ДОНЕЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ЕКОНОМІКИ І ТОРГІВЛІ

ім. М. ТУГАН - БАРАНОВСЬКОГО

ФАЛЬКО ОЛЕКСІЙ ЛЕОНІДОВИЧ

УДК 637.521:621.928 (043.3)

ОБҐРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ТА РОЗРОБКА МАШИНИ ВІДДІЛЕННЯ ЗАМОРОЖЕНИХ ПЕЛЬМЕНІВ І ВАРЕНИКІВ ВІД БОРОШНА

Спеціальність 05.18.12 – процеси та обладнання харчових, мікробіологічних

та фармацевтичних виробництв

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Донецьк-2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Донецькому державному університеті економіки і торгівлі ім. М. Туган-Барановського Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Заплетніков Ігор Миколайович,

Донецький державний університет економіки і торгівлі

ім. М. Туган-Барановського, завідувач кафедри

обладнання харчових виробництв

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Сафонов Валентин Васильович,

Харківський державний університет технології і торгівлі,

завідувач кафедри холодильної і торгової техніки

кандидат технічних наук, доцент

Владіміров Володимир Миколайович,

Донецький державний університет економіки і торгівлі

ім. М. Туган-Барановського, доцент кафедри

холодильної і торгової техніки

Провідна установа: Український національний університет харчових

технологій Міністерства освіти і науки України, кафедра

машин та апаратів харчових виробництв, м. Київ.

Захист відбудеться 10 квітня 2003 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 11.055.02 Донецького державного університету економіки і торгівлі ім. М. Туган-Барановського за адресою: Театральний проспект, 28, Донецьк, 83055, Україна (3-й учбовий корпус).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Донецького державного університету економіки і торгівлі ім. М. Туган-Барановського за адресою: б. Шевченка, 30, Донецьк, 83017, Україна.

Автореферат розісланий 07. 03. 2003 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради К 11.055.02,

к.т.н., доцент Л.М. Антропова

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Виробництво заморожених пельменів і вареників можна охарактеризувати як одне з найбільш рентабельних. Ці заморожені напівфабрикати мають у нашій країні і за її межами стабільний попит, який мало піддається сезонним коливанням. Обсяг виробництва цих продуктів на найбільших м’ясокомбінатах досягає 30 тонн на добу. Значний відсоток від загального обсягу виробництва заморожених вареників і пельменів на Україні та у країнах СНД припадає на підприємства малої і середньої потужності.

Завершальна стадія виготовлення заморожених вареників і пельменів включає операції шліфування їхніх поверхонь та видалення з цих поверхонь залишків пересипного борошна і тістових крихт, що утворюються з облою. Видалене борошно після сепарації повертається у виробництво і використовується для замісу тіста, а крихти здебільшого використовуються як харчова добавка при виробництві кормів для худоби.

Операції обробки поверхонь пельменів на великих виробництвах виконують галтувальні барабани, а сипку масу з борошна й крихт, які витягаються при галтуванні, сепарують ситовим способом. Галтувальні барабани мають низьку питому продуктивність при значних габаритах, масі і металоємності, через що ці машини мають достатньо велику собівартість і потребують значних капітальних й експлуатаційних затрат. Защемлення при галтуванні окремих пельменів веде до виникнення ушкоджень їхніх поверхонь.

На невеликих підприємствах, виходячи з недоліків галтувальних барабанів, залишкова обробка заморожених пельменів і вареників здійснюється на вібраційних ситових машинах або вручну в коробах з перфорованим днищем. Основний недолік процесу обробки на коливній перфорованій поверхні полягає у її невикористовуваних коливаннях, що веде до даремних витрат часу й енергії.

При виробництві заморожених напівфабрикатів процес залишкової обробки заморожених пельменів або вареників і процес сепарації сипкої суміші, що видаляється з поверхонь напівфабрикатів, здійснюється в окремих технологічних машинах. Через це мають місце капітальні й експлуатаційні затрати, яких можна уникнути.

Сепарація суміші з борошна та тістових крихт, які видаляються з поверхонь напівфабрикатів, здійснюється на ситовій поверхні після змішування з сухим борошном для зниження вологості сипкої маси. В іншому випадку якісна ситова сепарація сипкої суміші неможлива через її адгезійні властивості. Тому для зменшення експлуатаційних затрат необхідно застосувати спосіб сепарації, придатний для сипких мас із сильно вираженими адгезійними й аутогезійними властивостями.

Через недосконалість зазначених процесів обробки заморожених пельменів і вареників створення й дослідження нового способу їхньої обробки та конструкцій технологічних машин для його реалізації є своєчасною і практично важливою задачею.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами. Виконання дисертаційної роботи здійснювалося відповідно до плану наукових досліджень кафедри обладнання харчових виробництв Донецького державного університету економіки і торгівлі ім. М. Туган-Барановського по науково-дослідній роботі з держбюджетної тематики “Розробка і дослідження перспективних зразків машин та апаратів харчових виробництв” за номером державної реєстрації 0100V005073.

Мета й задачі досліджень. Основною метою дисертаційної роботи є встановлення режиму і механіки нового процесу технологічної обробки заморожених пельменів і вареників та розробка нових конструкцій технологічних машин для обробки заморожених вареників і пельменів з одночасною сепарацією сипкої суміші з борошна і крихт.

Для досягнення мети необхідно вирішити ряд взаємопов’язаних наукових задач, а саме:–

відтворити новий штучний режим руху і дослідити механіку вібраційної обробки заморожених напівфабрикатів у просторі між коливними, жорстко з’єднаними верхньою і нижньою пластинами;–

обґрунтувати технічну можливість здійснення вібраційної обробки заморожених вареників і пельменів разом із сепарацією сипкої суміші, що утворюється при цій обробці, в одній конструкції розробленої вібромашини;–

обґрунтувати параметри роботи вібраційної машини для обробки напівфабрикатів і фрикційну характеристику оброблюваних продуктів;–

установити і дослідити фазові кути зіткнень напівфабрикатів із верхньою і нижньою поверхнями робочого органу;–

установити і дослідити швидкості співударяння шару вареників або пельменів із пластинами робочого органу вібромашини;–

провести аналітичні дослідження етапів вібропереміщення нового штучного режиму і визначити швидкість вібропереміщення заморожених напівфабрикатів;–

порівняти отримані теоретичні залежності з результатами експериментальних досліджень;–

запропонувати конструктивні схеми і методику розрахунку параметрів вібромашин, розробити і впровадити дослідний зразок вібромашини для обробки заморожених вареників і пельменів, оцінити його економічну ефективність.

Об'єктом дослідження даної дисертаційної роботи є процес залишкової обробки заморожених вареників і пельменів.

Предметом дослідження є новий спосіб залишкової обробки заморожених напівфабрикатів та конструкція нової технологічної машини для обробки поверхонь заморожених вареників і пельменів і видалення з цих поверхонь борошна та крихт.

Методи дослідження. В дисертації для теоретичних досліджень використовувалися методи математичного моделювання для опису процесу віброобробки продукту; в експериментальних дослідженнях були використані методи фізичного моделювання, математичної вірогідності і статистики.

Наукова новизна отриманих результатів дисертаційної роботи полягає в наступному: –

вперше отримано і математично описано новий штучний режим вібраційного переміщення заморожених напівфабрикатів між верхньою і нижньою нахиленими до горизонту коливними пластинами;–

розроблено нову методику визначення межі інтенсивності коливань робочих поверхонь у процесі обробки заморожених напівфабрикатів і отримано формули для розрахунку швидкостей співударяння заморожених напівфабрикатів із верхньою і нижньою пластинами;–

запропоновано нову методику визначення фазових кутів у процесі переміщення шару заморожених пельменів або вареників уздовж робочого органу вібромашини;–

вперше визначено залежності фазових кутів зіткнення і падіння та середньої швидкості вібропереміщення шару пельменів або вареників від кінематичних і геометричних параметрів коливань робочих поверхонь пластин;

– запропоновано нову методику визначення розташування верхньої пластини робочого органу вібромашини відносно нижньої для встановлення потрібного режиму віброобробки та вібропереміщення заморожених пельменів або вареників.

Обґрунтованість і достовірність наукових положень, висновків і рекомендацій забезпечена використанням основних законів механіки, сучасних методів моделювання, дослідження і математичної обробки, результатами іспитів у виробничих умовах.

Наукове значення роботи полягає в обґрунтуванні й аналітичному описі нового режиму вібропереміщення заморожених вареників і пельменів між коливними верхньою і нижньою поверхнями, що можна використовувати для розробки аналогічних процесів вібраційного переміщення.

Практичне значення отриманих результатів полягає в розробці перспективних за техніко-експлуатаційними показниками конструкцій технологічних машин для вібраційної обробки заморожених напівфабрикатів з одночасною сепарацією борошна із сипкої суміші, частки якої здібні утворювати посилені адгезійні зв’язки. Запропоновано інженерну методику розрахунку робочих параметрів вібромашини для обробки заморожених пельменів і вареників.

На розроблені спосіб і вібромашину для обробки заморожених напівфабрикатів отримано патент України на винахід 47830 А за заявкою № 2001106704 від 01.10.2001 (Бюл. № 7 – 15.07.2002). Отримано патент України на винахід 47872 А за заявкою № 2001106988 від 15.10.2001 (Бюл. № 7 – 15.07.2002) на розроблені спосіб і пристрій для сепарації сипких матеріалів, які прийнятні для ефективного поєднання з процесом віброобробки заморожених напівфабрикатів в одній технологічній машині. Розроблена вібраційна машина впроваджена в пельменних цехах ЗАТ “Геркулес” і ВТК “Шахтер” м. Донецька.

Апробація дисертаційної роботи. Основні положення даної дисертаційної роботи і результати досліджень доповідалися й обговорювалися на міжнародних, всеукраїнських і міжвузівських науково-практичних конференціях: на щорічних конференціях ДонДУЕТ у 2000 р., 2001 р., 2002 р.; на 67-й науковій конференції молодих вчених, аспірантів і студентів в УДУХТ у 2001 р., м. Київ; на конференції “Прогресивні технології й удосконалювання процесів харчових виробництв” у ХДАТОХ, м. Харків, 2000 р.; на другій міжнародній науково-практичній конференції “Актуальні проблеми харчування: технологія й устаткування, організація й економіка”, м. Слов’яногірськ, 2001 р.; на міжнародній науковій конференції “Сучасні напрямки технології і механізації процесів переробних і харчових виробництв” у ХДТУСГ м. Харків, 2002 р.

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи в збірниках наукових праць, затверджених ВАК України, опубліковано 7 статей, 3 тези доповідей, отримано 2 патенти України на винахід.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, 5 розділів, висновків, списку використаних джерел із 112 найменувань, 4 додатків. Роботу викладено на 248 сторінках, вона містить 56 ілюстрацій.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету та задачі дослідження, визначено наукову новизну і практичне значення дисертації.

У першому розділі “Аналітичний огляд інформаційних джерел стосовно залишкової обробки заморожених напівфабрикатів” проаналізовано існуючі способи і технологічні машини для залишкової обробки заморожених пельменів і вареників, а саме: обробка в галтувальних барабанах і на вібраційних ситових машинах. Виявлено недоліки й обґрунтовано перспективи вдосконалення процесу залишкової обробки заморожених напівфабрикатів на коливній перфорованій поверхні. Проведено підбір способів сепарації вологої сипкої суміші, частки якої здібні утворювати посилені адгезійні зв’язки, на придатність до сполучення в одній технологічній машині разом із процесом віброобробки напівфаб-рикатів. Проведено аналітичний огляд існуючих режимів вібропереміщення на коливній поверхні, з якого випливає потреба у розробці нового режиму вібропереміщення заморожених пельменів і вареників для їхньої ефективної обробки. Проведено огляд досліджень фрикційних властивостей напівфабрикатів, необхідний для аналітичних досліджень руху продукту.

У другому розділі “Обґрунтування механіки процесу вібраційної обробки заморожених напівфабрикатів” запропоновано й обґрунтовано спосіб обробки заморожених пельменів і вареників у просторі між верхньою і перфорованою нижньою коливними поверхнями, які нерухомо зв’язані між собою (патент України на винахід 47830 А), що втілено у конструкції вібромашини, схема якої наведена на рис. 1.

Рис.1. Схема конструкції вібраційної машини для обробки заморожених напівфабрикатів: 1 – вібростіл, 2 – ресори, 3 – вібратор, 4 –робочий орган, 5 – каскад розділових пластин, 6 – перфорована пластина, 7– пластина, що відбиває, 8 – регулювальні гвинти, 9 – завантажувальний бункер, 10 – регулювальна заслінка для подачі з бункера, 11–основа, 12 – амортизаційні опори, 13, 14, 15 – приймальні ємності для оброблених напівфабрикатів, тістових крихт і борошна відповідно.

Вібраційна обробка заморожених напівфабрикатів здійснюється при їхньому вібропереміщенні у робочому органі 4, в який напівфабрикати потрапляють із завантажувального бункеру 9. Шар напівфабрикатів двічі в кожному періоді коливань співударяється з верхньою 7 і нижньою 6 пластинами. При цьому напівфабрикати інтенсивно взаємодіють між собою і робочими поверхнями пластин, завдяки чому борошно і крихти відділяються від поверхонь пельменів або вареників і через перфоровану пластину 6 потрапляють на дно робочого органу 4. Для завершення виробничого циклу у конструкції вібромашини одночасно з обробкою напівфабрикатів передбачена сепарація суміші з борошна і крихт при єдиних параметрах коливань робочого органу 4. На рис. 1 представлений варіант конструкції вібромашини відділення заморожених пельменів і вареників від борошна, в якій сепарація борошна та крихт здійснюється за новим способом, придатним для сипких мас, частки яких здібні утворювати посилені адгезійні зв’язки (патент України 47872 А). Суть способу полягає в тому, що тістові крихти, які важчі за частки борошна, при вібропереміщенні легше долають адгезійні зв’язки з коливною поверхнею дна робочого органу 4 та опір повітря у фазі польоту. Тому тістові крихти мають більшу, ніж частки борошна, висоту польоту над коливною поверхнею. Як наслідок, при вібропереміщенні тістові крихти потрапляють у фазі польоту на каскад пластин 5, розташований над коливною поверхнею на визначеній висоті, яка неприступна для легких часток борошна. Відстань між нижньою з пластин 5 і найближчою до неї перевищує рівні відстані між іншими верхніми пластинами. Якщо деякі крихти згідно траєкторії власного польоту не потраплять на ці верхні пластини, через співударяння об їхні нижні кромки і неробочі поверхні, то вони потраплять на саму нижню з пластин 5. Тобто пластини 5 розташовані так, що враховано будь-які траєкторії польоту крихт, завдяки чому крихти якісно витягаються з сипкої суміші.

У розділі обґрунтовано, що фрикційна характеристика напівфабрикатів, які утримують на своїй поверхні частки борошна, близька до фрикційної характеристики борошна, що підтверджено експериментальними вимірами кута статичного тертя заморожених напівфабрикатів.

У третьому розділі досліджувався запропонований режим вібропереміщення заморожених напівфабрикатів уздовж робочого органу вібромашини при їхній обробці. Шар напівфабрикатів був прийнятий за матеріальну точку, для якої на кожному етапі вібропереміщення в періоді коливань (політ від нижньої до верхньої пластини і назад, ковзання по пластинам) було побудовано схему сил, що діють на неї, і складено диференційні рівняння руху. З останніх для кожного етапу переміщення було отримано вирази для швидкостей і координат руху шару продукту.

Рівняння, з яких за заданими параметрами коливань і геометричними параметрами робочого органу за допомогою комп’ютерної програми Mathcad визначалися фазові кути співударяння напівфабрикатів із верхньою цс і нижньою цп пластинами, мають вигляд:

де – фазовий кут відриву напівфабрикатів від нижньої пластини;

А, щ – ?мплітуда і кутова частота коливань робочого органу;

ус – відстань між шаром напівфабрикатів і верхньою пластиною;

g – прискорення вільного падіння; ? – кут нахилу пластин до горизонту.

Графічні залежності фазових кутів співударяння з пластинами від параметрів коливань робочого органу побудовано в програмі Excel (рис..2 і рис..3). Вони свідчать про збільшення значень цс і цп при збільшенні значень ус і ?.

Отримано формули для визначення швидкостей співударяння шару напівфабрикатів з верхньою Vc й нижньою Vn пластинами:

де цg – фазовий кут відриву від верхньої пластини.

Графічні залежності швидкостей співударяння з пластинами, також побудовані в Excel (рис. 4 і рис. 5), свідчать про збільшення значень Vc і Vn при збільшенні значень А і зменшенні ?.

Середня швидкість вібропереміщення шару напівфабрикатів уздовж робочого органу була визначена через відношення суми переміщень уздовж робочого органу на етапах руху за період коливань до часу періоду коливань робочого органу. Було отримано вираз:

(5)

де с – кут тертя ковзання.

Графічні залежності швидкості вібропереміщення продукту від параметрів коливань робочого органу (рис. 6 і рис. 7) свідчать про майже рівномірне зростання швидкості вібропереміщення при зростанні А, уc, б.

Рис. 6 Середня швидкість вібропереміщення V шару заморожених напівфабрикатів у залежності від амплітуди коливань і кута нахилу пластин робочого органу при відстані між шаром продукту і верхньою пластиною, уc= 7*10-3 м.

Отримані аналітичні залежності дозволяють детально описати механіку і режим переміщення шару напівфабрикатів у робочому органі вібромашини, а також визначити необхідні параметри коливань для заданих кінематичних параметрів руху продукту.

У четвертому розділі “Експериментальні дослідження вібраційної обробки заморожених напівфабрикатів” для експериментального дослідження процесу переміщення шару напівфабрикатів у робочому органі вібромашини розроблено методику досліджень по визначенню середньої швидкості вібропереміщення, згідно з якою розроблено експериментальний стенд. Стенд включає зразок вібромашини відділення заморожених пельменів і вареників від борошна та стабілізований підсилювач і блок керування вібрацією СУПВ–01А для контролю параметрів коливань робочого органу.

Експериментальна швидкість вібропереміщення напівфабрикатів визначалась шляхом заміру часу, за який напівфабрикати проходять визначену відстань у робочому органі. При порівнянні отриманих результатів із теоретичними (рис. 7) відхилення в середньому не перевищувало 9 %.

Визначення максимально допустимої швидкості співударяння продукту з робочою пластиною проводилося шляхом вільного падіння окремих напівфабрикатів із необхідної для досягнення досліджуваної швидкості падіння VC висоти Н, яка визначалась за формулою:

Експеримент проводився до висоти, при падінні з якої на поверхню з досліджуваного матеріалу почали візуально спостерігатися ушкодження поверхонь напівфабрикатів. Таким чином визначалась допустима швидкість співударяння з поверхнею робочого органу. З урахуванням інтенсивності обробки вона не повинна перевищувати 1,8 м/с.

Рис. 7 Розрахункова V і експериментальна VЕК середні швидкості вібро-переміщення шару заморожених напівфабрикатів в залежності від відстані між шаром продукту і верхньою пластиною YС при амплітуді коливань робочого органу А=3,5*10-3 м.

Ефективність видалення борошна з поверхонь напівфабрикатів визначалась в залежності від швидкостей співударяння шару напівфабрикатів з верхньою і нижньою пластинами і кількості цих співударянь. Вилучена через нижню перфоровану пластину при обробці партії напівфабрикатів суміш з борошна і крихт сепарувалась на ситі № 43, а з поверхонь цих напівфабрикатів за допомогою щіток ретельно видалялись залишки борошна. Через відношення маси видаленого борошна при обробці на розробленій вібромашині до загальної маси борошна, яке піддається вилученню, визначалася ефективність видалення борошна при віброобробці. Графічні залежності (рис. 8) свідчать, що ефективність видалення борошна зростає із збільшенням значень швидкостей співударяння і кількості співударянь за цикл обробки до межі близько 90%.

Рис. 8 Технологічна ефективність видалення борошна в залежності від швидкості співударяння напівфабрикатів з верхньою пластиною при різній кількості співударянь з пластинами за цикл обробки.

У п’ятому розділі “Конструктивні розробки вібраційних машин для обробки заморожених напівфабрикатів і їхнє практичне застосування” на підставі теоретичних і експериментальних досліджень рекомендовано параметри роботи вібромашини: частота ? = 25 Гц, амплітуда А = 0,005 м, відстань між верхньою пластиною і шаром напівфабрикатів Yc = 0,008 м, кут нахилу обох пластин до горизонту ? = 300. Розроблено методику розрахунку розмірів робочого органу машини відділення заморожених пельменів і вареників від борошна, потужності вібропривода за заданою продуктивністю.

Довжина робочого органу L складає:

(7)

де V – швидкість вібропереміщення напівфабрикатів, яка визначається за

формулою (5);

- коефіцієнт, що враховує середнє відхилення відстані між шаром напівфабрикатів і верхньою пластиною YC від заданого, в середньому =1,2;

– коефіцієнт, який враховує відхилення швидкості вібропереміщення продукту від теоретичного значення (5), =1,09;

Z – задане чисто зіткнень за цикл обробки, яке приймається на підставі експериментальних досліджень (рис. 8);

– частота коливань робочого органу, Гц.

Продуктивність вібромашини відділення заморожених пельменів і вареників від борошна визначається за формулою:

(8)

b, c - ширина й висота площі поперечного перетину робочого органу, м;

– насипна щільність продукту, кг/м3;

Ш1 – коефіцієнт заповнення перетину робочого органу, з урахуванням відстані між шаром продукту і верхньою пластиною, що відбиває;

Ш2 – коефіцієнт заповнення площі поздовжнього перетину робочого органу.

Вібромашина відділення заморожених пельменів і вареників від борошна впроваджена у виробництво на ЗАТ “Геркулес” м. Донецька з економічним ефектом 12,1 тис. грн на рік, а також у ВТК “Шахтер” м. Донецька з економічним ефектом 1 тис. грн на рік (рис. 9).

Рис. 9 Машина відділення заморожених пельменів і вареників від борошна у пельменному цеху ВТК “Шахтер” м. Донецька.

ВИСНОВКИ

1. Аналіз інформаційних джерел дозволив визначити недосконалість і малу ефективність існуючих способів і машин для обробки заморожених напівфабрикатів, відсутність обґрунтування режимів переміщення заморожених пельменів і вареників у процесі їхньої обробки.

2. Розроблено новий спосіб вібраційної обробки заморожених вареників та пельменів між верхньою і нижньою робочими поверхнями і запропоновано варіанти конструкцій технологічних машин для його здійснення з одночасною сепарацією борошна та тістових крихт за новим способом сепарації за різницею висот польоту часток різних фракцій сипкої суміші і віброадгезійно-ситовим способом.

3. На підставі розробленої математичної моделі процесу вібраційної обробки заморожених пельменів і вареників досліджено механіку руху продукту, встановлено аналітичні залежності фазових кутів етапів переміщення продукту від параметрів коливань, отримано аналітичні вирази для визначення швидкостей співударяння напівфабрикатів з верхньою й нижньою пластинами робочого органу.

4. Створено новий сталий регулярний режим вібропереміщення заморожених напівфабрикатів між верхньою й нижньою пластинами, нахиленими до горизонту під кутом, який перевищує значення кута тертя ковзання. Цей режим забезпечує високу інтенсивність обробки напівфабрикатів завдяки гарантованим співударянням шару продукту з робочими поверхнями пластин в кожнім періоді коливань.

5. Уперше отримано залежності середньої швидкості вібропереміщення продукту і продуктивності вібромашини від геометричних і кінематичних параметрів коливань робочого органу.

6. Продуктивність розробленої вібромашини підвищується при збільшенні кута нахилу робочого органу до горизонту, відстані між шаром напівфабрикатів і верхньою пластиною й амплітуди коливань.

7. Технологічна ефективність видалення борошна з поверхонь напівфабрикатів підвищується при збільшенні кількості співударянь за цикл обробки продукту і швидкостей співударянь з пластинами до межі 1,8 м/с, при якій не ушкоджуються поверхні напівфабрикатів. При віброобробці видаляється близько 90% від маси борошна, яке можливо вилучити з поверхонь напівфабрикатів.

8. Експериментально підтверджено, що верхня пластина робочого органу генерує створений новий режим вібропереміщення напівфабрикатів і, при зміні свого положення щодо шару напівфабрикатів, дозволяє змінювати фазові кути і швидкості співударяння напівфабрикатів з пластинами, а також швидкість вібропереміщення, тим самим, регулюючи питому продуктивність і технологічну ефективність процесу віброобробки.

9. Розроблено робочі параметри машини для відділення заморожених вареників і пельменів від борошна: частота 25 Гц, амплітуда 0,005 м, відстань між верхньою пластиною і шаром напівфабрикатів 0,008 м, кут нахилу пластин до горизонту 300. Розроблено методику визначення продуктивності, розмірів робочого органу та розрахунку потужності привода вібромашини.

10. Розроблено й випробувано в лабораторних і виробничих умовах нову конструкцію технологічної машини відділення заморожених пельменів і вареників від борошна. Економічний ефект від впровадження даної вібромашини на підприємстві ЗАТ “Геркулес” м. Донецька склав 12,1 тис. грн на рік, а від впровадження на підприємстві ВТК “Шахтер” м. Донецька – 1 тис. грн на рік.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Фалько А-ей Л. Обоснование виброадгезионной сепарации на деке с отрицательным углом наклона. Зб. Наук. праць: Прогресивні технології та удосконалення процесів харчових виробництв, Харк. держ. акад. технол. та орг. харчування. – Харків, 2000 – Ч. 2.-С. 94 – 97.

2. Заплетніков І. М., Фалько О-ій Л. Теоретичне обґрунтування процесу розриву зв’язків між замороженими напівфабрикатами й обтрушування з них шару пересипного борошна. Темат. зб. наук. праць: Обладнання та технології харчових виробництв, Вип. 5. Донецький держ. унів. екон. і торг. ім. М. Туган – Барановського. – Донецьк, 2001. - С. 101 – 107.

Особистий внесок здобувача: запропоновано вібраційний спосіб обробки, який забезпечує найбільше використання сил інерції для розриву зв’язків між поверхнями напівфабрикатів і частками борошна.

3. Фалько О-ій Л. Аналітичний пошук оптимального режиму вібропереміщення заморожених напівфабрикатів у процесі їхньої обробки. Темат. зб. наук. праць: Обладнання та технології харчових виробництв, Вип. 6. Донецький держ. унів. екон. і торгівлі – Донецьк, 2001. - С. 44 – 50.

4. Заплетніков І.М., Фалько О-ій Л. Визначення швидкостей руху заморожених напівфабрикатів при їхній віброударній обробці. Темат. зб. наук. праць: Обладнання та технології харчових виробництв, Вип. 7. Донецький держ. унів. екон. і торгівлі – Донецьк, 2002. - С. 210 – 215.

Особистий внесок здобувача: проведено аналітичні дослідження фазових кутів відриву, співударяння і падіння шару заморожених напівфабрикатів (вареників чи пельменів), запропоновано методику визначення середньої швидкості вібропереміщення продукту уздовж робочого органу.

5. Заплетников И.Н., Фалько А-ей Л. Экспериментальные исследования процесса перемещения замороженных полуфабрикатов в машине для их виброударной обработки. Наукове видання: вісник Харк. держ. техн. унів. сільськ. госп. - Вип. 9. - Харків, 2001. - С. 151 – 155.

Особистий внесок здобувача: запропоновано загальну методику проведення експериментальних досліджень по визначенню швидкості переміщення продукту та проведено експериментальні дослідження.

6. Фалько А-ей Л. Определение скоростей соударения замороженных полуфабрикатов в процессе их виброударной обработки. Наукове видання: вісник Харк. держ. техн. унів. сільськ. госп. - Вип. 9. - Харків, 2001. - С. 156 – 160.

7. Фалько О-ій Л. Теоретичне визначення швидкостей співударяння заморожених напівфабрикатів у процесі їхньої віброударної обробки. Темат. зб. наук. праць: Обладнання та технології харчових виробництв, Вип. 7. Донецьк: ДонДУЕТ, 2002. - С. 273 – 278.

8. Фалько О-ій Л. Обгрунтування конструкції і режиму роботи вібраційної машини для обробки заморожених напівфабрикатів. Тези допов. на міжнарод. наук.-техніч. конф. “Актуальні проблеми харчування: технологія та обладнання, організація і економіка”, 2001 р., м. Слов’яногірськ. Донецький держ. унів. екон. і торгівлі ім. М. Туган-Барановського. – Донецьк, 2001- С. 77 – 79.

9. Асп. Фалько О-ій Л., керівник Заплетніков І.М. Вібраційна машина для обробки заморожених напівфабрикатів. Тези 67-ї наукової конференції молодих вчених, аспірантів та студентів, № 46, Ч.2., УДУХТ, Київ, 2001.-С. 59. .

Особистий внесок здобувача: запропоновано спосіб і схему конструкції машини для вібраційної обробки заморожених вареників і пельменів.

10. А-ей Л. Фалько. Обоснование режима и механики процесса вибрационной обработки замороженных полуфабрикатов. Тези допов. на міжнарод. наук.-метод. конф., присвяченої 35-річчю академії, ХДАТОХ, Харків, 2002 р. - С. 134 – 135.

11. Патент 47830 А (UA). Спосіб обробки заморожених напівфабрикатів і пристрій для його здійснення. / Фалько О-ій Л. – Бюл. № 7. - 2002.

12. Патент 47872 А (UA). Спосіб сепарації сипучих матеріалів під дією коливань і пристрій для його здійснення. /Фалько О-ій Л. – Бюл. № 7. - 2002.

АНОТАЦІЯ

Фалько О-ій Л. Обґрунтування параметрів та розробка машини відділення заморожених пельменів і вареників від борошна. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.12 – процеси та обладнання харчових, мікробіологічних і фармацевтичних виробництв. – Донецький державний університет економіки і торгівлі Міністерства освіти і науки України, Донецьк, 2003.

Дисертація присвячена обґрунтуванню, розробці і дослідженню нового способу вібраційної обробки заморожених напівфабрикатів і технологічної машини, побудованої на його основі, удосконаленню конструкції даної машини. Машина виконує функції шліфування поверхонь вареників і пельменів, видалення з цих поверхонь борошна і тістових крихт, а також виділення чистої фракції борошна для повторного використання у виробництві. Виведено аналітично і підтверджено експериментально залежності питомої продуктивності і технологічної ефективності розробленої вібромашини від кінематичних і геометричних параметрів коливань робочого органу. Теоретично обґрунтовано й експериментально підтверджено високі техніко-експлуатаційні показники і перспективність розробленої вібромашини, яка впроваджена у виробництво.

Ключові слова: пельмені, вареники, виробництво пельменів, вібромашина.

АННОТАЦИЯ

Фалько А-ей Л. Обоснование параметров и разработка машины отделения замороженных пельменей и вареников от муки. – Рукопись. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.18.12 – процессы и оборудование пищевых, микробиологических и фармацевтических производств. – Донецкий государственный университет экономики и торговли Министерства образования и науки Украины, Донецк, 2003.

Диссертация посвящена обоснованию, разработке и исследованию нового способа вибрационной обработки замороженных полуфабрикатов и технологической машины, построенной на его основе, усовершенствованию конструкции данной машины. Машина выполняет функции шлифования поверхностей вареников и пельменей, удаления с этих поверхностей муки и тестовых крошек, а также выделения чистой фракции муки для повторного использования в производстве. Выведены аналитически и подтверждены экспериментально зависимости средней скорости виброперемещения продукта и удельной производительности вибромашины от кинематических и геометрических параметров колебаний рабочего органа. Обоснована и экспериментально подтверждена зависимость технологической эффективности разработанной вибромашины от скоростей соударения полуфабрикатов с верхней и нижней колеблющимися пластинами рабочего органа. Разработан новый режим виброперемещения полуфабрикатов между вертикально колеблющимися верхней и нижней плоскими поверхностями. Предложена экспериментальная методика определения предельно допустимых скоростей соударения замороженных полуфабрикатов с пластинами рабочего органа вибромашины. Предложен и научно обоснован новый способ сепарации (по признаку разности высот полета частиц фракций) связных сыпучих масс с резко выраженными адгезионными и аутогезионными свойствами. Этот способ применим для сепарации сыпучей массы из муки и крошек, извлекаемой при виброобработке полуфабрикатов, при протекании обоих процессов одновременно в одной технологической машине под действием одного вибропривода. Использование новой вибромашины для обработки замороженных полуфабрикатов в производстве подтвердило её эффективность и правильность выбранных параметров и режимов.

Ключевые слова: пельмени, вареники, производство пельменей, вибромашина.

ANNOTATION

Falko A.L. Argumentation of parameters and designing the machine for separation the frozen ravioli and pel'meni from a flour. – Manuscript. Thesis for candidate’s degree by speciality 05.18.12 – processes and equipment for food, microbiological and pharmaceutical production. – Donetsk State University of Economy and Trade of the Ministry of Education and Sciences of Ukraine, Donetsk, 2003.

The thesis is devoted to a scientific justification, constructing and research of a new way of vibration handling of the frozen semifinished items and technological machine constructed on its basis, and improvement of a construction of the given machine. The machine executes functions of grinding of surfaces of the frozen semifinished food items, removal from these surfaces of a flour both admixtures, and selection of a pure fraction of a flour for a reuse in manufacture. Are deduced analytically and the dependences of specific productivity and technological efficiency the designed vibration machine from kinematic and geometrical parameters of oscillations of an end-effector are confirmed experimentally. Are theoretically justified and experimentally high operation indexes and perspective the designed vibration machine are confirmed.

Key words: pel'meni, manufacture of pel'meni, еhe vibration machine.