Технология и технические устройства повышения наполнительной способности перьевой массы на основе механической деформации стержня пера

Данная работа посвящена совершенствованию оборудования разделения перопухового сырья на фракции. Это возможно агрегатированием машин разделения перопухового сырья на фракции и механической деформации стержня куриного пера, что достигается размещением устройства механической деформации стержня куриного пера в сортировочных камерах машин для разделения перо-пухового сырья на фракции. В результате такого совмещение получается многофункциональное оборудование, которое снижается затраты на механическую деформацию куриного пера и экономит производственные площади перерабатывающих предприятий.

Целью работы является научное обоснование технологии и технических устройств повышения наполнительной способности перовой массы за счет механической деформации стержня пера.
Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие основные научно-технические задачи:
– анализ технологических процессов и оборудования обработки перопухово-го сырья для поиска технического решения, обеспечивающего эффективное повышение наполнительной способности перовой массы;
– экономическое обоснование технического решения механической дефор-мации стержня куриного пера при комплексном использовании с оборудова-нием разделения перопухового сырья на фракции;
– построение математической модели для исследования зависимости силы сопротивления прокатке стержня куриного пера рифленым валком на пло-ской поверхности от конструктивных параметров рабочего органа и от ус-ловного диаметра стержня пера в очаге деформации;
– построение регрессионной модели процесса прокатки стержня куриного пера рифленым валком на плоской поверхности, устанавливающей зависи-мость наполнительной способности перовой массы от конструктивных пара-метров рабочего органа;
– проведение экспериментальных исследований технического устройства механической деформации стержня куриного пера.

Перопуховое сырье является побочным возобновляемым продуктом птицеводства, переработка и утилизация которого является актуальной проблемой не только для этой отрасли народного хозяйства, но и для предприятий среднего и малого бизнеса в т. ч. сферы услуг, использующих в своем производстве это экологически чистое сырьё.

Из всего количества получаемого перопухового сырья наиболее эффективно используется пух и перо водоплавающей птицы. 

Перо сухопутных пород птиц, в том числе куриное, используют в меньшей степени, по причине его низких качественных характеристик. Одним из основных показателей качества перопухового сырья является показатель «Fill Power» (F.P.), характеризующий его наполнительную способность.

 

Методологической основой данного исследования служат основные положения теории прокатки материалов, труды отечественных и зарубежных исследователей в области совершенствования математических моделей  оборудования по переработке волокон животного и растительного происхождения.

В научной работе использовались разделы математической статистики и планирования эксперимента, основы теории геометрического подобия и математического анализа, элементы и средства математического и физического моделирования.

 

Выполненные исследования позволяют сделать следующие выводы:

- Анализ технологических процессов и оборудования обработки перопухового сырья показал, что для эффективного повышения наполнительной способности  перовой массы необходимо агрегатирование машин разделения перопухового сырья на фракции и механической деформации стержня куриного пера для комплексного использования.

- Разработана математическая модель процесса механической деформации стержня куриного пера рифленым валком на плоской поверхности, позволяющая исследовать зависимость силы сопротивления прокатке стержня пера от конструктивных параметров рабочего органа: диаметра вершин рифлей; шага рифления; углового размера рифли. Установлено, что зависимость силы сопротивления прокатке стержня куриного пера имеет колебательную составляющую, амплитуда и частота которой зависит от диаметра стержня прокатываемого пера и параметров рабочего органа.

- По результатам экспериментального исследования с применением центрального рототабельного композиционного планирования по плану Бокса – Уилсона разработана регрессионная модель процесса прокатки пера рифленым валком на плоской контактной поверхности. Получены рациональные параметры рифленого валка: шаг рифления p = 3,2 мм, ширина вершины рифли b = 0,3 мм, зазор между вершиной рифли и контактной поверхностью при прокатке h = 0,05 мм, обеспечивающие максимальное увеличение показателя наполнительной способности перовой массы (Δ F.P. = 21,6 %).

- На основании исследований по определению максимальной высоты расположения очина стержня куриного пера относительно плоской поверхности после свободного падения и анализа процесса подвода пера к рифленому валку установлено, что минимально допустимое значение диаметра вершин рифлей валка D_min = 71 мм.

- При стендовых испытаниях устройства механической деформации стержня куриного пера с рациональными параметрами рабочего органа установлено, что величина наполнительной способности перовой массы зависит от угловой дезориентации пера на подающей транспортерной ленте.

- Разработаны конструкции оборудования для разделения перопухового сырья на фракции с устройством механической деформации стержня куриного пера, защищенные патентами РФ. Внедрение этих технических решений на предприятиях народного хозяйства позволит снизить себестоимость производства новых и реставрации старых перопуховых изделий за счет применения дешевого несвязного материала. Расчетный годовой экономический эффект от внедрения одного из технических решений составляет от  159 до 163 тыс.р.

1. Никитин, Б.И. Производство перо-пуховых изделий: учебник для средних проф-тех училищ / Б.И. Никитин, Н.Б. Никитина. – М.: Агропромиздат, 1985. – 240с.
2. Митрофанов, И.С. Переработка птицы / И.С.Митрофанов, Ю.А.Плясов, Е.Г.Шумков. – М.: Агропром-издат, 1990. – 303 с: ил.
3. Филатов, О.К. Экономика предприятий (организаций) / О.К. Филатов // Учебник, 3-е изд. перераб. и доп. М. – Финансы и статистика. 2012. – 512 с.
4. Определение параметров рабочего органа узла модификации пера сортировочных машин / К.С. Галатов, Ю.Е. Чертов // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. – 2012. №1. С. 48-51.
5. Грудев, А.П. Теория прокатки / А.П. Грудев. – М.: Металлургия. – 1988. –240 с.
6. Повышение эффективности модификации стержня пера птицы / Ю.Е. Чертов, К.С. Галатов // Птица и птицепродукты. – 2012. – № 6. С. 60-62

This study focuses on the improvement of separation equipment Feather and downy raw materials into fractions in the air for use in small enterprises, including public utilities and services.
The bulk of these enterprises are deficient in production areas, in this connection, comes to the fore the use of multifunctional equipment. In this connection, it is advisable to be mounted machines Feather and downy separation into fractions of raw materials and mechanical deformation of chicken feathers rod for integrated use, which is achieved by placing the node mechanical deformation chicken feather stem cells in the screening.
The development of the node mechanical deformation of chicken feathers rod for separation equipment raw materials on Feather and downy fraction is an urgent task for the public utilities and services, the solution of which will reduce the cost of production of new and restoration of old garments due to the use of cheap non-cohesive material.