Визначення впливу умов завантаження шнекового преса на споживаний струм його приводу засобами мікроконтролера Arduino
Анотація
Розроблено методику визначення впливу умов завантаження шнекового преса на споживаний струм та потужність його приводу за допомогою давачів та мікроконтролера Arduino. Оскільки соняшникова олія є одним із найпоширеніших продуктів харчової промисловості, то актуальною є проблема автоматизації процесу перероблення насіння соняшнику, спрямована на підвищення продуктивності пресів та зниження споживаної потужності їх приводів. Для отримання якісних результатів у дослідженні використано такі наукові методи, як аналіз, моделювання, експеримент, вимірювання та спостереження. Розроблено спрощену принципову схему електромеханічної системи шнекового преса на підставі його повномасштабного експериментального прототипу моделі LiangTai LTP200. Проведено аналіз споживаного струму та напруги приводу преса за різних рівнів завантаження камери пресування. Вимірювання проводили за допомогою давачів струму і напруги SCT-013-030 і ZMPT101B, під'єднаних до мікроконтролера Arduino. Ступінь завантаження камери пресування визначено як відношення об'єму завантаженого в камеру насіння соняшнику до загального активного об'єму камери. Об'єм насіння визначено за допомогою мірного стаканчика (мірної колби) та додатково розраховано як добуток його маси на відповідну насипну щільність (густину). Масу вимірювали електронною вагою KYA800077. Експериментальні випробування проведено у ненавантаженому стані (на холостому ходу) та за таких рівнів завантаження як 33, 67 і 100 %%. На підставі отриманих результатів проаналізовано споживану потужність приводу шнекового преса за різних рівнів завантаження камери пресування. Експериментально підтверджено пропорційне збільшення споживаного струму приводу шнекового преса у разі збільшення рівня завантаження камери пресування. Результати дають змогу вдосконалити відповідні алгоритми управління, спрямовані на оптимізацію енергоспоживання. Перспективи подальших досліджень можуть містити аналогічні дослідження для інших видів насіння олійних культур. Експериментальні дані можна використати для практичних рекомендацій щодо розроблення відповідної системи управління, яка дасть змогу оптимізувати енергоспоживання приводу преса, для моніторингу та попередження умов перевантаження, які можуть спричинити поломку елементів приводу преса.
Завантаження
Посилання
Abu Hashish, H. M., & Abd El-Kader, A. E. (2019). Soybean oil and soy flakes production simultaneous using newly screw press design. Bioscience research, 16(1), 17–25. URL: https://www.isisn.org/BR16(1)2019/17-25-16(1)2019BR18-283.pdf
Aung, K., Pon Chit, S., Hninsi, K., & Chan, Z. M. (2019). Design and Stress Analysis of Screw Shaft for Peanut Oil Screw Press Expeller. International Journal of Progressive Sciences and Technologies IJPSAT, 16(1), 207–212. URL: https://ijpsat.ijsht-journals.org
Gao, D., Zhang, W., & Huang, Z. (2023). Design and experiment of screw press device control system of kitchen waste. Jiangsu Daxue Xuebao (Ziran Kexue Ban)/Journal of Jiangsu University (Natural Science Edition), 44(2), 173–179. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2023.02.007
Getting Started with Arduino products. (2024). Arduino. URL: https://www.arduino.cc/en/Guide
Habib, M. D., Khan, U., Mondal, D., & Hoque, S. (2016, December). Design and construction of oil expeller press with structural analysis of screw with ansys. International conference on mechanical, Industrial and energy engineering, 2–7. URL: https://www.researchgate.net/publication/315111267
Hudzenko, M., Vasyliv, V., Zheplinska, M., Burova, Z., & Sarana, V. (2022). Research on the effectiveness of means for intensifying oil compression in twin-screw extrusion presses. Animal Science and Food Technology, 13(4). https://doi.org/10.31548/animal.13(4).2022.7-18
Jain, D., & Jain, S. (2015). Performance evaluation of screw-press oil expeller using a continuous spiral and decreasing length of pitch of screw. Agricultural Engineering International: CIGR Journal, 17(1), 213–222. URL: https://cigrjournal.org/index.php/Ejounral/article/view/2999/2031
Journal, I. (2023). Design and fabrication of a high-yield edible oil expeller screw shaft. Interantional journal of scientific research in engineering and management, 07(03). https://doi.org/10.55041/ijsrem18000
Kabutey, A., Herak, D., Ambarita, H., & Sigalingging, R. (2019). Modeling of linear and non-linear compression processes of sunflower bulk oilseeds. Energies, 12(15). https://doi.org/10.3390/en12152999
Kabutey, A., Herak, D., Mizera, C., & Hrabe, P. (2019). Theoretical analysis of force, pressure and energy distributions of bulk oil palm kernels along the screwline of a mechanical screw press FL 200. Agronomy Research, 17(5), 1927–1941. https://doi.org/10.15159/AR.19.175
Kachur, O., Korendiy, V., & Havran, V. (2023). Designing and simulation of an enhanced screw-type press for vegetable oil production. Computer Design Systems. Theory and Practice, 5(1), 128–136. https://doi.org/10.23939/cds2023.01.128
Korendiy, V. M., & Havran, V. B. (2024). Analysis of the oil extraction process and prospects of automation of screw press operation. Scientific Bulletin of UNFU, 34(1), 85–90. https://doi.org/10.36930/40340112
Kovalyshyn, S., & Tomyuk, V. (2018). Research on power consumption of screw press for pressing of oil from rape seed. BIO Web of Conferences, 10. https://doi.org/10.1051/bioconf/20181002011
Naeem, M., Abu Hashish, H. M., & Zahran, H. (2017). Optimize the roselle (hibiscus sabdariffa l.) seeds oil extraction using screw press. Egyptian J. of Nutri on, 32(4). URL: https://www.researchgate.net/publication/323398723_Optimize_the_Roselle_Hibiscus_Sabdariffa_L_Seeds_Oil_Extraction_Using_Screw_Press
Sánchez Egea, A. J., Deferrari, N., Abate, G., Krahmer, D. M., & López De Lacalle, L. N. (2018). Short-cut method to assess a gross available energy in a medium-load screw friction press. Metals, 8(3). https://doi.org/10.3390/met8030173
Shevchuk, R., & Sukach, O. (2020). Test of the modernized screw oil press. Bulletin of Lviv National Agrarian University. Agroengineering Research, 24(1), 69–76. https://doi.org/10.31734/agroengineering2020.24.069
Wardianto, D., & Anrinal. (2022). Failure Analysis of the Screw Press Machine. Jurnal Teknik Mesin, 12(1), 72–81. https://doi.org/10.21063/jtm.2022.v12.i1.72-81
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
