К.т.н. Дудін В.Ю.,

магістрант Корнієнко А.А.

Дніпропетровський державний аграрно-економічний університет, Україна

 

Експериментальні дослідження процесу

змішування сипких кормів

 

Відомо, що продуктивність сільськогосподарських тварин на 50…60 % залежить від якості кормів.  Що стосується свиней та птиці, то в Україні переважає сухий тип годівлі з використанням концентрованих кормів, при цьому більше 80 % птиці годують повнораціонними комбікормами [1]. В галузі свинарства цей показник значно нижчий і заходиться на рівні 20…22 %. Це можна пояснити тим, що біля 60 % всього поголів’я свиней в Україні зосереджено в господарствах населення та на малих (до 1000 голів) фермах [1] де годівлю тварин переважно здійснюють концентрованими кормами в чистому вигляді без приготування кормосумішей. Однією з причин виникнення такої ситуації є відсутність якісного обладнання для приготування кормових сумішей, а саме змішувачів сипких кормів, які могли б використовуватись на малих фермах. При цьому такі змішувачі повинні бути  надійні, прості в експлуатації та забезпечувати необхідну якість процесу приготування комбікормів - високу однорідність процесу змішування.

Одним з кращих показників за однорідністю отриманої суміші відрізняються горизонтальні змішувачі, оснащені спірально стрічковим робочим органом. Метою роботи було обґрунтування режимних параметрів роботи такого типу  змішувача  на основі експериментальних досліджень процесу. Модель експериментального спірально-стрічкового змішувача з обємом бункера 0,4 м3 було виконано в масштабі 1:4. Привід вала змішувача – від електродвигуна постійного струму через черв’ячний редуктор. Живлення та зміну частоти обертання двигуна здійснювали за допомогою регульованого блока живлення. Однорідність змішування визначали за відомими методиками [2]. В якості факторів було обрано частоту обертання n робочого органу змішувача (діапазон – 35…55 хв-1), час змішування t (1…5 хв) та відсотковий вміст мінімального компоненту суміші g (5…15 %). Дослідження проводили із застосуванням методу математичного планування багатофакторного експерименту.

Графічну інтерпретацію попарних взаємодій досліджуваних факторів на однорідність змішування при фіксованих оптимальних значеннях представлено на рис. 1.

                а                                         б                                         в

Рисунок 1 – Залежність однорідності змішування від: а – часу змішування та частоти обертання робочого органу; б – часу змішування та вмісту мінімального компоненту; в - частоти обертання робочого органу та вмісту мінімального компоненту

 

         Залежність, представлена на рис. 1, а свідчить про те, що зі збільшенням зі збільшенням часу та частоти обертання однорідність суміші збільшується і набуває максимуму 97,8 % при n=48 хв-1 та t=3,2 хв. після чого спостерігається незначне зменшення. При цьому більш інтенсивний вплив здійснює час змішування. Вміст мінімального компоненту (рис. 1, б та в) не здійснює такого впливу і має лінійну залежність.

Зважаючи на те, що на практиці самий маловмісний компонент, як правило, це добавка промислового виробництва (премікс, БМВД тощо) викликає цікавість дослідження впливу режиму роботи змішувача на однорідність суміші при різному його вмісті. Тому, базуючись на отриманих в результаті експерименту даних, нами було побудовано залежність (рис. 2) з використанням комплексного показника k (добуток частоти обертання на час змішування), який опосередковано характеризує кількість взаємопереміщень компонентів суміші.

         Як видно з рис. 2 характер процесу близький до типової кінетики змішування сипких матеріалів: інтенсивне перемішування (конвективне) після якого приріст однорідності зменшується, але триває до максимуму (дифузійне) з подальшим зменшенням однорідності (сегрегація). При вмісті g=5 % максимум однорідності спостерігається при значеннях k 121 та 202 об., між якими знаходиться чітко виражена зона сегрегації. З подальшим збільшенням g ця зона зменшується і по досягненні значення 10,5 % зміщується в часі.

Таким чином, в результаті експериментальних досліджень процесу змішування сипких кормів встановлено, що зі збільшенням вмісту мінімального компоненту кількість взаємопереміщень компонентів суміші необхідно збільшувати. Для експериментального змішувача оптимальні значення комплексного показника k знаходяться в межах 120…170 об.

 

Література:

1.                 Статистичний збірник: Тваринництво України [Електронний ресурс]. – Режим доступу: URL: http://ukrstat.org/uk/druk/publicat/kat_u/2015/zb/05 /zb_tu_pdf.zip. – Назва з екрана.

2.        ОСТ.70.19.2-83. Испытание сельскохозяйственной техники. Машины и оборудование для приготовления кормов. Программа и методы испытаний. М., ВНИИЭСХ, 1983.-118 с.