Оптимизация процесса прессования семян сафлора в ультразвуковом поле


https://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-1-40-45

Полный текст:


Аннотация

В статье дано математическое описание процесса прессования семян сафлора в ультразвуковом поле в виде уравнения регрессии, найденного статическими методами на основе экспериментов и, описывается полиномом второй степени. В качестве основных факторов, влияющих на эффективность процесса, были выбраны: частота ультразвука, амплитуда ультразвука, давление и создаваемое в зеерной камере пресса. А в качестве критерия оценки влияния выбранных параметров использована остаточная масличность жмыха. Для оценки адекватности математической модели был проведен дисперсионный анализ (ANOVA) эксперимента в программе Design Expert v. 10 и получено уравнение регрессии, анализ которых позволил выделить факторы, в наибольшей степени влияющих на рассматриваемый процесс. Установлено что при повышении давления в прессе до значения выше 14 МПа дальнейшее повышение эффективности его работы не наблюдалось вместе с повышенными значениями как частоты ультразвука, так и его амплитуды. Максимальные и наиболее эффективные значения остаточной масличности жмыха получены при значениях частоты в среднем 35–40 Гц, амплитуды свыше 40 мм и давлении в прессе от 10 до 11 МПа., которые очевидно зависят напрямую от поведения зерна и движения его внутренней части во время подвода ультразвука.. Графическая интерпретация уравнения представлена кривыми равных значений и поверхностями отклика для входных параметров. Предложена численная и графическая процедуры оптимизации для прогнозирования оптимального уровня входных факторов и получения максимального выхода масла по отношению к массе первоначального сырья. Для проверки адекватности модели представлены результаты ряда параллельных экспериментов, которые попадали в рассчитанные доверительные интервалы по всем критериям качества.

Об авторах

С. Т. Антипов
Воронежский государственный университет инженерных технологий
д.т.н., профессор, зав. кафедрой, кафедра машин и аппаратов пищевых производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


С. В. Шахов
Воронежский государственный университет инженерных технологий
д. т. н., профессор, кафедра машин и аппаратов пищевых производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


А. Н. Мартеха
Воронежский государственный университет инженерных технологий
к. т. н, кафедра машин и аппаратов пищевых производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


А. А. Берестовой
Воронежский государственный университет инженерных технологий
аспирант, кафедра машин и аппаратов пищевых производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


Список литературы

1. Антипов С. Т., Шахов С. В., Мартеха А. Н., Берестовой А. А. Разработка способа получения растительного масла из семян сафлора методом прессования в поле ультразвука // Вестник ВГУИТ. 2015. № 4. С. 7–10.

2. Василенко В. Н., Копылов M. B., Драган И. В., Фролова Л.H. Математическая модель движения сырья в шнековом канале маслопресса // Вестник ВГУИТ. 2013. № 3. С. 18–22.

3. Абакачева Е. М., Шулаев Н. С., Фахразов А. Р. Исследование разбухания полимерных материалов в условиях воздействия ультразвуковых колебаний в процессе вальцевания. // Нефтегазовое дело. 2013. № 3. С. 291–296.

4. Кадирбаев М. К., Еркебаев М. Ж., Садвокасова Д. С., Матеев Е. З., Некрасов А. В., Шахов С. В. Технологическая линия производства сафлорового масла // Вестник Алматинского технологического университета. 2013. № 5. С. 16–20.

5. Антипов С. Т., Овсянников В. Ю., Мартеха А. Н. Параметры процесса сушки ферментированного пшеничного сырья в виброкипящем слое // Хранение и переработка сельхозсырья. 2013. № 12. С. 54–55.

6. Антуфьев В. Т., Верболоз Е. И., Кобыда Е. В. Макаронный пресс с ультразвуковым излучателем // Хлебопродукты. 2014. № 2. С. 44–45.

7. Brian N. Turner , Robert Strong , Scott A. Gold A review of melt extrusion additive manufacturing processes: I. Process design and modeling // Rapid Prototyping Journal, 2014, Т. 20, №. 3, С. 192 – 204.

8. Liang Chen,. Guoqun Zhao., Junquan Yu., Wendong Zhang., Tao Wu. Analysis and porthole die design for a multi-hole extrusion process of a hollow, thin-walled aluminum profile // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology September 2014, Т. 74, №. 1, С. 383–392.

9. Sun X, Zhao G, Zhang C, Guan Y, Gao A. Optimal design of second-step welding chamber for a condenser tube extrusion die based on the response surface method and the genetic algorithm // Mater Manuf Process № 28. С. 823–834.

10. Ghassemali E. [и др.]. Experimental and simulation of friction effects in an open-die microforging/extrusion process // Journal of Micro and Nano-Manufacturing. 2014. Т. 2. №. 1. С. 1915-1920.

11. H. Zhanga, X. Zhaoa, X. Denga, ,M.A. Suttona, A.P. Reynoldsa, S.R. McNeilla, X. Keb Investigation of material flow during friction extrusion process // International Journal of Mechanical Sciences Т. 85, 2014, С. 130–141.

12. Pawel Kazanowski, Mario E Epler, Wojciech Z Misiolek Bi-metal rod extrusion—process and product optimization // Materials Science and Engineering: A Т. 369, №. s 1–2, 25, 2004, С. 170–180.

13. Ye Chena, Ran Yeb, Luo Yina, Ning Zhanga Novel blasting extrusion processing improved the physicochemical properties of soluble dietary fiber from soybean residue and in vivo evaluation // Journal of Food Engineering Т. 120, 2014, С. 1–8.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Антипов С.Т., Шахов С.В., Мартеха А.Н., Берестовой А.А. Оптимизация процесса прессования семян сафлора в ультразвуковом поле. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2017;79(1):40-45. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-1-40-45

For citation: Antipov S.T., Shahov S.V., Martekha A.N., Berestovoy A.A. Optimization of the process of pressing safflower seeds in an ultrasonic field. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2017;79(1):40-45. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-1-40-45

Просмотров: 141

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)