Совершенствование процесса вибросепарирования зерновых смесей от легких примесей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.12, кандидат наук Рындин Александр Алексеевич

• Рындин Александр Алексеевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Рындин Александр Алексеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОЦЕССОВ И

ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ЗЕРНА ОТ ПРИМЕСЕЙ

1.1. Классификация зерновых примесей и способы их выделения

1.2. Процессы и оборудование для очистки зерна от мелких и легких примесей

1.2.1. Ситовые сепараторы для очистки зерна

1.2.2. Пневмосепарирующие устройства

1.2.3. Вибропневмосепараторы

ВЫВОДЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОСЛОЙНОГО ДВИЖЕНИЯ ЗЕРНОВОГО ПОТОКА НА ВИБРИРУЮЩЕЙ

ПОВЕРХНОСТИ

2.1. Описание рабочего органа и процесса вибрационного перемещения зерновой смеси

2.2. Двуслойная модель сыпучего тела

2.2.1. Движение верхнего слоя

2.2.2. Движение нижнего слоя

2.3. Анализ траекторий частиц сыпучего зернового потока

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА

3.1. Определение коэффициентов сопротивления сдвигу слоев зерна

3.2. Исследование эффективности процесса сепарирования зерна

3.2.1. Экспериментальная установка

3.2.2. Методика эксперимента

3.2.3. Анализ результатов эксперимента

3.3. Экспериментальная проверка адекватности теоретических

положений

3.3.1. Исследование движения частиц верхнего слоя

3.3.2. Средняя скорость движения частиц нижнего слоя

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

СХЕМЫ ВОЗМОЖНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

4.1. Выделение легких примесей

4.2. Новизна конструкции

4.3. Производственная проверка

4.4. Разработка исходных требований

4.5. Экономическая эффективность

4.6. Выделение легких и, частично, тяжелых примесей

4.7. Совмещение процессов сепарирования и транспортирования

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

ПРИЛОЖЕНИЕ З

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование процесса вибросепарирования зерновых смесей от легких примесей»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Продукты питания, произведенные из зерна пшеницы, занимают существенное место в рационе питания большей части населения нашей страны. Благодаря им пищевой рацион населения обеспечивается по калорийности на 40%, белками - на 50%, углеводами - на 60%. Эти факторы вынуждают предъявлять жесткие требования к качеству зерна. В первую очередь по засоренности и влажности, во вторую по хлебопекарным свойствам. Очевидно, что не существует способов, позволяющих выпускать высококачественные и полезные пищевые продукты из низкокачественного зернового сырья. Практически установлено, что проще и экономически обосновано произвести качественное сырье (зерновую партию, отвечающую требованиям ГОСТ) [48], чем пытаться устранить дефекты в процессе переработки некондиционного сырья (муки).

Чистота зерна - один из важнейших показателей, формирующих качество муки и зерновых продуктов.

В связи с введением в севооборот земельных угодий, которые не использовались на протяжении длительного периода, остро встает вопрос о качественной обработке полученного урожая зерновых культур, с целью извлечения из него сорных примесей и калибровке зерен по размеру и массе [59,61,63,67,72,84,86,92]. Аграрии предъявляют жесткие требования по качеству очистки семенного материала зерновых культур от сорных примесей [47].

Требуемые результаты по засоренности и однородности семян достигаются путем многократного повторения операций очистки от примесей и калибровки зерна, на зерноочистительных машинах. В результате большого количества технологических операций по очистке происходит повреждение семенного зерна. Доля повреждения семян зерноочистительными и калибровочными машинами составляет от 25 до

50%, от общего числа микротравм. При этом стоит отметить, что на травмирование семян зерноуборочной техникой приходится от 20 до 35%, а на посевные агрегаты всего от 2 до 6%. Использование для посева семян пшеницы с микротравмами приводит к снижению урожайности в размере от 10 до 15 % [10, 41,73,88,93,98,99,113,116,125].

При посеве семян пшеницы, прошедших качественную очистку от примесей и калибровку происходит увеличение собираемого урожая. Так в результате экспериментов, проведенных на сортоиспытательных участках в Харьковской области, агрономами селекционерами были получены результаты: всхожесть крупных однородных семян на 5,7% выше и количество доживших до уборки растений на 25% больше, чем при посеве мелкими и легкими семенами, в результате прибавка урожайности составляет до 4,5 ц/га [2,53,59,91,115,126].

Степень разработанности темы. О значимости качественной очистки зерновых культур от примесей в сельском хозяйстве, может свидетельствовать большое количество научных работ по этому направлению [1,3,8,9,22,25,37,50,51,54,62,67,80,85,87,101,102,114,117,120]. Все высшие учебные заведения страны, готовящие инженеров и агрономов, постоянно ведут работы по усовершенствованию существующих зерноочистительных маши и разработке новых, позволяющих повысить извлекаемость примесей из зерновой смеси [12,40,70,74,81,82,94,97, 103,106,111,112,118,119]. Наибольших успехов в этом направлении добились Воронежский государственный аграрный университет, Бурятская сельскохозяйственная академия, Алтайский государственный аграрный университет и другие.

Преподаватели этих высших учебных заведений не только предложили ряд передовых технических решений для применения в зерновых сепараторах, но и сформулировали требования к качеству готового продукта, семенному и продовольственному зерну, являющемуся основой для приготовления большого количества блюд [56,64,108,109,117].

В процессе первичной очистки на элеваторах из убранного зерна извлекают примеси органического и минерального происхождения (солому, частички колосков, лузгу, бумагу, соцветия, кусочки земли и т. п.). Хорошо выполненная на элеваторах первичная очистка обеспечивает сохранность зерна и его качественных показателей, снижает затраты на сушку и последующие обработки, предотвращает самосогревание.

На качество зерна после обработки на элеваторе существенно влияет: правильность подбора зерноочистительных машин, качество технологических процессов очистки и сушки; формирование однородных партий зерна (партий семенного зерна и зерна с наиболее высокими технологическими свойствами). Оптимально сформированные на элеваторах зерновые партии по массе и размерам зерен, в последующем позволяют более точно настроить мукомольное оборудование.

Правилами организации и ведения технологического процесса на мукомольных заводах установлена предельно допустимая засоренность зерна, которая должна составлять не более 2%. По данным мелькомбинатов зерно, поступающее на переработку, имеет фактическую засоренность сорной примесью около 2,5%. Следует отметить, что в последние годы наблюдается повышение засоренности зерна семенами дикорастущих растений, например, такой трудноотделимой примесью как овсюг.

В связи с засоренностью и не однородностью зерна, поступающего с элеваторов, мукомольные предприятия вынуждены осуществлять его очистку от примесей и сортировку перед измельчением. Эффективность сепарирования на промежуточных стадиях измельчения не только влияет на качество продукции и степень использования сырья, но определяет нагрузку и эффективность работы последующего технологического оборудования, а следовательно, производительность и технико-экономические показатели предприятия в целом. Так, недосев мелких фракций в крупках, поступающих на ситовеечные машины, не позволяет установить оптимальный воздушный режим. Недосев муки в крупках и дунстах, поступающих на размол,

приводит к перегрузке вальцового станка и снижает качество муки.

Повышение эффективности процесса очистки зерна на элеваторах, мукомольных и крупяных предприятиях стало возможно благодаря научным работам, проводимым Московским государственным университетом пищевых производств, Воронежским государственным университет инженерных технологий, Кубанским государственным технологическим университетом и другими. Преподаватели этих учебных заведений внесли не только огромный клад в формирование научных основ процессов сепарирования, но и предложили ряд конструктивных решений применяемых, и по сей день [26,27,34,43,44,46,61,68,77,89,110,124]. Однако, как показывает практика, проблемы в очистке зерна существуют.

Вышесказанное позволяет сделать выводы, подтверждающие актуальность диссертационной работы:

- повышение урожайности зерновых культур зависит от качества семенного материала и отсутствия в нем посторонних примесей;

- зерно с повышенной засоренностью снижает качество муки, используемой для изготовления пищевых продуктов и ведет к росту себестоимости;

- решение проблемы уменьшения примесей в зерне возможно путем совершенствования процессов сепарирования и используемой техники.

Цель диссертационной работы. Повышение качества очистки зерна от трудно извлекаемых легких примесей за счет совершенствования процесса сепарирования и его аппаратурного оформления.

Задачи исследований. В соответствии с целью диссертационной работы поставлены и решены следующие задачи:

- провести анализ современных требований к качеству очистки от сорной и зерновой примеси продовольственного и семенного зерна;

- провести анализ современных конструктивных решений сепарирующего оборудования;

- определить направления интенсификации процесса сепарирования;

- определить показатели, характеризующие качество проведения процесса сепарирования;

- разработать теоретические положения послойного движения зерновой массы при вибрационном воздействии, направленном перпендикулярно рифлям рабочего органа;

- провести анализ существующих рабочих поверхностей вибрационных сепараторов, обосновать подходы к созданию рациональных конструкций;

- разработать новый рабочий орган (рифленая поверхность и нож), повышающий показатели эффективности извлечения легких примесей из зерновой смеси;

- разработать теоретические положения вибрационного перемещения частиц зерновой смеси между смежными рифлями рабочей поверхности при поперечных колебаниях;

- обосновать рациональные кинематические и установочные параметры процесса вибрационного сепарирования зерновой смеси, содержащей легкие примеси;

-разработать методику экспериментального исследования вибрационного сепарирования зерновой смеси, содержащей легкие примеси;

- экспериментально определить значения параметров изученного процесса, обеспечивающие наибольшую эффективность;

- проверить адекватность разработанных теоретических положений экспериментальным данным.

Научная новизна:

- предложена и обоснована динамическая модель послойного безотрывного движения сыпучего тела при прямолинейных гармонических колебаниях наклонной рифленой поверхности перпендикулярно линии наибольшего ската;

- разработана модель двуслойного вибрационного перемещения зернового потока по поверхности с рифлями в виде прямоугольных пластин

при их расположении перпендикулярно направлению колебаний;

- теоретически обосновано и экспериментально доказано, что верхний слой зернового потока, расположенный над рифлями, совершает сложное движение, состоящее из двух движений во взаимно перпендикулярных направлениях: колебательное движение относительно линии наибольшего ската и движение вдоль линии наибольшего ската;

- теоретически обоснована и доказана возможность транспортирования частиц нижнего слоя между рифлями под действием составляющей силы тяжести вдоль линии наибольшего ската;

- экспериментально определены коэффициенты сопротивления сдвигу слоев зерна пшеницы по гладкой и рифленой поверхностям;

- научно обоснован и практически реализован способ очистки зерна от легких примесей, заключающийся в том, что при вибрационном перемещении по рифленой поверхности из исходной зерновой смеси извлекают указанные примеси с эффективностью очистки, превышающей эффективность очистки зерна от легких примесей в воздушных сепараторах.

Теоретическая и практическая значимость диссертационной работы.

Теоретическая значимость:

- разработана динамическая модель послойного безотрывного движения смеси зерна пшеницы и легких примесей на наклонной рабочей поверхности с рифлями при ее гармонических колебаниях, направленных перпендикулярно рифлям;

- теоретически подтверждена возможность реализации в предложенной модели течения слоев зернового потока с максимальной разностью скоростей для обеспечения стабильного процесса самосортирования;

- проведен анализ полученных аналитических зависимостей с целью выявления влияния переменных параметров процесса сепарирования на траекторию частиц верхнего слоя сыпучей смеси;

- определены направления интенсификации процесса сепарирования;

- адекватность разработанных теоретических положений подтверждена экспериментальными исследованиями.

Практическая значимость:

- экспериментально определены зависимости эффективности процесса сепарирования и интенсивности выделения легких примесей из нижнего слоя от удельной нагрузки, частоты колебания и угла наклона рабочего органа;

- разработана оригинальная конструкция рабочего органа вибросепаратора, позволяющая обеспечить эффективность извлечения легких примесей из зерна пшеницы не менее 80 % и существенно снизить нагрузку на пневмоканал.

- получено положительное решение о выдаче патента на полезную модель «Устройство для сепарирования зерна и других сыпучих материалов», заявка № 2019102339/03(004090), от 29.01.2019 г.;

- предложены схемы применения разработанных рабочих органов в различных технологических схемах;

- разработаны программы расчета кинематических параметров частицы верхнего и нижнего слоев зернового потока;

- разработаны исходные требования на проектирование рабочего органа с рифлями и ножом для деления зернового потока;

- расчетное увеличение прибыли от внедрения разработанного рабочего органа составит 508 000 рублей в год.

Методология и методы исследования.

Методологической и теоретической основой диссертационного исследования послужили труды отечественных и зарубежных ученых в области применения вибрации для интенсификации технологических процессов. Методология научного исследования обеспечивает соответствие его структуры и содержания задачам исследования, включая его методы, проверку истинности полученных результатов и их интерпретацию.

Использованы методы, учитывающие специфику объекта изучения: системный подход; проектный метод, определяющий целостность исследования, стадии и порядок его разработки; абстрактно-логический метод, включающий анализ и синтез, дедукцию и индукцию; эмпирический метод, связанный с постановкой экспериментальных проверок теории и наблюдений; методы математического моделирования; статистический метод обработки экспериментов.

Диссертационная работа методологически выдержанная и характеризуется корректной, научно обоснованной постановкой проблемы исследования, которая не только существует в теории, но может быть разработана практически с получением научных результатов, обладающих признаками новизны, полезности и достоверности.

Положения, выносимые на защиту:

- динамическая модель послойного безотрывного движения сыпучего тела при прямолинейных гармонических колебаниях наклонной рифленой поверхности перпендикулярно рифлям;

- результаты анализа аналитических зависимостей траекторий частицы верхнего слоя сыпучего продукта от частоты колебаний, угла наклона рабочего органа и удельной нагрузки на рабочую поверхность;

- результаты экспериментального исследования зависимости эффективности и интенсивности процесса выделения легких примесей от переменных параметров процесса;

- оригинальность конструкции устройства для очистки зерна от легких примесей.

Степень достоверности.

Основные положения диссертационной работы, а также выводы, подтверждены результатами экспериментальных исследований и практических испытаний, проведенных с применением современных методов измерения, фиксации и математической обработки результатов.

Апробация:

Основные материалы диссертационной работы были представлены для обсуждения на 3 конференциях с международным участием:

- III Всероссийской научно-практической конференции имени Академика РАН Юрия Антоновича Израэля с международным участием (Москва 2018);

- Международная научно-технической конференции Продовольственная безопасность: научное, кадровое и информационное обеспечение (Воронеж 2018);

- 29 симпозиуме по реологии (Тверь 2018).

Созданная, по результатам исследований диссертационной работы, рабочая поверхность для вибросепаратора, прошла испытания на сельскохозяйственных предприятиях Краснодарского края и подтвердил заявленные качественные характеристики.

Публикации

По материалам диссертационного исследования опубликовано 9 печатных работ, из них 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК. Получено решение о выдаче патента на полезную модель «Устройство для сепарирования зерна и других сыпучих материалов». Заявка № 2019102339/03(004090) от 29.01.2019.

Созданный в рамках выполненной работы орган для вибросепаратора «Устройство позволяющее существенно улучшить качество очистки семенного и продовольственного зерна», был включено в Каталог инновационных разработок в области переработки сельскохозяйственного сырья 2018 года.

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из: введения, четырех глав; выводов и предложений; литературы, включающей 134 источник; 8 приложений.

Диссертация содержит 182 страниц, 39 рисунков и 13 таблиц.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОЦЕССОВ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ЗЕРНА ОТ ПРИМЕСЕЙ

1.1. Классификация зерновых примесей и способы их выделения

Примеси, содержащиеся в зерновой смеси, условно можно классифицировать на: зерновые, инородные (сорные), минеральные и нерастительного (животного) происхождения [55]. Классификация примесей приведена в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Классификация примесей в зерне

Зерновые Инородные Минеральные Примеси

примеси (сорные) примеси примеси нерастительного (животного) происхождения

Битое зерно Семена сорных растений Песок Насекомые, жуки, клещи

Щуплое (чахлое) Спорынья Камни Фрагменты насекомых

зерно

Инородное зерно Испорченные Земля Личинки, яйца

(иной вид зерновых) зерна насекомых

Проросшее зерно Пыль Продукты секреции насекомых (животных)

Зерно, изъеденное Стекло

вредителями

Зерно, Металлы

поврежденное

вследствие мороза

Ости

Зерна с

изменениями

цвета зародыша

По сложности извлечения из зерновой смеси примеси можно разделить на две группы [54,69,72,75,100]. Первая - легкоотделимые, эффективно извлекаемые из зерновой смеси с учетом геометрических размеров, веса и

аэродинамических свойств мусора (примесей). Легкоотделимые примеси извлекаются с помощью вибросепараторов и триеров.

Вторая - трудноотделимые, к ним относятся компоненты зерновой смеси, размерные характеристики и аэродинамические свойства, которых близки к характеристикам семян основной культуры. Как правило, это семена сорных и культурных растений, минеральные примеси. Для извлечения данных примесей используют более сложные машины, например пневмовибрацонные сепараторы.

Для пшеницы трудноотделимыми примесями являются семена овсюга, свербиги, ячменя и членики редьки дикой. Семена данных растений незначительно отличаются от зерна пшеницы по размерам и аэродинамическим свойствам, их извлечение возможно осуществить по совокупности признаков, в том числе, по массе (плотности). По массе (плотности) и размерам трудноотделимые примеси делят на два типа: легкие и тяжелые. К первой группе относят примеси, у которых масса (плотность) меньше, чем у основной массы сортовой пшеницы, ко второй группе более тяжелые.

В зависимости от дальнейшего использования, зерна пшеницы, к ее чистоте предъявляют различные требования. Так, допустимое содержание семян других культурных и сорных растений в семенном материале пшеницы, строго ограничено ГОСТом (таблица 1.2) [47,48].

Таблица 1.2 - Требования к чистоте семян пшеницы

Категория семян Чистота, % Содержание семян других растений, шт/кг, не более

Всего в т.ч, сорных примесей

Оригинальные (ОС) 99 8 3

Элитные (ЭС) 99 10 5

Репродукционные (РС) 98 40 20

Репродукционные для 97 200 70

производства товарной продукции (РСт)

Для продовольственной пшеницы, из которой производят муку, показатель засоренности составляет не более 2%, что ниже, чем для семенной и выше, чем для пшеницы, используемой в кормопроизводстве.

В работе для экспериментальных исследований использовались три сорта пшеницы с различной засоренностью (таблица 1.3).

Таблица 1.3 - Качественные показатели пшеницы

Качественные Сорт пшеницы

параметры Юка Афина Ласка

Репродукция 2 1 1

Масса 1000 зерен /г 45,2 42,8 43,3

Натура зерна г/л 815 785 795

Влажность% 13,5 13,5 13,8

Вес партии, кг 3000 500 80

Засоренность партии, % 4 3 0,1

Применяют ряд способов разделения зернового потока по массе зерен. Основными считаются: разделение в жидкости и псевдоожиженном слое [5,6,65,71,83,96,101].

Разделение в жидкости — это извлечение и сортирование в жидкости, осуществляется в растворах различных веществ или же в потоке воды. Разделение в воде осуществляется в водоструйных сепараторах в горизонтальном и вертикальном потоках. Для зерновых смесей, плотность которых превышает плотность воды, используются солевые растворы. Данный способ очистки и калибровки семян пшеницы, в случае использования солевых растворов ведет к снижению биологической активности семян (энергии прорастания и всхожести) даже при непродолжительном контакте с таким раствором. Для семенного зерна обычно солевой раствор заменяют суспензией воды и мела.

Данный способ извлечения трудноотделимых примесей обычно применяют на сельскохозяйственных предприятиях ведущих, селекционную работу, перед посевом семян.

Основными недостатками этого способа являются его высокая энергоемкость, связанная с просушиванием семян, низкая производительность, высокая стоимость.

Второй способ извлечения трудноотделимых примесей из зерновой смеси - разделение в псевдоожиженном слое. Псевдоожижение — это процесс, в результате которого, твердая статичная зерновая масса переводится в псевдосостояние, подобное состоянию жидкой массы.

Для извлечения примесей применяют следующие способы псевдоожижения зернового потока:

- вибрационный (воздействие вибраций рабочей поверхности на зерновой поток, находящийся на ней);

- пневматический (воздействие на зерновую смесь постоянного или периодического (пульсирующего) воздушного потока);

- вибропневматический (комбинированное воздействие на зерновой поток вибрациями рабочей поверхности и потоком воздуха одновременно);

- пневмоцентробежный (воздействие на зерновой поток поля центробежных сил и поток воздуха).

На рисунках 1.1 и 1.2 схематично показана сегрегация компонентов зернового потока под воздействием вибрации перфорированной рабочей поверхности и потока воздуха.

Эффективное извлечение примесей из зерновой смеси, отличающихся по плотности и размеру, в псевдоожиженном слое осуществляется комбинированным способом очистки. Как правило, для этого используются вибропневмосепараторы. Эти устройства позволяют эффективно расслоить зерновую смесь и сгруппировать в слоях зерна с подобными физическими параметрами. В последующем зерновую смесь разделяют одним из способов, показанных на рисунке 1.2 [37].

Хаотическое состояние частиц в см а си

Сегрегация частиц по совокупности свойств

перфорированная поверхность

о о о о о

* ♦ * * * * ф 4 ♦

В О 3 Д у *

• -(V ЪЛ р.

о-^ V»

1 г Гз

V > V => V Н1 вг аз

Рисунок 1.1 - Сегрегация компонентов зерновой потока под воздействием вибрации перфорированной рабочей поверхности и потока воздуха.

р, V, f - соответственно, плотность, скорость витания и коэффициент трения [37].

б)

Воздух

О - ©

♦ Ф 4 Г-%

Воздух ^

В)

ййа&222Р°ос?о

4

♦ * I »

Воздух

Фракции продукте- ф —тяхелав;

^ — средняя;

0 — легкая

1

О

Рисунок 1.2 - Разделение компонентов зерновой смеси по совокупности признаков: а) противоточное, б) веерное, в) по убыванию плотности [37].

Из сказанного выше можно сделать вывод, что существует возможность повышения эффективности очистки продовольственного и семенного зерна за счет:

- выбора рациональных способов извлечения трудноотделимых примесей из зерновой смеси, учитывающих формы и массы примесей;

- использования эффективных зерноочистительных машин, проведения процессов при оптимальных параметрах.

1.2. Процессы и оборудование для очистки зерна от мелких и

легких примесей

Большинство оборудования, используемого, на элеваторах и мукомольных заводах, в технологическом процессе очистки зерновой смеси от примесей и калибровки, создано с учетом многолетних научных исследований в области вибрационного перемещения сыпучих сред [7,11,13,16,18,21,24,30,38,42,45,49,95,107]. Значительный вклад в данном направлении науки внесли советские и российские ученые: И.И. Артоболевский, И.И. Блехман, Р.Ф. Ганиев, И.Ф. Гончаревич, В.Ф. Журавлев, В.Н. Потураев, К.М. Рагульскис, Н.В. Михайлов, Р.Ф. Нагаев, Я.Г. Пановко, П.А. Ребиндер, Н.Б. Урьев, К.В. Фролов, В.Н. Челомей и другие.

Разработке и внедрению новых образцов вибрационных машин в пищевой промышленности и сельском хозяйстве посвящены исследования В.В. Гортинского, В.П. Горячкина, А.А. Дубровского, П.М. Заики, П.Н. Лапшина, П.И. Леонтьева, В.И. Оробинского, Г.Е. Терскова, В.М. Усаковского, А. В. Фоминых и многих другие ученые.

И на сегодняшний день зерноочистительные машины и аппараты, использующие в своей работе принцип вибрации, занимают доминирующее положение на предприятиях пищевой промышленности и сельского хозяйства, так как являются относительно простыми и в ряде случаев позволяют интенсифицировать процесс извлечения примесей путем

объединения в единый комплекс отдельных устройств, применяемых для процесса сепарирования.

Диссертационная работа посвящена извлечению легких примесей из зерновой смеси.

К легким относятся примесям состоящие из частиц, чья скорость витания меньше, чем у очищенного зерна.

Рассмотрим подробнее процесс извлечения примесей из зерновой смеси и конструктивные особенности машин, применяемых для этого.

1.2.1 Ситовые сепараторы для очистки зерна

Ситовые сепараторы - наиболее распространенная разновидность зерноочистительных машин, которые применяются как в сельском хозяйстве, так и пищевой промышленности. Процессы, протекающие в ситовых сепараторах, описаны специальной литературой. Повышению эффективности извлечения примесей, этими устройствами, посвящены ряд диссертационных работ, выполненных в ВУЗах и НИИ [25,40,42,61,70,74,103].

Процесс, лежащий в основе работы ситовых сепараторов, условно можно разделить на две стадии: самосортирование и просеивание. В результате стадии самосортирования тяжелые частицы смеси опускаются на поверхность сита в результате относительного движения всей зерновой смеси по поверхности сита. На втором этапе проходовые частицы, размер которых меньше отверстий в сите, продолжая относительное движение в нижнем слое зерновой смеси и проходя над отверстием сита, просеиваются.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Рындин Александр Алексеевич, 2019 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Абидуев, А.А. Обоснование технологии очистки семян пшеницы / А.А. Абидуев, Ал.А. Абидуев // Вестник ВСГТУ.- Улан-Удэ, 2011.- №4(35). -С. 86-90.

2. Абидуев, А.А. Совершенствование процесса очистки семенного зерна / А.А. Абидуев. - Улан-Удэ: Изд-во ФГОУ ВПО БГСХА им. В.Р. Филиппова, 2010. - 102 с.

3. Абидуев, А.А. Повышение эффективности технологических процессов фракционной очистки зерна и семян: дис. ... докт. техн. наук: 05.20.01 / Абидуев Андрей Александрович - Улан - Удэ., 2018. - 383 с.

4. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский - М.: Наука, 1971. -282 с.

5. Адрианов, К.К. Элементы теории сепарирования семян по удельному весу и изучение кинематики круглого грохота: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Андрианов Кирилл Константинович. - Омск, 1954. - 315 с.

6. Андреева, Е.В. Анализ движения зернового материала на вибрационно качающейся решетной поверхности сепаратора /Е.В. Андреева // Инженерно-техническое обеспечение АПК. - 2007. - №3. С. 700 - 703.

7. Андронов, В.В. Динамика систем с преобразованным сухим трением: дис. ... д-ра техн. наук: 01.02.06 / Андронов Вячеслав Васильевич. - М., 1980.

- 320 с.

8. Анискин, В.И. Механизация послеуборочной обработки зерна и подготовки семян / В.И. Анискин, В.П. Елизаров, А.Н. Зюлин // Тех-ника в сел. хозяйстве. - 1999. - № 6. - С. 43-46.

9. Анискин, В.И. Новое в послеуборочной обработке зерна и подготовке семян / В.И. Анискин // Техника и оборудование для села. - 1999.

- № 6. - С. 12-14.

10. Анискин, В.И. Повреждение семян зерновых культур при машинной обработке / В.И. Анискин, В.М. Дринча, И.А. Пехальский // Вестн. с.-х. науки. - 1992. - № 1. - С. 99-105.

11. Арсеньев, В.А. Классификация сыпучего материала в условиях вибрационной сегрегации - устройство, моделирование, эксперимент / В.А. Арсеньев, И.И. Блехман, Л.И. Блехман, В.Б. Васильков, А.Ю. Феоктистов, К.С. Якимова // Обогащение руд. - 2010. - №5. - С. 13 -16.

12.Балданов, В.Б. Обоснование основных параметров гравитационного сепаратора для очистки зерна: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Балданов Вячеслав Баирович - Улан - Удэ., 2018. - 160 с.

13. Блехман, И.И. Вибрационное перемещение / И.И. Блехман, Г.Ю. Джанелидзе - М.: Наука, 1964. - 410 с.

14. Блехман, И.И. Движение частицы в колеблющейся среде при наличии сопротивления типа сухого трения (к теории вибрационного разделения сыпучих смесей) / И.И. Блехман, В.В. Гортинский, Г.Е. Птушкина // Известия АН СССР, ОТН, Механика и машиностроение. 1963. - № 4. - С. 31 - 41.

15. Блехман, И.И. Интегральный критерий устойчивости периодических движений некоторых нелинейных систем и его приложения / И.И. Блехман // Труды международного симпозиума по нелинейным колебаниям. Качественные методы теории нелинейных колебаний. Киев: АН УССР, 1963. т.2. - С. 84 - 97.

16. Блехман, И.И. Некоторые вопросы теории вибротранспортирования и вибробункеризации насыпных грузов / И.И. Блехман // Сборник статей по вибропогрузочным машинам, вибробункеризации и вибровыпуска насыпных грузов ЦНИИТЭИуголь. - 1963. - С. 66 - 83.

17. Блехман, И.И. О поведении твердых тел в вибрирующей сыпучей среде / И.И. Блехман // Обогащение руд. - 2012. - №4. - С. 21 - 24.

18. Блехман, И.И., О разделении твердых частиц по форме на вибрирующих поверхностях / И.И. Блехман, Л.А. Вайсберг, Л.И. Блехман, В.Б. Васильков, К.С. Якимова // Обогащение руд. - 2007. - №2. - С. 23 - 25.

19. Блехман, И.И. О теории вибрационного разделения сыпучих смесей / И.И. Блехман, В.Я. Хайнман // Известия АН СССР. Механика. - 1965. - №5. - С. 22 - 30.

20. Блехман, И.И. Стабильность рабочего режима вибрационных машин. / И.И. Блехман, А.Д. Рудин //В кн.: Вибрационная техника. Материалы научно-технической конференции. М.: НИИ инфстройдоркоммунмаш, 1966. - С. 300 - 306.

21. Блехман, И.И. Что может вибрация? / И.И. Блехман. - М.: Наука, 1988. - 208 с.

22. Бодртдинов, А.З. Послеуборочная обработка зерна и семян / А.З. Бодртдинов. - Казань: Изд-во Казан. ун-та, 2001. - 82 с.

23. Бочковский, В.М. Прецизионный аппарат для гравитационной концентрации / В.М. Бочковский // Заводская лаборатория. - 1940. - № 11 -12, т. 9. - С. 1210 - 1212.

24. Бочковский, В.М. Расслаивание как наиболее важный раздел теории и практики гравитации / В.М. Бочковский // Горный журнал. - 1954. -№ 1. - С. 47 - 55.

25. Буклагина, Г.В. Очистка семян трав решетными устройствами / Г.В. Буклагина // Инженерно-техническое обеспечение АПК. - 2005. - №3. - С. 647 - 650.

26. Буцко, В.А. Самосортирование в зерновом слое при вибросепарировании на рифленых поверхностях: дис. ... канд. техн. наук: 05.18.12 / Буцко Владимир Андреевич - М., 1984. - 173 с.

27. Васильев, А.М. Вибрационное перемещение слоя зерновых материалов в сепарирующих машинах: дис. ... канд. техн. наук: 05.18.12 / Васильев Александр Михайлович - М., 1984. - 210 с.

28. Васильев, А.М. Новый режим вибрационного движения материальной частицы на горизонтальной рифленой опорной поверхности сепарирующих машин / А.М. Васильев, А.С. Волков, Д.В. Киракосян // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2012. - №12. - С. 16 - 18.

29.Васильев А.М., Мачихин С.А., Мюштеба Б.А. Рабочий орган для разделения сыпучих смесей. Патент № 43797 на полезную модель от 06.10.2004 г.

30. Васильев, А.М. Развитие теории вибрационного перемещения зерновых смесей / А.М. Васильев, С.А. Мачихин, Б.Н. Урьев // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2007. - №2. - С. 75 - 80.

31. Васильев, А.М. Уравнения вибрационного движения частицы на наклонной рифленой опорной поверхности сепарирующих машин / А.М. Васильев, А.С. Волков, Д.В. Киракосян // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2012. - №11. - С. 44 - 50.

32. Васильев, А.М. Повышение эффективности процессов сепарирования зерновых смесей на рифленой поверхности / А.М. Васильев, С.А. Мачихин, А.Н. Стрелюхина, А.А. Рындин // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2018. - №3. - С. 98 - 105.

33. Васильев, А.М. Влияние геометрии рифлей опорной поверхности рабочих органов на самосортирование зерновых смесей / А.М. Васильев, С.А. Мачихин, А.Н. Стрелюхина, А.А. Рындин // Вестник ВГУИТ. - 2018. - том 80 №3. - С. 26 - 31.

34. Васильев, А.М. Эффект самосортирования в переработке сыпучих пищевых продуктов при вибрационном воздействии / А.М. Васильев, А.А. Рындин, А.Н. Стрелюхина, С.А. Мачихин С.А. // Материалы 29 симпозиума по реологии. Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН. -2018. - С. 63 - 64.

35. Веденяпин, Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных / Г.В. Веденяпин - М.: Колос, 1967. - 158 с.

36. Волков, А.С. К вопросу о теоретическом исследовании вибрационного перемещения частиц нижнего слоя зернового потока по рифленой опорной поверхности / А.С. Волков, А.М. Васильев, Д.В. Киракосян // Сборник материалов общеуниверситетской научной конференции молодых ученых и специалистов. - М.: Издательский комплекс МГУПП. - 2009. - С. 218 - 225.

37. Галкин, В.Д. Вибропневмосепараторы и их использование в линиях очистки семян / В.Д. Галкина; М-во с.-х. РФ; федеральное гос. бюджетное образов. учреждение высш. проф. образов. «Пермская гос. с.-х. акад. им. акад. Д.Н. Прянишникова» - 2-е изд. перераб. и доп. - Пермь. 2014 - 102 с.

38. Гарипов, Н.Э. Полевая всхожесть семян сортов яровой пшеницы в зависимости от способов сортировки семян / Н.Э. Гарипов// Научное обеспечение устойчивого ведения сельскохозяйственного производства в условиях глобального изменения климата: материалы международной научно-практической конференции. - Казань: Фолиантъ. - 2010. - С. 85-88.

39. Герасимов, С.А. О вибрационном перемещении в поле силы тяжести / С.А. Герасимов // Прикладная механика и техническая физика. -2003. - №6, с. 44 - 48.

40. Гиевский, А.М. Повышение эффективности работы универсальных воздушно-решетчатых зерноочистительных машин: дис. ... докт. техн. наук: 05.20.01 / Гиевский Алексей Михайлович - Воронеж., 2016. - 346 с.

41. Глотов, В.П. О снижении механических повреждений зерна на поточной линии / В.П. Глотов // Науч.-техн. бюл. / ВИЭСХ. - 1969. - № 2(8). - С. 32-36.

42. Гортинский, В.В. К вопросу о послойном движении продуктов измельчения зерна на сите рассева / В.В. Гортинский // Сообщения и рефераты ВНИИЗ.: М. - 1959. - вып. 5. - С. 11 - 12.

43. Гортинский, В.В. Процессы сепарирования на зерноперерабатывающих предприятиях / В.В. Гортинский, А.Б. Демский, М.А. Борискин. - М.: Колос, 1980. - 304 с.

44. Гортинский, В.В. Теория плоских сит для сепарирования зернопродуктов: дис. ... д-ра техн. наук: 05.18.12 / Гортинский Владимир Владимирович. - М., 1963. - 301 с.

45. Гортинский, В.В. Сортирование сыпучих тел при их послойном движении по ситам /В.В. Гортинский // Труды ВИМ, М. - 1964. - т.34. - С. 121 - 191.

46. Гортинский, В.В. Процессы сепарации на зерноперерабатывающих предприятиях / В.В. Гортинский, Р.Б Демский., М.А. Борискин // М.: Колос. -1980. - С. 257-285.

47. ГОСТ Р 52325 - 2005 Семена сельскохозяйственных растений. Сортовые и посевные качества. Общие технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 2005. - 16 с.

48. ГОСТ Р 52554 - 2006 Пшеница. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2006. - 10 с.

49. Гуревич, И.Ф. Виброреология в горном деле / И.Ф. Гуревич. - М.: Наука, 1977. - 143 с.

50. Дондоков, Ю.Ж. Проблемы создания универсальных зерно - се-мяочистительных машин / Ю.Ж. Дондоков // Тракторы и сельхоз-машины. 2002. - № 4. - С.30 - 31.

51. Дринча, В.М. Предварительная очистка зерна в фермерских хозяйствах / В.М. Дринча, И.А. Пехальский // Тракторы и сельхоз-машины. -1977. - №10. - С. 22-23.

52. Дринча, В.М. Совмещение операций при очистке зерновых материалов / В.М. Дринча, И.А. Пехальский, М.В. Пехальская // Тракторы и сельхоз-машины. - 1996. - № 10. - С. 16-18.

53 Дринча, В.М. Основы подготовки высококачественных семян / В.М. Дринча //Вестник семеноводства в СНГ. - 1997. - №4. - С. 36-37.

54. Дринча, В.М. Технология и комплекс машин для очистки зерна и семян / В.М. Дринча, Л.М. Суконин // Земледелие. - 1997. - № 3. - С. 34-35.

55. Дрогалин, К.В. Очистка семян от трудноотделимых примесей / К.В. Дрогалин. - М.: Колос, 1978. - 126с.

56. Еделев, Д.А. Качество семян - один из аспектов продовольственной безопасности / Д.А. Еделев, А.М. Васильев, С.А. Мачихин // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2009. - №12. - С. 11 - 13.

57 Ермольев, Ю.И. Моделирование процесса функционирования зерноочистительного агрегата /Ю.И. Ермольев, М.Ю. Кочкин // Вестник ДГТУ. - 2007. - Т 7. - №4(35). - С.407-417.

58. Ермольев, Ю.И. Модельное прогнозирование показателей функционирования воздушнорешетной зерноочистительной машины от роста эффективности операции пневмосепарации / Ю.И. Ермольев, А.В. Бутовченко, А.А. Дорошенко // Вестник Донского государственного технического университета. - 2014. - Т 14.- № 1(76). - С. 122-134.

59. Еров, Ю.В. Новая система семеноводства зерновых, зернобобовых и крупяных культур в Республике Татарстан / Ю.В. Еров. // Достижения науки и техники АПК. - 2007.- № 11 - С. 22-25.

60. Жиганков, Б.В. Исследование процесса вибросепарирования продуктов шелушения риса на плоских ячеистых поверхностях: 05.18.12 / Жиганков Борис Васильевич - дис. ... канд. техн. наук. - М., 1972. - 211 с.

61. Жигжигов, А.О. Обоснование основных параметров воздушно-гравитационного сепаратора для очистки зерна: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Жигжигов Алексей Олегович - Улан - Удэ., 2017. - 212 с.

62. Зюлин, А. Н. Перспективы механизации послеуборочной обработки и хранения семян / А.Н. Зюлин, А.Г. Чижиков // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. - 2002. - № 6. - С. 10-14.

63. Зюлин, А.Н. Фракционные технологии очистки семян зерновых / А.Н. Зюлин, В.М. Дринча, С.С. Ямпилов // Земледелие. - 1998. - № 6. - С. 39.

64. Зюлин, А.Н. Зависимость чистоты зерна от состава исходного вороха при пневмоинерционной сепарации / А.Н. Зюлин // Тр./ВАСХНИЛ. «Механизация уборки зерновых культур», - М.- 1985. - С. 35-39.

65. Зюлин, А.Н. Сепарация зерна решетами по интенсивности просеивания / А.Н. Зюлин // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. - М.- 1979. - №10. - С. 10-12.

66. Зюлин, А.Н. Теоретические проблемы развития технологий сепарирования зерна / А.Н. Зюлин.- М.: ВИМ, 1992. - 208 с.

67. Карпов, Б.А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна / Б.А. Карпов. - М.: Агропромиздат, 1987. - 289 с.

68. Касимов, Р.Н. Вибросепарирование зерносмесей на кольцевых асимметрично шероховатых поверхностях: Дис. ... канд. техн. наук: 05.18.12 / Касимов Рашид Нуриязданович - М., 1986. - 126 с.

69. Киракосян, Д.В. Очистка зерна пшеницы от примесей на рифленых поверхностях: дис. ... канд. техн. наук: 05.18.12 / Киракосян Дмитрий Валерьевич. М., 2014. 213 с.

70. Корнев, А.С. Повышение эффективности сепарации зерна на плоских решетах зерноочистительных машин: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Корнев Андрей Сергеевич - Воронеж, 2015. - 156 с.

71. Косилов, Н.И. Повышение эффективности предварительной очистки за счет расслоения потока зернового вороха / Н.И. Косилов, А.С. Маликов, В.В. Романов // Повышение производительности и качества работы зерноуборочных и зерноочистительных машин: Тр. ЧИМЭСХ. - Челябинск,

1986. - С. 5 - 13.

72. Косилов, Н.И. Семена по ранжиру в строй / Н.И. Косилов, А.В. Фоминых, В.Г. Чумаков // Сельский механизатор. - 2006. - № 2. - С. 18-19.

73. Косилов, Н.И. Повышение эффективности предварительной очистки зерна в хозяйствах / Н.И. Косилов, В.В. Пивень // Уральские нивы. -

1987. - №3. - С.54 - 55.

74. Кочкин, М.Ю. Совершенствование процесса сепарации зернового материала в зерноочистительном агрегате: автореф. Дис ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Кочкин Максим Юрьевич. - Ростов н/Д, 2010. - 19 с.

75. Матвеев, Е.З. Совершенствование процесса очистки зерна пшеницы от семян прицепника широколистного методом виброударного сепарирования: дис. ... канд. техн. наук: 05.18.12 / Матеев Есмурат Зиятбекович - Воронеж., 2010. - 165 с.

76. Мачихина, Л.И. Теоретические предпосылки к анализу процесса камнеотборных машин вибропневматического принципа действия / Л.И. Мачихина // «Труды ВНИИЗ». - 1967. - вып. 60.

77. Мачихин, С.А. Движение верхнего слоя зерновой смеси на вибрирующей рифленой поверхности / С.А. Мачихин, А.А. Рындин, А.М. Васильев, А.Н. Стрелюхина // Вестник ВГУИТ. - 2018. - том 80 №4. - С. 55 -62.

78. Мачихин, С.А. Качество семенного и продовольственного зерна -один из аспектов продовольственной безопасности России / С.А. Мачихин, А.А. Рындин, А.М. Васильев, А.Н. Стрелюхина // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2018. - №4. - С. 139 - 144.

79. Мачихин, С.А. Движение нижнего слоя зерновой смеси на вибрирующей рифленой поверхности / С.А. Мачихин, А.А. Рындин, А.М. Васильев, А.Н. Стрелюхина // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2019. - №2. - С. 115 - 121.

80. Мельник, Б.Б. Технология приемки, хранения и переработки зерна / Б.Б. Мельник, В.Б. Лебедев, Г.А. Винников. - М.: Агропром-издат, 1990. -367 с.

81. Московский, М.Н. Синтез системных решений иехнологического процесса получения семян на основе структурно-функционального моделирования: дис. ... докт. техн. наук: 05.20.01 / Московский Максим Николаевич - Краснодар., 2017. - 389 с.

82. Муратов, Д.Н. Интенсификация процесса сепарации мелкого зернового вороха в воздушно-решетной очистке зерноуборочного комбайна: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Муратов Денис Константинович - Ростов -на дону. 2012. - 150 с.

83. Непомнящий, Е.А. Вибросепарирование сыпучих смесей / Е.А. Непомнящий // Известия Ленингр. электротехн. ин-та. - 1961. - №4. - С. 217 - 227.

84. Окунев, Г.А. Технологическая линия послеуборочной обработки зерна с делением на потоки / Г.А Окунев, В.Г. Чумаков, А.С. Жанахов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2011. - № 9. - С. 18-22.

85. Олейников, В.Д. Агрегаты и комплексы для послеуборочной обработки зерна / В.Д. Олейников, В.В. Кузнецов, Г.И. Гозман . - М.: Колос, 1977. - 187 с.

86. Опыт организации промышленного семеноводства зерновых культур в современных условиях / Ю.В. Еров [и др.]// Достижения науки и техники АПК. - 2005. - № 8.- С. 8-11.

87. Оробинский, В.И. Влияние микроорганизмов и срока хранения на посевные качества семян / В.И. Оробинский // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2006. - №11. - С.5 - 6.

88. Оробинский, В.И. Получение полноценного зерна при послеуборочной обработке путем фракционной технологии очистки / В.И. Оробинский, А.М. Гиевский// Вестник воронежского государственного аграрного университета. - 2007. - №14. - С. 136-146.

89. Оспанов, А.Б. Вибрационное разделение смеси шелушенного и нешелушеного риса самосортированием в кольцевом канале: дис. . канд. техн. наук: 05.18.12 / Оспанов Асан Бекешевич - М., 1991. - 149 с.

90. Оспанов, А.Б. Вибросепарирование зерновых смесей самосортированием / А.Б. Оспанов, Д.Н. Овчинников // Аграрная наука: Проблемы и перспективы. - Курган. 2002. - С. 431 - 434.

91. Панов, А.А. Механические микроповреждения семян зерновых культур при послеуборочной обработке / А.А. Панов // Вестн. с.-х. науки. -1982. - № 5. - С. 66-67.

92. Панов, А.А. Технология послеуборочной обработки семян зерновых культур / А.А. Панов. - М. : Колос, 1981. - 145 с.

93. Панов, А.А. Травмирование семян в результате трения / А.А. Панов // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. - 1980. - № 11. - С. 18-19.

94. Пашинова, Н.В. Совершенствование процесса сепарации в вертикальных пневмоканалах: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Пашинова Надежда Валерьевна - Улан - Удэ 2013 - 179 с.

95. Пелевин, А.Е. Динамика движения твердых сред при гидравлическом вибрационном грохочении / А.Е. Пелевин // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. - 2011. - №4. С. 127 - 136.

96. Перцовский, Е.С. Применение радиоактивных изотопов для изучения процессов самосортирования зерновой массы / Е.С. Перцовский, Г.Е. Птушкина, Х.И. Хигер // Сообщения и рефераты ВНИИЗ. - 1962. - Вып. 3. - с. 25 - 28.

97. Пирожков, Д.Н. Механико-технологические основы создания кормоприготовительных машин с вибрируемым зернистым слоем: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Пирожков Дмитрий Николаевич - Барнаул., 2012. - 292 с.

98. Плаксин, В.Ф. Механические повреждения семенного зерна при пневмотранспорте в зависимости от скорости и длины транспортирования / В.Ф. Плаксин // Тр. Урал. НИИ сел. хоз-ва. - Свердловск. - 1970. - Т. IX. - С. 280-286.

99. Пугачев, А.Н. Повреждение зерна машинами / А.Н. Пугачев. - М., 1976. - 320 с.

100. Птушкина, Г.Е. Исследование процесса очистки зерна от трудноотделимых минеральных примесей: дис. ... канд. техн. наук: 05.18.12 / Птушкина Галина Ефимовна - М., 1963. - 191 с.

101. Русанов, А.И. Сортирование зерна по удельному весу сухим способом (метод меченой частицы) /А.И. Русанов // Вестник сельс. хоз. науки. - 1957. - №1. - С. - 110.

102. Самигуллин, А.С. Модернизация зернотоков - основа будущего урожая / А.С. Самигуллин, С.Г. Мударисов // Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию ФГОУ ВПО Башкирский ГАУ (30 сентября -1 октября 2010 г.) Часть II. - Уфа: ФГОУ ВПО Башкирский ГАУ. - 2010. - С. 72-77.

103. Самурганов, Е.Е. Параметры и режимы работы калибровщика семенного материала кукурузы: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Самурганов Евгений Ерманекосович - Краснодар., 2017. - 181 с.

104. Сейтпанов, П.К. Вибрационное сепарирование зерносмесей при вращательных колебаниях: дис. ... канд. техн. наук: 05.18.12 / Сейпатанов Полатбек Калдыбаевич - М., 1993. - 167 с.

105. Соколов, А.Я. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна / А.Я. Соколов. - М.: Колос, 1984. - 440 с.

106. Сорокин, Н.Н. Совершенствование процесса послеуборочной подготовки семян пшеницы: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Сорокин Николай Николаевич - Воронеж., 2016. - 160 с.

107. Спиваковский, А.О. Вибрационные конвейеры, питатели и вспомогательные устройства / А.О. Спиваковский, И.Ф. Гончаревич И.Ф. -М.: Машиностроение, 1972. - 326 с.

108. Стрелюхина, А.Н. Системное обеспечение качества и безопасности хлебопекарной продукции / А.Н. Стрелюхина, А.А. Рындин // Продовольственная безопасность: научное, кадровое и информационное обеспечение: сборник научных статей и докладов. ООО «РИТМ». -Воронеж, 2018. - C. 288 - 294.

109. Стрелюхина, А.Н. Системное обеспечение качества и безопасности продуктов на примере хлебопекарной продукции / А.Н. Стрелюхина, А.А. Рындин // Сборник статей по материалам III Всеросийской

научно-практической конференции имени Академика РАН Юрия Антоновича Израэля с международным участием 17-19 мая 2018 года - М.: ООО «Франтера». - 2019. - С. 181 - 188.

110. Стрелюхина, А.Н. Оборудование позволяющее существенно улучшить качество очистки семенного и продовольственного зерна / А.Н. Стерлюхина, А.А. Рындин, А.М. Васильев // Каталог инновационных разработок в области переработки сельскохозяйственного сырья. - Саратов, ООО «Амирит». - 2018. - С. 188.

111. Тарабрин, Д.С. Совершенствование процесса пневмосепарирации зернового вороха на двухаспирацонных зерноочистительных машинах: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Тарабрин Дмитрий Сергеевич - Воронеж., 2018. - 159 с.

112. Тарасевич, С.В. Обоснование параметров сепаратора с вибрационно-качающейся решетной поверхностью для зерновых материалов: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Тарасевич Светлана Владимировна -Барнаул., 2006. - 163 с.

113. Тарасенко, А.П. Снижение травмирования зерна при послеуборочной обработке / А.П. Тарасенко, М.Э. Мерчалова // Техника в сел. хоз-ве. - 1985. - № 9. - С. 14-15.

114. Тарасенко, А.П. Качественные показатели работы машин для вторичной очистки зерна / А.П. Тарасенко [и др.] // Вестник Воронежского ГАУ. - 2010. - №4. - С. 43-46.

115. Тарасенко, А.П. Качественные показатели работы машин для первичной очистки зерна / А.П. Тарасенко [и др.] // Механизация и электрификация. - 2009. - №8. - с. 2-4.

116. Теплинский, Н.И. Снижение травмирования зерна при транспортировании в самотечных устройствах / Н.И. Теплинский // Транспортное обеспечение при крупногрупповом использовании с. -х. техники : сб. науч. тр. / Воронеж. с.-х. ин-т. - Воронеж. 1985. - С. 75-82.

117. Технологическое оборудование предприятий отрасли (зерноперерабатывающие предприятия): учебник / Л.А. Глебов, А.Б. Демский, В.Ф. Веденьев, М.М. Темиров, Ю.М.Огурцов; I и III части под ред. Глебова Л.А., II часть под ред. Демского А.Б. - М.: ДеЛи принт, 2006. - 816 с.

118. Тишанинов, К.Н. Совершенствование процесса разделения потоков зерна в зерноочистительных технологиях: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / Тишанинов Константин Николаевич - Тамбов., 2010. - 187 с.

119. Федоренко, А.С. Параметры сепаратора для очистки фуражного зерна от крупных примесей: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.01 / ФедоренкоАнтон Сергеевич - Барнаул., 2014. - 242 с.

120. Федоренко, И.Я. Вибрационные процессы и устройства в АПК: монография / И.Я.Федоренко - Барнаул РИО Алтайского ГАУ 2016 - 290 с.

121. Фоминых, А.В. Истечение сыпучего материала через отверстие в стенке трубы под воздействием вибрации / А.В. Фоминых, О.А. Пономарева, Д.П. Ездин // Вестник Курганской ГСХА. - 2012. - №1. - С. 59 - 62.

122. Фракционное сепарирование зерна на мукомольных заводах / В.Г. Дулаев, В.В. Гортинский, А.Э. Альтерман и др.: Мукомольно-крупяная промышленность. - М.: ЦНИИТЭИ Минзага СССР, 1978. - 60 с.

123. Цыренджапов, Д.Д., Гортинский В.В., Дулаев В.Г. Исследование процесса самосортирования некоторых фракций зерна пшеницы при круговом поступательном движении рабочих органов / Д.Д. Цыренджапов, В.В. Гортинский, В.Г. Дулаев - М., 1978. - 12 с. - Деп. в ВИНИТИ 1978, №3 (77).

124. Цыренджапов, Д.Д. Исследование процесса фракционирования зерна методом самосортирования при круговом поступательном движении рабочих органов в горизонтальной плоскости: Дис. ... канд. техн. наук: 05.18.12 / Цыренджапов Дашинима Дагбаевич - М., 1979. - 211 с.

125. Чудин, И.А. Повреждение зерна зерноочистительными линиями / И.А. Чудин // Земля сиб. , дальневост. - 1971. - № 9. - С. 36-37.

126. Шайхутдинов, Ф.Ш. Влияние крупности, выравненности нормы высева семян яровой пшеницы на урожай в условиях лесостепной зоны Предкамья Республики Татарстан / Ф.Ш. Шайхутдинов [и др.] // Зерновое хозяйство. - 2013.- № 3. - С. 31-33.

127. Blekhman, I.I. On dynamic materials / I.I. Blekhman, K.A. Lurie. // Doklady physics. - 2000. - №3, с. 118 - 121.

128. Daier, F. Reverse classification by Grobweed settling in Ore-Dressing Practice / F. Daier - New-York: End. an Mining Jomal, 1929, №26. - 127 p.

129. Mikulionok I. O. Pretreatment of recycled polymer raw material //Russian Journal of Applied Chemistry. 2011. V. 84. №. 6. P. 1105-1113.

130. Hopkins J. C. et al. Disentangling the effects of shape and dielectric response in van der Waals interactions between anisotropic bodies //The Journal of Physical Chemistry C. 2015. V. 119. №. 33. P. 19083-19094.

131. Tawfick S. et al. Engineering of Micro-and Nanostructured Surfaces with Anisotropic Geometriesand Properties //Advanced Materials. 2012. V. 24. №.

13.P. 1628-1674.

132. Eserbat-Plantey A. et al. Strain superlattices and macroscale suspension of graphene induced by corrugated substrates //Nano letters. - 2014. V.

14. №. 9. P. 5044-5051.

133. Khan M. A., Nadeem M. A., Idriss H. Ferroelectric polarization effect on surface chemistry and photo-catalytic activity: A review //Surface Science Reports. 2016. V. 71. №. 1. P. 1-31.

134. Ruths M., Israelachvili J. N. Surface forces and nanorheology of molecularly thin films // Springer Handbook of Nanotechnology. Springer, Berlin, Heidelberg, 2010. P. 857-922

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Программа построения траектории и определения средней скорости Vcp транспортирования частиц верхнего слоя вдоль рабочей поверхности

C1s

g = 9.81

pi = 3.141592654 a1 = 0.025 n = 300

11 = 3.5 f = 0.3

12 = (11 * pi) / 180 w = (pi * n) / 30 a2 = a1 * w A 2

u1 = Atn(Sin(12) / Sqr((f * Cos(12)) a 2 - (Sin(12)) a 2)) u2 = Atn((g * Sin(12)) / a2) u3 = (u1 + u2) / 2

z1 = (g * f * Cos(12) * Cos(u3)) / a2 z2 = -z1

Print "A="; a1; "n="; n; "w="; w; "AwA2="; a2

Print "z+="; z1

SLEEP

C1s

If z1 <= 0.537 Then c1 = (pi * z1) / 2 c2 = Sqr(1 - c1 a 2) d1 = Atn(c2 / c1) d2 = d1 + pi d3 = d2 + pi

Print "d1+="; d1; "d2+="; d2; "d2-="; d3

SLEEP

Cls

For d = d1 To 4.483934 Step 0.1 s1 = Cos(d1) + z1 * d1

y = a1 * (s1 * (d - d1) - (Sin(d) - Sin(d1)) - (z1 / 2) * (d A 2 - d1 A 2)) s2 = Sin(l2) - f * Cos(l2) * Sin(u3)

x = ((g / w A 2) * (-s2 * d1 * (d - d1) + s2 * ((d a 2 - d1 a 2) / 2)) * 3.21)

Print "y="; y; "x="; x; "d="; d

Print " "

Next d

End If

SLEEP

Cls

If z1 < 0.537 Then

For d = d2 To 4.93905 Step 0.1

s4 = Cos(d2) + z2 * d2

y = a1 * (s4 * (d - d2) - (Sin(d) - Sin(d2)) - (z2 / 2) * (d a 2 - d2 a 2)) s5 = Sin(l2) - f * Cos(l2) * Sin(u3)

x = ((g / w A 2) * (-s5 * d2 * (d - d2) + s5 * ((d a 2 - d2 a 2) / 2)) * 3.21)

Print "y="; y; "x="; x; "d="; d

Print " "

Next d

End If

If z1 > 0.537 Then

d4 = Atn(z1 / Sqr(1 - z1 a 2))

flag = 0

For d = d4 To 2 * pi Step 0.001 v1 = Cos(d4) - Cos(d) - z1 * (d - d4) If v1 <= 0 And flag = 0 Then

d5 = d flag = 1 End If Next d d6 = d4 + pi flag = 0

For d = d6 To 4 * pi Step 0.001

v2 = Cos(d6) - Cos(d) - z2 * (d - d6)

If v2 >= 0 And flag = 0 Then

d7 = d

flag = 1

End If

Next d

For d = d4 To d5 Step 0.001 s3 = Cos(d4) + z1 * d4

y = a1 * (s3 * (d - d6) - (Sin(d) - Sin(d6)) - (z1 / 2) * (d A 2 - d6 A 2)) x = (g / w a 2) * (-s2 * d4 * (d - d4) + s2 * ((d a 2 - d4 a 2) / 2)) Print "y="; y; "x="; x; "d="; d Next d End If

Y1 = 2 * a1 * Sqr(1 - ((pi * z1) / 2) a 2) X1 = ((2 * pi a 2 * g) / w a 2) * s2 Print "y+="; Y1; "x="; X1 End

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Программа расчетов начала и окончания относительного движения частицы нижнего слоя рабочей поверхности

Cls

g = 9.81

pi = 3.141592654 a1 = 0.025 n = 250

11 = 7.1 f1 = 0.1 f2 = 0.1 f3 = 0.3 m1 = 0.68

12 = (l1 * pi) / 180 w = (pi * n) / 30 a2 = a1 * w A 2

u1 = Atn(Sin(l2) / Sqr((f3 * Cos(l2)) a 2 - (Sin(l2)) a 2)) u2 = Atn((g * Sin(l2)) / a2) u3 = (u1 + u2) / 2 p1 = Atn(f1) p2 = Atn(f2)

c1 = m1 * f3 * Cos(l2) * (Sin(u3 - p2) / Cos(p2))

c2 = (1 + m1) * (Sin(p1 - l2) / Cos(p1))

z1 = (g / (a2 * (Sin(p2) / Cos(p2)))) * (c1 - c2)

Print "A=="; a1; "n="; n; "w="; w; "AwA2="; a2

Print "z+="; z1; "c1="; c1; "c2="; c2

SLEEP

Cls

If z1 < 0.64 Then d1 = pi - Atn(z1 / Sqr(1 - z1 а 2)) d2 = 2 * pi - Atn(z1 / Sqr(1 - z1 а 2)) Print "d1-1="; d1; "d2-1="; d2 flag = 0

For d = pi To d2 Step 0.001

v2 = z1 * (pi - d1) - 1 - Cos(d1)

v1 = v2 + z1 * (d - pi) - (Cos(d) + 1)

If v1 <= 0 And flag = 0 Then

d3 = d

flag = 1

End If

Next d

End If

Print "d1-1="; d1; "d2-1="; d3

SLEEP

Cls

X1 = (z1 / 2) * (pi а 2 - d1 а 2) - Sin(d1) - (z1 * d1 + Cos(d1)) * (pi - d1)

X2 = X1 + (z1 / 2) * (d3 а 2 - pi а 2) - Sin(d3) - (2 + z1 * d1 + Cos(d1)) * (d3 - pi)

x3 = X2 / pi

v2 = a1 * w * f2 * x3

Print "A="; a1; "n="; n; "z+="; z1

Print "vcp="; v2

Print "x1="; X1; "x2="; X2

End

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Фрагмент результатов обработки экспериментальных данных для получения аппроксимирующих функций т|н = f (д) и Е= Г (д)

0.03

0.025

0.02

0.015

0.01

0.005

Капк 142 Eqn 2040 y=a+bx+cxл2+dxл3

гЛ2=0.99961878 ОР Adj гЛ2=0.99809391 FitStdErr=0.00024142942 РБ1а1=1748.116 а=-0.013420173 Ь=0.20272711 с=-0.6034505 d=0.6315533

/ / / /

/ / /

0.03

0.025

0.02

0.015

0.01

0.005

0.1

0.3

0.5

0.7

95

90

85

80

75

Капк 141 Eqn 2040 y=a+bx+cxл2+dxлз

гЛ2=0.99961878 ОР Adj гЛ2=0.99809391 FitStdEгг=0.24142942 Fstat=1748.116 а=113.42017 Ь=-202.72711 с=603.4505 d=-631.5533

95

90

85

80

75

70

\

70

0.1

0.3

0.5

0.7

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Проверка адекватности результатов полученных с помощью математического моделирования и экспериментальных исследований

Сформированы 3 массива выборок траектории в прямоугольных координатах {X;Y} относительно расчетных и экспериментальных (прямые измерения) по 12 пар значений.

При построении материала использовался пакет офисного ПО "MS EXCELS части применения описательной статистики из надстройки "Пакет Анализа"

Были сведены значения" выборки к итоговым показателям, которые дают представление о выборке по отдельным режимам колебаний (по 12 измерений) и далее обобщенно (на все 36 измерений).

В качестве таких статистических показателей используются: среднее, медиана, дисперсия, стандартное отклонение.

Так же проведен корреляционный анализ данных прямых измерений относительно расчетных.

Используемые термины:

Среднее выборки

Среднее (mean, average) или выборочное среднее или среднее выборки (sample average) представляет собой арифметическое среднее всех значений массива.

Медиана выборки

Медиана (Median) - это число, которое является серединой множества чисел (в данном случае выборки): половина чисел множества больше, чем медиана, а половина чисел меньше, чем медиана. Для определения медианы необходимо иметь отсортированное множество чисел, это условие выполнено

Мода выборки

Мода (Mode) - это наиболее часто встречающееся (повторяющееся)

значение в выборке. В данном случае не применимо по сути. Дисперсия выборки

Дисперсия выборки или выборочная дисперсия ^атр^апапсе) характеризует разброс значений в массиве, отклонение от среднего.

Дисперсия выборки это сумма квадратов отклонений каждого значения в массиве от среднего, деленная на размер выборки минус 1.

Дисперсия выборки — это случайная величина

где символ х обозначает выборочное среднее Стандартная ошибка

Под термином стандартная ошибка имеется ввиду Стандартная ошибка среднего, оценка стандартного отклонения распределения выборочного

где n — объем выборки и a "sigma" — величина среднеквадратического отклонения генеральной совокупности, как корень квадратный от дисперсии:

Стандартное отклонение выборки

Стандартное отклонение выборки (Standard Deviation), как и дисперсия, - это мера того, насколько широко разбросаны значения в выборке относительно их среднего.

По определению, стандартное отклонение равно квадратному корню из дисперсии:

среднего

SD;

Стандартное отклонение не учитывает величину значений в выборке, а только степень рассеивания значений вокруг их среднего

Асимметричность

Асимметричность или коэффициент асимметрии (skewness) характеризует степень несимметричности распределения (плотности распределения) относительно его среднего.

Положительное значение коэффициента асимметрии указывает, что размер правого «хвоста» распределения больше, чем левого (относительно среднего). Отрицательная асимметрия, наоборот, указывает на то, что левый хвост распределения больше правого. Коэффициент асимметрии идеально симметричного распределения или выборки равно 0.

Оценкой асимметрии данного распределения, и определяется следующим образом:

Коэффициент корреляции отражает степень взаимосвязи между двумя показателями. Всегда принимает значение от -1 до 1. Если коэффициент расположился около 0, то говорят об отсутствии связи между переменными.

Если значение близко к единице (от 0,9, например), то между наблюдаемыми объектами существует сильная прямая взаимосвязь. Если коэффициент близок к другой крайней точке диапазона (-1), то между переменными имеется сильная обратная взаимосвязь. Когда значение находится где-то посередине от 0 до 1 или от 0 до -1, то речь идет о слабой связи (прямой или обратной). Такую взаимосвязь обычно не учитывают: считается, что ее нет.

Формула коэффициента корреляции выглядит так:

Первый массив - фактор операционный: 200 кол / мин

У1 XI У2 АY12 Х2 АХ12

1 2 3 4 5 6

50,00 0,00 X 50,00 0,00 0,00 0,00

40,00 1,00 Г<1 >н 40,00 0,00 1,00 0,00

30,00 2,00 « К К 30,00 0,00 1,90 0,10

20,00 2,50 <и Л <и £ § £ нч £ К & 20,00 0,00 2,70 -0,20

* 10,00 4,95 10,00 0,00 5,00 -0,05

£ 0,00 8,00 0,00 0,00 7,50 0,50

<и й 10,00 10,00 10,00 0,00 9,00 1,00

К К оЗ 20,00 10,50 К к оз 20,00 0,00 11,00 -0,50

« О) 30,00 12,00 30,00 0,00 12,50 -0,50

В <и V о 03 Рц 40,00 14,00 40,00 0,00 14,00 0,00

50,00 17,00 50,00 0,00 16,00 1,00

40,00 19,00 40,00 0,00 19,00 0,00

Удельное отклонение по среднему АХ

Статистика прямых измерений:

0,01

Среднее 9,05455

Стандартная ошибка 1,81551

Медиана 9

Стандартное отклонение 6,02136

Дисперсия выборки 36,25673

Эксцесс -1,15427

Асимметричность 0,15240

Интервал 18

Минимум 1

Максимум 19

Сумма 99,6

Счет 11

Корреляционный анализ: Корреляция смещения 1-2: 0,997124086 - Сильная прямая зависимость

20,00 18,00 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Второй массив - фактор операционный: 250 кол / мин

У3 Х3 У4 ХУ34 Х4 АХ34

1 2 3 4 5 6

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

СП * СП 10,00 2,55 * 10,00 0,00 2,50 0,05

20,00 4,00 >н « 10,00 10,00 3,00 1,00

>н 34,00 6,00 к к е 34,00 0,00 5,00 1,00

3 к к оЗ 48,00 7,00 е Е СО 48,00 0,00 6,00 1,00

54,00 7,50 К XI 3 54,00 0,00 7,55 -0,05

3 к н 48,00 11,00 Е к & 48,00 0,00 10,00 1,00

<и V с оЗ 34,00 12,50 С <и 3 34,00 0,00 12,00 0,50

Рц 20,00 13,50 к к 03 20,00 0,00 13,00 0,50

10,00 14,50 10,00 0,00 14,00 0,50

0,00 15,00 0,00 0,00 15,50 -0,50

10,00 17,50 10,00 0,00 18,00 -0,50

Удельное отклонение по среднему ДХ 0,02

Статистика прямых измерений:

Распределение 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00

1 2 34 56789 10 11 12

Среднее 9,68636

Стандартная ошибка 1,57947

Медиана 10

Стандартное отклонение 5,23852

Дисперсия выборки 27,44205

Эксцесс -1,30162

Асимметричность 0,05725

Интервал 15,5

Минимум 2,5

Максимум 18

Сумма 106,55

Счет 11

Корреляционный анализ: Корреляция смещения 3-4 - 0,995443279 - Сильная прямая зависимость

Третий массив - фактор операционный: 300 кол / мин

У5 Х5 Уб AY56 Хб АХ5б

1 2 3 4 5 б

57,00 0,00 57,00 0,00 0,00 0,00

СП * СП 45,00 1,50 * 45,00 0,00 1,00 0,50

41,00 2,00 >н « 41,00 0,00 1,50 0,50

>н 28,00 2,50 к к е 28,00 0,00 2,50 0,00

3 к к а п 12,00 3,50 е Е СО 12,00 0,00 3,00 0,50

7,50 4,00 К XI 3 7,50 0,00 3,50 0,50

3 К н 0,00 6,00 Е к & 0,00 0,00 5,50 0,50

<и V с оЗ 7,50 7,50 С <и 3 7,50 0,00 7,00 0,50

Рц 12,00 8,00 к к а 12,00 0,00 7,50 0,50

28,00 9,00 28,00 0,00 9,00 0,00

41,00 10,00 41,00 0,00 10,00 0,00

45,00 11,00 45,00 0,00 11,50 -0,50

Удельное отклонение по среднему ДХ 0,02

Статистика прямых измерений:

Распределение 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00

1 2 3456789 10 11 12

Среднее

5,63636

Стандартная ошибка 1,08730

Медиана 5,5

Стандартное отклонение 3,60618

Дисперсия выборки 13,00455

Эксцесс -1,33843

Асимметричность 0,26687