Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Абразивная обработка картофеля и овощей с дискретным энергоподводом. Монография
.pdf
3. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ИМПУЛЬСНОЙ ОЧИСТКИ КАРТОФЕЛЯ
3.1. Рекомендации по изменению конструкции оборудования
Одним из возможных вариантов может быть изготовление прерывистых
абразивов с закругленными рабочими кромками. Для этого проведем стандартный процесс получения рабочих органов с прерывистым нанесением абразивного покрытия в несколько стадий.
Для этого на предварительно подготовленную ленту из стали 3 толщиной
0,8 мм, шириной 300 мм и длиной 1000 мм, нанесем терочные элементы. С этой
целью первоначально разметим заготовку и на нее под нужным углом наносили
лак ЦАПОН шириной, равной расстоянию между абразивными элементами. Зазоры между этими полосами оставим равными ширине терочных элементов.
После сушки лака на ленту равномерно насыплем абразивные частицы и опустим в гальваническую ванну. Стандартный процесс прикрепления абразивных
зерен электрокорунда белого занимает 30 минут при плотности тока 2А/дм2[].
Разобьем его на три стадии. По истечении 20 минут извлечем заготовку из ванны, уберем излишки незакрепившихся абразивных зерен, промоем и высушим.
Затем нанесем лаком ЦАПОН полосы шириной на 1 мм больше с каждой стороны, чем межполосное расстояние. Снова поместим заготовку в гальваническую ванну и продолжим процесс прикрепления абразивных зерен. Через 5 минут вытащим, промоем и высушим заготовку, нанесем лаком ЦАПОН полосы
шириной на 2 мм больше с каждой стороны, чем межполосное расстояние.
Опять поместим заготовку в гальваническую ванну и доведем процесс прикрепления абразивных зерен до конца. После извлечения элемента из ванны абразивные частицы с полос, покрытых лаком, удаляются, производится процесс
закрепления абразивного зерна. В итоге мы получим абразивные полосы следующей конфигурации (рис 3.1).
81
Рис 3.1 Конфигурация абразивной полосы
Изготовление образцов рабочих органов на основе абразивного зерна, закрепленного гальванически осажденной никелевой связкой, проводилось на
экспериментальной установке, изображенной на рис. 3.2.
В состав установки входят:
- гальваническая ванна, сваренная из листов винипласта;
- термостат, обеспечивающий необходимую температуру электроли-
та, U-8;
- рН-метр для контроля характеристик электролита марки рН-340;
- источники питания для различных режимов проведения процесса,
ВСА-5К и Б5-46.
Процесс изготовления образцов включает в себя:
- предварительную подготовку абразивного зерна;
- изолирование нерабочей поверхности;
- сборку в катодное приспособление;
- обезжиривание рабочих поверхностей;
- травление рабочих поверхностей;
- прикрепление абразивного зерна (три стадии);
- закрепление абразивного зерна на высоту 2/3 размера зерна;
- промывку и разборку катодного приспособления;
- просушку изготовленных образцов.
82
Рис 3.2 Экспериментальная установка для изготовления рабочих органов
методом гальваностегии
Изолирование нерабочей поверхности осуществляют после обезжиривания бензином и ацетоном нанесением лака марки АК-20 типа “Цапон”. К нерабочей поверхности относим как тыльную часть образцов, так и зазоры между
терочными элементами.
Сборка и катодное приспособление осуществляется путем соединения заготовки образца проводником с отрицательным полюсом источника стабилизированного постоянного тока.
После завершения подготовки рабочей поверхности осуществляем прикрепление зерна в три стадии. С этой целью подготовленные пластины в составе катодного приспособления опускаем в ванну, заполненную электролитом состава:
- сернокислый никель семиводный ( NiSO4·7H2O) - 300 г/л
- хлористый никель шестиводный (NiCl2·6H2O) - 30 г/л
- борная кислота (H3BO3) - 30 г/л
83
Поверх погруженной пластины на рабочую поверхность засыпаем предварительно промытое в дистиллированной воде абразивное зерно определенной
фракции. После этого в сеть катода подается питание с заданной плотностью
тока величиной 2 А/дм2.
Закрепление абразивного зерна производим в той же ванне при тех же
режимах гальванического процесса в течение времени, необходимого для заращивания зерна на 2/3 его размера ().
Далее осуществляли выемку катодного приспособления, его промывку и
разборку. Изготовленные образцы подвергались сушке.
Полученные образцы с многогранной конфигурацией режущей кромки
будут оказывать более щадящее действие на очищаемые клубни, сохраняя преимущества прерывистого абразивного покрытия.
Аналогичным образом, после соответствующей разметки заготовок, могут быть изготовлены абразивные покрытия, имеющие топологию в виде отдельных ромбов с разделительными канавками между ними.
Использование таких покрытий может быть осуществлено на специальном устройстве для очистки картофеля и овощей.
Предлагаемое техническое решение относится к пищевой промышленности и может быть использовано на консервных и овощесушильных предприятиях, а также в сфере массового питания для очистки картофеля и овощей.
Известно устройство для очистки картофеля, содержащее рабочие органы
в виде абразивных валков. Соприкасаясь с такими валками, картофель за счет
разности окружных скоростей проскальзывает относительно абразивных цилиндрических поверхностей и сдирает часть кожуры, которая удаляется подаваемой в зону очистки водой.
При очистке картофеля на таком устройстве удаляется достаточно толстый слой кожуры с размещенными под ней питательными веществами, кроме
того, из-за сплошности абразивного покрытия, оно быстро «засаливается», что
ведет к снижению производительности.
84
Известно техническое решение, на плоское днище которого нанесено
сплошное, а на профилированные перегородки прерывистое абразивное покрытие.
Абразивные поверхности в таком устройстве сохраняют свои первоначальные свойства более длительное время, однако клубни картофеля испытывают нежелательные для сохранения питательной ценности ударные воздействия о многочисленные поперечные перегородки и перегрузочные отверстия.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является
устройство для очистки овощей и корнеплодов от кожуры, включающее коническую чашу, установленную с возможностью вращения относительно продольной оси, примыкающий к ней жесткий цилиндрический корпус и рабочую
абразивную поверхность.
Известное устройство более производительно в сравнении с другими, оно
наиболее полно использует абразивные свойства рабочей поверхности. Вместе
с тем, при загрузке некалиброванного картофеля более мелкая фракция в процессе очистки почти полностью истирается, что ведет к неоправданному повышению отходов.
Технической задачей заявляемого решения является повышение эффективности работы устройства и снижение отходов.
Для решения этой задачи в устройстве для очистки овощей и корнеплодов
от кожуры, включающем коническую чашу, установленную с возможностью
вращения относительно продольной оси, примыкающий к ней жесткий цилиндрический корпус и рабочую абразивную поверхность, коническая чаша выполнена в виде эластичной оболочки, жестко закрепленной на верхнем и нижнем
срезах цилиндрического корпуса и опертой в своем среднем по высоте сечении
на ирисовую диафрагму, установленную посредством горизонтальных перекладин и втулок с возможностью продольного перемещения вдоль вертикальных
стержней, жестко соединенных с цилиндрическим корпусом и закрепленных на
платформе, установленной с возможностью вращения относительно продоль-
85
ной оси корпуса, при этом на эластичную оболочку со стороны, обращенной
внутрь корпуса, установлено дискретное абразивное покрытие в виде ромбов,
разделенных каналами и ориентированных одной стороной параллельно плоскости ирисовой диафрагмы.
Техническим результатом является повышение универсальности устройства. Выполнение конической чаши в виде эластичной оболочки, жестко закрепленной на верхнем и нижнем срезах цилиндрического корпуса опертой в своем среднем по высоте сечении на ирисовую диафрагму позволяет путем регулирования отверстия диафрагмы устанавливать минимальный диаметр очищаемого картофеля, пропуская более мелкие фракции без их истирания для
очистки при других режимах. Одновременно выполнение рабочей поверхности
эластичной позволяет производить как свежесобранного картофеля, так и частично прошедшего хранение. Установление диафрагмы посредством горизонтальных перекладин и втулок с возможностью продольного перемещения вдоль
вертикальных стержней обеспечивает широкие возможности регулирования
геометрии очистительного конуса, что особенно важно при очистке не только
картофеля, но и различных овощей таких как морковь, свекла и другие. Жесткое соединение вертикальных стержней с цилиндрическим корпусом и закрепление на платформе, установленной с возможностью вращения относительно
продольной оси корпуса позволяет сообщать картофелю, загруженному в конусную часть, необходимого движения относительно рабочей поверхности для
удаления кожуры путем ее соскабливания и истирания. Установка на эластичную оболочку со стороны, обращенной внутрь корпуса дискретного абразивного покрытие обеспечивает эффекты соскабливания и истирания кожуры, а выполнение его в виде ромбов, разделенных каналами и ориентированных одной
стороной параллельно плоскости ирисовой диафрагмы позволяет эластичной
оболочке принимать практически любые конфигурации. Ирисовая диафрагма,
регулируя проходной диаметр отверстия в рабочей поверхности, не только по-
86
зволяет обеспечивать выбор очищаемой фракции, но и служит для разгрузки
устройства после завершения очистки картофеля.
Принципиальная схема предлагаемого устройства изображена на приводимых ниже рисунках.
На рис.3.3 изображено продольное сечение устройства включающего коническую чашу, установленную с возможностью вращения относительно продольной оси, примыкающий к ней жесткий цилиндрический корпус 1 и рабочую абразивную поверхность, коническая чаша выполнена в виде эластичной
оболочки 2, жестко закрепленной на верхнем и нижнем срезах цилиндрического корпуса 1 и опертой в своем среднем по высоте сечении (расстоянии от
верхнего среза корпуса 1, h= 8-12 диаметров D основной фракции очищаемого
картофеля) на ирисовую диафрагму 3 (с отверстием 0,8-0,9 диаметра D), установленную посредством горизонтальных перекладин 4 и втулок 5 с возможностью продольного перемещения вдоль вертикальных стержней 6, жестко соединенных с цилиндрическим корпусом 1 и закрепленных на платформе, установленной с возможностью вращения относительно продольной оси корпуса 1,
при этом на эластичную оболочку 2 со стороны, обращенной внутрь корпуса,
установлено дискретное абразивное покрытие в виде ромбов, разделенных каналами и ориентированных одной стороной параллельно плоскости ирисовой
диафрагмы.
На рис.3.4 изображено поперечное сечение устройства по плоскости А-А.
На рис.3.5 изображен фрагмент внутренней рабочей поверхности эластичной
оболочки 2 с установленным дискретным абразивным покрытием в виде ромбов 7 разделенных каналами и со стороной 8 параллельной плоскости ирисовой
диафрагмы.
Работает устройство следующим образом. В зависимости от основного
размера очищаемого картофеля D устанавливается отверстие (0,8-0,9D), ирисовой диафрагмы 3.
87
1 3
4
5
6
В А А
А–А
2 7
8
Рис. 3.3. Принципиальная схема устройства
Рис. 3.4 Поперечное сечение устройства по плоскости А-А
Рис. 3.5 Фрагмент внутренней рабочей поверхности эластичной оболочки
88
Расстоянии от верхнего среза корпуса 1, на котором размещаются перекладины 4 посредством втулок 5 на вертикальных стержнях 6, определяется
свежестью картофеля (8D-свежеубранный, 12D-прошедший хранение).
Загрузка очищаемого картофеля на оболочку 2 производится одновременно с подачей не нее проточной воды для последующего удаления счищенной мезги и включением привода вращения платформы (на чертежах не показан).
По мере вращения очищаемые клубни (большие диаметра ирисовой диафрагмы) за счет центробежных сил будут прижиматься, скользить вдоль абразивного покрытия образованного ромбами 7 и за счет сил трения сдирать кожуру. Для удаления счищенной кожуры (мезги) служат каналы ограниченные сторонами 8 ромбов, по которым она удаляется через отверстие ирисовой диафрагмы.
Клубни картофеля более мелких фракций удаляются без истирания через
отверстия ирисовой диафрагмы для очистки на другой установки.
После завершения очистки ирисовая диафрагма открывается на максимальный диаметр и клубни выгружаются.
Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает повышение универсальности устройства за счет использования для различных фракций клубней картофеля, как по размерам, так и по степени свежести. Снижение
отходов обеспечивается предварительным автоматическим удалением из зоны
истирания клубней более мелких фракций и сохранения их для дальнейшей переработки.
Рекомендации по назначению режимов очистки
Полученные экспериментальные данные можно использовать для выбора
и назначения технологических параметров процесса очистки абразивными рабочими органами в импульсном режиме.
89
z
z x y( ) 0.0007y 0.0071( ) x2 5
С этой целью произведем обработку данных таблицы 2.7 для получения, с
одной стороны зависимости коэффициента при квадратичном члене в формуле
(2.1) от сезона очистки, например, для сплошных покрытий, и с другой стороны
построим такую зависимость для одного из сезонов, предполагая чистку дискретным покрытием с различным угловым положением полос абразива.
В первом случае такая обработка позволяет получить зависимость, которую графически можно представить следующим образом
Рис. 3.6 Зависимость остаточной массы картофеля от срока хранения и
времени очистки
В другом случае аналогичная зависимость будет выглядеть иначе
90
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]