Optimisation of the operating parameters of the vibration cleaning machine to improve the quality of seed cleaning | Оптимізація робочих параметрів віброочистної машини для підвищення якості очищення насіння

Английский. The relevance of the study was determined by the need to improve the efficiency of grain material purification in the conditions of energy-limited agro-processing enterprises of Ukraine. The purpose of the study was to determine the optimal kinematic parameters of the oscillatory mode of operation of the machine, considering the specifics of cleaning wheat, barley, and millet seeds. To achieve this goal, a series of experimental studies was conducted using high-speed video recording, digital image processing, variance analysis, and energy audit. As a result, it was found that the optimal parameters of the oscillatory mode – a frequency of 11 Hz, an amplitude of 4.5-6.0 millimetres and an angle of inclination of 10-13 degrees – provided the highest cleaning efficiency indicators for three crops. Under these conditions, an average level of purification efficiency was achieved at the level of 98.2% for wheat, 97.3% for barley, and 98.4% for millet, while reducing specific seed losses to 1.2%, 1.3%, and 0.9%, respectively. A decrease in residual impurities to 0.6-1.7%, stabilisation of the technological process (the coefficient of variation did not exceed 3.3%), and an increase in the efficiency to 87-89% were recorded. Specific electricity costs decreased to 0.88-1.05 W·h/kg, which led to savings of UAH 12.4-15.8 per tonne of purified material. The overall economic effect due to the combined impact on energy consumption, seed loss, and increase in the commodity fraction amounted to UAH 66.8-81.2 per tonne, which confirmed the practical effectiveness of applying new parameters in the conditions of serial grain cleaning. The results obtained can be used by engineers, technologists, and designers to optimise the operating modes of vibration cleaning systems in the grain processing industry

украинский. Актуальність дослідження зумовлювалася необхідністю підвищення ефективності очищення зернового матеріалу в умовах енергообмежених агропереробних підприємств України. Метою дослідження було визначення оптимальних кінематичних параметрів вібраційного режиму роботи машини з урахуванням специфіки очищення насіння пшениці, ячменю та проса. Для досягнення поставленої мети було проведено серію експериментальних досліджень із використанням високошвидкісного відеозапису, цифрової обробки зображень, дисперсійного аналізу та енергоаудиту. У результаті встановлено, що оптимальні параметри вібраційного режиму – частота 11 герц, амплітуда 4,5-6,0 міліметрів та кут нахилу 10-13 градусів – забезпечували найвищі показники ефективності очищення для трьох культур. За цих умов досягнуто середнього рівня ефективності очищення на рівні 98,2 % для пшениці, 97,3 % для ячменю та 98,4 % для проса, при зниженні питомих втрат насіння до 1,2 %, 1,3 % та 0,9 % відповідно. Одночасно зафіксовано зменшення залишкових домішок до 0,6-1,7 %, стабілізацію технологічного процесу (коефіцієнт варіації не перевищував 3,3%) та підвищення коефіцієнта корисної дії до 87-89 %. Питомі витрати електроенергії зменшилися до 0,88-1,05 ват-години на кілограм, що зумовило економію на рівні 12,4-15,8 гривень на тонну очищеного матеріалу. Загальний економічний ефект за рахунок сукупного впливу на енерговитрати, втрати насіння та приріст товарної фракції склав 66,8-81,2 гривень на тонну, що підтвердило практичну ефективність застосування нових параметрів в умовах серійного очищення зерна. Отримані результати можуть бути використані інженерами, технологами та проєктувальниками для оптимізації режимів функціонування віброочистних систем у зернопереробній галузі