Исследование аспирационных свойств перги

Введение. В предложенном нами ряде технологий извлечения перги из сотов одной из ответственных операций, от которой зависит полнота отделения перги от воскосодержащего сырья, является пневмосепарирование [1-3]. Воскосодержащее сырье - смесь перговых и восковых частиц различного гранулометрического состава, который варьируется от 0,5 до 6,5 мм. Последние по отношению к перге являются примесью, которую необходимо отделить от основного продукта [4]. Согласно принятой технологии, измельченную массу пневмосепа-рируют при скорости воздушного потока 7,5... 8,0 м/с [5–7]. Однако при органолептической оценке эффективности разделения смеси на составляющие ее компоненты было выявлено, что вместе с восковыми частицами воздушным потоком уносится мелкодисперсионная фракция перги [8].

Причина образования мелкодисперсионной фракции этого продукта заключается в недостаточной способности комочков перги противосто- ять ударному воздействию со стороны рабочих органов дробилки при измельчении перговых сотов, которые представляют собой совокупность отдельных комочков перги определенного размера (средний диаметр около 5,4 мм, длина 6…10 мм), связанных восковой основой в монолит [9]. В идеальном случае, при измельчении, происходит разрушение монолита и освобождение комочков перги от этой связи. На практике вместе с разрушением восковой основы сота измельчается и некоторая часть целых комочков перги [10–16]. Как показал ситовой анализ воско-перговой массы, мелкодисперсионная фракция составляет около 18 %, и при пневмосепарировании на указанном выше режиме значительная часть данной фракции перги попадает в примесь [17-19]. Очевидно, что предложенный режим сепарирования не соответствует аэродинамическим свойствам мелких частиц перги и что для уменьшения потерь такого ценного продукта пчеловодства, каким является перга, пневмосепарацию необходимо осуществлять дифференцированно, рассеяв предварительно воско-перговую смесь на фракции.

Цель исследования. Установление аспирационных свойств перги в зависимости от ее гранулометрического состава.

Методы и результаты исследования. Как известно, основной характеристикой аэродинамических свойств дисперсионного материала при пневмосепарировании является критическая скорость или скорость витания, которая в основном зависит от размеров, плотности и формы частиц. Следовательно, для повышения эффективности разделения измельченной массы на пергу и восковое сырье необходимо экспериментальным путем выявить зависимости критических скоростей частиц этих продуктов от их размеров и в соответствии с этими зависимостями определить границы фракций, на которые нужно будет рассеивать измельченную массу, а также режимы сепарирования каждой фракции.

Для получения указанных зависимостей посредством механизированной технологии была извлечена из пчелиных сотов перга [20–23]. Полученные комочки охлаждали и измельчали на измельчителе типа ЭКМУ 30 (ГОСТ 19423-81). Далее в соответствии с известной методикой, посредством ситового рассева, сформированно- го из сит с диаметром отверстий 2,5; 4,5; 6,5 мм, проводили разделение измельченного продукта на фракции [24, 25]. Таким образом получали измельченные комочки перги, имеющие средний размер частиц 2, 4, 6 мм. Так как предварительно проведенные исследования показывают, что в процессе использования существующих марок дробилок перговых сотов фракции данного гранулометрического состава содержатся в измельченной массе в наибольшем количестве. Из каждой полученной фракции формировали навески весом 100 ± 0,1 г. Опыты проводили на специально изготовленной установке, представляющей собой разновидность парусного классификатора, предназначенного для исследования аспирационных свойств измельченных комочков перги. Изменяли скорость воздушного потока в аспирационном канале в диапазоне от 5 до 12 м/с, определяли массу материала, унесенного воздушным потоком, путем взвешивания с точностью ±0,01 г. Количество унесенного продукта в каждой точке эксперимента определяли по следующей формуле:

'

=    ∙ 100, т^

где δ – количество унесенного продукта, %;   ^'

– вес продукта, унесенного воздушным потоком, г;    – вес навески, подлежащей испытанию, г.

Опыты проводились с семикратной повторностью в каждой точке.

Установленные экспериментальные данные подвергали статистической обработке, в результате чего были получены три математические модели для каждой исследуемой фракции, описывающие исследованный процесс с достоверностью, превышающей 95 %.

δ 2 = -2,8403v³ + 57,291v² - 350,07v + 680,27; (1) δ 4 = -3,1796v³ + 84,09v² - 705,07v + 1912,5; (2) δ 6 = -0,7513v³ + 26,963v²- 288,4v + 969,63. (3)

фракция 2 мм фракция 4 мм фракция 6 мм

V - скорость воздушного потока, м/с

Зависимость процента уноса продукта различного гранулометрического состава от скорости воздушного потока

Выводы . Анализ проведенного исследования показывает, что фракция размером 2 мм полностью уносится при скорости воздушного потока 8,5 м/с, а при скорости воздушного потока 6,7 м/с процент уноса составляет 50 %; для фракции размером 4 миллиметра полностью уносится при скорости 10,5 м/с, 50 % при скорости 8,7 м/с; фракция, имеющая средний размер частиц 6 мм, полностью уносится при скорости, превышающей 12,5 м/с, 50 % – при скорости 10,7 м/с (см. рис.).

Характер различия критических скоростей подтверждает предположение, что невозможно осуществить эффективное разделение воско-перговой смеси на одном режиме пневмосепарирования. Поэтому необходимо рассеивать продукты измельчения перговых сотов на фракции, а режимы пневмосепарирования следует выбирать из определенных для каждой фракции.