16

Научно-исследовательская лаборатория «Энергосберегающие технологии переработки сырья и материалов»

Основные направления деятельности

  • разработка и внедрение на предприятиях АПК энергоресурсосберегающих технологических процессов комплексной переработки сырья и материалов;
  • разработка теоретических основ и внедрение энергосберегающих технологических процессов баромембранного разделения и концентрирования жидких сред, методов расчета и проектирования мембранных установок, в том числе на базе интегрированных программных комплексов ANSYS, COSMOS и др.;
  • фундаментальные и прикладные исследования физико-механических и реологических свойств конструкционных полимеров, композиционных материалов, пищевых и биологических сред со сложной структурой
  • разработка энергоэффективных процессов измельчения и методов расчета измельчающего оборудования, в том числе с использованием программных комплексов ANSYS, COSMOS и др.;
  • разработка теоретических основ и внедрение новых технологических процессов восстановления изношенных деталей машин и аппаратов комбинированными металлополимерными покрытиями, методов их расчета и проектирования на базе интегрированных программных комплексов ANSYS, COSMOS и др.;
  • разработка теоретических основ функционирования и внедрение новых конструкций уплотнительных соединений с повышенным ресурсом эксплуатации для герметизации подвижных и неподвижных соединений технологического и транспортного оборудования, методов их расчета и проектирования на базе интегрированных программных комплексов ANSYS, COSMOS и др.
  • интеграция науки и образования в направлении подготовки кадров высшей квалификации (кандидатов и докторов наук) и высококвалифицированных специалистов (бакалавров и магистров) с сокращенными сроками адаптации к узкопрофессиональной деятельности на предприятиях АПК по указанной тематике.

Виды оказываемых услуг

  • разработка для предприятий АПК энергоресурсосберегающих технологических процессов комплексной переработки сырья и материалов;
  • разработка энергосберегающих баромембранных технологий разделения и концентрирования жидких сред (фруктово-овощных соков, молочных и других продуктов, в том числе получение высококачественной питьевой и обессоленной воды);
  • разработка конструкторской документации на баромембранное оборудование;
  • исследование физико-механических и реологических свойств конструкционных полимеров, пленок и композиционных материалов, пищевых и биологических сред со сложной структурой в широком диапазоне скоростей нагружения и температур;
  • разработка энергоэффективных технологий измельчения полимерных и керамических материалов (в том числе технологий получения наноразмерных частиц);
  • разработка эффективных технологий переработки зерновых материалов для производства продуктов питания с высокой пищевой и биологической ценностью для различных возрастных и профессиональных групп населения;
  • восстановление изношенных деталей машин и аппаратов комбинированными металлополимерными покрытиями;
  • разработка уплотнительных соединений с повышенным ресурсом эксплуатации для технологического, транспортного и другого оборудования;
  • компьютерное моделирование технологических процессов и процессов нагружения механических систем на базе интегрированного программного комплекса ANSYS и университетского кластера.


Перечень оборудования лаборатории

Наименование оборудования Стр.
1 Компьютеризированная пилотная установка с керамическими мембранными элементами 5
2 Лабораторная установка Alfa Laval LabUnit M20 с комплектом плоских полимерных мембранных элементов 6
3 Пилотная установка Alfa Laval PilotUnit 2.5″ RO/NF с комплектом полимерных мембранных элементов спирального типа 7
4 Система вакуумной фильтрации 8
5 Реометр HAAKE MARS III 9
6 Ротационный вискозиметр HAAKE VT550 10
7 Лазерный анализатор микрочастиц «Ласка-1К» 11
8 Лабораторная центрифуга ЦЛн-16 12
9 Гомогенизатор HG-15D-Set DAIHAN 13
10 Универсальная испытательная машина UAI-7000 М с термокамерой 14
11 Вертикальный термопластавтомат Babyplast 6/10VP 15
12 Аппарат ультразвуковой для лабораторных исследований 16
13 Вакуумный сушильный шкаф Binder VD 23 17
14 Мельница ножевая РМ 120 18
15 Дробилка валковая ДВГ 200х125 19
16 Вибрационная конусная мельница-дробилка ВКДМ 6 20
17 Анализатор вибрационный лабораторный А20 21
18 Анализатор влажности «ЭВЛАС-2М» 22
19 Лабораторная роторно-шнековая машина Angel LIVING JUICE 23
20 Компрессор Fubag OL 195/24 CM1.5 24
21 Пресс ручной гидравлический ПЛГ 20 25
22 Микротвердомер MicroUIRHD 26
23 Измеритель плотности жидкостей вибрационный ВИП-2М 27
24 Модульная измерительная система стандарта PXI 28
25 Цифровой микроскоп с ЖК монитором 8,9 см (3,5″) 29
26 Аналитические весы CE 124-C 30
27 Весы лабораторные ВК 3000 30


Компьютеризированная пилотная установка с керамическими мембранными элементами

 1

Назначение: Исследование и пилотная отработка технологических параметров процессов нано-, ультра- и микрофильтрационного разделения жидких сред с выпуском опытных партий продукта.

Технические характеристики:

  • сменные модули нано-, ультра- и микрофильтрации с керамическими мембранными элементами фирмы «TAMI DEUTSCHLAND»
  • площадь фильтрации – 0,2 м2;
  • производительность – 10…300 л/ч;
  • давление насоса – до 5,5 бар;
  • регулирование частоты вращения питающего насоса, температуры, давления и потоков.

 

Лабораторная установка Alfa Laval LabUnit M20 с комплектом плоских полимерных мембранных элементов

 

2

Назначение: Подбор мембран и лабораторное исследование баромембранных процессов разделения жидких сред (обратный осмос, нано-, ультра- и микрофильтрация).

Технические характеристики:

  • производительность – 3,5…24 л/мин;
  • площадь фильтрации – 0,036 – 0,72 м2;
  • давление насоса – до 60 бар;
  • объем резервуара исходной среды – 9 л;
  • регулирование частоты вращения питающего насоса;
  • регулирование и индикация температуры среды в диапазоне 20…80 °С;
  • регулирование и индикация давления в диапазоне 0…60 бар.

 

Пилотная установка Alfa Laval PilotUnit 2.5″ RO/NF с комплектом полимерных мембранных элементов спирального типа

 

3

Назначение: Исследование и пилотная отработка технологических параметров процессов обратноосмотического и нанофильтрационного разделения жидких сред с выпуском опытных партий продуктов.

Технические характеристики:

  • полимерные обратноосмотические (из эфиров целлюлозы) и нанофильтрационные (композитные) мембранные модули спирального типа;
  • производительность – до 500 л/ч;
  • площадь фильтрации – 1 м2;
  • давление насоса – до 60 бар;
  • объем резервуара исходной среды – 15 л;
  • регулирование частоты вращения насоса;
  • регулирование температуры среды в диапазоне 20…80 °С;
  • регулирование давления фильтрования в диапазоне 0…60 бар;
  • индикация давлений и разделяемых потоков.

 

Система вакуумной фильтрации

4

 

Назначение: Вакуумное фильтрование суспензий.

 

Технические характеристики:

Нутч-фильтр НФЛ-0,015-160 ПП: объем приемника суспензии – 1,5 л; объем приемник фильтрата – 3 л; габариты – 190х210х350 мм. Нутч-фильтр НФЛ-0,035-225 ПП: объем приемника суспензии – 5 л; объем приемника фильтрата – 8 л. Объем ресивера (вакуумной ловушки) – 20 л. Вакуум-насос N816.1.2KN.18: производительность – 30 л/мин; конечный вакуум – 100 мбар, давление на выходе – 0.5 бар.

 

 

Реометр HAAKE MARS III

5

Назначение: Исследование вязкоупругих свойств (вязкость, граница текучести, модули накопления и потерь, время восстановления, нормальные напряжения), а также кинетики структурирования консистентных сред и расплавов полимеров в широком диапазоне температур и скоростей нагружения.

Технические характеристики:

  • крутящий момент 10 nNm … 0,2 Nm с разрешением 0,1 nNm;
  • число оборотов (CS) 1E-7…1500 об/мин, (CR) 1E-8…1500 об/мин;
  • частота осцилляций – 1E-6 .. 100Hz;
  • измерение нормального усилия — (-50…50) H c разрешением 0,001H;
  • прямой малый инерционный привод измерительного ротора двигателя с полым ротором; момент инерции привода 1E-5 Nms;
  • возможность параллельного проведения реологических измерений и наблюдения за изменением внутренней структуры исследуемого образца в широком диапазоне температур благодаря модулю RheoScope;
  • температурное регулирование в диапазоне -28..200 °C;
  • программное обеспечение HAAKE RheoWin обеспечивает проведение измерений и обработку их результатов.

Ротационный вискозиметр HAAKE VT550

6

Назначение: Измерение вязкости жидких пищевых сред и биопродуктов в режиме CR (Controlled Rate) и CD (Controlled Deformation).

Технические характеристики:

  • диапазон вязкости – 1…1,000,000 mPas;
  • диапазон крутящего момента – 0.1…30 mNm;
  • диапазон частоты – 0.5…800 rpm;
  • температурный диапазон — (-20) … 100 °C;
  • объем пробы – 8…80 cm3;
  • типичное время измерения – 1 min;
  • измерение температуры непосредственно в пробе;
  • соответствие измерительных системы стандартам DIN, ISO, ASTM;
  • память на 10 готовых программ измерительных процедур, включающих в себя методики измерения предела текучести, снятие кривой течения и контроль отвердения, возможность изменения программ пользователем.

 

Лазерный анализатор микрочастиц «Ласка-1К»

7

Назначение: Измерение дисперсных параметров суспензий, эмульсий и порошкообразных материалов методом малоуглового светорассеяния.

Технические характеристики:

  • размер анализируемых частиц (диапазон измерений) – 1,0…50 мкм;
  • размер анализируемых частиц (диапазон показаний) 0,5…100 мкм;
  • рабочая концентрация частиц в кювете – 104…108 частиц/мл;
  • источник света – лазерный диод (λ= 670 нм, Р=5 мВт);
  • количество оптических блоков (ОБ) – 1;
  • количество измерительных фотодиодов в ОБ – 32;
  • среднее квадратическое отклонение выходного сигнала (по каналу пропускания) – не более 5 %;
  • скорость перемешивания – 1200 об/мин;
  • время непрерывной работы анализатора – не менее 8 ч.


Лабораторная центрифуга ЦЛн-16

 

8

Назначение: Разделение небольших объемов жидкостей и взвесей с удельной плотностью до 2 грамм на кубический сантиметр.

Технические характеристики:

  • диапазон задания частоты вращения ротора – от 500 до 16000 мин-1;
  • максимальное ОЦУ – 14700;
  • максимальная вместимость центрифугируемой жидкости – 300 мл;
  • время разгона ротора до максимальной частоты вращения – 5 мин;
  • время торможения ротора – 5 мин;
  • дискретность задания частоты оборотов 100 мин-1;
  • диапазон задания времени центрифугирования – от 1 до 99 мин;
  • используемые пробирки 6×50 мл.


Гомогенизатор HG-15D-Set DAIHAN

 

9

Назначение: Измельчение пищевых, биологических продуктов и подготовка их к дальнейшему анализу, получение суспензий и эмульсий.

Технические характеристики:

  • объём гомогенизируемой пробы – от 1 до 2500 мл;
  • диаметр частиц в суспензиях от 10 до 50 мкм;
  • диаметр частиц в эмульсиях – от 1 до 10 мкм;
  • скорость вращения измельчающей насадки до 27000 об./мин;
  • контроль скорости – цифровой с точностью до 10 об./мин;
  • максимальная температура – 180 °С.


Универсальная испытательная машина UAI-7000 М с термокамерой

10

Назначение: Испытание на растяжение, сжатие, сдвиг, релаксацию напряжений, ползучесть, прочность на разрыв образцов эластомеров, реактопластов, термопластов и композиционных материалов в широком диапазоне температур и скоростей и времени нагружения.

Технические характеристики:

  • максимальное усилие — 2000 кг;
  • точность фиксации нагрузки — ±0,25%;
  • скорость испытаний – 0,001…1000 мм/мин;
  • точность замера скорости — ±0,5%;
  • разрешение перемещения – 0,0001 мм;
  • температурный диапазон испытания – -60…+250 °С;
  • точность поддержания температуры – ±2 °С;
  • единицы измерения кгс, фунт-с, Н, кН, кПа, МПа;
  • разрешение по нагрузке 1/200 000;
  • ход без захватов – 1100 мм;
  • точность по скорости — ±0.5%;
  • разрешение по ходу — ±0.5%;
  • эффективная ширина – 410 мм;
  • управление с ПК через USB-интерфейс;
  • поддержка стандартов ISO 37, ASTM D828, ASTM D882, ASTM D1938, ASTM D3330, ASTM F88, ASTM F904.


Вертикальный термопластавтомат Babyplast 6/10VP

11

Назначение: Исследование влияния параметров литьевого формования на физико-механические характеристики деталей, изготовление литьем под давлением малогабаритных изделий из термопластов и композиционных материалов, в том числе с армированием металлами.

Технические характеристики:

  • диаметр поршня – 18 мм;
  • объём впрыска – 15 см3;
  • давление литья – 815 кг/см2;
  • усилие запирания – 6250 кг;
  • усилие раскрытия – 400 кг;
  • ход подвижной плиты – 30…110 мм;
  • усилие выталкивания – 920 кг;
  • ход выталкивания – 25 мм;
  • давление в гидросистеме – 130 кг/см2.

 

Аппарат ультразвуковой для лабораторных исследований

12

Назначение: Интенсификация мембранного разделения жидких и жидкодисперсных сред наложением механических колебаний ультразвуковой частоты высокой интенсивности (не менее 100 Вт/см3) на разделяемые потоки.

Технические характеристики:

  • мощность, потребляемая от сети – 3,6 кВт;
  • мощность выходная – 2,0±0,2 кВт;
  • точность автоматической подстройки частоты – ±50 Гц
  • Полный импеданс – 20¸25 Ом (Zн);
  • частота механического резонанса – 22±1,65 кГц;
  • коэффициент мощности (cosjн) – не менее 0,7;
  • ток поляризации — 12¸20 А.

 

Вакуумный сушильный шкаф Binder VD 23

13

Назначение: Концентрирование и сушка термолабильных пищевых сред и биопродуктов.

Технические характеристики:

  • объем камеры – 23 л;
  • Line-технология предварительного нагрева с двумя патентованными выдвижными алюминиевыми каркасами и электронным контролем;
  • максимальное разряжение – 2 мБар;
  • вакуумный модуль с химической мембранной помпой мощностью 1,7 м3/мин;
  • рабочая камера (электрополировка), все рабочие патрубки, выдвижные подставки и вакуумные клапаны выполнены из нержавеющей стали;
  • мощность – 800 Вт;
  • программируемый (от 0 до 100%) нагрев до 200°С;
  • программируемый таймер от 0 до 99,59 ч (возможность задержки на 0 — 99,59 ч, в том числе в зависимости от температуры);
  • вентиляционный клапан тонкого дозирования;
  • клапан тонкого дозирования для инертного газа;
  • микропроцессор-контроллер с жидкокристаллическим дисплеем индикации температур;
  • дублирующее устройство блокировки от перегрева;
  • регулируемая функция роста температуры;
  • интерфейс RS 232 для принтера или компьютера;
  • регулируемый интервал печати;
  • аналоговый индикатор давления;
  • размеры камеры – 285 х 285 х 285 мм;
  • максимальное количество полок – 2.

 

Мельница ножевая РМ 120

14

 

Назначение: Среднее и мелкое измельчение полимерных и растительных материалов.

Технические характеристики:

  • размер кусков исходного материала – до10 мм;
  • минимальный размер кусков после измельчения – до 0,5 мм;
  • размеры загрузочного окна 80 х 60 мм;
  • размеры ротора 80 х 120 мм;
  • крупность продукта 0,5…15 мм.

 

 

Дробилка валковая ДВГ 200х125

15

 

Назначение: Сухое дробление материалов различной твердости.

Технические характеристики:

  • размер исходного куска – не более 20 мм;
  • размер частиц конечного продукта – 0,25 мм;
  • размеры загрузочного окна 100 х 25 мм;
  • диаметр валков 200 мм;
  • ширина валков 125 мм;
  • размер кусков измельчаемого материала — менее 20 мм;
  • расстояние между валками 0…12 мм;
  • минимальная крупность частиц измельченного материала 0,25 мм;
  • производительность не более 0,7 т/ч.

 

Вибрационная конусная мельница-дробилка ВКДМ 6

16

 

Назначение: Дробление хрупких, сыпучих материалов различной прочности и твердости до 7 ед. по шкале Мооса.

Технические характеристики:

  • максимальная твердость материала – до 7 ед. по шкале Мооса;
  • диаметр дробящего конуса 60 мм;
  • размер кусков сырья для дробления не более 5 мм;
  • производительность не более 10 кг/час (на кварце — материале средней прочности).

 

Анализатор вибрационный лабораторный А20

17

 

Назначение: Сухой рассев сыпучих материалов по классам крупности частиц в периодическом режиме.

Технические характеристики:

  • диаметр просеивающих поверхностей 200 мм;
  • количество просеивающих элементов не более 6 шт.;
  • амплитуда (полуразмах) колебаний 0,25…1,5 мм;
  • частота колебаний 1500 кол./мин;
  • сита: диаметр – 200 мм (С20/38 с сеткой нормальной точности, С20/50 с перфорированным полотном).

 

Анализатор влажности «ЭВЛАС-2М»

18

Назначение: Экспресс-анализ массовой доли влаги в продукции сельского хозяйства и продуктах ее переработки термогравиметрическим методом в лабораторных условиях.

Технические характеристики:

  • диапазон измерения от 0 до 100%;
  • предел абсолютной инструментальной погрешности – не более ±0,2%;
  • наибольший предел взвешивания – 10 г.;
  • масса навески для проведения анализа – от 2 до 10 г.

 

Лабораторная роторно-шнековая машина Angel LIVING JUICE

 

19

Назначение: Получение небольших объемов фруктово-овощных соков для последующей отработки баромембранных технологий осветления и концентрирования на установке LabUnit M20.

Технические характеристики:

  • трехэтапная система холодного прессового отжима сока;
  • возможность отжима и получения витаминного «молочка» из зерен, семян и орехов;
  • мощность прессования – 3 л. с.;
  • скорость вращения роторов-измельчителей – 82 об./ мин;
  • размеры ротора – ø 60,32 x 212,7 мм;
  • продолжительность непрерывной работы – 60 минут.

 

Компрессор Fubag OL 195/24 CM1.5

20

 

Назначение: Нагнетание воздуха под давлением со сжатием в 8 бар.

Технические характеристики:

  • тип компрессора – поршневой безмасляный;
  • рабочее давление – 8 бар;
  • производительность – 180 л/мин;
  • мощность – 1.1 кВт;
  • объем ресивера – 24 л;
  • число оборотов – 3400 об./мин;
  • количество ступеней сжатия – 1;
  • количество цилиндров – 1.

Пресс ручной гидравлический ПЛГ 20

21

 

Назначение: Изготовление таблетированных образцов материалов при подготовке проб к физико-механическим исследованиям.

Технические характеристики:

  • максимальное усилие – 20 т;
  • максимальный ход столика – 24;
  • высота объекта прессования – не более 160 мм,
  • диаметр объекта прессования – не более 120 мм;
  • диаметр стола пресса – 124 мм.

                                                                             Микротвердомер MicroUIRHD

22

 

Назначение: Определение твердости образцов полимерных материалов и композитов по шкале MicroIRHD.

Технические характеристики:

  • измерение и диагностика состояния прибора осуществляется с помощью ПО Hildebrand Software с ПК.
  • диапазон измерений – (30…100) микро IRHD;
  • диаметр индентора – 0,4 мм;
  • глубина проникновения – 0,3 мм;
  • толщина образца – 1…5 мм;
  • исследуемые материалы – тонкие образцы малых размеров, уплотнительные кольца и др.

 

Измеритель плотности жидкостей вибрационный ВИП-2М

23

Назначение: Определение плотности гомогенных жидких сред методом измерения периода резонансных колебаний измерительной ячейки, заполненной исследуемой жидкостью.

Технические характеристики:

  • диапазон показаний плотномера – 0…3.0 г/см3;
  • вязкость контролируемой среды, не более – 300 мПа·с;
  • цена единицы младшего разряда – 0,0001 г/см3;
  • номинальный объем измерительной ячейки – 1,5 см3;
  • диапазон температур термостата датчика – (+10)…+60 ºС;
  • время непрерывной работы – 8 ч.

 

Модульная измерительная система стандарта PXI

24

Назначение: Разработка многофункциональных и высокопроизводительных контрольно-измерительных систем на платформе PXI.

Технические характеристики:

  • PXIe-1082 – шасси, обеспечивающее одновременное размещение встраиваемого контроллера и 7 модулей ввода-вывода сигналов в формате PXI Express и/или PXI;
  • передача данных со скоростью до 4 ГБ/сек);
  • NI PXIe-8133 – высокопроизводительный контроллер на базе Core i7-820QM 1.73 с расширенным температурным диапазоном;
  • встроенной шины синхронизации модулей;
  • NI PMA-1115 – портативный PXI монитор с клавиатурой для 8-слотового шасси PXI;
  • NI PXIe-6363 – универсальный модуль ввода/вывода сигналов;
  • NI PXI-6733 – модуль высокоскоростного аналогового вывода сигналов;
  • система машинного зрения на базе платы сбора видеоданных модели NI PXIe-8234;
  • NI PXIe-4331 – мостовой модуль параллельной оцифровки PXI Express;
  • NI PXIe-4353 – высокоточный модуль измерения напряжения и температуры;
  • NI PXI-2586 – высоковольтный 10-канальный релейный модуль на базе электромеханических реле;
  • NI PXI-6608 – высокоточный восьмиканальный счётчик/таймер;
  • PXI-8461 – модуль интерфейса DeviceNet;
  • NI PXI-8513/2 – модуль интерфейса XNET, CAN;
  • PXI-8431/8 – модуль интерфейса RS422/485;
  • среда графического программирования компании National Instruments.

 

Цифровой микроскоп с ЖК монитором 8,9 см (3,5″)

25

 

Назначение: Исследование прозрачных и непрозрачных объектов в проходящем и отраженном свете.

Технические характеристики:

  • разрешение камеры – 2 Mpx;
  • разрешения LCD-дисплея – 1600×1200, 800×600 px;
  • фото-формат записи данных – JPEG;
  • видео-формат данных – AVI;
  • освещение – светодиод, плавная регулировка.

 

                                                                          Аналитические весы CE 124-C

26

 

Назначение: Взвешивание проб, образцов и др.

Технические характеристики:

  • наибольший предел взвешивания – 120 г;
  • наименьший предел взвешивания – 0,01 г;
  • дискретность – 0,1 мг;
  • класс точности по ГОСТ 24104-01 – I (специальный).

 

Весы лабораторные ВК 3000

27

 

Назначение: Взвешивание партий проб, образцов и др.

Технические характеристики:

  • наибольший предел взвешивания – 3000 г;
  • цена деления – 0,05 г.

 

Контакты

 

Республика Мордовия, 430904,

г. Саранск, п. Ялга, ул. Российская, д. 7

Институт механики и энергетики

Лаборатория «Энергосберегающие технологии переработки сырья и материалов»

Телефон: (8342) 25-40-89,

Факс: (8342) 25-44-19,

E-mail: imesrv@mail.ru

 

Контактное лицо:

28

 

Котин Александр Владимирович

Зав. лабораторией «Энергосберегающие технологии переработки сырья и материалов», д.т.н. профессор