Повышение эффективности работы мукопросеивающей машины путем модернизации рабочего органа

Хлебопекарная промышленность Российской Федерации имеет около 1500 хлебозаводов и свыше 5000 мелких предприятий, производящих ежегодно более 16 млн. тонн продукции. В рационе питания населения хлебопродукты составляют до 40% калорийности потребляемого продовольствия. За счет потребления хлеба и хлебобулочных изделий покрывается до 20…30% потребности организма в белках и наполовину в углеводах [2].

Современное хлебопекарное предприятие представляет собой сложный комплекс, оснащенный технологическим, транспортным, энергетическим и прочим оборудованием. Технологическая надежность этого оборудования во многом предопределяет качественные и техникоэкономические показатели производства хлеба и хлебобулочных изделий.

Важным этапом в производстве хлебобулочных изделий является процесс подготовки муки, одним из которых является просеивание. Просеивание муки является механическим процессом разделения сыпучего сырья на фракции – проход и сход. Данная операция на хлебозаводах носит контрольный характер, способствующий ее разрыхлению и аэрации [1].

Материал и методика исследований

В качестве материалов для проведения исследования применяли амперметр, частотный преобразователь, ручной тахометр, а также потребовалось 50 кг муки 1 сорта. Из методов мы использовали практические, такие как измерение и эксперимент.

Целью исследований является повышение эффективности подготовки муки к хлебопекарному производству путем модернизации шнека мукопросеивательной машины.

Результаты исследований

Исследовательская работа проводилась на базе лаборатории экспериментального оборудования кафедры «Механизации производства и переработки сельскохозяйственной продукции» Алтайского ГАУ. Объектом исследования являлся мукопро-сеиватель ПВЦ-600, представленный на рисунке 1.

С помощью частотного преобразователя мы изменяли частоту напряжения и частоту вращения вала рабочего органа, а затем измеряли силу тока и потребляемую мощность.

Как известно, недогрузка оборудования приводит к снижению эксплуатационной производительности машин, и чтобы это исключить на поточных линиях крупных предприятий используют расходомеры. Но из-за высокой стоимости расходомеры практически не применяют на пекарнях малой производительности [5].

Результаты исследования позволили посчитать момент силы на валу электро- двигателя и разность мощностей. Данные исследования представлены в таблице 1.

Рис. 1. Мукопросеиватель ПВЦ-600

Таблица 1. Характеристики мукопросеивающей установки при частотном регулировании электродвигателя ELDIN 1098090

Частота напряжения, Гц	Частота вращения вала рабочего органа, об/мин	Ток при 380В, А	Потребляемая активная мощность, Вт	Разность мощностей, ΔP, Вт	Момент силы на валу, H*м
13	100	2,2	749,7	350,3	71,59
32	200	2,5	851,9	248,1	40,67
45	300	2,6	886,1	213,9	28,21
56	400	2,8	954,2	145,8	22,78
75	500	3,5	1192,8	92,8	22,78
95	600	4,0	1363,2	263,2	21,69

Из таблицы видно, что при увеличении частоты вращения электродвигателя увеличивается сила тока, а, следовательно, и мощность.

На рисунке 2 наглядно представлена зависимость мощности от экспериментально изменяемой частоты напряжения электродвигателя мукопросеивающей машины и разность мощностей.

2000 I—

СП

ё 0 т S’ о 5

0        13        32       45       56       75       95

Частота напряжения, Гц

—•—Потребляемая активная мощность, Вт

—е— Разность мощностей, ΔP, Вт

—е—Номинальная мощность, Вт

Рис. 2. График мощностей электродвигателя мукопросеивающей машины

Мукопросеиватели, как и большинство другой техники, имеют несоответствие эксплуатационной и технической производительности, что является особенностью технологических характеристик, которые нужно учитывать при подборе оборудования.

В ходе исследования было выявлено, что 400 об/мин – это оптимальная частота вращений двигателя ELDIN 1098090 при полной заполняемости барабана. Если обороты увеличивать, то при длительной работе происходит прессовка продукта и забивается шнек. Увеличенные режимы вращений двигателя (то, что свыше 400 об/мин) провели для эксперимента. Для повторно-кратковременного режима работы можно и увеличивать частотность исходя из технологических характеристик, но только в пиковом потреблении. Предлагается менять частоту вращений электродвигателя в зависимости от загрузки барабана, чтобы исключить снижение эксплуатационной производительности муко-просеивателя [5].

Чтобы исключить забивание шнека и улучшить эффективность просеивания муки мы предлагаем увеличить шаг шнека мукопросеивателя ПВЦ-600 с 65 мм до 85 мм. Схема шнека с наглядными изменениям представлена на рисунке 3.

Рис. 3. Схема шнекового рабочего органа мукопросеивателя а – до модернизации; б – после модернизации

За один полный оборот шнека каждый отдельный его виток перемещает порцию муки на расстояние, равное расстоянию между соседними витками. Таким обра- зом, становится очевидным, что за один полный оборот шнек меньшим шагом переместит муку на меньшее расстояние, чем шнек с большим шагом. Следовательно, чем меньше шаг, тем меньшее количество муки шнек переместит при совершении одного и того же количества оборотов. Значит такой параметр, как производительность, будет выше в том случае, где при прочих равных условиях шнек будет иметь больший шаг.

Выводы.

Анализируя полученные данные можно сделать вывод, что эксплуатационная производительность мукопросеивающей машины ПВЦ-600 не совпадает с технической. Проведенное исследование показало, что с помощью частотного преобразовате- ля можно регулировать мощность электродвигателя мукопросеивающей машины, тем самым экономя энергию.

Предложения по реализации получен- ных результатов: для предотвращения снижения эксплуатационной производительности мукопросеивателя необходимо выставлять частоту вращения электродвигателя с помощью частотного преобразователя исходя из загруженности барабана. При полной загруженности барабана (50 кг) целесообразно выставлять на 400 об/мин. В ходе работы мукопросеивателя при снижении загрузки барабана следует понижать об/мин для повышенной экономии энергии по сравнению с управлением таким оборудованием от сети общего пользования. Так же предлагается увеличить шаг витка шнека для увеличения производительности мукопросеивателя ПВЦ-600.