ANALIZA PRZESIEWANIA NASION MARCHWI PRZEZ SITA PRZESIEWACZA WIBRACYJNEGO

Transkrypt

1 Inżynera Rolncza 4(122)/2010 ANALIZA PRZESIEWANIA NASION MARCHWI PRZEZ SITA PRZESIEWACZA WIBRACYJNEGO Wojcech Poćwardowsk, Wojcech Korpal Katedra Technolog Aparatury Przemysłu Chemcznego Spożywczego Unwersytet Technologczno-Przyrodnczy w Bydgoszczy Streszczene. W pracy tej przedstawono badana wydajnośc przesewana nason przez sta przesewacza wbracyjnego. Badana prowadzono na nasonach marchw odmany Perfekcja. Przesewacz wbracyjny (opatentowany w UP: nr ) zaopatrzony był w dwa wbratory boczne ustawone pod kątem 42,5º. Oblczono wydajność procesu przesewana nason przez poszczególne sta (W ) w zależnośc od średncy nason marchw oraz wydajność przesewana nason przez otwory tych st (w ). Uzyskane równana opsujące szybkość przejśca nason przez otwory sta są analogczne jak w przypadku równana dotyczącego wysypu materału zarnstego przez otwór ze zbornka. Przeprowadzone badana pozwalają na stwerdzene, że wydajność przesewana jest uwarunkowana wymarem nason (średncą) najwolnej oddzelają sę nasona na sce o średncy otworu równej średncy nasona danej frakcj. Słowa kluczowe: wydajność przesewana, przesewacz wbracyjny, przejśce nason przez sta, nasona marchw Wykaz oznaczeń W wydajność przesewana [kg (h) -1 ] w o wydajność przesewana przez otwory sta [kg (h) -1 ] m n masa nason, która przeszła przez kolejne sto [kg] τ p czas przejśca nason przez sto [h] D średnca kalbratora [m] p prześwt sta [%] f powerzchna wysypu, [m 2 ] u = ϕ a g prędkość lnowa w otworze dla wysypu materału zarnstego ze d o zbornka, [m (s) -1 ], n lość otworów w sce, A, a stała, ϕ współczynnk wysypu, g przyspeszene zemske [m (s) -2 ]. 179

2 Wojcech Poćwardowsk, Wojcech Korpal Wstęp Nasona rośln rolnczych ogrodnczych są przeważne zborem jednostek o zmennych wymarach kształtach. Zmenność ta charakterystyczna dla danego gatunku odmany wynka także z warunków klmatycznych agrotechncznych. Badana kełkowana nason przeprowadzone na rozdzelonych na frakcje stowe zborach wykazały, że zarówno w testach laboratoryjnych, jak polowych, energa zdolność kełkowana nason zależą od welkośc nason [Pabs S. Pabs J. 1984; Podlaska Artyszak 1994; Woyke n. 1990]. Odrębnym problemem jest precyzyjna separacja nason tej samej welkośc na lekke cężke, gdyż nasona cężke wykazują zasadnczo lepsze parametry jakoścowe [PN-R 65023]. Zaneczyszczene zboru nasonam nedojrzałym (najdrobnejszym) słabo kełkującym pogarsza jakość part nason. Wysane nasona jednorodne (frakcja o tym samym wymarze) dają zbory rośln w polu wyrównane pod względem welkośc. Dla realzacj procesu sortowana nason na frakcje pod względem wymarów nason stosuje sę urządzena zwane kalbratoram. W wększośc przypadków kalbracj nason, stosuje sę sta z otworam okrągłym w cągu: od 0,8 mm do 4,0 mm co 0,2 mm od 2,0 mm do 6,0 mm co 0,5 mm Stosowane do nedawna sta Bońske, mały otwory w cągu wymarowym od 1 do 6 mm, co 0,25 mm. Ten system wymarowana st powol wychodz z powszechnego użyca pozostał już tylko w norme dla buraków cukrowych [Wodzńsk 1997]. Dotychczas kalbracje nason przeprowadzano w kalbratorach bębnowych uzyskując w jednym przejścu dwe frakcje nason lub w przesewaczach ramowych typu Petkus uzyskując do trzech frakcj nason w jednym przejścu. Proponowane rozwązane cągłego przesewacza wbracyjnego z obegem kołowym nason na sce umożlwa zanstalowane do 7 st jednorazowo. Urządzene pozwala na mnmalzację wymarów przesewacza z zachowanem długej drog nason na sce. Cel pracy Podstawą do rozpoczęca pracy były badana opracowanego w Unwersytece Technologczno-Przyrodnczym w Bydgoszczy wykonanego w TZUM Spomasz" w Torunu cągłego przesewacza wbracyjnego, który został opatentowany w Urzędze Patentowym pod nr Celem pracy jest określene wydajnośc przesewana poszczególnych frakcj nason marchw odmany Perfekcja przez sta przesewacza wbracyjnego przy kące ustawena wbratorów bocznych równym 42,5. Materały do badań Konstrukcja przesewacza ma kształt kolumny. Zastosowany rodzaj napędu pozwala przy odpowednm ustawenu na elmnację drgań ponowych sta. Na metalowej podstawe przesewacza zamontowano kolumnę st o średncy 600 mm wspartą na 12 sprężynach. 180

3 Analza przesewana nason Rys. 1. Fg. 1. Przesewacz welopokładowy do nason z wbratoram bocznym: 1 podstawa przesewacza, 2 podstawa kolumny st, 3 wbrator, 4 segmenty kolumny stowej, 5 pokrywa, 6 zaweszene sprężynowe Multdeck screen for seeds wth sde vbrators: 1 screen base, 2 seve column base, 3 vbrator, 4 seve column segments, 5 cover, 6 sprng suspenson Kolumnę montuje sę z segmentów, mędzy którym są umeszczane sta urządzena do ch czyszczena. Wysypy odprowadzają materał z st do króćców przesypowych dalej do odberalnków frakcj. Na podstawe spoczywa perwszy segment dolny z lejem stożkowym. Kolumnę zakrywa płaska pokrywa z króćcam o średncy 2 doprowadzającym nason odprowadzającym pyły. Schemat przesewacza przedstawono na rys. 1. Rys. 2. Fg. 2. Komplet st do przesewacza Set of seves for the screen 181

4 Wojcech Poćwardowsk, Wojcech Korpal Do badań wydajnośc przesewana kolejnych frakcj nason przez otwory st użyto st okrągłych, osadzonych w ramach kształtowych. Sta blaszane oraz ch charakterystyk przedstawono na rys. 2 oraz w tabel 1. Tabela 1. Charakterystyka st o otworach okrągłych Table 1. Characterstcs of seves wth round holes Lp. Średnca otworów sta [mm] Rozstaw otworów [mm] Powerzchna otworu [mm 2 ] Prześwt sta p [%] Ilość otworów [szt.] 1 0,8 2,50 0,502 9% ,0 2,50 0,785 15% ,2 2,50 1,130 21% ,4 3,50 1,539 15% ,6 3,75 2,010 17% ,8 4,00 2,543 18% ,0 4,16 3,140 21% ,2 4,00 3,799 27% ,4 4,00 4,522 33% ,6 4,00 5,307 38% ,8 5,00 6,154 28% ,0 5,00 7,065 33% ,2 5,00 8,038 37% ,4 6,00 9,075 29% ,6 6,00 10,174 33% ,8 6,00 11,335 36% ,0 7,00 12,560 30% Do badań użyto nason marchw odmany Perfekcja rozdzelonych pod względem ch średncy na poszczególne frakcje: 1,0 1,2; 1,2 1,4; 1,4-1,6; 1,6 1,8; 1,8 2,0; 2,0 2,2 mm. Metodyka badań Na potrzeby badań wydajnośc przesewana poszczególnych st zamontowano nadstawkę perścenową żebrową (rys. 3.) w celu obserwacj przejśca nason przez sto. Badana prowadzono dla kąta ustawena wbratorów: 42,5 dla różnej średncy otworów st od 1,2 do 2,4 mm. Wsypywano 1kg nason marchw o frakcj od 1,0 1,2 do 2,2 2,4 mm po czase τ zatrzymywano aparat ważono lość nason, które przeszły przez sto. 182

5 Analza przesewana nason... Rys. 3. Fg. 3. Stanowsko badawcze: 1 nadstawka perścenowa, 2 nadstawka żebrowa, 3 docsk sta, 4 uchwyty do wbratorów, 5 wbratory boczne, 6 osłona nadstawk żebrowej Research staton: 1 rng collar, 2 rb collar, 3 seve clamp, 4 vbrator holders, 5 sde vbrators, 6 rb collar cover Wynk ch omówene Merzono lość nason, która przeszła przez sto w określonym czase. Oblczano wydajność przesewana dla poszczególnych st przy ustawenu wbratorów bocznych pod kątem 42,5º. Wydajność przesewana: Powerzchna kalbratora: W m τ n = [kg (h) -1 ] (1) p 2 π D F = [m 2 ] (2) 4 Powerzchna otworów sta: F,o 2 π D = p [m 2 ] (3) 4 Przesyp przez otwory: Masowa prędkość przepływu: Masowa prędkość przepływu przez otwory g w,o,o = W p [kg (h) -1 ] (4) W G = [kg (m 2 h) -1 ] (5) F = G p [kg (m 2 h) -1 ] (6) 183

6 Wojcech Poćwardowsk, Wojcech Korpal Wynk badań przejśca poszczególnych frakcj nason przez kolejne sta przedstawono na rys. 4, a równana opsujące przejśce nason przez sta w zależnośc od średncy frakcj nason w tabel 2. Tabela 2. Równana regresj wydajnośc przesewana dla poszczególnych st w zależnośc od średncy frakcj nason dla kąta ustawena wbratorów 42,5 Tab. 2. Equatons of regresson of effcency of sftng for ndvdual seves, dependng on the dameter of the fracton of seeds for the angle of settng of vbrators amountng to 42.5 Sto [mm] Równana regresj R 2 1,2 y = -9,886x + 12,852 0,9999 1,4 y = 11,787x 2-75,759x + 87,118 0,9999 1,6 y = 135,34x 2-484,96x ,9861 1,8 y = 194,18x 2-719,03x + 665,45 0,9993 2,0 y = 238,91x 2-995,17x ,3 0,9992 2,2 y = 436,91x ,1x ,5 0,9851 Wydajność przesewana [kg ] h ,0 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 0,0 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 Średna średnca nason [mm] Rys. 4. Fg. 4. Wydajność przesewana nason przez poszczególne sta w zależność od średnej średncy nason Effcency of sftng of seeds through ndvdual seves dependng on the average dameter of seeds 184

7 Analza przesewana nason... Tabela 3. Wydajność przesewana nason przez najmnejsze sto dla danej frakcj Table 3. Effcency of sftng of seeds through the smallest seve for the gven fracton Lp. d s. [mm] Prześwt [%] F [m 2 ] F o [m 2 ] W [kg (h) -1 ] w o [kg (h) -1 ] G [kg (m 2 h) -1 ] g o [kg (m 2 h) -1 ] 1 1,2 20,9% 0,283 0,0590 1,8 8,62 6,37 30,51 2 1,4 14,5% 0,283 0,0410 3,0 20,68 10,62 73,18 3 1,6 16,5% 0,283 0,0466 4,2 25,45 14,86 90,05 4 1,8 18,4% 0,283 0,0519 5,5 29,97 19,46 106,05 5 2,0 21,0% 0,283 0,0592 7,8 37,23 27,60 131,74 6 2,2 27,4% 0,283 0, ,0 43,77 42,46 154,88 Wydajność przesewana [kg ] h y = 7,1091x 2,4354 R 2 = 0, y = 1,0441x 2,9777 R 2 = 0, ,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 W wo Średnca otworów sta [mm] Rys.5. Fg. 5. Wydajność przesewana nason przez najmnejsze sto dla danej frakcj w zależnośc od średncy otworów sta Effcency of sftng of seeds through the smallest seve for the gven fracton dependng on the dameter of seve holes Wysyp materału zarnstego przez otwór ze zbornka jest opsany zależnoścą [Błasńsk Młodzńsk 1971]: 2 π do 2,5 W = f u = n ϕ a g d = A d, [kg (h) -1 ] o o 4 jest on analogczny do uzyskanych w wynku przeprowadzonych badań równań opsujących przejśca nasona przez otwory sta. 185

8 Wojcech Poćwardowsk, Wojcech Korpal Wnosk 1. Wydajność przesewana dla poszczególnych st jest uwarunkowana wymarem nason dla poszczególnych st jest opsana równanam regresj zawartym w tabel Najwolnej przesypują sę nasona przez sto, na którym następuje odsane danej fracj. (W badanach frakcja odsana wraca na sto do ponownego przesana). 3. Oblczona wydajność przesewana nason przez otwory (wysyp) jest analogczna jak w przypadku wysypu materału zarnstego przez otwór ze zbornka opsana jest równanem: W 2, 4354 = 7, 109 d o [kg h -1 ] 4. Przeprowadzone badana przesewana nason przez sta pozwalają na dobór wydajnośc dozownka dla kalbratora. Bblografa Błasńsk H., Młodzńsk B Aparatura przemysłu chemcznego. WNT, Warszawa. Domoradzk M., Wener W., Korpal W Badana sprawnośc przesewacza wbracyjnego. XII Ogólnopolska Konferencja Naukowa Postęp w Inżyner Żywnośc, Suwałk. Pabs S., Pabs J Technologa suszena czyszczena nason. PWRL Warszawa. Podlaska J., Artyszak A Wpływ uszlachetnana materału sewnego na kełkowane, wschody przyrost masy sewek buraka cukrowego. Materały Konferencyjne ART Olsztyn, s PN-R 65023: Materał sewny. Nasona rośln rolnych Wodzńsk P Przesewane przesewacze. Wydawnctwo Poltechnk Łódzkej ISBN Woyke H., Sokołowska A., Szafrowska A Zależność mędzy zdolnoścą kełkowana a wschodam warzyw w polu, Cz. I ogólna synteza Bul. Warzyw. XXXV Skernewce, s

9 Analza przesewana nason... ANALYSIS OF SIFTING OF CARROT SEEDS THROUGH SIEVES OF THE VIBRATING SCREEN Abstract. Ths work presents tests of effcency of sftng of seeds through seves of the vbratng screen. Tests were carred out for seeds of the Perfekcja carrot. The vbratng screen (patented n the Patent Offce under no ) was equpped wth two sde vbrators postoned at an angle of 42.5º. The effcency of the process sftng of seeds through ndvdual seves (W ) dependng on the dameter of carrot seeds and the effcency of sftng of seeds through holes of these seves (w ) were calculated. The obtaned equatons descrbng the speed of passng of seeds through seve holes are analogous to the equaton concernng the spll of grany materal through the hole from the tank. The completed tests prove that the effcency of sftng depends on the sze (dameter) of seeds and that the separaton of seeds s the slowest on the seve wth a hole dameter equal to the dameter of the seed of the gven fracton. Key words: effcency of sftng, vbratng screen, passage of seeds through seves, carrot seeds Adres do korespondencj: Wojcech Poćwardowsk; e-mal: wojcech.pocwardowsk@utp.edu.pl Katedra Technolog Aparatury Przemysłu Chemcznego I Spożywczego Unwersytet Technologczno-Przyrodnczy w Bydgoszczy ul. Semnaryjna Bydgoszcz 187