103] относительно центра емкости был выбран 21,5 и 43 мм соответственно. началом работы установку (рисунок 3.5) подключают к сети посредством выключателя 6. Через загрузочный люк 7 емкость 3 заполняют сливками на 40…80% от ее объема. После этого загрузочный люк 7 закрывают [88] с помощью зажимов 8. Приводят во вращение механизм сбивания 5 электродвигателем 9, устанавливая при этом с помощью преобразователя частоты 10 необходимую частоту вращения. Затем регулятором давления 15 осуществляют подачу газа от компрессора 11 по нагнетательному шлангу 16 к маслоизготовителю. Контролируют давление в компрессоре и на выходе из него манометрами 13, 14. При вращении роторно-лопастного рабочего органа 5 происходит турбулизация потока сливок. В результате воздействия лопастей образуются два фронта волны. Передняя часть волны вытесняет сливки в их основной поток, а задняя часть откачивает их, что приводит к возникновению «бегущей волны», которая заставляет двигаться слой сливок по образующей ротора. С ростом окружной скорости сливок сопротивление на их перемешивание уменьшается, а при достижении равенства окружной скорости бегущей волны и сливок оно [88] значительно сокращается, что и приводит к уменьшению сопротивления на вращение механизма сбивания [89].

Одновременно с этим сливки подвергаются барботированию газом [88, 90…93, 100…103], что способствует интенсивному пенообразованию и ускорению процесса образования масляного зерна [88]. По окончании процесса сбивания жировые шарики сдавливаются исоединяются оплавленными поверхностями, образуя комочки жира.

После получения масляного зерна электродвигатель 9 останавливают [88, 90…93, 100…103] и производят слив пахты и выгрузку готового продукта. Отключив лабораторную установку от сети посредством выключателя 6 осуществляют ее очистку моющими средствами.

Для определения продолжительности сбивания масляного зерна применяли секундомер, температуры сливок в начале и процессе сбивания – термометр, показания работы установки – мультиметр (рисунок 3.10).

Технико-экономическая оценка применения маслоизготовителя на производстве

Результаты экспериментальных исследований были обработаны в программе Statistica 6.0 и представлены в приложении 3. Попадание экспериментальных значений в 95% доверительный инт ер ва л Из рисунка 4.2 видно, что имеются точки, выпадающие из 95%-ного доверительного интервала. Полученная в результате модель описывает результаты опытов неадекватно, так как множественный коэффициент корреляции составил R= 0,96722433; значимость ошибки составила p 0,52101; стандартнаяошибкасо-ставила Std.Errorofestimate: 0,79500; проведенный F-тест показал, что двусторонняя вероятность сходства двух совокупностей составляет 0,922542.

Поскольку линейное уравнение регрессии экспериментальные данные описывает неадекватно, необходимо переходить к планам более высшего порядка. Часть факторов с целью сокращения количества проводимых экспериментов и времени их проведения необходимо отсеять.

Для определения наиболее значимых факторов необходимо провести расчеты для построения диаграмм рассеяния, определить разность между средними значениями факторов по верхним и нижним пределам, медиане, коэффициенту корреляции. О - Рассеяние результатоб наблюдений по берхним и нижним пределам Ф - Рассеяние результатоб наблюдений по медиане Рисунок 4.3 - Диаграмма рассеяния результатов наблюдений по уровням факторов Анализируя рисунки 4.1, 4.2 и таблицу 4.3 можно сделать вывод, что наиболее значимыми являются факторы х1 (количество лопастей ротора), х2 (частота вращения ротора), JC8 (коэффициент заполнения емкости). Х1 - частота вращения роторно-лопастного рабочего органа. Является наиболее значимым фактором по энергоемкости сбивания и повышает ее. Также частота вращения существенно влияет на процент выхода масла и степень отхода жира в пахту. х2 - количество лопастей роторно-лопастного рабочего органа. Является значимым фактором, поскольку от количества лопастей ротора зависит мощность, затрачиваемая на сбивание сливочного масла, а следовательно и энергоемкость сбивания. х3 -эксцентриситет роторно-лопастного рабочего органа относительно центра емкости. Является менее значимым фактором и поэтому для дальнейших исследований придаем ему значение по верхнему уровню варьирования (+1). х4 - давление воздуха на входе в роторно-лопастной рабочий орган. Является менее значимым фактором и поэтому для дальнейших исследований придаем ему значение по нижнему уровню варьирования (-1). х5 - диаметр отверстий. Является менее значимым фактором и поэтому для дальнейших исследований придаем ему значение по нижнему уровню варьирования (-1). х6 - количество отверстий на лопасти роторно-лопастного рабочего органа. Является менее значимым фактором и поэтому для дальнейших исследований придаем ему значение по нижнему уровню варьирования (-1). х7 - угол наклона оси отверстия к поперечной оси роторно -лопастного рабочего органа. Является менее значимым фактором и поэтому для дальнейших исследований придаем ему значение по нижнему уровню варьирования (-1). JC8 - коэффициент заполнения емкости. Является значимым фактором, поскольку от него зависит мощность, затрачиваемая на сбивание, процент выхода масла и энергоемкость.

Для дальнейшего проведения экспериментальных исследований необходимо определить влияние на энергоемкость сбивания и оптимальные значения факторов х1, х2 и JC8. Остальные факторы при дальнейшем проведении экспериментальных исследований примут следующие значения: х3 - эксцентриситет роторно-лопастного рабочего органа относительно центра емкости - 43 мм; х4 - давление воздуха на входе в роторно-лопастной рабочий орган - 196200 Па; х5 - диаметр отверстий - 1; х6 - количество отверстий на лопасти роторно-лопастного рабочего органа - пять; х7 - угол наклона оси отверстия к поперечной оси роторно-лопастного рабочего органа - 30 Таблица 4.3 – Результаты расчетов диаграмм наблюдений по уровням значимости факторов

Результаты экспериментальных исследований обрабатывали модулем Multiple Regression программы Statistica 6.0. Полученные данные сведены в приложении 13. Таблица 4.5 – Уровни значимости факторов на энергоемкость сбивания a0 al a2 a3 al2 al3 a23 all a22 a33 all22 7,36 -0,103 -0,825 0,924 -0,87 -0,755 0,7825 4,405 4,235 3,35 -5,148 В результате обработки экспериментальных данных получено уравнение регрессии второго порядка, описывающее зависимость энергоемкости сбивания (Втч/ кг) от выбранных факторов Е = f (zn,-np, рзап) в закодированном виде: Е= 7,36 - 0,103000-Х!- 0,825000-х2 + 0,924000-х3 - 0,870000-хґх2 -0,755000 хґх3 + 0,782500-х2-х3 +4,405-х2 + 4,235-х2 + 3,35-х2 - 5,148-х2-х2 (4.2)

Адекватность полученных уравнений регрессии (4.2) и (4.3) подтверждается множественным коэффициентом корреляции Rk= 0,97 и сходимостью расчетных и опытных данных F-mecm = 0,968.

Для определения оптимальных конструктивных и кинематических параметров масло изготовителя периодического действия с роторно-лопастным рабочим органом определяли экстремум при решении уравнения (4.2).

При этом оптимальные значения факторов в закодированном виде составили х1 = 0, х2 = 0,112, х3 = - 0,15. Полученные двухмерные сечения (рисунки 4.4, 4.5, 3.6) указывают на нахождение экстремума и получение минимальной энергоемкости сбивания маслоизготовителя периодического действия с роторно-лопастным рабочим органом.

По полученным значениям проводили интерполяцию по каждому фактору согласно таблице. В раскодированном виде оптимальные значения факторов составляют: количество лопастей роторно-лопастного рабочего органа zр = 3; частота вращения роторно-лопастного рабочего органа п= 422 мин-1; коэффициент заполнения емкости (рзап= 0,57. Энергоемкость сбивания маслоизготовителя периодического действия с роторно-лопастным рабочим органом при этом составляет Е = 7,24 Втч/кг.

Маслоизготовитель периодического действия с роторно-лопастным рабочим органомв производственных условиях исследовалив СПК «Родина Радищева» Кузнецкого района и ОАО «Камешкирский Сырзавод» Камешкирского района Пензенской области (Приложения 4, 5).

Производственные исследования маслоизготовителя периодического действия с роторно-лопастным рабочим органом проводили в СПК «Родина Радищева» Кузнецкого района и ОАО «Камешкирскийсырзавод» Камешкирского района Пензенской области. Сливки, используемые при исследовании отвечали требованиям действующих ГОСТов [23…25]. Оптимальные конструктивные и кинематические параметры маслоизготовителя периодического действия были приняты в результате обработки научных исследований.