Введение к работе
Актуальность темы. Известные технологии получения сливочного масла существенно различаются по нескольким параметрами, в первую очередь, по объемам производства. При больших объемах используется технология преобразования высокожирных сливок в маслообразователях (МО), при малых – сбивания в маслоизготовителях (МИ).
Большинство известных МИ в качестве рабочих органов используют различного типа лопатки, лопасти и пр., достаточно эффективно перемешивающие масложировую смесь (МЖС). Однако такой способ имеет существенные недостатки: процесс сбивания занимает длительный период времени (до 2 ч), что повышает его энергоёмкость, а непосредственный контакт МЖС с рабочими органами снижает качество масла из-за его загрязнения частицами механического износа.
Анализ МИ, применяющих виброприводы, показал, что используется только часть энергии генерируемых виброколебаний и полностью игнорируется их воздействие на жировые шарики (ЖШ). Кроме того, сбивание МЖС при неизменных частотах и амплитудах колебаний может входить в противоречие с условиями слипания ЖШ в процессе образования масла.
Поэтому исследования по совершенствованию конструкций маслоизгото-вителей, основанных на новых способах использования виброколебаний, являются актуальными и практически значимыми для АПК РФ.
Цель исследований – разработка акустического маслоизготовителя с обоснованием конструктивных и режимных параметров, обеспечивающие повышение эффективности сбивания сливочного масла.
Объект исследований – процесс сбивания масложировой смеси в акустическом маслоизготовителе с рабочими органами, выполненными в виде виброприводов.
Предмет исследований – конструктивные и режимные параметры акустического маслоизготовителя.
Научной новизной работы являются:
способ приготовления сливочного масла, основанный на воздействии низкочастотных акустических колебанийкак на емкость, так и непосредственно на жировые шарики;
аналитические выражения по расчету амплитудно-частотных характеристик акустического маслоизготовителя;
методика определения количества и месторасположения источников вибропривода на емкости акустического маслоизготовителя;
рациональные конструктивные и режимные параметры акустического-маслоизготовителя.
Новизна технического решения подтверждена патентом РФ на изобретение №2446695 «Способ приготовления сливочного масла».
Практическая значимость работы. Полученные рациональные конст
руктивные (диаметр и высота емкости) и режимные (амплитуда и частота коле
баний) параметры разработанного акустического маслоизготовителя обес-
печивают снижение времени сбивания МЖС на 30…33% и энергоемкости процесса сбиванияна 22…27%по сравнению с серийным маслоизготовителем ИПКС–030.
Достоверность результатов работы подтверждается сравнительными исследованиями акустического маслоизготовителя в лабораторных и производственных условиях с использованием контрольно-измерительных приборов для регистрации качественных показателей масла (жирность, влага, сухое вещество), приборов для замера температуры и времени сбивания МЖС; применением основных положений теории интегрального и дифференциального исчислений; сходимостью теоретических и экспериментальных данных по частоте и амплитуде колебаний.
Реализация результатов исследований. Акустические маслоизготови-тели прошли производственную проверку в условиях ООО «Сыроваренный завод «Надежда» и ООО «Молочный комбинат ВИТА» Ульяновской области.
Апробация работы. Основные положения диссертации и ее результаты доложены и одобрены на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (2007 г.), ФГОУ ВПО «Волгоградская ГСХА» (2009 г.), ФГОУ ВПО «Российский ГАЗУ» (2010…2011 гг.), Института механики и энергетики ФГБОУ ВПО «Мордовский ГУ им. Н.П.Огарева» (2009…2010 гг.),ФГБОУ ВПО «Ульяновская ГСХА» (2011…2012 гг.), всероссийском конкурсе поддержки высокотехнологичных инновационных молодежных проектов НАИРИТ «Кулибин» (Москва, 2012 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 2 статьи опубликованы в изданиях, указанных в «Перечне…ВАК», получен патент РФ на изобретение, без соавторов 6 статей. Общий объем публикаций составляет 2,68п.л., из них автору принадлежит 1,43п.л.
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка использованной литературы из 167 наименований, приложения на 22 с. Работа изложена на 139 с., содержит 46 рис. и 14 табл.
Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:
способ сбивания масложировой смеси, режимные и конструктивные параметры, конструкция акустического маслоизготовителя, обеспечивающая повышение эффективности процесса сбивания;
аналитические зависимости, позволяющие рассчитать ампли-тудно-частотные характеристики акустического маслоизготовителя;
качественные показатели сбивания сливочного масла.
