« РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ПЕРЕРОБКИ НАСІННЯ СОНЯШНИКА В УМОВАХ ФГ ВІКТОРІЯ-2007 ЄЛАНЕЦЬКОГО РАЙОНУ З ОБҐРУНТУВАННЯМ ВИБОРУ КОНСТРУКЦІЇ ПРЕСУ» «РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ПЕРЕРОБКИ НАСІННЯ СОНЯШНИКА В УМОВАХ ФГ ВІКТОРІЯ-2007 ЄЛАНЕЦЬКОГО РАЙОНУ З ОБҐРУНТУВАННЯМ ВИБОРУ МАШИНИ ДЛЯ ПРЕСУВАННЯ ТА ГРАНУЛЮВАННЯ ЛУЗГИ» Дипломна робота на здобуття освітнього ступеня «Магістр» Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент Горбенко О. А. Миколаїв 2016р.

Метою дипломної роботи є розробка технологічного процесу виготовлення олії з застосуванням модернізованого комбінованого шнекового преса. А також розробка процесу переробки рослинних решток та відходів олійного виробництва для отримання паливних гранул. Для досягнення мети необхідно вирішити наступні задачі: проаналізувати діяльність господарства, в тому числі з точки зору наявності сировинної бази для виробництва олії; провести аналіз технологічного процесу виробництва рослинної олії; провести дослідження комплектного обладнання для виробництва рослинної олії; здійснити розробку технологічного процесу виробництва олії; проаналізувати відомі конструкції пресів для виготовлення рослинної олії; дослідити конструкції пресів для виготовлення олії, виконаних на рівні винаходів; провести аналіз запропонованого впровадження; розглянути питання щодо охорони праці та безпеки в надзвичайних ситуаціях на підприємстві; обґрунтувати економічну доцільність впровадження розробки. проаналізувати діяльність господарства, в тому числі з точки зору наявності сировинної базу для виробництва гранул; здійснити аналіз технологічного процесу виробництва паливних гранул; дослідити конструктивні рішення комплектного обладнання для виробництва твердого палива; здійснити розробку технологічного процесу виробництва; провести аналіз відомих конструкцій пресів грануляторів; дослідити конструкцію пресів виконаних на рівні винаходів; провести теоретичне обґрунтування процесу пресування; здійснити аналіз результатів досліджень процесу виробництва паливних гранул; аналіз охорон праці та безпеки в надзвичайних ситуаціях; обґрунтувати економічну доцільність впровадження розробки. Мета дипломної роботи 2

Врожайність сільськогосподарських культур, ц/га Аналіз господарсько-економічних умов виробництва 3

Технологічна схема виготовлення олії способом гарячого, одноразового пресування Технологічна схема виготовлення олії способом холодного, одноразового пресування 4

Технологічна схема переробки насіння з отриманням рослинної олії (пат. РФ ): 1 – пристрій для смаження; 2 – пристрій для калібрування і сортування насіння; 3 – подрібнювач; 4 – пристрій для повітряної і ситової сепарації; 5 – змішувач–зволожувач; 6 – пристрій для одночасного нагрівання і перемішування сировини; 7 – пристрій для пресування; 8 – пристрій для попереднього очищення олії; 9, 10 – норія; 11 – чанна жаровня; 16, 17, 29, 33, 36 – шнек; 18 – обємний розвантажувач; 19 – пневмо–транспортувальна установка; 20, 21, 27, 28, 37 – бункер; 22 – злущувач; 24 – повітряний сепаратор; 25 – ситовий сепаратор; 32 – нагрівач; 35, 38 – збірник олії; 39 – насос; 40 – ємність для обробки олії адсорбентом; 41 – фільтр–прес; 42 – ємність для зберігання олії 5

Технологічна схема лінії для отримання олії з насіння олійних культур (пат. РФ ): 1 – магнітний сепаратор; 2 – злущувач; 3 – циліндричний корпус; 4 – завантажувальна воронка; 5 – випускне вікно; 6 – патрубок; 7 – вал; 8 – електродвигун; 9 – вентилятор; 10 – кожух; 11 – робочий диск; 12, 22 – лопаті; 13 – барабанний сепаратор; 14 – завантажувальний вузол; 15, 16 – патрубки для відведення лушпиння і очищених ядер насіння; 17 – сітчастий циліндр; 18 – днище; 19, 20 – спіралеподібна навивка; 21 – компенсатор; 23 – прес для попереднього відтиску олії; 24, 27 – завантажувальна горловина; 25, 28 – вихідна ділянка; 26 – прес для остаточного відтиску олії 6

Технологічна схема відтиску олії способом одноразового холодного пресування із впровадженням у виробництво модернізованого комбінованого шнекового преса 7 Запропонована технологічна схема виготовлення олії

Запропонована лінія для переробки олійної сировини: 1 – гвинтовий транспортер; 2 – модуль очищення насіння; 3 – насіннєрушильний агрегат; 4 – проміжні бункер; 5 – модернізований комбінований шнековий прес; 6 – бункер для макухи; 7, 11 – баки для олії; 8 – фільтр вакуумний; 9 – насос; 10 – бункер для лузги; 12 – напівавтомат для розливу олії та закупорювання пляшок Запропонована лінія для виробництва рослинної олії 8

Шнековий прес: 1 – шнековий вал; 2 – живильник; 3 – зеєрний циліндр; 4 – шнековий виток вала преса; 5 – ніж зеєрного циліндра Аналіз відомих конструкцій пресів для віджимання олії Форпрес попереднього пресування МП-68: 1 – редуктор приводу преса; 2 – живильник; 3 – механізм для сбіру та розкидання; 4 – шнековий вал; 5 – конусний механізм для регулювання товщини макухи; 6 – піддон для олії Схема маслопреса УПМ-1: 1 – рама; 2 – секційний корпус; 3 – завантажуючий бункер; 4 – розвідник; 5 – редуктор; 6 – електродвигун; 7 – піддон для відводу олії; 8 – жолоб для відведення макухи; 9 – пульт керування; 10 – термо-перертворювач 9

Патент «Олієвідтискний прес»: 1 – корпус; 2 – зеєрний циліндр; 3 – отвори;4 – шнек; 5 – торцева втулка; 6 – пази;7 – центральний отвір; 8 – повздовжні виступи; 9 – нарізі. Патент «Прес для відтиску олії з насіння» 1 – живильник; 2,3 – зеєрні циліндричні камери; 4 – шнековий механізм; 5,7 початкові витки; 8,12 – кінцеві витки; 13 – гладкі втулки; 14 – конусна втулка; 15 – вал; 16 – привід. Аналіз пресів, виконаних на рівні винаходів 10

Модернізований комбінований шнековий прес: 1 – станина; 2 – електродвигун; 3 – пасова передача; 4 – ланцюгова передача; 5 – гладкі вальці; 6 – завантажувальний бункер; 7 – заслінка; 8 – розпірна планка; 9 – шнековий вал; 10 – конусна гайка; 11 – зеєрний барабан; 12 – зеєрні планки Запропоноване конструктивне рішення 11

Кінематична схема модернізованого шнекового преса ПШ-150: М - електродвигун; 1,2 - шківи; 3,5,6,7,9 -зірочки; 4,8 - зірочки, які зєднано з натяжним пристроєм; 10,11 - вальці 12

Залежність продуктивності преса та частоти обертання шнекового вала від підведеної до електродвигуна потужності Залежність відтиску олії та залежність температури сировини від підведеної до електродвигуна потужності Результати досліджень 13

Залежність продуктивності вальців від підведеної до електродвигуна потужності Залежність швидкості обертання вальців від підведеної до електродвигуна потужності 14 Результати досліджень

Схема технологічного процесу виробництва паливних гранул Аналіз технологічного процесу виробництва паливних гранул 15

Структурна схема виробництва паливних гранул Параметрична модель технологічного процесу переробки польових відходів соняшнику в паливні гранули T 1, T 2, T 3 - температура польових відходів соняшнику на різних етапах технологічного процесу L 0, L 1, L 2 - розмір часток по гранулометричному складу, початковий стан в полі, після скошування і подрібнення, після подрібнення перед пресуванням. L ГР - розміри паливних гранул. M 0, M 1, М 2 М 3, M гр, M сж - маса відходів соняшнику в полі, маса подрібненої сировини після досушування і дроблення, маса готових гранул, маса спалюваних гранул в процесі досушування сировини і його нагріву перед пресуванням. 16

Технологічна лінія для виготовлення паливних гранул: 1 - під ємний лоток; 2 - живильник біомаси; 3 - скребковий транспортер; 4 - бункер-накопичувач; 5 - камера згорання; 6 – теплогенератор; 7 - сушильний барабан; 8 - циклон відводу висушеної біомаси; 9 - дробарка молоткова; 10 - циклон відводу подрібненої маси; 11 - пасивний циклон; 12 - циклон барабанного охолоджувача; 13 - бункер-накопичувач прес-гранулятора; 14 - прес-гранулятор; 15 - охолоджувальний барабан 17 Запропонована технологічна лінія для виготовлення паливних гранул

Схема прес - гранулятора ОГМ- 0,8А 1 – бункер;2 - шнековий дозатор;3 – форсунка; 4 – змішувач;5 – прес;6 - варіатор живильника; 7 – редуктор;8 - електродвигун Аналіз існуючих конструкцій пресів грануляторів Схема робочих органів прес-гранулятора а - з нерухомою горизонтальною кільцевої матрицею; б - з нерухомою плоскою матрицею; в - з кільцевою обертової вертикальної матрицею і двома роликами; 1 - матриця; 2 - ролики; 3 - ніж; 4 - епюра окружних швидкостей по довжині ролика; I - розсипний комбікорм; II - гранульований комбікорм. 18

Патент UA86540 Схема та вид преса, для виготовлення пелетів: 1 – станина; 2 – плоска матриця; 3 – робоча поверхня; 4 – котки; 5 – конічна робоча поверхня; 6 – тримач котків; 7 – завантажувальний бункер; 8 – підготовлена сировина; 9 – готова продукція; 10 – вісь обертання котків Аналіз існуючих конструкцій пресів на рівні винаходів 19

Приклади виконання каналів матриці роторних пресів: а – постійний переріз; б,в – змінний переріз Схема продавлювання матеріалу через канали матриці: 1 – валок; 2 – матеріал; 3 – матриця; 4 – гранули; 5 – ніж; 6 – епюра напружень Теоретичне обґрунтування процесу пресування 20

Гранулятор з експериментальної матрицею: 1 – матриця; 2 – пресуючий валець; 3 – електродвигун; 4 – пасова передача; 5 – вертикальний вал; 6 – пресуючий вузол укладений в кожух; 7 – завантажувальна горловина; 8 – ніж; 9 - плужок Матриця складається з дисків 1, притискних дисків 2 (верхній диск умовно не показаний) і сполучних елементів 3, а також перемичок між каналами пресування виконаних у вигляді зубів 4. Диски 1 мають перемички між каналами пресування 4 у вигляді зуба. Аналіз результатів досліджень процесу виробництва паливних гранул 21

Графік залежності щільності від тиску в процесі пресування Ряд 1 – теоретичні розрахунки; Ряд 2 – експериментальні дані Результати досліджень 22

Вибір раціонального режиму роботи гранулятора Подача сировини, г/с Результати досліджень 23

Розрахункові данні проекту при виготовленні олії та пелетів відповідно БІЗНЕС-ПЛАН Графіки точки беззбитковості: 1 – виручка від реалізації; 2 – умовно постійні затрати; 3 – умовно змінні затрати; А – зона збитків; Б – зона беззбитковості. 24

Висновки Після проведення аналізу діяльності фермерського господарства Вікторія-2007 можна зробити висновки, що ми маємо достатню сировинну базу для виробництва олії та паливних гранул. Слід впровадити в лінію модернізований комбінований шнековий прес та лінію по виробництву паливних гранул, що дозволить підвищити рівень рентабельності даного господарства. Підсумовуючи матеріали, що викладені в розділах магістерської роботи, можна зазначити, що мета досягнута. В процесі виконання магістерської роботи зроблено наступне. Проведено аналіз економічної діяльності та підтверджено можливість вдосконалення технологічного процесу переробки олійних культур та впровадження лінії паливних гранул в умовах фермерського господарства Вікторія Проведений аналіз літературних джерел з питання стану переробки олійних культур та обладнання, яке для цього застосовується, що дозволило обрати доцільний варіант такої переробки. Ґрунтовний аналіз конструкцій обладнання для переробки олійних культур і конструкцій виконаних на рівні винаходу дозволив визначити позитивні і негативні моменти в їх роботі і запропонувати найбільш придатну для застосування у виробничих умовах конструкцію модернізованого комбінованого шнекового преса та преса- гранулятора з експериментальною матрицею. За результатами досліджень було визначено залежність продуктивності преса та частоти обертання шнекового вала від підведеної до електродвигуна потужності. Залежність відтиску олії та температури сировини від підведеної до електродвигуна потужності. Залежність продуктивності вальців від підведеної до електродвигуна потужності. Залежність швидкості обертання вальців від підведеної до електродвигуна потужності. Що дозволило встановити найбільш оптимальні параметри: потужність 16 кВт, продуктивність вальців 198 кг/год та продуктивність шнекового преса 200 кг/год. Проаналізувавши теоретичні дані та експериментальні дані графіка залежності щільності від тиску в процесі пресування паливних гранул можна сказати, що похибка становить 5,6%. Проаналізовано та вибрано раціональний режим роботи гранулятора що становить 250 кг/год. Також виконана оцінка економічної ефективності запропонованого конструктивного рішення та розроблені елементи бізнес-плану на впровадження технологічного процесу отримання олії та паливних гранул із застосуванням запропонованої конструкції в у мовах виробництва підтверджують доцільність виконаної розробки. 25

Дякуємо за увагу!