JUSTIFICATION OF GEOMETRIC PARAMETERS OF SCREW PRESS CHAMBER OF SAPROPEL CONVEYOR
Abstract
During extraction of sapropel with a high moisture content, it is necessary to separate free water, which has no value for the further use of sapropel, but complicates its transportation and processing. The article proposes the design of a pressing chamber for the equipment of extraction and processing of lake sapropel of natural moisture. The research is aimed at the theoretical justification of the geometrical parameters of the press chamber of the sapropel screw conveyor. In existing sapropel extraction technologies, screw, pneumatic and pneumatic-hydraulic conveyors are used. For partial dehydration of mined lake sapropel of natural moisture in technologies of extraction and processing of sapropel, mainly intermittent presses are used. The article proposes to combine the processes of transportation and partial mechanical dehydration of lake sapropel by pressing in the press chamber of a screw conveyor. The study examines the influence of various design parameters on the efficiency of the screw conveyor and the press chamber. The influence of the geometrical and other parameters of the conveyor on its energy consumption, productivity and the regime of the technological process is also considered. The theoretical calculations made it possible to develop recommendations for the optimal geometric parameters of the press chamber of the sapropel screw conveyor, which influence the quality and efficiency of sapropel dehydration. Application of the obtained results in practice will increase the efficiency of the processes of extraction and processing of lake sapropel, which is an important step in the development of environmentally friendly technologies. In general, the study contributes to the expansion of knowledge in the field of extraction and processing of lake sapropel and can be useful for specialists engaged in the development and improvement of equipment for screw conveyors and dewatering systems.
References
Firdaus, M., Salleh, S. M., Nawi, I., Ngali, Z., Siswanto, W. A., & Yusup, E. M. (2017). Preliminary design on screw press model of palm oil extraction machine. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 165(1), 012029. https://doi.org/10.1088/1757-899X/165/1/012029
Inoue, T., Masuda, M., Ueno, H., Hossain, M. A., & Matsuoka, A. (2013). Screw compressor. U.S. Patent No. 20130171018A1. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
Jian, R., & Ishigaki, C. (2009). Experimental research on sludge dewatering by screw press dehydrator. China Water & Wastewater.
Kakiuchi, T., & Amano, Y. (2013). Screw compression apparatus. U.S. Patent No. 8512019B2. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
Mangone, F., Ferrari, A., Gutiérrez, S. (2018). Dewatering screw pressing: model development and sensitivity analysis for process understanding. Computer Aided Chemical Engineering, 44, 1879-1884. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-64241-7.50308-6
Shimizu, I., Yoshida, T., Iguchi, M., & Fukanuma, T. (1995). Scroll type compressor equipped with mechanism for receiving reaction force of compressed gas. U.S. Patent No. 5462418A. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
Staat, D. G., & Divalerio, R. (2003). Screw compressor having sealed low and high pressure bearing chambers. U.S. Patent No. 6612820B1. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
Tsiz, I., & Homich, S. (2013). Experimental research of working process of pneumatic intake device for sapropel extraction. INMATEH – Agricultural Engineering, 40(2), 67-72.
Tsiz, I., Khomych, S., Didukh, V., & Yukhymchuk, S. (2023). Study of dehydration of organic sapropel by compression method. In Engineering for Rural Development. Jelgava, Latvia (pp. 173-178). https://doi.org/10.22616/ERDev.2023.22.TF033
Voišnienė, V., Kizinievič, O., Albrektienė-Plačakė, R., Vasiliauskienė, D., Urbonavičius, J., & Vilkauskaitė, R. (2024). The effect of organic lake sediments (sapropel) on the properties and biological resistance of unfired clay bricks. Sustainability, 16(6), 2327. https://doi.org/10.3390/su16062327
Xiao, Z., Guoxiang, L., Xiaocong, R., & Ge, C. (郑晓, 林国祥, 任小聪, 陈戈). (2015). Chamber internal stress test method of screw oil press. CN Patent 104723600A.
Білоус, О. І. (2019). Конспект лекцій з навчальної дисципліни «Процеси та апарати харчового виробництва» (Synopsis of lectures on the educational discipline «Processes and devices of food production»). Кам’янське: ДДТУ.
Булік, Ю. В. (2005). Обґрунтування процесу і параметрів механізму для добування сапропелю (Justification of the process and parameters of the mechanism for extracting sapropel) [Дис. канд. техн. наук]. Луцький державний технічний університет, Луцьк.
Верещага, О. Л. (2021). Обґрунтування технологічних режимів і конструктивних параметрів шнекових пресів для віджиму олії із насіння рицини (Justification of technological modes and design parameters of screw presses for squeezing oil from castor seeds) [Дис. канд. техн. наук]. Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного, Мелітополь.
Горбенко, О., Стрельцов, В., & Горбенко, Н. (2013). Теоретичне дослідження впливу конструктивно-технологічних параметрів преса на споживану ним потужність (Theoretical study of the impact of structural and technological parameters of the press on the power consumed by it). Праці ТДАТУ, 1(13), 115-121.
Дідух, В., Шимчук, О., Дударєв, І., & Грабовець, В. (2009). Ефективність пристрою шнекового типу для віджиму сапропелю (The efficiency of the screw-type device for squeezing sapropel). Вісник ТДТУ, 14(1), 94-100.
Хомич, C. М., Цизь, І. Є., Сацюк, В. В., & Павлік, В. А. (2021). Удосконалення технології виробництва сапропелевих добрив (Improvement of the production technology of sapropel fertilizers). Сільськогосподарські машини, 46, 104-110. https://doi.org/10.36910/acm.vi46.497
Хлопецький, Р. А. (2016). Удосконалення технології та засобу для добування озерних сапропелів з-під шару води (Improvement of technology and means for extracting lake sapropels from under the water layer) [Дис. канд. техн. наук]. Луцький національний технічний університет, Луцьк.
Цизь, І. Є., Дідух, В. Ф., Величко, В. Л., & Грабовець, В. В. (2005). Барабанна сушарка-гранулятор (Drum dryer-granulator). Патент України 7797. Київ: Державний департамент інтелектуальної власності.
Чепелюк, О. М., Беседа, С. Д., Таран, В. М., & Бабанов, І. Г. (2011). Технологічне обладнання галузі (Technological equipment of the industry). Київ, НУХТ.
