ОЧИСТИТЕЛЬ КОРНЕПЛОДОВ ОТ ОСТАТКОВ ГРЯЗИ И ПОЧВЫ

АННОТАЦИЯ

В статье приведены теоретические предпосылки по цилиндрическому очистителю корнеплодов от остатков грязи и почвы до мойки продукций в ванне. Характер движения корнеплодов по рабочей поверхности цилиндрического решета зависит от коэффициента трения его поверхности, кинематического режима работы решета и начальных условий.

ABSTRACT

The article provides an overview of theoretical studies on a cylindrical root crop cleaner from dirt and soil residues before washing products in a bath. The nature of the movement of root crops on the working surface of a cylindrical sieve depends on the coefficient of friction of its surface, the kinematic mode of operation of the sieve and the initial conditions.

Ключевые слова: корнеплоды, остатки грязи, угол естественного откоса, цилиндрический очиститель, наклон, вращение,  проход почвы, угловая скорость, режим работы.

Keywords: root crops, dirt residues, angle of repose, cylindrical cleaner, inclination, rotation, soil passage, angular velocity, operating mode.

Актуальность. Теоретическое движение материала по цилиндрической поверхности исследовали Г.Л.Терсков, Л.Б.Левинсон, П.М.Василенко, В.Н.Макаров и другие учёные. Однако для очистки корнеплодов от остатков грязи и почвы в наших условиях ещё не исследованы.

Исследованиями примеров, барабанных проходов и цилиндрических решет установлено, что для каждого диаметра Д существует критическое число оборотов n_кр, выше которого частицы материала, под действием центробежной силы, вращаются вместе с цилиндром. При скоростях ниже критической возможны скольжение или отрыв частицы от поверхности цилиндра.

Разработка. С целью очистки корнеплодов от остатков грязи и почвы до процесса мойки сырья в ванне  учёными Наманганского инженерно-технологического института разработан экспериментальный очиститель.

Очиститель корнеплодов от остатковгрязи и почвы представляет собой вращающийся цилиндр, где в доль цилиндра на поверхности его сварены  круглые прутки с одинаковым отрывом расстояния.

Рабочий процесс заключается в следующем. Во вращающийся решётчатый цилиндр с одного конца поступают корнеплоды, где из-за наклона цилиндра они стремятся к выходу на противоположный конец цилиндра. При этом корнеплоды находящиеся в нижней части цилиндра, под действием центробежных сил и сил трения поднимаются по стенке цилиндра на определённую высоту, после чего падают вниз. Проход остатков почвы возможен только при наличии относительного движения корнеплодов.

Теоретические предпосылки. При вращении цилиндра определённой частотой вращения масса корнеплодов увлекаются в сторону вращения на некоторый угол, затем прилегающий к стенке слой почвы за счёт сил трения выносится в верхнюю часть потока и отрывается от неё.  В результате непрерывной циркуляции слоев происходит перемешивание массы и тем самым остатки почвы проходят через слой корнеплодов достигнув поверхности решета и проходя сквозь решёт. Поперечное сечение завала можно представить в виде сегмента с хордой, расположенной под углом к горизонту, равным углу естественного откоса корнеплодов (рис.1а).

Характер движения корнеплодов по рабочей поверхности цилиндрического решета зависит от коэффициента трения его поверхности, кинематического режима работы решета и начальных условий. Кинематический режим определяется центростремительным ускорением RW², начальными условиями частицы – местом её подачи на поверхность и начальной скоростью. В зависимости от соотношения указанных факторов корнеплоды, находящиеся внутри цилиндра, могут скользить по его внутренней поверхности, а оторвавшись от неё, совершать свободный полёт, двигаться вместе с поверхностью, находясь на ней в относительном покое. В последнем случае разделение остатковгрязи и почвы не будет происходить.

Проведённые нами исследования за процессом работы цилинрического очистителя показали, что рассмотренный режим с малой угловой скоростью не обеспечивает эффективного вращения грязи и почвы.

С увеличением скорости вращения цилиндра корнеплоды поднимаются всё выше, затем в некоторой точке, называемой точкой отрыва (рис.1а), они сходят с круговой траектории и далее, как тело, брошенное под некоторым углом к горизонту, падает по траектории и параболы (рис.1б).

Рисунок 1. Изменение угловой скорости  вращения цилиндра в зависимости от траектории движения корнеплодов

Параметры траектории определяются физико-механическими свойствами корнеплодов.

В случае дальнейшего увеличения угловой скорости вращения цилиндры, овощи под действием центробежной силы все с большей силой будет прижиматься к стенке и наступит такой момент, когда овощи станут вращаться вместе с  цилиндром (рис. 1 в). В этом случае относительное движение не происходит, а также и очистка корнеплодов от остатков почвы.

Проведенный анализ показывает, что наиболее эффективным с точки зрения выделения почвы из корнеплодов, является режим работы, при котором корнеплоды, двигаясь вначале по круговому траекторию переходит затем в параболическое. При этом можно выделить четыре фазы движения (рис. 1. б) а-в – относительное скольжение (отставание), в-с – свободный момент, с-d – относительное скольжение, d-а – относительный покой.

В зависимости от степени использования названных фаз можно иметь несколько схем работы цилиндрического решета и разную производительность.

Выводы. Процесс очистки корнеплодов от остатков грязи и почвы, как в плоских, так и в цилиндрических очистителях, можно разделить на два этапа, то есть проход частицы (почва) через слой корнеплодов и проход сквозь отверстия поверхности цилиндра. Следовательно, чем меньше  толщина слоя корнеплодов, тем больше вероятность просеивания почвы. Для уменьшения толщины слоя  нужно больше растягивать корнеплоды по стенкам цилиндрического решета, увеличив скорость его вращения. Характер движения корнеплодов  в цилиндре зависит от его параметров и свойств остатков почвы.

В производственном предприятии ОАО “Афруз Камол Наби” (г. Наманган)   нами проведены испытания экспериментального  цилиндрического очистителя корнеплодов от остатков грязи и почвы, а также получены положительные результаты подтверждающие теоретические предпосылки. Нами продолжаются НИР по определению оптимальных параметров и режима работы цилиндрического очистителя корнеплодов от остатков грязи и почвы.

Список литературы:

1. Киселёв В.Б. Сельское хозяйство как поставщик продовольствия населению и сырьевая база пищевой промышленности// Хранение и переработка сельхозсырья. – Москва, 2003. – № 6. – С. 20-25.
2. Худайбердиев Т.Л., Тажибоев Г.Г. «Сушка сельхозпродукции с использованием современного оборудования». Международный научный журнал «Молодой учёный» №23 (209), июнь 2018 г. (стр. 278-281) (ISSN 2072-0297.
3. Худайбердиев Т.Л., Обиджонов А.И. ”Сушка плодо-овощных продукций конвективным методом”. Polish science journal. International science journal. Issue n1(22). Warsaw: sp.zo.o. ”Iscience“ 2020. 174 s.
4. Худайбердиев Т.Л., Маматов Т.Б.. Кичик корхоналарда сабзавотларни конвектив усулда қуритиш технологиясини асослаш. Монография. Тошкeнт, ”Навруз”нашриёти, 2019 й.102 бет.
5. Худайбердиев Т.Л., Жамалов А.Б. Олма ва сабзини лентали қуритгичда қуритиш технологияси ва қуёш коллекторидан фойдаланишни асослаш. Монография. Тошкeнт, ”Наврўз”нашриёти, 2020 й.102 бет.
6. Inagamov S.Y. Tursunova Z.B. Shadmanov.K.K. The Electrochemical Society. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science.IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volume 723, Agriculture, field cultivation, animal husbandry, forestry and agricultural products Citation S Ya Inagamov et al 2021 IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 723 022021.
7. S Ya Inagamov1, G G Tajibaev, H Sh Ilhamov1, D Yoqubjonov and G I  Mukhamedov. Determination of the drying temperature of the medicinal  plant prickly capers - "Capparis spinosa L." fruits by the  method of mathematical modelingIOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 1010 (2022) 012094 IOP Publishing doi:10.1088/1755-1315/1010/1/012094.