Вестник МГТУ. 2017, том 20, № 3.

Вестник МГТУ. 2017. Т. 20, № 3. С. 533–540. DOI: 10.21443/1560-9278-2017-20-3-533-540 533 УДК 664-405 Г. В. Алексеев, Е. С. Сергачева, А. Г. Леу, М. В. Гончаров Оценка работоспособности новых рабочих органов оболочечного типа для очистки и измельчения пищевого сырья Дается аналитическая оценка эффективности работы новых рабочих органов для совершенствования оборудования, обеспечивающего наиболее полную сохраняемость полезных пищевых веществ при изготовлении разного рода пищевых продуктов. Актуальность рассматриваемым вопросам придают постоянно сокращающиеся ресурсы пищевого сырья. В таких условиях потери пищевых веществ в процессе выработки продуктов питания, особенно на стадиях его очистки и измельчения, становятся совершенно недопустимыми. Это важно, так как именно в приповерхностных зонах, непосредственно примыкающих к оболочкам или кожуре поставляемого на переработку сырья, содержится значительная часть таких веществ. Подобная картина наблюдается у некоторых видов нетрадиционного сырья, все чаще вовлекаемого в процесс производства пищевой продукции, например у люпина и амаранта. Затронутая проблема заставила разработчиков технологического оборудования искать пути снижения толщины удаляемого с поверхности обрабатываемого сырья слоя. Это, в частности, стало доступно при использовании абразивного инструмента, у которого подложкой для крепления абразивного зерна являются эластичные материалы, позволяющие достаточно точно воспроизводить форму обрабатываемой поверхности. Развитие и внедрение такого рода рабочих органов затруднено из-за отсутствия расчетной базы для их производства. Ключевые слова: оценка эффективности, совершенствование оборудования, сохраняемость полезных пищевых веществ, технологическое оборудование, абразивный инструмент, эластичный материал, нетрадиционное сырье. Введение Проблема замены устаревшего оборудования на пищевых производствах неожиданно обострилась в последние годы в связи с необходимостью выполнения предъявляемых к нему требований по импортозамещению. В этих условиях потребовались принципиально новые подходы к совершенствованию традиционно применяемых машин и комплектующих их рабочих органов. Разработчики некоторых видов современного технологического оборудования в пищевых производствах пробуют использовать рабочие органы оболочечного типа, в которых эластичный рабочий элемент размещен на подкрепляющих опорах. Такого типа рабочие органы применяют для абразивной обработки при снятии жучков с некоторых видов промысловых рыб, например, ставриды или растительного сырья, в том числе нетрадиционного, такого как люпин или амарант [1]. Сечение рабочего органа в продольной плоскости симметрии показано на рис. 1, на котором изображен эластичный терочный элемент, размещенный на подкрепляющих ребрах жесткости. Рис. 1. Принципиальная схема технологического рабочего органа оболочечного типа: 1 – ребро жесткости; 2 – эластичный терочный элемент Fig. 1. The schematic diagram of a shell-type process tool: 1 – the stiffening plate; 2 – the elastic grating element Для успешной эксплуатации такого типа рабочих органов, нагрузка на цилиндрическую поверхность которых зависит от геометрии обрабатываемого продукта, режимов обработки и физико-механических свойств самого материала оболочки, требуется создавать некоторое избыточное давление внутрь цилиндра. С этой целью необходимо проанализировать характер нагруженности внешней поверхности рабочего органа. Материалы и методы Рассмотрим круглый цилиндр, к которому перпендикулярно боковой поверхности приложены силы, симметричные оси. Такую схему нагружения конструкции удобно описать функцией напряжений ϕ , 1 2