Введение к работе
Актуальность темы. Функционирование технологических процессов перерабатывающих предприятий АПК и объектов окружающей инфраструктуры тесно связано с использованием жидкостей, эмульсий, суспензий, которые транспортируются по технологическим трубопроводам. Жидкие продукты перемещаются по транспортным продуктопроводам, а отходы производства удаляются по системам производственной канализации. В процессе эксплуатации на внутренних поверхностях трубопроводов накапливаются разнообразные специфические загрязнения - от адгезионно-связанных до прочно (глубинно) связанных (I...III групп), окат зывающие существенное влияние на операции при переработке продукции, обслуживании и ремонте оборудования.
Существующие при очистке продуктопроводов методы удаления загрязнений, такие как циркуляционная очистка, не всегда обеспечивают требуемое качество чистоты поверхности вследствии высоких адгезионно-ко-гезионных свойств загрязнений, слабой турбулентности (ReOOOOO) и низкой температуры (менее 77 С) потока очищающей жидкости. Поэтому необходима дополнительная периодическая (не реже одного раза в неделю) разборка и очистка трубопроводов вручную с помощью щеток и ершей. Величина затрат на эти операции в молокоперерабатывающих предприятиях достигают 20...30 % от общей трудоёмкости обслуживания, поэтому ими нередко пренебрегают, что приводит к ухудшению качества молочных продуктов- кефира, стерилизованного молока, сметаны и др.
Второй проблемой перерабатывающих предприятий является очистка систем трубопроводов производственной канализации. Профилактическое удаление накапливающихся в процессе работы загрязнений вообще не проводится и как следствие - большое количество (до 10...30 в год) аварий (засоров). Для их устранения применяют низкопроизводительные механические способы (тросы, спирали), позволяющие восстанавливать пропускное сечение эксплуатируемого трубопровода лишь на 20...50 %. Такая ситуация нарушает проектные показатели канализационных систем, приводит к задержке, а иногда и к срыву технологических циклов переработки продукции, низкому санитарному состоянию всего перерабатывающего предприятия, высоким непроизводственным затратам.
В настоящее время наиболее качественным и эффективным способом удаления загрязнений является гидродинамический, реализуемый моечными машинами высокого давления. Многочисленные отечественные исследования ГНУ ГОСНИТИ; ФГОУ ВПО МГАУим. В.П. Горячкина, РГАЗУ и других организаций, а также опыт зарубежных стран показали, что проблема качественной очистки наружных поверхностей машин, оборудования при техническом сервисе, уборке производственных помещений и др. успешно решается с помощью мониторных моечных машин высокого давления в сочетании с биоразлагаемыми очищающими средствами.
ctitrtf tor * ,
На сегодняшний день зарубежные и отечественные предприятия выпускают широкую номенклатуру моечных машин высокого давления, отличающихся по типоразмеру; основным показателям - развиваемое давление - 100...200 бар, производительность насоса - 0,4... 1,3 м3/ч, мощность привода -1,2...8 кВт, нагрев воды - 80... 155 С; количеству и ассортименту дополнительного оборудования и приспособлений. В комплект аксессуаров к большинству моечных машин входит гибкий шланг со специальным насадком позволяющим удалять загрязнения из вентиляционных систем, гофрированных рукавов, разнообразных трубопроводов. Однако, технологические и практические рекомендации по его применению отсутствуют, что не позволяет эффективно использовать моечные машины, сдерживает внедрение на предприятиях АПК прогрессивных технологических процессов очистки оборудования
Основная особенность очистки трубопроводов - необходимость не только очистки рабочих поверхностей, но и удаления загрязнений из полости трубопровода. Процесс очистки реализуется комплексным механическим и физико-химическим воздействием на загрязнения высоконапорных мелкодисперсных струй нагретого очищающего раствора требуемой формы и размера, формируемых специальными насадками, перемещающимися в трубопроводе под действием реактивных сил. Струи размывают, разбивают, измельчают загрязнения и перемещают их по трубопроводу. При обратном ходе насадка загрязнения удаляются из полости трубопровода.
Внедрение нового ресурсосберегающего процесса очистки технологических трубопроводов на предприятиях АПК позволит достичь требуемой степени чистоты рабочих поверхностей и обеспечить сохранность качества производимой продукции, повысить производительность, культуру труда и санитарное состояние предприятия, расширить сферу использования моечных машин высокого давления.
Цель исследования. Разработка технологического процесса очистки рабочих поверхностей трубопроводов перерабатывающих предприятий АПК моечными машинами высокого давления, обеспечивающего повышение качества очистки при снижении затрат и трудоемкости работ.
Объекты исследования. Технологические трубопроводы малотоннажных молокоперерабатывающих предприятий (транспортные продуктоп-роводы, производственная канализация), эксплуатационные загрязнения, моечные машины высокого давления со специальными насадками и очищающими средствами.
Предмет исследования. Влияние на качество очистки трех групп факторов, характеризующих свойства загрязнений, конструктивно-технологические параметры трубопроводов и показатели процесса очистки
Методы исследования. Методы математической статистики и многофакторного корреляционно-регрессионного анализа, методы моделирования и оптимизации сложных систем.
Научная новизна работы заключается в установлении закономерностей гидродинамического воздействия высоконапорных мелкодисперсных струй очищающего раствора на рабочие поверхности технологических трубопроводов; разработке математической модели процесса удаления загрязнений моечными машинами высокого давления, учитывающей комплексное воздействие на качество очистки трёх основных групп факторов - параметров процесса очистки, свойств загрязнений и показателей трубопроводов.
Практическая значимость работы. Разработан ресурсосберегающий технологический процесс, позволяющий оптимизировать параметры процесса очистки в зависимости от требуемой степени чистоты рабочих поверхностей трубопроводов; предложен новый тип насадка ОМ-28130 к мониторным моечным машинам. Внедрение нового процесса позволяет не только повысить качество очистки трубопроводов, но и расширить сферу и эффективность использования на перерабатывающих предприятиях АПК моечных машин высокого давления.
Реализация результатов исследований. Основные результаты исследования внедрены на предприятиях АПК: АООТ «Рязмолоко», ВСТИСП, СЗАО «Ленинское», ГУП НИИЖБ, включены в методические рекомендации по изучению курса «Технический сервис машин и оборудования в АПК» в ФГОУ ВПО МГАУ им. В.П. Горячкина, ОрелГАУ и других ВУЗах страны.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследования доложены, обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях ГНУ ГОСНИТИ; ФГОУ ВПО МГАУ им. В.П. Горячкина, Орел ГАУ, Брянской ГСХАв 1998...2003 гг.
Публикации. По теме диссертации опубликовано девять работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 196 страницах машинописного текста, включая 77 рисунков, 35 таблиц, библиографический список из 104 наименований и 33 страниц приложений.
