Введение к работе
Актуальность темы. Переход к производству комбикормов непосредственно в хозяйствах - главное направление технической политики в предстоящий период. Комбикорма, приготовленные в хозяйствах, более качественны и на 20.. .30 % дешевле благодаря сокращению транспортных перевозок. Поэтому необходимо ускорить исследования по всем аспектам создания надежных комбикормовых агрегатов для производства комбикормов в хозяйствах,- в частности снижению энергоемкости и материалоемкости приготовления кормов.
Обработка давлением материалов растительного происхождения является основой многих технологий производства кормов. Такая обработка позволяет получить не только корма, но продукты питания и их полуфабрикаты с новыми потребительскими свойствами. Процесс прессования, при котором обеспечивается высокий уровень гомогенизации и желатинизации спрессованного материала называется экструдированием или экструзией. Экструдирование уменьшает затраты на подготовку кормов к скармливанию животным, транспортирование и хранение, обеспечивает сбалансированное питание животных, увеличивает поедаемость кормов, улучшает экологическое состояние ферм.
Экструдеры позволяют совместить ряд операций в одной машине, проводить их быстро и непрерывно (составлять композиции из нескольких компонентов, перемешивать, сжимать, нагревать, варить, стерилизовать, формовать практически одновременно). Полученные в результате экструдирования продукты отвечают таким критериям как экологическая чистота, удобство применения, разнообразие ассортимента
Высокая стоимость экструдеров в сочетании с отсутствием методов оптимизации и регулирования их параметров ограничивают возможности совершенствования прессующих механизмов и способов их эксплуатации, что сдерживает их внедрение в отечественное кормопроизводство.
Данная научная работа выполнена в рамках темы «Совершенствование биотехнических систем пищевых производств и кормоприготовления», включенной в тематический плана НИР Оренбургского государственного университета на 1996-2000 гг. Номер госрегистрации темы 01960005700.
Цель исследования. Уточнение механики процесса экструзии в однош-нековых прессующих механизмах в связи с технологией получения экс-трузионных продуктов, используемых при производстве кормов для животных.
Задачи исследования.
-
Из анализа литературных данных определить современное состояние и основные направления развития механики процесса экструдирования и конструкций шнековых прессов-экструдеров.
-
Выполнить математическое моделирование процесса экструдирования в одношнековых прессах с учетом переменности параметров по оси шнека.
-
Экспериментально исследовать процесс экструдирования для идентификации и верификации математической модели.
4. Методом вычислительного эксперимента определить свойства од-
ношнекового прессующего механизма при экструдировании кормов в теплом
режиме.
5. Экономически обосновать разработку новых математических моделей
одношнековых прессующих механизмов и предложить новые конструкции
оборудования для экструдирования кормов.
Объект исследования: одношнековые прессующие механизмы экструде-ров для производства продовольственных и кормовых продуктов.
Предмет исследования: свойства одношнекового прессующего механизма экструдера.
Научная новизна заключается:
- в разработке математической модели одношнекового пресса экструде
ра и программных средств (ПС);
в выявлении свойств прессующего механизма экструдера. Практическую ценность имеют:
методика проектирования прессующего механизма;
ПС для расчета одношнековых прессующих механизмов;
новые конструкции прессующих механизмов экструдеров.
Реализация результатов. ПС расчета одношнековых прессующих механизмов использованы в курсовом и дипломном проектировании специальности 170600 Оренбургского государственного университета, в ОАО «Орстан» (г. Оренбург), в ОАО ТПФ «Классик» (г. Екатеринбург).
Апробация. Основные положения диссертации доложены и одобрены на Международной научно-практическая конференции «Инновационные процессы в образовании, науке и экономике России на пороге XXI века» (Оренбург, ОГУ); третье^ республиканской научно-практической конференции «Современные проблемы техники и технологии хранения и переработки зерна» (Барнаул, АлтГТУ); ежегодной научно-практической конференции факультета механизации сельского хозяйства (Оренбург, ОГАУ) 1999 года; опубликованы в 3-х статьях.
На зашиту выносятся:
-
Математическая модель процесса экструдирования.
-
ПС расчета одношнековых прессующих механизмов.
-
Решение задачи оптимального проектирования.
4. Новые конструкции оборудования для экструдирования кормов.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в б на
учных работах, в том числе, получены патент № 2139195.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы, приложений. Работа изложена на 163 машинописных страницах, включая список литературы из 152 наименований (в том числе 20 на иностранных языках), содержит 32 рисунка, 5 таблиц, 7 приложений.
Похожие диссертации на Оптимизация процесса экструдирования кормов с учетом изменения геометрических и режимных параметров рабочего пространства шнекового прессующего механизма
