Расчет конструктивных и технологических параметров работы центробежно-шнекового смесителя для получения сухих хлебобулочных смесей функционального назначения
Автор: Бородулин Д.М., Киселев Д.И., Шулбаева М.Т., Вагайцева Е.А., Шафрай А.В.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Процессы и аппараты пищевых производств
Статья в выпуске: 1 (75), 2018 года.
Бесплатный доступ
Инновационная и научная деятельностью по созданию высокоэффективного оборудования для производства качественных смесей функционального назначения, является актуальной задачей. Одной из самых трудоемких операций в данной технологии является равномерное распределение частиц по всему объему смеси и получении однородной массы. Для достижения цели в статье представлен алгоритм расчета конструктивных и технологических параметров шнека и центробежно-шнекового смесителя. В данном алгоритме производили расчет производительности Q, диаметра шнека D и критической его частоты вращения nкр в зависимости от выбранных материалов и от их физико-механических параметров, а так же скорость движения материалов по поверхности конуса, диаметр конуса, диаметр и высоту обечайки, и в заключении коэффициент неоднородности, характеризующий качество получаемой смеси. На основе данного алгоритма разработана программа ЭВМ. По полученным данным программа строит график зависимости диаметра шнека от производительности и его критической частоты вращения, где отображена точка рациональных параметров работы шнека при получении комбинированной смеси. В программе ЭВМ представлены результаты расчета технологических и конструктивных параметров (диаметре шнека 0,02 м, производительности 47,89 кг/ч и критической частоты вращения ротора шнека 456,5 об/мин) и сравнили с экспериментальными значениями, в результате чего получили среднюю относительную погрешность, которая не превышает 10%, следовательно, что приведенный алгоритм расчета центробежно-шнекового смесителя можно использовать для предсказания значений рациональных конструктивных и технологических параметров работы смесителя, а также спрогнозировать качество смеси полученной на нём.
Шнек, смешивание, смеситель, качество смешивания, программа эвм, алгоритм, рациональные параметры
Короткий адрес: https://sciup.org/140229999
IDR: 140229999 | DOI: 10.20914/2310-1202-2018-1-62-69
Calculation of constructive and technological parameters of the centrifugal-screw mixer for dry bakery mixtures of functional purpose obtaining
Innovative and scientific activity on the creation of highly efficient equipment for the production of high-quality mixtures of functional purpose is an urgent task. One of the most labour-intensive operations in this technology is the uniform distribution of particles throughout the whole volume of mixture and homogeneous mass obtaining. To achieve this goal the algorithm for calculating of structural and technological parameters of the screw and centrifugal-screw mixer was presented in the article. In this algorithm, the authors calculated the productivity Q, the screw diameter D, and its critical rotating speed ncr, depending on the materials selected and on their physico-mechanical parameters, as well as the materials velocity along the surface of the cone, the cone diameter, the diameter and the height of the shell, and in conclusion the inhomogeneity coefficient characterizing the quality of the mixture obtained. Based on this algorithm, the computer program was developed. According to the data obtained, the program builds a dependence graph of the screw diameter on its capacity and its critical rotation speed, where the point of rational parameters of the screw work during the production of the combined mixture is displayed. The results of calculation of technological and design parameters (screw diameter 0.02 m, capacity 47.89 kg / h and critical rotational speed of the screw rotor 456.5 rpm) were presented and compared with experimental values in the computer program. As a result, we obtained an average relative error, which does not exceed 10%. So the above algorithm for calculating of the centrifugal-screw mixer can be used to predict the values of rational design and technological parameters of the mixer operation, as well as to predict the quality of the mixture obtained with it
Список литературы Расчет конструктивных и технологических параметров работы центробежно-шнекового смесителя для получения сухих хлебобулочных смесей функционального назначения
- Бородулин Д.М., Иванец В.Н., Киселев Д.И., Андрюшкова Е.А. и др. Разработка центробежно-шнекового смесителя для получения сухих композитных смесей для питания спортсменов//Хранение и переработка сельхозсырья. 2015. № 3. С. 53-56
- Sato A., Serris E., Grosseau P., Thomas G. et al. Effect of operating conditionson dry particle coating in a high shear mixer//Powder Technol. 2012. № 229. P. 97-103.
- Sarkar A., Wassgren C. Continuous blending of cohesive granular material//ChemEngSci. 2010. № 65. P. 5687-5698
- Huang A.-N., Kuo H.-P. Developments in the tools for the investigation of mixing in particulate systems -A review//AdvPowderTechnol. 2014. № 25. P. 163-173.
- Jajcevic D., Siegmann E., Radeke C. Large-scale CFD-DEM simulations of fluidized granular systems//ChemEngSci. 2013. № 98. P. 298-310.
- Borodulin D.M. Sukhorukov D.V. Ways of intensifying the mixing process in a continuously operating centrifugal mixers for producing dry combination products//I International Conference «Global Science and Innovation». 2013. V. I. P. 392-396.
- Воронин В.В., Адигамов К.А., Петренко С.С., Сизякин Р.А. Критерии и способы оценки качества смешивания сыпучих материалов.//Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона». 2012. № 4-2. С. 36.
- Петренко С.С. Определение конструктивных параметров шнекового смесителя сыпучих материалов.//Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона». 2013. № 1.
- Петренко С.С., Адигамов К.А. Шнековый смеситель сыпучих материалов//Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. 2012. № 5. С. 52-53.
- Черкасов Р.И. Методика и алгоритм расчетов параметров вертикального шнека смесителя сыпучих материалов//Фундаментальные исследования. 2015. № 8-1. С. 79-82.
- Черкасов Р.И., Адигамов К.А., Воронин В.В., Гапон Н.В. и др. Оценка качества сыпучих материалов с различным размером фракций//Современные проблемы науки и образования. 2015. № 2-2. С. 169.
- Черненко Г.В,. Байбара С.Н., Адигамов К.А. Обоснование оптимального шага навивки спирали и частоты вращения вертикального шнекового конвейера//Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. Научно-технический журнал. 2012. № 2/2 (280). С. 9-11.
- Бородулин Д.М., Будрик В.Г., Сухоруков Д.В., Саблинский А.И. и др. Исследование эффективности практического применения центробежных смесителей непрерывного действия в технологических линиях производства комбинированных продуктов питания//Современные наукоемкие технологии. 2016. № 3-1. С. 9-13.
- Андрюшков А.А., Сухоруков Д.В., Злобин С.В. Определение рациональных параметров работы винтового смесителя вибрационного типа//В сборнике: Явление переноса в процессах и аппаратах химических и пищевых производств материалы II Международной научно-практической конференции. 2016. С. 132-135.
- Сухоруков Д.В Разработка новых технологий производства комбинированных продуктов питания с использованием центробежных смесителей непрерывного действия//В книге: Продовольственная безопасность Тезисы работ финалистов Международного конкурса научно-исследовательских проектов молодых ученых и студентов. VII Евразийский экономический форум молодежи. 2016. С. 73-75.
- Коломникова Я.П., Дерканосова А.А., Мануковская М.В., Литвинова Е.В. Влияние нетрадиционного растительного сырья на биотехнологические свойства и структуру сдобного теста//Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2015. № 3 (65). С. 157-160.
