Обґрунтування конструктивних параметрів вдосконаленого обладнання для переробки томатів

Abstract

Здійснення повного циклу переробки томатів це складне технологічне завдання, що вимагає ретельного контролю різноманітних параметрів для забезпечення високої якості кінцевого продукту. Основними стадіями процесу є підготовка сировини, механічне подрібнення томатів, відділення соку від м’якоті і шкірки, а також додаткова обробка для поліпшення органолептичних і поживних показників соку. Робота ставила на меті дослідження залежності продуктивності від оптимальних параметрів вдосконаленого обладнання для переробки томатів, а саме: зазор бич-решето, швидкість обертання перфорованого барабану та рівень надходження подрібненої маси. В статті представлене вдосконалене конструктивне рішення обладнання для переробки томатів, особливістю якого є поєднання технологічних операцій подрібнення і протирання, за рахунок чого знижується металоємність конструкції та енергоємність процесу. В дослідженні здійснювалося визначення процентного вмісту компонентів подрібненої маси плодів шляхом важення кожної фракції. На основі отриманих даних проведене апріорне ранжування чинників, яке виконується методом експертної оцінки. Визначені чинники, які найбільше впливають на технологічний процес. За допомогою методу математичного моделювання та експериментальних досліджень визначено оптимальні режими роботи обладнання, що забезпечують максимальний вихід томатного соку при мінімальних енергетичних витратах. Основна увага приділялась врахуванню конструктивних і експлуатаційних параметрів, таких як визначення кутової швидкості обертання барабана, продуктивності та потужності обладнання. На основі аналізу конструктивних та технологічних чинників, які впливають на технологічний процес визначено, що зазор бич-решето повинен бути 2 мм, рівень надходження на протирання подрібненої маси до 80 %, швидкість обертання барабану до 25 м/с, що забезпечить протирання пульпи на рівні 90 %. Отримані результати можна використати для модернізації існуючих ліній переробки томатів і створення нових виробничих потужностей з урахуванням сучасних вимог ринку

The implementation of a full-cycle tomato processing operation is a complex technological task that requires precise control of various parameters to ensure the high quality of the final product. The main stages of the process include raw material preparation, mechanical crushing of tomatoes, separation of juice from pulp and skin, as well as additional treatment to enhance the organoleptic and nutritional properties of the juice. The objective of this study was to investigate the relationship between processing performance and the optimal parameters of improved tomato processing equipment, specifically: the clearance between beaters and sieve, the rotational speed of the perforated drum, and the feed rate of the crushed mass. The article presented an improved structural solution for tomato processing equipment, characterised by the integration of crushing and pulping operations, which reduces both the metal intensity of the design and the energy consumption of the process. The study involved determining the percentage content of components in the crushed tomato mass by weighing each fraction. Based on the collected data, an a priori ranking of influencing factors was performed using expert evaluation. The most significant factors affecting the technological process were identified. Through mathematical modelling and experimental studies, the optimal operating modes of the equipment were established to achieve maximum juice yield with minimal energy consumption. Special attention was given to the consideration of design and operational parameters such as angular drum speed, productivity, and equipment power. The analysis of constructive and technological factors influencing the process showed that the optimal configuration includes a beater-sieve clearance of 2 mm, a pulp feed rate of up to 80%, and a drum rotational speed of up to 25 m/s, which ensures a pulping efficiency of approximately 90%. The obtained results can be used for upgrading existing tomato processing lines and developing new production facilities in accordance with current market demands