Использование информационных технологий для оптимального проектирования экструзионной техники при обработке семян рапса
https://doi.org/10.36107/spfp.2021.224
Аннотация
Описано преимущество использования экструзии для технологического процесса получения рапсового масла и жмыха с учетом требований к качеству. Приведена математическая модель процесса экструдирования с оттоком жидкой фазы.
Представлены теоретические и практические исследования шнеков экструдера с различными геометрическими размерами.
Приведенные результаты исследования проб образцов полученного нерафинированного рапсового масла показывают возможность его использования как качественного сырья для производства биодизельного топлива. С другой стороны, включение в рацион кормления сельскохозяйственных животных экструдированного рапса позволяет решить проблему низкой продуктивности сельскохозяйственных животных из-за неполноценного кормления по белку и аминокислотам, так как жмых является эффективным источником энергии, аминокислот и минеральных веществ. Таким образом, экструзия является фактически идеальным безотходным технологическим процессом.
Представлены результаты вычислительного эксперимента для получения технико-экономических параметров процесса экструдирования по определенным значениям конструктивных, геометрических и реологических параметров малогабаритного пресс-экструдера ПЭШ-30/4. Описан процесс оптимизации шнека экструдера по методу рабочих характеристик. На основании построенных зависимостей мощности от производительности и относительной производительности по маслу от производительности экструдера, зависимости кпд от производительности построены оптимальные области при изменении шага, высоты и толщины лопастей шнека. Эти области позволили обоснованно выбрать геометрические размеры и диапазон скорости вращения шнека для обеспечения максимального КПД работы одношнекового экструдера с учетом требований к готовой продукции. Использование разработанного программного обеспечения позволяет рассчитывать технико-экономические параметры процесса и проводить оптимизацию рабочих органов экструдера в целях повышения эффективности технологического оборудования.
Список литературы
1. Албин, Д., Майо, К., & Бузман, Д. (2019). Экструдирование кукурузы и использование ее в рационах молочных коров. Комбикорма, 7-8, 28-29.
2. Алексеев, В., & Аксенова, О. И. (2015). Корректирование расчетов оборудования для снижения его энергоемкости на базе моделирования технологического процесса экструдирования. Техника машиностроения, 22(3), 27-37.
3. Алтайулы, С., Шаймерденов, Ж., & Королькова, Н. В. (2016). Инновационная технология производства льняного масла двукратным прессованиям семян льна с экструдированием. Технологии и товароведение сельскохозяйственной продукции, 2, 28-30.
4. Артемов, Р. В., Арнаутов, М. В., Бочкарев, А. И., Баскакова, Ю. А., Артемов, А. В., Кокшаров, А. Е., & Биндюков, С. В. (2019). Обоснование рациональных параметров экструдирования растительных компонентов на оборудовании малой мощности для получения комбикормов для аквакультуры. Труды ВНИРО, 176, 182-192.
5. Бакуменко, О. Е., Алексеенко, Е. В., & Рубан, Н. В. (2019). Возможности использования сублимированных растительных порошков при производстве зерновых экструдированных продуктов. Хранение и переработка сельхозсырья, 1, 116-127.
6. Бессонова, М. П., Пономарева, М. А., & Якутенок, В. А. (2017). Расчет течения степенной жидкости в одношнековом экструдере. Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, 49, 81-104. https://doi.org/10.17223/19988621/49/8
7. Брагинец, С. В., Бахчевников, О. Н., & Алферов, А. С. (2018). Экструдирование смеси зерновых и зеленых кормов. Сельский механизатор, 2, 28-29.
8. Бузоверов, С. Ю. (2019). Использование процесса экструдирования для повышения качества зерновых продуктов. Международный журнал гуманитарных и естественных наук, 8, 9-12.
9. Василенко, В. Н., Фролова, Л. Н., Дерканосова, А. А., Михайлова, Н. А., Щепкина, А. А., & Давыдов, А. М. (2018). Математическое обеспечение процесса экструдирования аномально-вязких сред методами планирования эксперимента. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий, 80(3), 37-42. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-3-37-42
10. Горб, С. С. (2019). Технологический процесс экструдирования и анализ современных конструкций пресс-экструдеров для приготовления концентрированных кормов в животноводстве. Научная жизнь, 2, 98-103.
11. Гукасян, А. В., Кошевой, Е. П., Косачев, В. С., Схаляхов, А. А., & Меретуков, З. А. (2019). Моделирование реологических зависимостей процесса экструдирования масличного материала. Новые технологии, 3, 41-50. https://doi.org/10.24411/2072-0920-2019-10304
12. Гукасян, А. В., Сошников, В. К., Михайлов, Е. А., & Яворская, А. В. (2019). Модель кинетики отжима при экструдировании масличных материалов // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология, 1, 65-69.
13. Заруба, А. С., Мустафаев, С. К., Калиенко, Е. А., & Андржайчак, А. А. (2015). Изучение качества льняных масла и жмыха, полученных по новой технологии двукратного прессования семян льна с экструдированием. Электронный сетевой политематический журнал «Научные труды КубГТУ», 2, 69-78.
14. Зубкова, Т. М., & Колобов, А. Н. (2015а). Влияние экструдирования семян рапса на качество готовой продукции. Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук, 5, 11-14.
15. Зубкова, Т. М., & Колобов, А. Н. (2015б). Использование программного обеспечения для определения и прогнозирования показателей качества экструдированной продукции. Программные продукты и системы, 3, 123-129. https://doi.org/10.15827/0236-235X.111.123-128
16. Зубкова, Т. М., Ишакова, Е. Н., & Токарева, М. А. (2014). Разработка программного обеспечения визуализации процедуры многомерной оптимизации функциональных показателей технологического процесса. Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики СПбГУ ИТМО, 3, 156-162.
17. Исмагилов, Р. Р., & Малютина, К. В. (2018). Вязкость водного экстракта и содержание питательных веществ в зерне озимой ржи при экструдировании. Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 5, 74-77.
18. Кальницкая, О. И., Карелина, Е. А., Семенов, Г. В., Бабин, Ю. В., Тагиров, А. М., & Михайлов, И. В. (2013). Оценка качества и безопасности белкового гидролизата как основы для получения экструдированных продуктов. Хранение и переработка сельхозсырья, 1, 38-40.
19. Кононенко, С. И. (2017). Экструдирование кормов - путь к увеличению рентабельности животноводства. Эффективное животноводство, 1, 32-33.
20. Корякина, М. А. (2011а). Оптимизация параметров шнека экструдера для получения рапсового масла. Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 3, 71-74.
21. Корякина, М. А. (2011б). Повышение эффективности работы одношнекового экструдера на основе структурно-параметрического синтеза для прессования семян рапса (Дисс. канд. техн. наук). Оренбург: ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет».
22. Лисицын, А. Н., Быкова, С. Ф., Давиденко, Е. К., & Минасян, Н. М. (2007). Биологические особенности сортов рапса и физиологические ценности жмыхов и шротов. Масложировая промышленность, 6, 18-20.
23. Лисицын, А. Н., Григорьева, В. Н., & Смирнова, Е. Е. (2000). Возможные пути использования семян рапса. Масложировая промышленность, 4, 14-15.
24. Мартынова, Д. В. (2016). Оптимизация процесса экструдирования белково-клетчатко-крахмалосодержащего сырья. Интеллект. Инновации. Инвестиции, 3, 151-156.
25. Марченко, А. П., & Семенов, В. Г. Альтернативное биотопливо на основе производных рапсового масла. Химия и технология топлив и масел, 3, 31-32.
26. Никитина, В. Ю. (2016). Экструдирование соевых бобов. Новая наука: Проблемы и перспективы, 6-2, 209-211.
27. Никонов, О. И., & Бегдан, Н. В. (2017). Двухстадийное экстрагирование в технологических схемах переработки масличного сырья. Альманах мировой науки, 1-1, 62-65.
28. Останин, Л. М. (2014). Рапсовое масло – сырье для производства биотоплива. Вестник Казанского технологического университета, 17(2), 227-228.
29. Пахомов, В. И., Брагинец, С. В., Алферов, А. С., Гайдаш, М. В., & Степанова, Ю. В. (2016). Исследования процесса экструдирования смеси зерновых концентратов с измельченной зеленой массой бобовых трав. Вестник Донского государственного технического университета, 16(2), 154-159. https://doi.org/10.12737/19684
30. Пахомов, В. И., Брагинец, С. В., Бахчевников, О. Н., Алферов, А. С., & Степанова, Ю. В. (2017). Результаты экспериментальных исследований процесса совместного экструдирования фуражного зерна и зеленой массы люцерны. Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии, 9, 45-48.
31. Пономарева, М. А., Филина, М. П., & Якутенок, В. А. (2016). Циркуляционное течение высоковязкой неньютоновской жидкости в канале одношнекового экструдера. Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, 2, 97-107. https://doi.org/10.17223/19988621/40/10
32. Пристач, Н. В., & Пристач, Л. Н. (2017). Жмых рапсовый в кормлении скота. Сельскохозяйственные вести, 1, 8-9.
Рецензия
Для цитирования:
Токарева М.А. Использование информационных технологий для оптимального проектирования экструзионной техники при обработке семян рапса. Хранение и переработка сельхозсырья. 2021;(2):150-164. https://doi.org/10.36107/spfp.2021.224
Просмотров:
459
Послать статью по эл. почте 