WAYS OF REDUCING THE ENERGY CONSUMPTION OF GRAIN MIXTURE SEPARATION PROCESSES
Keywords:
grain, process, separation, energy intensity, equipmentAbstract
Ways to increase the energy efficiency of agricultural equipment in relation to processing and food industries are considered, in particular due to excessive and unjustified consumption of electricity during the separation of grain mixtures. It has been proven that cleaning grain from impurities improves storage conditions, reduces transportation costs, reduces grain contamination by pests, and improves the quality of food raw materials used for production. The problem of separation of grain mixtures on modern grain cleaning machines is analyzed from the point of view of their energy efficiency. The choice of methods with minimum consumption of electrical energy for the process of grain separation is offered, which is guaranteed by the differences in the basic physical and mechanical properties of the grain material. The energy efficiency of the use of grain cleaning machines, which ensure the process of dividing the grain mass into fractions according to the set of physical and mechanical properties relative to one working body, is substantiated. Ways of reducing the energy consumption for the separation of grain mixtures to a minimum are proposed. An algorithm for the separation of grain mixtures, taking into account the minimization of energy consumption on modern grain cleaning machines, and an algorithm for the separation of hard-to-separate grain mixtures, using the equipment developed by the authors, have been developed. It is shown that with the help of gravitational shock separators developed by the authors for separating grain mixtures according to their elastic properties, it is possible to clean the seeds of many agricultural crops from weeds and impurities that are difficult to separate. The results of the separation of millet seeds with 6.2% contamination by mouse and chicken millet seeds, and the results of the separation of pea seeds with 5.9% contamination with its halves are given. It was established that 81.6% of millet seeds and 89.2% of pea seeds of the 1st class can be obtained in one pass of the mixtures without spending energy on the separation process.
Downloads
References
1. Матвийчук Н.М. Приоритеты реализации политики энергосбережения в Украине. ECONOMICS AND MANAGEMENT. Juvenis scientia 2016 № 1 Восточноевропейский национальный университет имени Леси Украинки. Луцк.
Matvyichuk N.M. Pryorytety realyzatsyy polytyky enerhosberezhenyia v Ukrayne. ECONOMICS AND MANAGEMENT. Juvenis scientia 2016 № 1 Vostochnoevropeiskyi natsyonalnyi unyversytet imeny Lesy Ukraynky. Lutsk.
2. Атаназевич. В. Енергоекономна все таки схема сушіння зерна вдень та охолодження вночі. Зерно і хліб. 2006. №1. - с.54.
Atanazevych. V. Enerhoekonomna vse taky skhema sushinnia zerna vden ta okholodzhennia vnochi. Zerno i khlib. 2006. №1. - s.54.
3. Бурдо. О. Проаналізуємо питомі витрати і невиправдані втрати тепла при сушінні збіжжя. Зерно і хліб. 2006. №1. - с.52 - 54.
Burdo. O. Proanalizuiemo pytomi vytraty i nevypravdani vtraty tepla pry sushinni zbizhzhia. Zerno i khlib. 2006. №1. - s.52 - 54.
4. Shevchenko, I. A., Aliev, E. B. (2018).Study of the process of calibration confectionery sunflower seeds. Food Science and Technology. Volume 12 Issue 4. P. 135-142.
Shevchenko, I. A., Aliev, E. B. (2018).Study of the process of calibration confectionery sunflower seeds. Food Science and Technology. Volume 12 Issue 4. P. 135-142.
5. Panasiewicz M. The technique and analysis of the process of separation and cleaning grain materials / M. Panasiewicz, P. Sobczak, J. Mazur, K. Zawislak, D. Andrejko// Journal of Food Engineering, 2012.-P. 603-608.
Panasiewicz M. The technique and analysis of the process of separation and cleaning grain materials / M. Panasiewicz, P. Sobczak, J. Mazur, K. Zawislak, D. Andrejko// Journal of Food Engineering, 2012.-P. 603-608.
6. Gunaji Ashok Sawant, V. Murali Mohan, Sandip Ashok Savant.(2016). Study and Analysis of Deck inclination angle on Efficiency of Vibration Screen. International Journal of Engineering Development and Research. Volume 4. Issue 1. P. 631-635.
Gunaji Ashok Sawant, V. Murali Mohan, Sandip Ashok Savant.(2016). Study and Analysis of Deck inclination angle on Efficiency of Vibration Screen. International Journal of Engineering Development and Research. Volume 4. Issue 1. P. 631-635.
7. Zhanfu Li. Xin Tong. (2015). A study of particles penetration in sieving process on a linear vibration screen. Int J Coal Sci Technol. No. 2(4). P. 299-305.
Zhanfu Li. Xin Tong. (2015). A study of particles penetration in sieving process on a linear vibration screen. Int J Coal Sci Technol. No. 2(4). P. 299-305.
8. Mohammad Saeid Emami Naeini. (2011). Diserete Elemevt Modeling of Granular Flows in Vibrationally – Fluidized Beds. A thesis of Doctor of Philosophy. Industrial Engineering University of Toronto. 130 p.
Mohammad Saeid Emami Naeini. (2011). Diserete Elemevt Modeling of Granular Flows in Vibrationally – Fluidized Beds. A thesis of Doctor of Philosophy. Industrial Engineering University of Toronto. 130 p.
9. Aliev, E. B., Bandura, V. M., Pryshliak, V. M., Yaropud, V. M., Trukhanska, O. O. (2018). Modeling of mechanical and technological processes of the agricultural industry. INMATEN – Agricultural Engineering. Vol.54, No. 1. P. 95-104.
Aliev, E. B., Bandura, V. M., Pryshliak, V. M., Yaropud, V. M., Trukhanska, O. O. (2018). Modeling of mechanical and technological processes of the agricultural industry. INMATEN – Agricultural Engineering. Vol.54, No. 1. P. 95-104.
10. Aliev, E. B., Yaropud, V. M., Dudin, V. Yr., Pryshliak, V. M., Pryshliak, N.V., Ivlev, V. V. (2018). Research on sunflower seeds separation by airflow. INMATEN - Agricultural Engineering. Vol.56, No. 3. P. 119-128.
Aliev, E. B., Yaropud, V. M., Dudin, V. Yr., Pryshliak, V. M., Pryshliak, N.V., Ivlev, V. V. (2018). Research on sunflower seeds separation by airflow. INMATEN - Agricultural Engineering. Vol.56, No. 3. P. 119-128.
11. Gheorghe Voicu, Tudor Casandroiu, Constantin Tarcolea. (2008). Testing Stochastic Models for Simulating the Seeds Separation Process on the Sieves of a Cleaning System, and a Comparison with Experimental Data. Agric. conspec. sci. Vol. 73. No. 2. P. 95-10
Gheorghe Voicu, Tudor Casandroiu, Constantin Tarcolea. (2008). Testing Stochastic Models for Simulating the Seeds Separation Process on the Sieves of a Cleaning System, and a Comparison with Experimental Data. Agric. conspec. sci. Vol. 73. No. 2. P. 95-10
12. Богомолов А.В. Снижение потребления энергоресурсов сепараторов для предварительной очистки зерна / А.В. Богомолов, Б.М. Цымбал //Вісник ХНТУСГ ім. Петра Василенка. Харків-2010. Вип.106 С. 38-41. – Х.: – 2016. – № 2. – С. 55–61.
Bohomolov A.V. Snyzhenye potreblenyia enerhoresursov separatorov dlia predvarytelnoi ochystky zerna / A.V. Bohomolov, B.M. Tsymbal //Visnyk KhNTUSH im. Petra Vasylenka. Kharkiv-2010. Vyp.106 S. 38-41. – Kh.: – 2016. – № 2. – S. 55–61.
13. Гурський П.В., Токолов Ю.І., Іващенко С.Г., Домніч М.І. Дослідження енерговитратності технологічного процесу помелу зерна. Вісник ХНТСГ ім. Петра Василенка. Харків-2014. Вип. 152 С. 59-64.
Hurskyi P.V., Tokolov Yu.I., Ivashchenko S.H., Domnich M.I. Doslidzhennia enerhovytratnosti tekhnolohichnoho protsesu pomelu zerna. Visnyk KhNTSH im. Petra Vasylenka. Kharkiv-2014. Vyp. 152 S. 59-64.
14. Богомолов О.В. Енергозберігаючий процес сепарації насіння ріпаку / О.В. Богомолов, М.В. Брагінець, О.О. Богомолов // Матеріали третьої міжнародної науково-практичної конференції «Інноваційні аспекти розвитку обладнання харчової і готельної індустрії в умовах сучасності». – Харків – Мелітополь – Кирилівка, Україна. – 2019. – С. 17–19.
Bohomolov O.V. Enerhozberihaiuchyi protses separatsii nasinnia ripaku / O.V. Bohomolov, M.V. Brahinets, O.O. Bohomolov // Materialy tretoi mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsii «Innovatsiini aspekty rozvytku obladnannia kharchovoi i hotelnoi industrii v umovakh suchasnosti». – Kharkiv – Melitopol – Kyrylivka, Ukraina. – 2019. – S. 17–19.
15. Богомолов О.В. Підвищення ефективності роботи зернових норій / О.В. Богомолов, І.М. Лук’янов, Л.В. Кісь, О.О. Богомолов // Тези доповідей міжнародної науково-практичної конференції «Розвиток харчових виробництв, ресторанного та готельного господарства і торгівлі: проблеми, перспективи, ефективність. – Харків, ХДУХТ. – 2018. С. 309–310.
Bohomolov O.V. Pidvyshchennia efektyvnosti roboty zernovykh norii / O.V. Bohomolov, I.M. Lukianov, L.V. Kis, O.O. Bohomolov // Tezy dopovidei mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsii «Rozvytok kharchovykh vyrobnytstv, restorannoho ta hotelnoho hospodarstva i torhivli: problemy, perspektyvy, efektyvnist. – Kharkiv, KhDUKhT. – 2018. S. 309–310.
16. Бакум М. В. До обгрунтування ефективності використання пневматичного сепаратора з нахиленим повітряним каналом для попередньої сепарації насіннєвих сумішей петрушки/ М.В. Бакум, М.М. Крекот, М.М. Абдуев, О.А. Шептур, О.С. Вотченко, М.В. Могільний //Вісник ХНТУСГ ім. Петра Василенка. Харків-2010. Вип.103 С. 267-274.
Bakum M. V. Do obhruntuvannia efektyvnosti vykorystannia pnevmatychnoho separatora z nakhylenym povitrianym kanalom dlia poperednoi separatsii nasinnievykh sumishei petrushky/ M.V. Bakum, M.M. Krekot, M.M. Abduev, O.A. Sheptur, O.S. Votchenko, M.V. Mohilnyi //Visnyk KhNTUSH im. Petra Vasylenka. Kharkiv-2010. Vyp.103 S. 267-274.
17. Ghosh Tathagata. (2013). Modeling of an air-based density separator. Theses and Dissertations Mining Engineering. University of Kentucky UKnowledge. 139 p.
Ghosh Tathagata. (2013). Modeling of an air-based density separator. Theses and Dissertations Mining Engineering. University of Kentucky UKnowledge. 139 p.
18. Богомолов А.В., Мырадов Д.М. Повышение эффективности сепарации зерновых смесей. //Інженерія переробних і харчових виробництв// Харків.-2016, №1 (1), С. 48-52.
Bohomolov A.V., Myradov D.M. Povyshenye effektyvnosty separatsyy zernovykh smesei. //Inzheneriia pererobnykh i kharchovykh vyrobnytstv// Kharkiv.-2016, №1 (1), S. 48-52.
19. Котов Б.І. Моделювання технологічних процесів в типових об'єктах післязбиральної обробки і зберігання зерна (очищення, сепарація, сушіння, активне вентилювання, охолодження): Колект. монографія / Котов Б.І. та ін.; Нац. акад. аграр. наук України. – Київ, 2017. – С. 504-551.
Kotov B.I. Modeliuvannia tekhnolohichnykh protsesiv v typovykh obiektakh pisliazbyralnoi obrobky i zberihannia zerna (ochyshchennia, separatsiia, sushinnia, aktyvne ventyliuvannia, okholodzhennia): Kolekt. monohrafiia / Kotov B.I. ta in.; Nats. akad. ahrar. nauk Ukrainy. – Kyiv, 2017. – S. 504-551.
20. Шелест А.Г. Сепарування зернових мас із використанням сил гравітації/ А.Г. Шелест, Т.П. Чернишук, В.С. Кошулько // Ж. Хранение и переработка зерна,2017. –№11.– С.47–49.
Shelest A.H. Separuvannia zernovykh mas iz vykorystanniam syl hravitatsii/ A.H. Shelest, T.P. Chernyshuk, V.S. Koshulko // Zh. Khranenye y pererabotka zerna,2017. –№11.– S.47–49.
21. Багатоярусний ударний сепаратор: Патент на корисну модель №62244, Україна, МКВ В07 В13/00, Богомолов О.В., Богомолова В.П. №201014867. Опубл. 25.08.2011. Бюл. №16.-4с.
Bahatoiarusnyi udarnyi separator: Patent na korysnu model №62244, Ukraina, MKV V07 V13/00, Bohomolov O.V., Bohomolova V.P. №201014867. Opubl. 25.08.2011. Biul. №16.-4s.
22. ДСТУ 2240-93 Насіння сільськогосподарських культур: Сортові та посівні якості. Технічні умови.-К.: Держспоживстандарт України, 1993.-74с.
DSTU 2240-93 Nasinnia silskohospodarskykh kultur: Sortovi ta posivni yakosti. Tekhnichni umovy.-K.: Derzhspozhyvstandart Ukrainy, 1993.-74s.
