DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2024.10(41).2.113-122
Обґрунтування конструкції аеродинамічного сепаратора для очищення відходів насіннєвої суміші соняшника
Об авторах
В.С. Кошулько, доцент, кандидат технічних наук, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Дніпро, Україна, e-mail: vitaliykoshulko@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-0744-6318
І.М. Кудрявцев, здобувач вищої освіти на третьому рівні, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Дніпро, Україна
Анотація
Метою досліджень є обґрунтування конструктивно-технологічної схеми аеродинамічного сепаратора для очищення відходів насіннєвої суміші соняшника, який забезпечує розділення подовжених часток за питомою вагою та морфометричними характеристиками. Це досягається шляхом зміни формування псевдорозріджених шарів і послідовності використання принципів генерації псевдорозрідженого текучого середовища.
Запропоновано спосіб сепарації сипучої суміші у двостадійному середовищі, що включає гравітаційну подачу частинок, зростаючий віброінерційний вплив, генерацію псевдорозрідженого середовища та відвід щільних фракцій. Друга стадія включає сепарацію із послідовним застосуванням віброінерційного та пневматичного способів генерації псевдорозріджених середовищ, використання завислого шару і створення шару низької концентрації. Обґрунтовано конструктивно-технологічну схему сепаратора колонного типу. Чисельне моделювання процесу сепарації компонентів насіннєвих відходів у камері розрідження дозволило визначити траєкторії руху та розподіл компонентів. Отримані залежності відстані між піками розподілів лушпиння та дрібних частинок (Δy) від ефективного діаметра (Dp), швидкості подачі (Va) і радіуса кривизни верхньої грані камери (R). Раціональні значення факторів: для Dp = 0,005 м → Va = 3,21 м/с, R = 0,055 м; для Va = 0,010 м → Va = 3,35 м/с, R = 0,056 м; для Dp = 0,015 м → Va = 3,49 м/с, R = 0,054 м. Середнє значення відстані між піками розподілів Δy = 0,443 м.
На основі моделювання та обґрунтованих параметрів створено експериментальний зразок аеродинамічного сепаратора колонного типу, який впроваджено у виробництво ТОВ «НВО «Сортувальні машини».
Ключові слова
корм, пресування, стиснення, чисельне моделювання, лабораторні дослідження, змішування, тиск, параметри, фізико-механічні властивості, ефективність
Повний текст:
PDF
Посилання
1. Kudryavtsev, I.M., Lutsenko, M.V., & Chursinov, Yu.O. (2022) Tekhniko-ekonomichne obgruntuvannya dotsilʹnosti sortuvannya vidkhodiv zernovykh ta oliynykh kulʹtur [Feasibility study of the feasibility of sorting grain and oilseed waste]. Science, Innovation Technologies. 2(22): 61–67. DOI: 10.35668/2520-6524-2022-2-08. [in Ukrainian].
2. Aliiev, E.B. (2019). Fizyko-matematychni modeli protsesiv pretsyziynoyi separatsiyi nasinnyevoho materialu sonyashnyku: monohrafiya [Physical and mathematical models of processes of precision separation of sunflower seed material: monograph]. Zaporizhzhia: STATUS. 196 p. [in Ukrainian].
3. Aliiev, E.B., Patsula, O.M., & Hrytsenko, V.T. (2017). Tekhnolohiya kompleksnoyi bezvidkhidnoyi pererobky makukhy z nasinnya oliynykh kulʹtur z oderzhannyam vysokoyakisnykh povnotsinnykh proteyinovykh dobavok u vyhlyadi pelet ta tverdoho biopalyva: Naukovo-metodychni rekomendatsiyi. [Technology of complex waste-free processing of oilseed cake with the production of high-quality complete protein additives in the form of pellets and solid biofuel: Scientific and methodological recommendations]. Institute of Oilseeds of the National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine. Electronic analogue of the printed edition (e-book). Zaporizhzhia: STATUS. 96 p. [in Ukrainian].
4. Bogomolov, O.V., Zavgorodniy, O.I., Olshanskyi, V.P., & Bogomolov, O.O. (2019). Do pytannya separatsiyi zernovykh sumishey za sukupnistyu pruzhnykh ta aerodynamichnykh vlastyvostey [On the issue of separation of grain mixtures by the combination of elastic and aerodynamic properties]. Modern directions of technology and mechanization of processing and food production: Bulletin of the Petro Vasylenko Kharkiv National Technical University of Agriculture. 207: 5–11. [in Ukrainian].
5. Kozachenko, O.V., Bakum, M.V., Mykhaylov, A.D., Krekot, M.M., Chala, O.S., & Zavgorodniy, O.I. (2023). Pidvyshchennya posivnykh vlastyvostey nasinnya safloru krasylʹnoho na vibratsiyniy nasinnyeochysniy mashyni [Improving the sowing properties of dye safflower seeds using a vibrating seed cleaning machine]. Central Ukrainian Scientific Bulletin. Technical Sciences. 7 (38), II: 83–90. DOI: 10.32515/2664-262X.2023.7(38).2.83-90 [in Ukrainian].
6. Kotov, B., Stepanenko, S., Tsurkan, O., Hryshchenko, V., Pantsyr, Y., Garasymchuk, I., Spirin, & A., Kupchuk, I. (2023). Fractioning of grain materials in the vertical ring air channel during electric field imposition. Przeglad Elektrotechniczny. 99 (1): 100–104. DOI: 10.15199/48.2023.01.19
7. Shapiro, M., & Galperin, V. (2005). Air classification of solid particles: a review. Chemical Engineering and Processing. Process Intensification. 44 (2): 279–285. DOI: 10.1016/j.cep.2004.02.022
8. Aarabi, M.J., & Ebrahimi, R. (2017). Pneumatic separation of mami cultivar almond (prunus amygdalus) kernel from cracked shell. Journal of Experimental Biology and Agricultural Sciences. 5(4). DOI: 10.18006/2017.5(4).573.577
9. Aderinlewo, A.A. (2011). Mathematical modelling of pneumatic cleaning of cowpea (Vigna unguiculata (L). Walp). A Thesis in the Department of Agricultural and Environmental Engineering, Submitted to the Faculty of Technology in partial fulfilment of the requirements for the Degree of Doctor of Philosophy of the University of Ibadan. 194 p.
10. Aliev, E.B., Bandura, V.M., Pryshliak, V.M., Yaropud, V.M., & Trukhanska, O.O. (2018). Modeling of mechanical and technological processes of the agricultural industry. INMATEH – Agricultural Engineering. 54 (1): 95–104.
11. Sukhin, V.S., & Chornobay, I.V. (2016). Patent for utility model No. 105850. Sposib separatsiyi sypuchoyi sumishi u tekuchomu seredovyshchi [Method of separation of bulk mixture in a fluid medium]. Applicant: Sukhin V.S., Chornobay I.V., No. u201508819. Appl. 09/14/2015. Publ. 04/11/2016, Bulletin No. 7/2016 [in Ukrainian].
12. Bardadym, V.K., Bardadym, B.O., Kudryavtsev, M.I., & Yaroshin, V.P. (2020). Patent for utility model No. 145744. Aerodynamichnyy separator kolonnoho typu dlya tonkoho ochyshchennya nasinnyevykh materialiv [Aerodynamic column-type separator for fine cleaning of seed materials]. Applicant: Bardadym V.K., Bardadym B.O., Kudryavtsev M.I., Yaroshin V.P., No. u202006728. Appl. 10/20/2020. Publ. 12/28/2020, Bulletin No. 24/2020 [in Ukrainian].
13. DSTU 7011:2009. Sonyashnyk. Tekhnichni umovy [Sunflower. Technical conditions]. Kyiv, UA: Derzhspozhyvstandart of Ukraine. Effective from 27.04.2010. 8 p [in Ukrainian].
14. DSTU 7123:2009. Lushpynnya sonyashnyku. Tekhnichni umovy [Sunflower husks. Technical conditions]. Kyiv: State Consumer Standard of Ukraine. Effective from 28.12.2009. 8 p. [in Ukrainian].
15. Kudryavtsev I.M. (2023). Copyright for official work No. 121609. Broshura «Mashyna sortuvalʹna dlya sypuchykh materialiv SS-012. Nastanovy z ekspluatatsiyi» [Brochure "Sorting machine for bulk materials SS-012. Operating instructions"]. Applicant: Limited Liability Company "Scientific and Production Association "Sorting Machines". Application. 06.12.2023. Publ. 29.12.2023, Bulletin No. 78.
Пристатейна бібліографія ГОСТ
1. Кудрявцев І.М., Луценко М.В, Чурсінов Ю.О. Техніко-економічне обґрунтування доцільності сортування відходів зернових та олійних культур. Наука, технології інновації. 2022. 2(22): 61–67. DOI: 10.35668/2520-6524-2022-2-08.
2. Алієв Е.Б. Фізико-математичні моделі процесів прецизійної сепарації насіннєвого матеріалу соняшнику: монографія. Запоріжжя: СТАТУС. 2019. 196 с.
3. Алієв Е.Б., Пацула О.М., Гриценко В.Т. Технологія комплексної безвідхідної переробки макухи з насіння олійних культур з одержанням високоякісних повноцінних протеїнових добавок у вигляді пелет та твердого біопалива: Науково-методичні рекомендації. Інститут олійних культур Національної академії аграрних наук України. Електронний аналог друкованого видання (електронна книга). Запоріжжя: СТАТУС. 2017. 96 с.
4. Богомолов О.В., Завгородній О.І., Ольшанський В.П., Богомолов О.О. До питання сепарації зернових сумішей за сукупністю пружних та аеродинамічних властивостей. Сучасні напрямки технології та механізації переробних і харчових виробництв: Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка. 2019. 207: 5–11.
5. Козаченко О.В., Бакум М.В., Михайлов А.Д., Крекот М.М., Чала О.С., Завгородній О.І. Підвищення посівних властивостей насіння сафлору красильного на вібраційній насіннєочисній машині. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2023. 7 (38), ІІ: 83–90. DOI: 10.32515/2664-262X.2023.7(38).2.83-90
6. Kotov B., Stepanenko S., Tsurkan O., Hryshchenko V., Pantsyr Y., Garasymchuk I., Spirin A., Kupchuk I. Fractioning of grain materials in the vertical ring air channel during electric field imposition. Przeglad Elektrotechniczny. 2023. 99 (1): 100–104. DOI: 10.15199/48.2023.01.19
7. Shapiro M., Galperin V. Air classification of solid particles: a review. Chemical Engineering and Processing. Process Intensification. 2005. 44 (2): 279–285. DOI: 10.1016/j.cep.2004.02.022
8. Aarabi M.J., Ebrahimi R. Pneumatic separation of mami cultivar almond (prunus amygdalus) kernel from cracked shell. Journal of Experimental Biology and Agricultural Sciences. 2017. 5(4). DOI: 10.18006/2017.5(4).573.577
9. Aderinlewo A.A. Mathematical modelling of pneumatic cleaning of cowpea (Vigna unguiculata (L). Walp). A Thesis in the Department of Agricultural and Environmental Engineering, Submitted to the Faculty of Technology in partial fulfilment of the requirements for the Degree of Doctor of Philosophy of the University of Ibadan. 2011. 194 p.
10. Aliev E.B., Bandura V.M., Pryshliak V.M., Yaropud V.M., Trukhanska O.O. Modeling of mechanical and technological processes of the agricultural industry. INMATEH – Agricultural Engineering. 2018. 54 (1): 95–104.
11. Сухін В.С., Чорнобай І.В. Патент на корисну модель №105850. Спосіб сепарації сипучої суміші у текучому середовищі. Заявник: Сухін В.С., Чорнобай І.В., № u201508819. Заявл. 14.09.2015. Опубл. 11.04.2016, бюл. № 7/2016.
12. Бардадим В.К., Бардадим Б.О., Кудрявцев М.І., Ярошін В.П. Патент на корисну модель №145744. Аеродинамічний сепаратор колонного типу для тонкого очищення насіннєвих матеріалів. Заявник: Бардадим В.К., Бардадим Б.О., Кудрявцев М.І., Ярошін В.П., № u202006728. Заявл. 20.10.2020. Опубл. 28.12.2020, бюл. № 24/2020.
13. ДСТУ 7011:2009. Соняшник. Технічні умови. Київ, UA: Держспоживстандарт України. Чинний від 27.04.2010. 8 с.
14. ДСТУ 7123:2009. Лушпиння соняшнику. Технічні умови. Київа: Держспоживстандарт України. Чинний від 28.12.2009. 8 с.
15. Кудрявцев І.М. Авторське право на службовий твір №121609. Брошура «Машина сортувальна для сипучих матеріалів СС-012. Настанови з експлуатації». Заявник: Товариство з обмеженою відповідальністю «Науково-виробниче об'єднання «Сортувальні машини». Заявл. 06.12.2023. Опубл. 29.12.2023, бюл. № 78.
Copyright (c) 2024 В.С. Кошулько, І.М. Кудрявцев
Обґрунтування конструкції аеродинамічного сепаратора для очищення відходів насіннєвої суміші соняшника
Об авторах
В.С. Кошулько, доцент, кандидат технічних наук, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Дніпро, Україна, e-mail: vitaliykoshulko@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-0744-6318
І.М. Кудрявцев, здобувач вищої освіти на третьому рівні, Дніпровський державний аграрно-економічний університет, Дніпро, Україна
Анотація
Ключові слова
Повний текст:
PDFПосилання
1. Kudryavtsev, I.M., Lutsenko, M.V., & Chursinov, Yu.O. (2022) Tekhniko-ekonomichne obgruntuvannya dotsilʹnosti sortuvannya vidkhodiv zernovykh ta oliynykh kulʹtur [Feasibility study of the feasibility of sorting grain and oilseed waste]. Science, Innovation Technologies. 2(22): 61–67. DOI: 10.35668/2520-6524-2022-2-08. [in Ukrainian].
2. Aliiev, E.B. (2019). Fizyko-matematychni modeli protsesiv pretsyziynoyi separatsiyi nasinnyevoho materialu sonyashnyku: monohrafiya [Physical and mathematical models of processes of precision separation of sunflower seed material: monograph]. Zaporizhzhia: STATUS. 196 p. [in Ukrainian].
3. Aliiev, E.B., Patsula, O.M., & Hrytsenko, V.T. (2017). Tekhnolohiya kompleksnoyi bezvidkhidnoyi pererobky makukhy z nasinnya oliynykh kulʹtur z oderzhannyam vysokoyakisnykh povnotsinnykh proteyinovykh dobavok u vyhlyadi pelet ta tverdoho biopalyva: Naukovo-metodychni rekomendatsiyi. [Technology of complex waste-free processing of oilseed cake with the production of high-quality complete protein additives in the form of pellets and solid biofuel: Scientific and methodological recommendations]. Institute of Oilseeds of the National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine. Electronic analogue of the printed edition (e-book). Zaporizhzhia: STATUS. 96 p. [in Ukrainian].
4. Bogomolov, O.V., Zavgorodniy, O.I., Olshanskyi, V.P., & Bogomolov, O.O. (2019). Do pytannya separatsiyi zernovykh sumishey za sukupnistyu pruzhnykh ta aerodynamichnykh vlastyvostey [On the issue of separation of grain mixtures by the combination of elastic and aerodynamic properties]. Modern directions of technology and mechanization of processing and food production: Bulletin of the Petro Vasylenko Kharkiv National Technical University of Agriculture. 207: 5–11. [in Ukrainian].
5. Kozachenko, O.V., Bakum, M.V., Mykhaylov, A.D., Krekot, M.M., Chala, O.S., & Zavgorodniy, O.I. (2023). Pidvyshchennya posivnykh vlastyvostey nasinnya safloru krasylʹnoho na vibratsiyniy nasinnyeochysniy mashyni [Improving the sowing properties of dye safflower seeds using a vibrating seed cleaning machine]. Central Ukrainian Scientific Bulletin. Technical Sciences. 7 (38), II: 83–90. DOI: 10.32515/2664-262X.2023.7(38).2.83-90 [in Ukrainian].
6. Kotov, B., Stepanenko, S., Tsurkan, O., Hryshchenko, V., Pantsyr, Y., Garasymchuk, I., Spirin, & A., Kupchuk, I. (2023). Fractioning of grain materials in the vertical ring air channel during electric field imposition. Przeglad Elektrotechniczny. 99 (1): 100–104. DOI: 10.15199/48.2023.01.19
7. Shapiro, M., & Galperin, V. (2005). Air classification of solid particles: a review. Chemical Engineering and Processing. Process Intensification. 44 (2): 279–285. DOI: 10.1016/j.cep.2004.02.022
8. Aarabi, M.J., & Ebrahimi, R. (2017). Pneumatic separation of mami cultivar almond (prunus amygdalus) kernel from cracked shell. Journal of Experimental Biology and Agricultural Sciences. 5(4). DOI: 10.18006/2017.5(4).573.577
9. Aderinlewo, A.A. (2011). Mathematical modelling of pneumatic cleaning of cowpea (Vigna unguiculata (L). Walp). A Thesis in the Department of Agricultural and Environmental Engineering, Submitted to the Faculty of Technology in partial fulfilment of the requirements for the Degree of Doctor of Philosophy of the University of Ibadan. 194 p.
10. Aliev, E.B., Bandura, V.M., Pryshliak, V.M., Yaropud, V.M., & Trukhanska, O.O. (2018). Modeling of mechanical and technological processes of the agricultural industry. INMATEH – Agricultural Engineering. 54 (1): 95–104.
11. Sukhin, V.S., & Chornobay, I.V. (2016). Patent for utility model No. 105850. Sposib separatsiyi sypuchoyi sumishi u tekuchomu seredovyshchi [Method of separation of bulk mixture in a fluid medium]. Applicant: Sukhin V.S., Chornobay I.V., No. u201508819. Appl. 09/14/2015. Publ. 04/11/2016, Bulletin No. 7/2016 [in Ukrainian].
12. Bardadym, V.K., Bardadym, B.O., Kudryavtsev, M.I., & Yaroshin, V.P. (2020). Patent for utility model No. 145744. Aerodynamichnyy separator kolonnoho typu dlya tonkoho ochyshchennya nasinnyevykh materialiv [Aerodynamic column-type separator for fine cleaning of seed materials]. Applicant: Bardadym V.K., Bardadym B.O., Kudryavtsev M.I., Yaroshin V.P., No. u202006728. Appl. 10/20/2020. Publ. 12/28/2020, Bulletin No. 24/2020 [in Ukrainian].
13. DSTU 7011:2009. Sonyashnyk. Tekhnichni umovy [Sunflower. Technical conditions]. Kyiv, UA: Derzhspozhyvstandart of Ukraine. Effective from 27.04.2010. 8 p [in Ukrainian].
14. DSTU 7123:2009. Lushpynnya sonyashnyku. Tekhnichni umovy [Sunflower husks. Technical conditions]. Kyiv: State Consumer Standard of Ukraine. Effective from 28.12.2009. 8 p. [in Ukrainian].
15. Kudryavtsev I.M. (2023). Copyright for official work No. 121609. Broshura «Mashyna sortuvalʹna dlya sypuchykh materialiv SS-012. Nastanovy z ekspluatatsiyi» [Brochure "Sorting machine for bulk materials SS-012. Operating instructions"]. Applicant: Limited Liability Company "Scientific and Production Association "Sorting Machines". Application. 06.12.2023. Publ. 29.12.2023, Bulletin No. 78.
Пристатейна бібліографія ГОСТ
1. Кудрявцев І.М., Луценко М.В, Чурсінов Ю.О. Техніко-економічне обґрунтування доцільності сортування відходів зернових та олійних культур. Наука, технології інновації. 2022. 2(22): 61–67. DOI: 10.35668/2520-6524-2022-2-08.
2. Алієв Е.Б. Фізико-математичні моделі процесів прецизійної сепарації насіннєвого матеріалу соняшнику: монографія. Запоріжжя: СТАТУС. 2019. 196 с.
3. Алієв Е.Б., Пацула О.М., Гриценко В.Т. Технологія комплексної безвідхідної переробки макухи з насіння олійних культур з одержанням високоякісних повноцінних протеїнових добавок у вигляді пелет та твердого біопалива: Науково-методичні рекомендації. Інститут олійних культур Національної академії аграрних наук України. Електронний аналог друкованого видання (електронна книга). Запоріжжя: СТАТУС. 2017. 96 с.
4. Богомолов О.В., Завгородній О.І., Ольшанський В.П., Богомолов О.О. До питання сепарації зернових сумішей за сукупністю пружних та аеродинамічних властивостей. Сучасні напрямки технології та механізації переробних і харчових виробництв: Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка. 2019. 207: 5–11.
5. Козаченко О.В., Бакум М.В., Михайлов А.Д., Крекот М.М., Чала О.С., Завгородній О.І. Підвищення посівних властивостей насіння сафлору красильного на вібраційній насіннєочисній машині. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. 2023. 7 (38), ІІ: 83–90. DOI: 10.32515/2664-262X.2023.7(38).2.83-90
6. Kotov B., Stepanenko S., Tsurkan O., Hryshchenko V., Pantsyr Y., Garasymchuk I., Spirin A., Kupchuk I. Fractioning of grain materials in the vertical ring air channel during electric field imposition. Przeglad Elektrotechniczny. 2023. 99 (1): 100–104. DOI: 10.15199/48.2023.01.19
7. Shapiro M., Galperin V. Air classification of solid particles: a review. Chemical Engineering and Processing. Process Intensification. 2005. 44 (2): 279–285. DOI: 10.1016/j.cep.2004.02.022
8. Aarabi M.J., Ebrahimi R. Pneumatic separation of mami cultivar almond (prunus amygdalus) kernel from cracked shell. Journal of Experimental Biology and Agricultural Sciences. 2017. 5(4). DOI: 10.18006/2017.5(4).573.577
9. Aderinlewo A.A. Mathematical modelling of pneumatic cleaning of cowpea (Vigna unguiculata (L). Walp). A Thesis in the Department of Agricultural and Environmental Engineering, Submitted to the Faculty of Technology in partial fulfilment of the requirements for the Degree of Doctor of Philosophy of the University of Ibadan. 2011. 194 p.
10. Aliev E.B., Bandura V.M., Pryshliak V.M., Yaropud V.M., Trukhanska O.O. Modeling of mechanical and technological processes of the agricultural industry. INMATEH – Agricultural Engineering. 2018. 54 (1): 95–104.
11. Сухін В.С., Чорнобай І.В. Патент на корисну модель №105850. Спосіб сепарації сипучої суміші у текучому середовищі. Заявник: Сухін В.С., Чорнобай І.В., № u201508819. Заявл. 14.09.2015. Опубл. 11.04.2016, бюл. № 7/2016.
12. Бардадим В.К., Бардадим Б.О., Кудрявцев М.І., Ярошін В.П. Патент на корисну модель №145744. Аеродинамічний сепаратор колонного типу для тонкого очищення насіннєвих матеріалів. Заявник: Бардадим В.К., Бардадим Б.О., Кудрявцев М.І., Ярошін В.П., № u202006728. Заявл. 20.10.2020. Опубл. 28.12.2020, бюл. № 24/2020.
13. ДСТУ 7011:2009. Соняшник. Технічні умови. Київ, UA: Держспоживстандарт України. Чинний від 27.04.2010. 8 с.
14. ДСТУ 7123:2009. Лушпиння соняшнику. Технічні умови. Київа: Держспоживстандарт України. Чинний від 28.12.2009. 8 с.
15. Кудрявцев І.М. Авторське право на службовий твір №121609. Брошура «Машина сортувальна для сипучих матеріалів СС-012. Настанови з експлуатації». Заявник: Товариство з обмеженою відповідальністю «Науково-виробниче об'єднання «Сортувальні машини». Заявл. 06.12.2023. Опубл. 29.12.2023, бюл. № 78.
Copyright (c) 2024 В.С. Кошулько, І.М. Кудрявцев