DOI: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2025.55.173-178
Development of a Design of Device for a Laboratory Determination of Oil/Grain Impurities
About the Authors
Stanislav Melnyk, Ph.D. student, Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro city, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8151-223X, e-mail: stealths1978@gmail.com
Abstract
The main objective of the work is to develop a technical proposal for an experimental design sample of a means for laboratory determination of oil/grain impurities based on the study of the current state of technical and technological support for laboratory determination of the amount of oil/grain impurities.
The work highlights the general problems and significance of the development for the implementation of the concept of "circular economy" based on the use of research by domestic and foreign authors. It is noted that the prerequisite for designing a means for technical and technological support for sorting oil impurities is an in-depth study of the physical and mechanical indicators inherent in the fractions of raw materials. Design solutions based on the use of morphometric, tribometric, electrophysical, colorimetric characteristics of raw materials, as well as those based on the phenomena of elasticity, have limited application. Designs that combine modules of pneumatic, air, aerodynamic and aspiration methods of separating the grain mixture can have the greatest application. But such designs have a number of disadvantages, to overcome which the author proposes the use of additional solutions: reduced cross-section of the sorting channel to 80x80mm, aerodynamic stabilizer, minimal roughness of the inner surface of the sorting channel, additional equipment of the raw material feeder with a deauner, use of the sorting method in a fluid two-stage medium. Considerable attention is paid to the automation of the technological process of determining oil/grain impurities, ensuring the possibility of using the analyzer in explosive environments with an increased percentage of organic dust, and to the design artistic and aesthetic development of the external form, which should improve the marketing component of sales. The work is illustrated with drawings of the technological scheme, 3-D models of the sorting channel, the general design layout of the analyzer, as well as photographs of the developed variants of experimental samples.
Ensuring the required indicators for determining the percentage of oil / grain impurities can be achieved by using sorting in a vertical channel of variable cross-section size 80x80 mm with minimal roughness of the inner surface of the sorting channel, using pneumatic, air, aerodynamic, aspiration sorting, additional equipment of the analyzer with a deauner, aerodynamic stabilizer, feeder using the method of sorting in a fluid two-stage medium. The analyzer has been introduced at 5 enterprises of the oil and fat industry of Ukraine where it received a high rating.
Keywords
oil impurity, sorting, vertical flow, laboratory, analyzer, design, unit, feeder
Full Text:
PDF
References
1. Kudriavtsev I.M., Lutsenko, M.V., Melnyk, S.M., & Melnyk, M.M. (2023). Aspects of sustainable development of the enterprise in the conditions of "circular economy". Materials of the III International Scientific and Practical Conference "Modern Science and Education: State, Problems, Prospects". (pp.736–738). Poltava: DZ "LNU named after Taras Shevchenko": [in Ukrainian].
2. Stepanenko S. P.& Kotov B. I. (2018). Theoretical research of separation process grain mixtures. TEKA. Commission of motorization and energetics in agriculture: an international quarterly journal on motorization, vehicle operation, energy efficiency and mechanical engineering. Lublin-Rzeszow. 18, 3. 49.
3. PFEUFFER GmbH. MLN Sample Cleaner: веб-сайт. URL: https://www.pfeuffer.com/product/mln-sample-cleaner. (дата звернення:31.10.2025).
4. HALDRUP DC-20 Densiometric cleaning and sorting column.: веб-сайт. URL: https://en.haldrup.net/haldrup-products/haldrup-lab-machines/haldrup-dc-20/.
5. Stepanenko S. P. (2011) Mechanical and technological justification of processes and equipment for sieveless fractionation of grain materials: Doctor’s thesis. Glevakha. NSC "Institute of Mechanization and Electrification of Agriculture".
6. Kudryavtsev I.M. (2025). Justification of the design and technological parameters of an aerodynamic separator for cleaning sunflower seed mixture waste: PhD’s thesis.Dnipro: DSAEU. [in Ukrainian].
7. Mykhaylov, E.V. (2014). Methodology of substantiation of the composition and functional parameters of technical means of post-harvest grain processing (on the example of southern Ukraine): Doctor’s thesis. Melitopol:[in Ukrainian].
8. Bardadym, V.K., Kudryavtsev, I.M., Bardadym, O.V., Yaroshkin, V.P., Melnyk, S.M. & Melnyk, M.M. (2024). Method of separation of a bulk mixture in a fluid two-stage medium: Patent 156504. [in Ukrainian].
9. Aliyev, E.B. (2019). Physical and mathematical models of processes of precision separation of sunflower seed material: monograph. Zaporizhzhia: STATUS. [in Ukrainian].
10. Aliyev, E.B. (2020). Mechanical and technological foundations of the process of precision separation of sunflower seed material: Doctor’s thesis. Zaporizhzhia. [in Ukrainian].
11. Melnyk, S.M., Bardadym, V.K., Bardadym, O.V., Kudryavtsev, I.M., Melnyk, M.M. (2025). Analyzer of impurities in a grain mixture. Application s 2025 00716: Class 15-03. LLC NPO "Sorting Machines". Dnipro. [in Ukrainian].
12. Bardadym, V.K., Kudryavtsev, I.M., Bardadym, O.V., Yaroshkin, V.P., Melnyk, S.M., & Melnyk, M.M. (2025). Adaptive analyzer of impurities in a grain mixture with programmable parameters: Patent 158445. [in Ukrainian].
Citations
1. Кудрявцев, І.М., Луценко, М.В., Мельник, С.М., & Мельник, М.М. Аспекти сталого розвитку підприємства в умовах «циркулярної економіки». Матеріали ІІІ Міжнародної науково-практичної конференції «Сучасна наука та освіта: стан, проблеми, перспективи» (20-21 березня 2023 р.). Полтава: ДЗ «ЛНУ імені Тараса Шевченка»: С.736–738.
2. Stepanenko S. P., Kotov B. I. Theoretical research of separation process grain mixtures. TEKA. Commission of motorization and energetics in agriculture: an international quarterly journal on motorization, vehicle operation, energy efficiency and mechanical engineering. Lublin-Rzeszow, 2018. Vol. 18, no 3. Pp. 49.
3. PFEUFFER GmbH. MLN Sample Cleaner: веб-сайт. URL: https://www.pfeuffer.com/product/mln-sample-cleaner. (дата звернення: 31.10.2025).
4. HALDRUP DC-20 Densiometric cleaning and sorting column.: веб-сайт. URL: https://en.haldrup.net/haldrup-products/haldrup-lab-machines/haldrup-dc-20/. (дата звернення: 31.10.2025).
5. Степаненко С. П. Механіко-технологічне обґрунтування процесів і обладнання безрешітного фракціонування зернових матеріалів : дис. … д-ра техн. наук: 05.05.11/ Глеваха. ННЦ "Інститут механізації та електрифікації сільського господарства", 2011. 362 с.
6. Кудрявцев І.М. Обґрунтування конструктивно-технологічних параметрів аеродинамічного сепаратора для очищення відходів насіннєвої суміші соняшника : дис. … док. філ.: 05.05.11. Дніпро, 2025. 227 с.
7. Михайлов, Є.В. Методологія обґрунтування складу і функціональних параметрів технічних засобів післязбиральної обробки зерна (на прикладі півдня України) : автореф. дис. … д-ра техн. наук: 05.05.11. Мелітополь, 2014. 36 с.
8. Бардадим В.К., Кудрявцев І.М., Бардадим О.В., Ярошкін В.П., Мельник С.М., Мельник М.М. Спосіб сепарації сипучої суміші у текучому двостадійному середовищі: Патент 156504 Україна: МПК (2024.01) A01F 12/44, В07В 4/00. № u 2023 05759; заяв. 29.11.2023; опуб. 04.07.2024; Бюл.№27. 5 с.
9. Алієв, Е.Б. Фізико-математичні моделі процесів прецизійної сепарації насіннєвого матеріалу соняшнику : монографія. Запоріжжя : СТАТУС, 2019. 196 с.
10. Алієв, Е.Б. Механіко-технологічні основи процесу прецизійної сепарації насіннєвого матеріалу соняшнику : дис. ... д-ра техн. наук: 05.05.11. Запоріжжя, 2020. 530 с.
11. Заявка s 2025 00716 Україна: Клас 15-03. Аналізатор домішок у суміші зерна / Мельник С.М., Бардадим В.К., Бардадим О.В., Кудрявцев І.М., Мельник М.М. (Україна); заявник та патентовласник ТОВ НВО «Сортувальні машини». № s 2025 00716; заяв. 08.09.25.
12. Бардадим В.К., Кудрявцев І.М., Бардадим О.В., Ярошкін В.П., Мельник С.М., Мельник М.М. Адаптивний аналізатор домішок у суміші зерна з програмованими параметрами: Патент 158445 Україна: МПК (2025.01) A01F 12/44, B07B 4/02, B07B 9/02, B07B 7/00. № u 2023 03879; заяв. 14.08.2023; опуб. 12.02.2025; Бюл.№7. 6 с.
Copyright (c) 2025 Stanislav Melnyk
Development of a Design of Device for a Laboratory Determination of Oil/Grain Impurities
About the Authors
Stanislav Melnyk, Ph.D. student, Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro city, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8151-223X, e-mail: stealths1978@gmail.com
Abstract
Keywords
Full Text:
PDFReferences
1. Kudriavtsev I.M., Lutsenko, M.V., Melnyk, S.M., & Melnyk, M.M. (2023). Aspects of sustainable development of the enterprise in the conditions of "circular economy". Materials of the III International Scientific and Practical Conference "Modern Science and Education: State, Problems, Prospects". (pp.736–738). Poltava: DZ "LNU named after Taras Shevchenko": [in Ukrainian].
2. Stepanenko S. P.& Kotov B. I. (2018). Theoretical research of separation process grain mixtures. TEKA. Commission of motorization and energetics in agriculture: an international quarterly journal on motorization, vehicle operation, energy efficiency and mechanical engineering. Lublin-Rzeszow. 18, 3. 49.
3. PFEUFFER GmbH. MLN Sample Cleaner: веб-сайт. URL: https://www.pfeuffer.com/product/mln-sample-cleaner. (дата звернення:31.10.2025).
4. HALDRUP DC-20 Densiometric cleaning and sorting column.: веб-сайт. URL: https://en.haldrup.net/haldrup-products/haldrup-lab-machines/haldrup-dc-20/.
5. Stepanenko S. P. (2011) Mechanical and technological justification of processes and equipment for sieveless fractionation of grain materials: Doctor’s thesis. Glevakha. NSC "Institute of Mechanization and Electrification of Agriculture".
6. Kudryavtsev I.M. (2025). Justification of the design and technological parameters of an aerodynamic separator for cleaning sunflower seed mixture waste: PhD’s thesis.Dnipro: DSAEU. [in Ukrainian].
7. Mykhaylov, E.V. (2014). Methodology of substantiation of the composition and functional parameters of technical means of post-harvest grain processing (on the example of southern Ukraine): Doctor’s thesis. Melitopol:[in Ukrainian].
8. Bardadym, V.K., Kudryavtsev, I.M., Bardadym, O.V., Yaroshkin, V.P., Melnyk, S.M. & Melnyk, M.M. (2024). Method of separation of a bulk mixture in a fluid two-stage medium: Patent 156504. [in Ukrainian].
9. Aliyev, E.B. (2019). Physical and mathematical models of processes of precision separation of sunflower seed material: monograph. Zaporizhzhia: STATUS. [in Ukrainian].
10. Aliyev, E.B. (2020). Mechanical and technological foundations of the process of precision separation of sunflower seed material: Doctor’s thesis. Zaporizhzhia. [in Ukrainian].
11. Melnyk, S.M., Bardadym, V.K., Bardadym, O.V., Kudryavtsev, I.M., Melnyk, M.M. (2025). Analyzer of impurities in a grain mixture. Application s 2025 00716: Class 15-03. LLC NPO "Sorting Machines". Dnipro. [in Ukrainian].
12. Bardadym, V.K., Kudryavtsev, I.M., Bardadym, O.V., Yaroshkin, V.P., Melnyk, S.M., & Melnyk, M.M. (2025). Adaptive analyzer of impurities in a grain mixture with programmable parameters: Patent 158445. [in Ukrainian].
Citations
1. Кудрявцев, І.М., Луценко, М.В., Мельник, С.М., & Мельник, М.М. Аспекти сталого розвитку підприємства в умовах «циркулярної економіки». Матеріали ІІІ Міжнародної науково-практичної конференції «Сучасна наука та освіта: стан, проблеми, перспективи» (20-21 березня 2023 р.). Полтава: ДЗ «ЛНУ імені Тараса Шевченка»: С.736–738.
2. Stepanenko S. P., Kotov B. I. Theoretical research of separation process grain mixtures. TEKA. Commission of motorization and energetics in agriculture: an international quarterly journal on motorization, vehicle operation, energy efficiency and mechanical engineering. Lublin-Rzeszow, 2018. Vol. 18, no 3. Pp. 49.
3. PFEUFFER GmbH. MLN Sample Cleaner: веб-сайт. URL: https://www.pfeuffer.com/product/mln-sample-cleaner. (дата звернення: 31.10.2025).
4. HALDRUP DC-20 Densiometric cleaning and sorting column.: веб-сайт. URL: https://en.haldrup.net/haldrup-products/haldrup-lab-machines/haldrup-dc-20/. (дата звернення: 31.10.2025).
5. Степаненко С. П. Механіко-технологічне обґрунтування процесів і обладнання безрешітного фракціонування зернових матеріалів : дис. … д-ра техн. наук: 05.05.11/ Глеваха. ННЦ "Інститут механізації та електрифікації сільського господарства", 2011. 362 с.
6. Кудрявцев І.М. Обґрунтування конструктивно-технологічних параметрів аеродинамічного сепаратора для очищення відходів насіннєвої суміші соняшника : дис. … док. філ.: 05.05.11. Дніпро, 2025. 227 с.
7. Михайлов, Є.В. Методологія обґрунтування складу і функціональних параметрів технічних засобів післязбиральної обробки зерна (на прикладі півдня України) : автореф. дис. … д-ра техн. наук: 05.05.11. Мелітополь, 2014. 36 с.
8. Бардадим В.К., Кудрявцев І.М., Бардадим О.В., Ярошкін В.П., Мельник С.М., Мельник М.М. Спосіб сепарації сипучої суміші у текучому двостадійному середовищі: Патент 156504 Україна: МПК (2024.01) A01F 12/44, В07В 4/00. № u 2023 05759; заяв. 29.11.2023; опуб. 04.07.2024; Бюл.№27. 5 с.
9. Алієв, Е.Б. Фізико-математичні моделі процесів прецизійної сепарації насіннєвого матеріалу соняшнику : монографія. Запоріжжя : СТАТУС, 2019. 196 с.
10. Алієв, Е.Б. Механіко-технологічні основи процесу прецизійної сепарації насіннєвого матеріалу соняшнику : дис. ... д-ра техн. наук: 05.05.11. Запоріжжя, 2020. 530 с.
11. Заявка s 2025 00716 Україна: Клас 15-03. Аналізатор домішок у суміші зерна / Мельник С.М., Бардадим В.К., Бардадим О.В., Кудрявцев І.М., Мельник М.М. (Україна); заявник та патентовласник ТОВ НВО «Сортувальні машини». № s 2025 00716; заяв. 08.09.25.
12. Бардадим В.К., Кудрявцев І.М., Бардадим О.В., Ярошкін В.П., Мельник С.М., Мельник М.М. Адаптивний аналізатор домішок у суміші зерна з програмованими параметрами: Патент 158445 Україна: МПК (2025.01) A01F 12/44, B07B 4/02, B07B 9/02, B07B 7/00. № u 2023 03879; заяв. 14.08.2023; опуб. 12.02.2025; Бюл.№7. 6 с.