Введение к работе
Актуальность темы. Пчеловодство – одна из старейших отраслей сельского хозяйства, которая может повысить урожайность многих сельскохозяйственных культур, улучшить посевные свойства семян и товарные качества плодов и овощей. Пчелиная семья вырабатывает уникальную по составу и свойствам продукцию: мед, пергу, воск, прополис, маточное молочко, пчелиный яд и др., которая широко используется в медицине и некоторых отраслях промышленности.
Прополис (пчелиный клей) – один из ценнейших и дорогостоящих продуктов пчеловодства. Его бактерицидное действие распространяется на многие возбудители болезней человека. Известны его антибактериальное, вирусоцидное и вирусостатическое действие, а также противовоспалительные и анестезирующие свойства.
При розничной стоимости одного килограмма прополиса от пяти до десяти тысяч рублей и высокой покупательной способности и спросе на очищенный от примесей прополис в товарном виде – промышленная заготовка и обработка прополиса может стать одним из доходных направлений пчеловодства.
В настоящее время натуральный прополис поступает в розничную продажу от пчеловодов скатанный в комочки без соблюдения определенной массы и надлежащей очистки.
Существующая технология переработки прополиса (патент РФ №56786) имеет ряд недостатков, связанных с несовершенством процесса очистки, в результате которой образуется большое количество потерь и не обеспечивается получение прополиса, соответствующего ГОСТу 28886-90 и из-за отсутствия устройства для его очистки. Прессование осуществляется при свободном истечении материала из бункера в зону прессования, не обеспечивающего равномерного заполнения ячеек. Процесс поступления прополиса в зону прессования никак не регулируется, что приводит к сводообразованию или заклиниванию пресса при избыточном количестве материала и в значительной степени сказывается на энергоемкости процесса брикетирования и плотности получаемых брикетов.
Цель исследований. Повышение эффективности обработки прополиса, улучшение качества и товарного вида получаемых брикетов путем разработки и обоснования параметров и режимов работы пневмосепаратора и подпрессовщика к вальцовому брикетному прессу для прессования прополиса.
Объект исследований. Физико-механические, адгезивные и аспирационные свойства прополиса, а также процессы очистки, дозирования и нагнетания прополиса подпрессовщиком в ячейки вальцов брикетного пресса и получения брикетов.
Предмет исследований. Закономерности процессов дозированной подачи, нагнетания прополиса в формующие ячейки вальцового пресса и получения брикетов заданной плотности.
Методика исследований. Достижение поставленной цели осуществлялось теоретическими и экспериментальными исследованиями.
Теоретическое исследование посвящено получению зависимостей, позволяющих установить оптимальные конструктивно-режимные параметры подпрессовщика вальцового пресса для прессования прополиса в брикеты.
Экспериментальные исследования выполнены на специально изготовленных установках с использованием стандартных и частных методик с применением методов планирования эксперимента.
Обработка полученных экспериментальных данных проводилась методами математической статистики с применением ЭВМ.
Научная новизна работы заключается в разработке:
механико-математической модели процесса прессования прополиса в брикеты с предварительным нагнетанием дозированной порции материала в ячейки вальцового пресса, осуществляемого при помощи подпрессовщика, имеющего клиновидную форму, радиус кривизны рабочих поверхностей которого совпадает с контуром прессующих вальцов;
математических моделей, характеризующих изменение плотности материала на различных стадиях прессования при брикетировании прополиса вальцовым формующим прессом с подпрессовщиком.
Практическая ценность работы заключается в получении качественных брикетов из очищенного на разработанном пневмосепараторе прополиса и спрессованного на усовершенствованном брикетном прессе с подпрессовщиком.
Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО РГАТУ в рамках государственной темы № 01201174434 «Совершенствование энергоресурсосберегающих технологий и средств механизации в отраслях животноводства».
Достоверность научных положений подтверждается результатами экспериментальных исследований и обработкой опытных данных на ЭВМ с использованием статистических программ. Результаты теоретических разработок согласуются с экспериментальными данными, а также положительными результатами производственных испытаний.
Реализация работы. На основании проведенных исследований изготовлен опытно-производственный образец пневмосепаратора для очистки прополиса и вальцовый пресс с подпрессовщиком для брикетирования прополиса в брикеты. С использованием усовершенствованной технологии произведена очистка прополисового сырья и изготовлены брикеты для ОАО «Рязанская пчела», ЧП «Колунтаев», ЧП «Фионин». Рабочая документация передана в фирму «Техсервис Плюс» для изготовления опытной партии прессов.
Основные положения, выносимые на защиту:
модель функционирования линии с пневмосепаратором и вальцовым формующим прессом для прессования прополиса в брикеты, оснащенным подпрессовщиком;
показатели физико-механических и адгезивных свойств прополиса;
технологические параметры процесса очистки, дозирования и подпрессовки прополиса;
теоретические зависимости, описывающие процесс прессования прополиса вальцовым прессом с подпрессовщиком;
результаты проверки предложенных конструктивных и технологических решений в лабораторных и производственных условиях и рекомендации производству.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов Рязанского ГАТУ им. П.А. Костычева (2008 – 2011 гг.), Орловского ГАУ (2010 г.), академии пчеловодства (2010-2011 гг.), конкурсе научных работ в Московском ГАУ им В.П. Горячкина (2008 г.). В 2010 г. на разработку «Линия переработки прополиса» получен грант Рязанского регионального отделения Общероссийской общественной организации «Российское аграрное движение – РАД».
Публикации. По основным положениям диссертации опубликовано 6 научных работ, в том числе 2 входят в перечень ВАК РФ и патент на полезную модель РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из реферата, введения, пяти разделов, выводов, списка использованной литературы, включающем 154 наименования, приложений. Работа изложена на 208 страницах машинописного текста, из которых основной текст содержит 161 страницу и иллюстрирован 54 рисунками и 5 таблицами.
