ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………….…………. 4
Глава 1. Анализ современного состояния производства
гранулированного сушеного свекловичного жома……. 15
1.1 Характеристика свекловичного жома, как объекта
исследования……………………………………..……..…… 15
1.2 Анализ используемых технологий прессования и
гранулирования свекловичного жома……………..….……
1.3 Обзор оборудования для прессования и гранулирования
свекловичного жома …………………..……………….…… 30
1.4 Обзор оборудования для гранулирования свекловичного
жома……………………………………………………….…. 38
1.5 Анализ основных закономерностей процесса гранулиро-
вания……………………………….………………………… 51
1.6 Анализ литературного обзора, формулировка цели
и основных задач исследования………………..….…….…. 65
Глава 2. Экспериментальные исследования процесса
прессования свекловичного жома……………………….. 68
2.1 Экспериментальная установка и методика проведения
экспериментов………………………………………..……. 68
2.2 Кинетические закономерности процесса прессования
свекловичного жома ………………………………….…… 73
2.3 Разработка математической регрессионной модели ……
процесса прессования свекловичного жома на прессе
глубокого отжима ……………………………………..…… 75
2.4 Исследование показателей качества жомопрессовой воды
от степени прессования свекловичной стружки.………….. 81
Глава 3. Математическое моделирование процесса прессова-
ния свекловичного жома в двухшнековом прессе ……
3.1 Постановка задачи ………………………………………….. 84
3.2 Решение математической модели процесса отжима
жомопрессовой воды из свекловичного жома при
прессовании в двухшнековом прессе …………………….. 85
3.3 Проверка на адекватность полученного решения……….. 89
Глава 4. Комплексная оценка качества прессованного
свекловичного жома …………………………………….. 91
4.1 Исследование динамики изменения показателей качества
и физико-химических показателей свекловичного жома в
процессе прессования……………………………………… 91
4.2 Исследование химического состава сырого,
прессованного и сушеного свекловичного жома…………. 93
4.3 Определение органолептических, физико-химических
показателей сушеного жома, содержания инородных и
металломагнитных примесей……………………………….. 94
4.4 Изучение влияния условий и сроков хранения на качество
сухого гранулированного свекловичного жома ……….. 98
Глава 5. Практическая реализация результатов исследований 101
5.1 Разработка технологической линии производства
гранулированного свекловичного жома с использованием
кормовых добавок…………………………………………. 101
5.2 Разработка методики инженерного расчета пресса для
свекловичного жома………………………………………… 107
5.3 Пример расчета пресс-гранулятора с кольцевой матрицей. 115
5.4 Разработка комбинированного пресс-гранулятора……….. 120
Основные выводы и результаты …………………..……………..….… 127
Библиографический список……………………………………………… 129
Приложения…………………………………………………………….…

Во введении обоснована актуальность темы диссертацион-
ной работы, научная новизна и практическая значимость выпол-
ненных исследований.
Впервойглаведанакраткаяхарактеристика
свекловичногожомакакобъектаисследования,
систематизированы литературные данные о современном
состоянии технологий прессования свекловичного жома,
приведен обзор конструкций прессов и грануляторов, а также
анализ математических моделей процесса прессования
свекловичного жома. На основании проведенного анализа
сформулированы цель и задачи работы и определены методы их
решения.
Во второй главе приведено исследование кинетических
закономерностей процесса прессования свекловичного жома.
Подаваемый на прессование свежий жом имел содержание
сухих веществ 12,7 %. В качестве объекта исследования был ис-
пользован свекловичный жом (длина стружки от 0,5 до 85,0 мм, с
начальной влажностью 88,3 %) (таблица 1).
Т а б л и ц а 1 – Параметры и гранулометрический состав свекловичной стружки
перед и после прессования, а также гранулированного жома
НаименованиеЖом перед прессомЖом после прессаГранулирован-
параметровный жом
рН4,945,105,37
Влажность, %88,371,811,1
Содержание
сахара, %2,281,94,64
Размер частицДлина%Размер%Диаметр гранул
стружки, ммсита, Ø, мм10 мм
0,50,5>458,9Длина%
гранул,
мм
<1024,83,53,810-142 10-2030,33,027,415-208,7 20-359,32,50,325-3019,3 35-4014,72,03,430-3516,5 40-8520,91,52,135-4026,0 1,22,341-4727,5 1,00,8 0,81 W, % 1-Wн =88,3 %Выявленосуще- 2-Wн =90,6 % 13-Wн =91,2 %ственное влияние формы 2стружки: при изрезывании стружки в пластины со- держание сухих веществ в отжатом жоме составляло 7525,8-26,1 %, а при прида- нии стружке желобчатой формы – снизилось до 24 010203040 τ, мин%. Рисунок 1 – Зависимость изменения влаж-Исследование зако- ности жома в процессе прессования свекло- вичного жома с различной начальной влаж-номерностей изменения ностью Wн, %: 1 – 88,3; 2 – 90,6; 3 – 91,2 основных параметров свекловичного жома в процессе отжатия позволило установить зависимости изменения влажности свекло- вичного жома в процессе прессования при различных начальных влажностях Wн (рисунок 1). Экспоненциальный характер измене- ния влажности свекловичного жома в процессе прессования ха- рактерен для всех трех значений начальной влажности Wн в диа- пазоне от 88,3 до 91,2 %. Выявлено, что уве- W, %1 - 1,5 об/мин 2 - 2,6 об/мин личениескорости враще- 3 - 3,6 об/минния шнеков с 1,5 до 3,6 1мин-1 существенно влияет на изменение конечной влажности свекловичного жома: она снижается от 77,2 до 71,3 % (рисунок 2). При разработке ма- 010203040 t, мин тематической регрессион- Рисунок 2 – Зависимость измененияной модели процесса влажности жома в процессе прессова-прессования свекловично- ния свекловичного жома при различных го жома на прессе глубо- скоростях вращения шнеков n, мин-1:кого отжима в качестве 1 – 1,5; 2 – 2,6; 3 – 3,6целевых функций при пе- реработке свекловичного жома были выбраны: остаточное со- держание сахара в жоме и кормовая ценность (содержание кор- мовых единиц), а параметрами – кислотность рН, влажность, размер частиц, длина свекловичной стружки. Для реализации предлагаемой методики используется модуль Fuzzy Logic Toolbox, входящий в пакет MatLab, а для представления резуль- татов моделирования в графическом виде используют модуль Surfase Viewer. Исследования предварительно проводили с по- мощью пакета прикладных программ CurveExpert 1.3. Были получены регрессионные уравнения: – изменения содержания остаточного сахара в свеклович- ном жоме в процессе прессования: yс = 4,248 – 0,180xрН – 0,020xw + 0,022xL;(1) – изменения содержания кормовых единиц в свекловичном жоме в процессе прессования: yс = 1328,178 – 142,566xрН – 6,299xw – 6,499xL. (2) Выявлена значимость влияния каждого из основных техно- логических параметров (кислотность и влажность свекловичного жома, длина свекловичной стружки) на величину содержания са- хара в жоме и его кормовую ценность. Графические результаты исследований приведены на рисунках 3-8. S = 0.02993690S = 0.05932229 r = 0.99035251r = 0.96156169 2.32.3 2.22.2 2.12.1 zuker zuker 2.02.0 2.02.0 1.91.9 1.81.8 3.94.24.44.75.05.25.570.173.576.980.483.887.290.6 PhW Рисунок 3 – Изменение содержанияРисунок 4 – Изменение содержания сахара в жоме в зависимости от егосахара в жоме в зависимости от влаж- кислотности в течение процесса прес-ности в течение процесса прессования сования S = 0.03016864S = 6.48042541 r = 0.99020183r = 0.98786302 2.30 90.8 2.20 77.2 2.10 63.6 zuker Kor m 2.0 50.0 2.0 36.4 1.9 22.8 1.8 1.86.310.915.520.024.629.2 9.2 1.86.310.915.520.024.629.2 l l Рисунок 5 – Изменение содержанияРисунок 6 – Изменение кормовой цен- сахара в жоме в зависимости от длиныности жома в зависимости от длины стружки в течение процесса прессова-стружки в течение процесса прессова- нияния S = 4.79736657S = 6.72548082 r = 0.99336702r = 0.98692156 90.890.8 77.277.2 63.663.6 Kor m Kor m 50.050.0 36.436.4 22.822.8 9.29.2 70.173.576.980.483.887.290.63.94.24.44.75.05.25.5 WPh Рисунок 7 – Изменение кормовойРисунок 8 – Изменение кормовой цен- ценности жома в зависимости отности жома в зависимости от кислот- влажности стружки в течение процес-ности стружки в течение процесса са прессованияпрессования Полученные регрессионные уравнения (1)-(2) имеют высо- кие коэффициенты R2 и, следовательно, хорошо отражают зако- номерности изменения важнейших параметров: кормовой ценно- сти прессованного жома и содержания в нем сахаров. Они позво- ляют объективно оценивать работу пресса глубокого отжима и обосновать кинематический режим вращения шнеков, позволяю- щий минимизировать себестоимость готовой продукции. Анализ полученной зависимости чистоты жо- мопрессовой воды от мас- совой доли сухих веществ в прессованном жоме (ри- сунок 9) свидетельствует о значительномвлиянии массовой доли сухих ве- ществ в прессованном жо- ме на чистоту жомопрес- Рисунок 9 – Зависимость чистотысовой воды: она увеличи- жомо-прессовой воды от массовойлась с 81,83 до 84,81 %. доли сухих веществ в прессованномВо главе 3 для жомеобоснования переменного кинематического режима работы пресса глубокого отжима свекловичного жома были рассмотрены четыре стадии процесса отжима на основе аналитического анализа силовых и энергетических параметров процесса. При этом решались следующие задачи: определение величины энергии для механического выдавливания влаги из свекловичного жома и обоснование кинематических параметров шнеков. Рабочая камера двухшнекового пресса разделена на четыре секции: загрузочную, уплотнения, отжима и выгрузочную. Учитывая, что отжим жомопрессовой воды из жома проис- ходит при его движении в межвитковом пространстве шнеков, была составлена расчетная схема (рисунок 10), используя кото- рую, выделены три основные силы: сила давления FР; сила, со- здаваемая в винтах шнека Fв и сила трения Fтр. Учитывая закономерности движения шнеков пресса (рису- нок 10), выражение для проекции силы давления на ось ОХ равно:  F x  3, 75 D вит  d в Pmax ,(3) где ω – угловая скорость вращения шнека, с ; Dвит – наружный-1 диаметр корпуса рабочей камеры пресса, м; dв – наружный диа- метр вала шнека, м; Рmax – максимальное давление, создаваемое шнеком, Па. Dвит Рисунок 10 – Схема опреде- ления геометрических пара- метров шнеков пресса на по- L dвперечном разрезе рабочей камеры пресса: Dвит – внеш- α Fp sin2 α FpFpFp sin2 α α О1 Fp cos2αα Fp cos2О2 ний диаметр витка шнека, ω mg ω dв – диаметр вала шнека; L – длина виткового канала шне- ка; О1, О2 – центры валов; ω – угловая скорость вала Рассчитывая силу трения свекловичного жома о внутрен- нюю поверхность корпуса рабочей камеры пресса: F тр  f  F д  Fсц ,(4) где f – коэффициент трения жома о внутреннюю поверхность корпуса пресса; Fд – сила деформация свекловичного жома Fд = Fх; Fсц – сила сцепления, учитывающая адгезию жома к внутренней поверхности корпуса пресса. Затем находили проекции импульса элементов исследуемой системы по осям координат m1 z  ( Fв  Fв  k t  Fсц ) 1 , (5) где m1 – масса свекловичного жома; Далее находили проекции массовых сил системы: ( Fв (1  k t )  Fсц )zz Fz ,(6) m11z где z – текущая координата;  (2 F р sin F x (1  k t )  m1 g  Fсц ) хх Fх 2,(7) m12х где х – текущая координата; g – ускорение силы тяжести. После ряда преобразований находили усилие прессования из уравнения сохранения количества движения: 1  2 rв2  2 rв2  ln L k  ln L  Fр  m1  (1  k t )  m1 g  Fсц (8)   LL zhzh  2 sin На основе полу- ченных уравнений и с ис- пользованием программ- ной среды MathCAD были полученыграфические зависимости для силы прессования жомопрессо- вой воды из жома (рису- нок 11). Вглаве4 приведены исследования динамикиизменения Рисунок 11 – Зависимости силы давле- физико-химическихи ния на свекловичный жом витками шне- микробиологических ков FР и мощности, затрачиваемой на показателей отжим жомопрессовой воды N, от числа свекловичного жома в оборотов шнеков nпроцессе прессования и гранулирования. Для исследований были представлены три пробы жома, полученные на Боринском сахарном заводе: перед и после пресса глубокого отжима и гранулированного жома. Показатели качества и физико-химические показатели вышеуказанных проб свекловичного жома приведены в таблице 2. Результаты исследований химического состава сырого, прессованного и сушеного свекловичного жома представлены в таблице 3. Выявлена динамика изменения физико-химических показа- телей свекловичного жома в процессе прессования и гранулиро- вания, свидетельствующая об увеличении сырого протеина, сы- рого жира и обменной энергии. Проведенные микробиологиче- ские исследования по следующим показателям: бактерии рода Proteus, сальмонеллы, токсинообразующие анаэробы и энтеропа- тогенные типы кишечной палочки, показали их полное отсут- ствие во всех трех пробах жома. Т а б л и ц а 2 – Показатели качества и физико-химические показатели свекловичного жома НаименованиеПоказатели качества и физико-химические показателейпоказатели свекловичного жома перед прессомпосле прессагранулирован глубокогоглубокогоного жома отжимаотжима Показатели качества Массовая доля сырого8,45± 0,569,95± 0,609,44± 0,62 протеина в сухом веществе, % Массовая доля сырой16,43± 1,7422,75± 2,0625,50± 2,19 клетчатки в сухом веществе, % Обменнаяэнергия,21,6825,3827,08 МДж/кг Физико-химические показатели Массовая доля сырого0,46± 0,390,57± 0,400,41± 0,39 жиравсухом веществе, % Массовая доля сырой5,2± 0,24,5± 0,23,3± 0,2 золы в пересчете на сухое вещество, % Т а б л и ц а 3 –Химический состав сырого, прессованного и сушеного свекловичного жома НаименованиеПоказатели показателясырогопрессованногосушеного жомажомажома Сухие вещества, %6,0-9,014,0-20,087,0-86,0 Вода, %91,0-94,080,0-86,013,0-14,0 Сырой протеин, %1,2-1,51,7-1,97,9 Сырая клетчатка, %3,5-4,55,0-7,017,6 Безазотистые экстрактивные веще- ства, %4,3-6,08,5-10,061,2 Жир, %0,4-0,70,6-0,90,5 Зола, %0,6-1,01,1-1,43,7 Кормовая единица* в 100 кг корма6-915-200,85 Обменная энергия, МДж0,731,88 *Единица измерения питательности кормов, равная питательности 1 кг овса. В пятой главе приведено описание разработанных кон- струкции комбинированного пресс-гранулятора (рисунок 12) и технологической линии производства гранулированного свекло- вичного жома с использованием кормовых добавок (рисунок 13). III зона II зона 2611 I зона9 ного812 ка влаж Загруз жома7 313 за ая фа 15Жидк Жидкая фаза й ванны улиро Гран жом Рисунок 12 – Комбинированный пресс-гранулятор: 1 – электродвигатель; 2 – станина; 3 – ременная передача; 4 – опора; 5 – шнековый вал; 6 – загрузочный бункер; 7, 8, 9 – зоны рабочей камеры наклонного шнекового пресса; 10 – мат- рица; 11 – привод; 12 – ролики; 13 – плоская матрица; 14 – выгрузочный патру- бок; 15 – двутельный корпус; 16 – матрица Рисунок 13 –Технологическая линия производства гранулированного свекло- вичного жома с использованием кормовых добавок: 1 – емкость с влажным жо- мом; 2 – питатель; 3 – пресс для предварительного отжатия влаги; 4 – разрыхли- тель-рекуператор; 5 – пресс для окончательного отжатия влаги; 6 – транспортер; 7 – сушилка; 8 – циклоны-уловители; 9 – вентилятор; 10 – бункеры; 11 – дозато- ры; 12 – надсмесительный бункер; 13 – смеситель; 14 – подсмесительный бун- кер; 15 – магнитный сепаратор; 16 – гранулятор; 17 – охладитель, 18 – просеи- ватель; 19 – тензовесы; 20 – транспортер; 21 – установка ввода жидких компо- нентов Основные выводы и результаты 1. Выявленные кинетические закономерности процесса прессования свекловичного жома на прессе глубокого отжима при переменных кинематических режимах позволили обосновать рациональные параметры процесса отжима жомопрессовой воды и установлен характер влияния их технологических параметров. Установлен характер влияния переменных кинематических ре- жимов на физико-химические свойства и показатели качества свекловичного жома и жомопрессовой воды. 2. Разработана математическая регрессионная модель про- цесса прессования свекловичного жома на прессе глубокого от- жима, описывающая изменение содержания сахара в жоме и его кормовой ценности в зависимости от кислотности и влажности жома, а также от длины свекловичной стружки. 3. Разработана математическая модель процесса прессова- ния свекловичного жома в двухшнековом прессе глубокого от- жима, позволяющая определить силовые и энергетические пара- метры процесса. 4. Разработаны методики инженерного расчета пресс- гранулятора для свекловичного жома и пресс-гранулятора с кольцевой матрицей, позволяющие рассчитать основные кинема- тические параметры процесса и конструктивные размеры проек- тируемых видов оборудования. 5. Разработана конструкция комбинированного пресс- гранулятора, состоящего из последовательно соединенных наклонного трехзонного шнекового пресса и гранулятора с плоской матрицей реализующий высокую эффективность отжатия жидкой фазы из свекловичного жома. Разработана технологическаялинияпроизводствагранулированного свекловичного жома с использованием кормовых добавок, использование которой позволит повысить существенно сокра- тить энергозатраты за счет получения прессованного жома с более низким содержанием влаги. 6. Выполнена комплексная оценка химического состава, физико-химических свойств и показателей качества свекловично- го жома, которая позволила оценить повышенную кормовую ценность жома. 7. Разработана перспективная технология глубокого отжима свекловичного жома на двухшнековых прессах при переменных кинематических режимах, направленная на снижение содержания влаги и сокращение энергозатрат при гранулировании и сушке жома. 8. Проведенные на СП «Боринский сахарный завод» и СП «Хмелинецкий сахарный завод» АО «АПО «Аврора» производственная апробация и промышленное производство прессованного жома при переменных кинематических режимах работы пресса глубокого отжима подтвердили сокращение энергозатрат на 12-14 %, экономическая эффективность состави- ла в 2021 г. 557,37 млн. р.

Актуальность избранной темы. Стратегия научно-
технологического развития Российской Федерации, утвержденная Указом
Президента Российской Федерации от 1 декабря 2016 г. № 642 «О Страте-
гии научно-технологического развития Российской Федерации», определя-
ет в качестве приоритетных на ближайшие 10-15 лет направления научно-
технологического развития Российской Федерации, которые позволят по-
лучить научные и научно-технические результаты и создать технологии,
являющиеся основой инновационного развития внутреннего рынка про-
дуктов и услуг и обеспечат устойчивое положение России на внешних
рынках [120, 121].
В 2016-2019 гг. в стране наблюдалось перепроизводство сахара, при
этом посевные площади сахарной свеклы в этот период находились на
уровне 1,1-1,2 млн га. В результате в 2019 году производство сахара
достигло 7,3 млн т, что было на 20,2 % выше показателя 2016 г. (рисунок 1).

51,3
60 51,9 54,3

50 42

40 35
30
6,024 6,675
10 6,261
7,279
5,781
0 5,007

2016
2017
2018
2019
2020
2021
Сахар, млн. т

Сахарная свекла, млн.т
Рисунок 1. – Динамика производства сахара и сахарной свеклы в России
в 2016-2021 гг., тыс. т
Цена на сахар вследствие его избытка на рынке и высокой
конкуренции за покупателей существенно снизилась, что негативно
отразилось на рентабельности сахарных заводов и производителей свеклы.
В этой связи некоторые сахарные заводы предпочли приостановить
производственную деятельность, чем продолжать производить сахар и
реализовывать его ниже себестоимости.
В 2020 г ситуация существенно изменилась, поскольку
производители сахарной свеклы сократили посевные площади культуры на
19,1 %. В 2020 году российскими предприятиями было выпущено
5781791 т свекловичного сахара, что на 20,6 % меньше по сравнению с
результатами 2019 года.
По данным Минсельхоза в РФ в 2021 году переработано
35087,2 тыс. т (на 21,3 % выше уровня прошлого года), выработано сахара
5007,3 тыс. т (на 8,3 % выше уровня прошлого года).
В связи со снижением поголовья крупного рогатого скота (в 2021
численность коров составила 7,7 млн. голов) существенно сократилось
потребление жома, который входил в состав рациона их питания, что в
свою очередь привело к возникновению экологической проблемы по
утилизации сырого жома.
Однако сокращение объемов переработки сахарной свеклы в Европе
привело к увеличению экспорта сухого гранулированного жома в страны
Западной Европы: с 2018 г. по 2021 г. его экспорт из России возрос на 31 %
[3, 100, 101].
Сухой гранулированный жом является важным компонентом при
производстве комбикормов для сельскохозяйственных животных (коров,
бычков, баранов, овец и т.д.). Высокая кормовая ценность сушеного жома
обусловлена тем, что 100 кг (86 % сухих веществ) содержат 4 кг перевари-
ваемого белка, а это равноценно 84 кормовым единицам.
Важным моментом в технологии получения сухого жома является
энергетическая составляющая: для сушки прессованного жома с начальной
влажностью 82,5-83 % до конечной влажности 14 % затраты газа состав-
ляют около 90 %. Поэтому снижение начальной влажности прессованного
жома даже на несколько процентов позволит существенно сократить рас-
ход природного газа на его сушку.
Более полное обезвоживание жома при механическом прессовании
значительно снижает энергозатраты на сушку, а сокращение вследствие
этого продолжительности сушки приводит к улучшению показателей каче-
ства высушенного жома [42, 48, 50, 52].
Отжатие свекловичного жома на европейских сахзаводах до влажно-
сти 65-70 % позволяет снизить расход топлива на его сушку до 30 %
условного топлива к массе сухого жома, в то время как на сахарных заво-
дах России отжимают жом до влажности 82-86 %, а расход условного топ-
лива к массе сухого жома составляет 50 % [1, 54, 57, 59].
Использование на отечественных сахзаводах прессов ПСЖН-68 по-
лучает жом с влажностью 89-91 %, а применение прессов ГХ-2 – до влаж-
ности 82-86 %. Только в последние пять-семь лет отечественные сахзаводы
стали устанавливать прессы глубокого отжима для отжатия свекловичного
жома до влажности 65-70 %. Их применение позволяет сократить расход
газа на сушку жома в 2,1–2,4 раза [69, 79].
Ведущими производителями прессов глубокого отжима являются та-
кие зарубежные фирмы, как Babbini (Италия), BMA (Германия), Mercier
(Испания), Atlas-Stord Norway AS (Норвегия) [97, 105, 111, 112, 126, 127].
Для комплексной переработки постоянно увеличивающихся объемов
производства свекловичного жома необходимо внедрение новых техноло-
гий прессования и разработка новых видов прессов глубокого отжима [40,
115].
Научная работа проводилась в соответствии с планом госбюджетной
НИР кафедры технологии жиров, процессов и аппаратов химических и
пищевых производств ФБГОУ ВО «Воронежский государственный уни-
верситет инженерных технологий».
Степень разработанности темы. Совершенствование процесса
производства сухого гранулированного жома продолжает оставаться объ-
ектом пристального изучения многих ученых.
Теоретические основы технологии, направленной на снижение энер-
гоемкости производства сухого гранулированного жома отражены в рабо-
тах Авророва В.А., Вайстиха Г.Я., Дарманьяна П.М., Классена П.В., Круг-
лика С.В., Казакова К.В., Славянского А.А. и др.
Несмотря на некоторые научные достижения в области прессования
свекловичного жома на прессе глубокого отжима важной остается пробле-
ма подбора переменных кинематических режимов с обоснованием рацио-
нальных параметров процесса отжима жомопрессовой воды, обеспечива-
ющей снижение энергозатрат.
Поэтому комплексное исследование процесса прессования свекло-
вичного жома на прессе глубокого отжима при переменных кинематиче-
ских режимах является актуальной задачей.
Известны достижения отечественных и зарубежных ученых в обла-
сти прессования свекловичного жома на прессе глубокого отжима, которые
отражают применение лишь отдельных аспектов процесса прессования
жома.
Однако до сих пор не существует общепризнанного методологиче-
ского подхода, который бы учитывал целесообразность применения пере-
менных кинематических режимов работы прессов глубокого отжима свек-
ловичного жома.
Цели и задачи. Цель диссертационной работы – развитие научно-
практических основ процесса прессования свекловичного жома на прессе
глубокого отжима при переменных кинематических режимах; разработка
конструкции комбинированного пресс-гранулятора и перспективной тех-
нологии, направленной на снижение энергозатрат.
В соответствии с целью решались следующие задачи:
– исследование кинетических закономерностей процесса прессова-
ния свекловичного жома на прессе глубокого отжима при переменных ки-
нематических режимах с обоснованием рациональных параметров процес-
са отжима жомопрессовой воды;
– математическое моделирование процесса прессования свеклович-
ного жома на прессе глубокого отжима при переменных кинематических
режимах, разработка методики инженерного расчета пресс-гранулятора
для свекловичного жома; разработка методики инженерного расчета пресс-
гранулятора с кольцевой матрицей;
– разработка конструкции комбинированного пресс-гранулятора, со-
стоящего из последовательно соединенных наклонного трехзонного шне-
кового пресса и гранулятора с плоской матрицей реализующий высокую

– разработка переменных кинематических режимов работы пресса
глубокого отжима, технологической линии производства гранулированного

– комплексная оценка химического состава, физико-химических
свойств и показателей качества свекловичного жома;
– проведение промышленной апробации и производственных испы-
таний разработанных переменных кинематических режимов работы пресса
глубокого отжима.
Научная новизна. Разработана перспективная технология глубокого
отжима свекловичного жома на двухшнековых прессах при переменных
кинематических режимах, направленная на снижение содержания влаги и
сокращения энергозатрат при гранулировании и сушке жома.
Выявлены кинетические закономерности процесса прессования
свекловичного жома на прессе глубокого отжима при переменных кинема-
тических режимах с обоснованием рациональных параметров процесса
отжима жомопрессовой воды.
Разработана математическая регрессионная модель процесса прессо-
вания свекловичного жома на прессе глубокого отжима, которая описыва-
ет изменение содержания сахара в жоме и его кормовой ценности в зави-
симости от кислотности и влажности жома, а также от длины свеклович-
ной стружки.
Получена математическая модель процесса прессования свеклович-
ного жома в двухшнековом прессе глубокого отжима, позволяющая опре-

Установлен характер влияния переменных кинематических режимов
на физико-химические свойства и показатели качества свекловичного жома
и жомопрессовой воды.
На предложенные технические решения поданы 2 заявки на патенты
РФ (заявка № 2021116172 «Технологическая линия производства гранули-
рованного свекловичного жома с использованием кормовых добавок» и
№ 2021117758 «Комбинированный пресс-гранулятор»).
Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретиче-
ская значимость диссертационного исследования обусловлена комплекс-
ным анализом процесса прессования свекловичного жома на прессе глубо-
кого отжима при переменных кинематических режимах. Выявленные тео-
ретические подходы и полученные результаты могут быть использованы
при проведении научно-исследовательской и опытно-конструкторской ра-
боты на сахарных заводах.
Определены и обоснованы рациональные технологические режимы
процесса прессования свекловичного жома на прессе глубокого отжима
при переменных кинематических режимах, обеспечивающие снижение ко-
нечной влажности прессованного свекловичного жома, снижение удель-
ных энергозатрат и повышение качества жомопрессовой воды.
Разработана конструкция комбинированного пресс-гранулятора, со-
стоящего из наклонного трехзонного шнекового пресса и гранулятора с
плоской матрицей, обеспечивающая высокую эффективность отжатия
жидкой фазы из свекловичного жома.
Разработана новая технология прессования свекловичного жома на
прессе глубокого отжима при переменных кинематических режимах. Раз-
работана технологическая линия производства гранулированного свекло-
вичного жома с использованием кормовых добавок.
Выполнены методики инженерного расчета пресс-гранулятора для
свекловичного жома и пресс-гранулятора с кольцевой матрицей, позволя-
ющая рассчитать основные кинематические параметры процесса и кон-
структивные размеры проектируемых видов оборудования.
Годовой экономический эффект от внедрения предлагаемых техни-
ческих решений на СП «Боринский сахарный завод» и СП «Хмелинецкий
сахарный завод» АО «АПО «Аврора» составит 557,37 млн. р.
Практическая ценность. Определены и обоснованы рациональные
технологические режимы процесса прессования свекловичного жома на
прессе глубокого отжима при переменных кинематических режимах с
обоснованием рациональных параметров процесса отжима жомопрессовой
воды.
Разработаны методики инженерного расчета пресс-гранулятора для
свекловичного жома и пресс-гранулятора с кольцевой матрицей, позволя-
ющая рассчитать основные кинематические параметры процесса и кон-
структивные размеры проектируемых видов оборудования.
Выполненная комплексная оценка химического состава, физико-
химических свойств и показателей качества свекловичного жома позволила
оценить повышенную кормовую ценность жома.
Разработана конструкция комбинированного пресс-гранулятора, со-
стоящего из наклонного трехзонного шнекового пресса и гранулятора с
плоской матрицей, обеспечивающая высокую эффективность отжатия
жидкой фазы из свекловичного жома.
Разработана технологическая линия производства гранулированного
свекловичного жома с использованием кормовых добавок.
Достоверность научных разработок подтверждена актами производ-
ственной апробации и промышленного производства прессованного жома
на СП «Боринский сахарный завод» и СП «Хмелинецкий сахарный завод»
АО «АПО «Аврора».
Положения, выносимые на защиту:
– выявленные кинетические закономерности процесса прессования
свекловичного жома на прессе глубокого отжима при переменных кинема-
тических режимах с обоснованием рациональных параметров процесса
отжима жомопрессовой воды;
– математическая регрессионная модель процесса прессования свек-
ловичного жома на прессе глубокого отжима, описывающая изменение со-
держания сахара в жоме и его кормовой ценности в зависимости от кис-
лотности и влажности жома, а также от длины свекловичной стружки;
– математическая модель процесса прессования свекловичного жома
в двухшнековом прессе глубокого отжима, позволяющая определить сило-
вые и энергетические параметры процесса;
– конструкция комбинированного пресс-гранулятора, состоящего из
последовательно соединенных наклонного трехзонного шнекового пресса и
гранулятора с плоской матрицей, и технологическая линия производства гра-

– перспективная технология глубокого отжима свекловичного жома
на двухшнековых прессах при переменных кинематических режимах,
направленная на снижение содержания влаги и сокращение энергозатрат
при гранулировании и сушке жома.
Методология и методы диссертационного исследования. Методо-
логия диссертации включает в себя комплекс общенаучных и частнонауч-
ных методов познания.
Теоретической основой представляемой работы являются труды та-
ких известных ученых в области процессов прессования и гранулирования
свекловичного жома, в частности, как работы Авророва В.А., Круглика
С.В., Вайстиха Г.Я., Дарманьяна П.М., Казакова К.В., Классена П.В., Сла-
вянского А.А. и др.
В качестве объекта исследования был использован свекловичный
жом.
Использование таких современных методов, как атомно-
абсорбционной спектроскопии, высокоэффективной газовой хроматогра-
фии, ИК – спектроскопии, капиллярного электрофореза, кислотного гидро-
лиза и др. позволили определить показатели качества свекловичного жома
и характер изменения его химического состава на различных стадиях его
обработки.
Экспериментальные исследования процесса прессования свеклович-
ного жома проведены на Боринском сахарном заводе, теоретические – в
Воронежском государственном университете инженерных технологий, а
показатели качества свекловичного жома и его химический состав – в Ли-
пецкой испытательной лаборатории химико-токсикологическим отделом
(уникальный номер записи об аккредитации в реестре аккредитованных
лиц RA.RU.21ВЛ03).
Методическое обеспечение и созданные в результате исследований
оригинальные конструкция пресса-гранулятора и компоновка технологи-
ческой линии не противоречат известным апробированным методикам
проектирования.
Выполненное обобщение с помощью классических и новых аналити-
ческих методов изучения процесса прессования свекловичного жома поз-
волило сформулировать соответствующие выводы, представленные в ра-
боте.
Разработка и решение математической модели процесса прессования
свекловичного жома проводились с использованием современных компью-
терных программ, приборов и экспериментального пресса.
Степень достоверности. Приведенные выводы и рекомендации ос-
новываются на фундаментальных законах и не противоречат им.
Достоверность исследований и результатов проведенных исследований
базируется на использовании апробированных математических методов.
Полученные расчетные соотношения подвергнуты тщательной экс-
периментальной проверке, среднеквадратичное отклонение не превышало
12,7 %.
При этом соискатель опирается на полученные им эксперименталь-
ные данные и полученные кинетические закономерности процесса прессо-
вания свекловичного жома.
Все научные положения, выводы и рекомендации, изложенные в
диссертации, обоснованы и подтверждены экспериментальными исследо-
ваниями и материалами, которые полностью соответствуют данным про-
токолов опытов.
Основные положения, выводы и рекомендации одобрены при вы-
ступлениях диссертанта на научно-технических конференциях.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы
докладывались и обсуждались на международных научно-технических
конференциях: (Воронеж, 2020, 2021), (Курск, 2021), (Красноярск, 2021),
(Пермь, 2021). Результаты работы демонстрировались на VI Международ-
ной выставке изобретений и инноваций имени Н.Г. Славянова (Воронеж,
2021), X Агропромышленном конгрессе (Воронеж, 2021), по итогам кото-
рых работа награждена дипломами.
Соискатель – заслуженный работник сельского хозяйства и перера-
батывающей промышленности Липецкой области, награжден почетной
грамотой Минсельхоза России, отмечен благодарственными письмами
Минсельхоза России, областного Совета депутатов и администрации Ли-
пецкой области.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том
числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, и 6 тезисов докладов
на научно-технических конференциях различного уровня.
Автор выражает признательность научному руководителю доктору
технических наук Фроловой Ларисе Николаевне за консультации и заме-
чания, сделанные при выполнении диссертационной работы, а также вы-
ражает признательность коллективу кафедры ТЖ,ПАХПП «ВГУИТ» за
поддержку и эффективное сотрудничество.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?

Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

Читать

Публикации автора в научных журналах

Влияние технологических режимов на изменения состава свекловичного жома при его переработке на Боринском сахарном заводе

С.Н. Зобова, А.Н. Остриков, Л.Н. Фролова, М.В. Копылов, И.С.Богомолов // Вестник ВГУИТ. – 2– Т. – № – С. 71

Математическая модель процесса экструзии зерновых культур при неизотермическом течении их расплава до температуры начала реакции Майяра

В.А. Афанасьев, Л.Н. Фролова,К.А. Сизиков, А.Н. Остриков, С.Н. Зобова // Вестник ВГУИТ. – 2–Т. – № – С. 23

Совершенствование технологии сушеного свекловичного жома методом двухкратного прессования

С.Н. Зобова,А.Н. Остриков // Материалы LIV отчетной научной конференции препо-давателей и научных сотрудников ВГУИТ за 2020 год. В 3 ч. Воронеж.гос. ун-т инж. технол. – Воронеж: ВГУИТ, 2Ч. – С. 23

Разработка технологической линии получения сушеного гранулированного свекловичного жома с использованием добавок

А.Н. Остриков, Л.Н. Фролова, С.Н. Зобова // Новое в технологиии технике функциональных продуктов питания на основе медико-биологических воззрений: сборн. статей IX Междунар. науч.-техн. конф.Воронеж: ВГУИТ, 2– С. 487

Разработка методики расчета пресс-гранулятора с кольцевой матрицей

С. Н. Зобова // Новые концептуальные подходы крешению глобальной проблемы обеспечения продовольственной без-опасности в современных условиях: сб. научных статей 9-й Междуна-родной научно-практ. конф., Курск, 2– С. 176

Динамика изменения физико-химических и микробиологических показателей свекловичного жома в процессе прессования и гранулирования

С. Н. Зобова, А. Н. Остриков // Научно-практические аспекты развития АПК: матер. национ. науч. конф. –Красноярск, 2Ч. – С. 86

Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее

Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее

Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее

Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

Хочешь уникальную работу?

Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все

Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)

#Кандидатские #Магистерские

76 Выполненных работ

Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.

#Кандидатские #Магистерские

5125 Выполненных работ

Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все

Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой

#Кандидатские #Магистерские

33 Выполненных работы

Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все

Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.

#Кандидатские #Магистерские

39 Выполненных работ

Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все

Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ

#Кандидатские #Магистерские

117 Выполненных работ

Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все

Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.

#Кандидатские #Магистерские

33 Выполненных работы

Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (пос... Читать все

#Кандидатские #Магистерские

551 Выполненная работа

Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.

#Кандидатские #Магистерские

335 Выполненных работ

Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все

Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.

#Кандидатские #Магистерские

47 Выполненных работ