Токарчук Сергій Володимирович. Наукове обґрунтування параметрів функціональних модулів обладнання для пакування в'язких харчових продуктів у споживчу тару

brief description

Токарчук Сергій Володимирович. Наукове обґрунтування параметрів функціональних модулів обладнання для пакування в'язких харчових продуктів у споживчу тару : Дис... канд. наук: 05.18.12 2009

Токарчук С.В. Наукове обґрунтування параметрів функціональних модулів обладнання для пакування в'язких харчових продуктів у споживчу
тару: - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.12 Процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та
фармацевтичних виробництв. Національний університет харчових технологій Міністерства освіти і науки України, Київ, 2009.
В дисертації виконано аналіз конструкцій функціональних модулів обладнання для пакування в'язких харчових продуктів у споживчу тару та методик розрахунку їх елементів. Встановлено, що завдяки складності технологічної топології процесу, його багатовимірності як за кількістю складових елементів,
19
так і за кількістю функцій, високому ступіні взаємозв’язку та параметричного взаємовпливу відсутнє наукове обґрунтування визначення раціональних параметрів функціональних модулів обладнання.
Розроблені математичні моделі: руху внутрішньомашинної транспортної системи, яка переміщує споживчі упаковки по коловій траєкторії; операції дозування в'язких харчових продуктів поршневим дозатором. Визначено характер впливу на процес дозування геометричних параметрів насадок дозувального пристрою. Досліджено характер залежності точності дозування в'язких харчових продуктів від геометричних параметрів елементів дозатора. Розроблено методи: вибору раціональних параметрів модуля внутрішньомашинного переміщення тари; визначення раціональних параметрів функціонального модуля дозування в’язких харчових продуктів; визначення залежності зусилля виділення одиничної споживчої тари від кількості одиниць упаковок у стопі.
Експериментально підтверджено адекватність математичних моделей та теоретичних досліджень реальним процесам.

Аналіз конструктивних, компоновочних схем та технічного рівня машин для пакування в'язких харчових продуктів у споживчу тару виявив потребу в розробці науково-обґрунтованих методів визначення раціональних параметрів функціональних модулів цих машин на основі таких критеріїв ефективності: тривалості виконання операцій, якості виконання функцій (точність позиціювання та дозування, збереження цілісності структури продукції та тари), енерговитрат.
Проведені теоретичні та експериментальні дослідження дали змогу науково обґрунтувати визначення раціональних значень параметрів таких характерних функціональних модулів пакувальних машин: внутрішньомашинного переміщення
споживчої тари, дозування в’язких харчових продуктів, виділення одиничної споживчої упаковки із стопи. На основі результатів досліджень можна зробити наступні висновки:

Виконаний аналіз технологічних, структурних та конструктивних схем машин для пакування в'язких харчових продуктів у споживчу тару показав, що їх проектування не завжди відповідає сучасним вимогам ринку пакувального машинобудування не лише завдяки невиправданій різноманітності та складності конструкцій, а й через недосконалість, а в деяких випадках і відсутність дослід -

16
жень, спрямованих на наукове обґрунтування параметрів функціональних модулів цих машин.

Топологічне дослідження пакувальної машини для в’язких продуктів як технічної системи методом аналізу взаємодії енергетичних та масових потоків дає можливість визначити раціональну технологічну та структурну схеми обладнання.
Розроблена динамічна модель функціонального модуля внутрішньомашин -

ного транспортування споживчої тари і сформульований показник якості, що виражає енерговитрати, дають можливість вирішити задачу оптимального керування, встановити функцію раціонального рушійного моменту і кінематичних параметрів руху механізму на етапі вибору керуючої функції. Проведені розрахунки для машин середньої продуктивності показали, що за рахунок керування рухом ведучої ланки можна зменшити енерговитрати на 8-12 %, не знижуючи продуктивність та точність роботи.

Розроблені методи дослідження функціонального модуля виділення споживчої тари із стопи та отримані аналітичні залежності дають змогу під час розробки модуля визначити оптимальне співвідношення між кількістю одиниць споживчої тари у стопі та конструктивною схемою виконання захоплюючого пристрою і зусиллями у елементах відповідного приводного механізму.
Розроблена математична модель дозування і фасування в’язких харчових продуктів поршневим дозатором дає можливість визначити його раціональні геометричні і кінематичні параметри за умови збереження структури продукції, забезпечення продуктивності та мінімального зусилля на поршні.
Встановлено характер залежності систематичної похибки дозування від точності виготовлення виконавчих механізмів дозатора за різних мас дози продукту, при цьому встановлено, що використання у якості виконавчого механізму дозатора важільного механізму потребує забезпечення точності виготовлення його ланок та кінематичних пар не нижче 7 8 квалітету при відповідних посадках.
Встановлено характер залежності між систематичною похибкою дозування та величиною зазору у запірній арматурі для різного виду в’язкого продукту. Це дало можливість отримати величину витоків продукту або відхилення дози від заданого значення на етапі фасування продукції та визначити величину допустимого зазору між поверхнями крана та корпуса циліндра, що дозволяє усунути вихід продукції у подаючий канал для кожного конкретного випадку.
Результатами експериментальних досліджень підтверджено адекватність математичних моделей реальним процесам. Найбільше відхилення розрахункових і експериментальних даних не перевищило 10%.
Розроблені методи розрахунків використано ТОВ НВП Інта” та ТОВ Ело Пак” під час проектування та виготовлення автоматичного обладнання для пакування в’язких харчових продуктів у полімерну споживчу тару. Розрахунковий економічний ефект від впровадження результатів роботи під час створення машин М2 та Doy-Pack” становить 2450 - 3000 грн. на одну одиницю пакувального обладнання.
Розроблені методи розрахунку та проектування машин для пакування в’язких харчових продуктів у споживчу тару застосовуються під час навчального процесу при читанні лекцій та виконанні курсових проектів з дисциплін Паку -

17
вальне обладнання”, Розрахунок і конструювання пакувального обладнання”.