Повышение эффективности процесса смешивания комбикормов путем модернизации рабочего органа смесителя

В настоящее время в стране производятся комбикорма для различных видов и возрастов животных и птиц, которые изготавливаются по специальным утверждённым рецептам. Под качеством комбикорма, кроме прочих параметров, необходимо понимать степень его однородности, т.е. насколько качественно смешаны его ингредиенты. Комбикорм с однородностью смешивания 95% считается отличным, 90% - хорошим, менее 90% - неприемлемым [2, 3].

Однако далеко не все смесители способны приготовить качественные смеси из сухих и (или) жидких компонентов. Равномерность смешивания различных компонентов комбикормов напрямую зависит от конструкционных особенностей смесителей и режимов их работы [1, 5].

Проведенный анализ показал, что известные технические средства для смешивания комбикормов, разработанные для АПК, не всегда отвечают современным требованиям и не обеспечивают технологическую надежность, качество процесса и ресурсосберегающую технологию производства. Поэтому в настоящее время перед наукой стоит важная задача - исследовать основные закономерности процесса смешивания, которые позволили бы значительно повысить эффективность процесса смешивания ингредиентов сыпучих кормов [1, 4].

Целью исследований явилось изучение влияния продолжительности смешивания компонентов на качество готовой продукции путём модернизации рабочего органа смесителя ИПКС-019-300(Н).

Материал и методика исследований

Исследования проводились в условиях лаборатории «Процессы и аппараты» кафедры «Механизация производства и переработки сельскохозяйственной продукции» ФГБОУ ВО Алтайский ГАУ с 2019 по 2021 гг. на экспериментальном оборудовании - смесителе марки ИПКС-019-300(Н). В качестве методов исследования мы использовали экспертную оценку факторов, эксперимент и статистическую обработку данных. В качестве материалов исследования использовали лабораторную установку, секундомер, ковшовый отборник проб и составили комбикормовую смесь с использование контрольного ком- понента (пшено) для определения показателя однородности готовой смеси.

Результаты исследований

Так как из анализа основных факторов, влияющих на эффективность работы смесителя, по мнению экспертов, основным является продолжительность смешивания, то перед нами появилась задача удостовериться в верности выбранного фактора. И определить, как изменение временных промежутков, будет влиять на однородность полученной кормовой смеси. Все результаты исследования отображены в таблице 1.

Как мы можем заменить из таблицы, что с увеличением промежутка времени увеличивается и содержание контрольного компонента. Это говорит о том, что более однородная смесь комбикорма достигается при увеличении продолжительности смешивания. При смешивании комбикорма в течение 1 минуты контрольного компонента находилось в пробе в количестве 86…99 шт., а при перемешивании в течении 5 минут 131…136 шт. то говорит о том, что произошло равномерное распределение ингредиента в основной массе корма. Опыт проводили в 3-х поверхностях для каждого временного промежутка на установке до конструктивного изменения и после. После конструктивного изменения наблюдается однотипная реакция изменения количества контрольного ингредиента с течением времени смешивания компонентов смеси.

Таблица 1. Данные эксперимента

Период смешивания, мин.	Содержание контрольного компонента ( mi ), шт.
	Прототип             |      Модернизированный смеситель
	Кратность повторности
	1	2	3	1	2	3
1	99	91	86	133	133	132
2	85	130	90	132	136	132
3	104	120	121	140	145	144
4	112	109	110	144	148	145
5	136	133	131	147	152	142

Полученные экспериментальные данные обрабатывали статистическим методом. Для этого проводили расчёты показателя однородности смеси по формулу:

^{∑( m}i-m ср)²

=   *          ∗ 100%; m ср \   n-1

где Vi - коэффициент вариации, % mср - среднее число контрольного компонета в смеси, шт.; mt – число контрольного компонента в отдельно взятой пробе, шт.;

n – число проб в опыте.

Все получение результаты, для лучшей наглядности разместили в виде графика на рисунке 1.

В таблице 2 указали соответствие характеристики качества смеси количественному значению степени коэффициента вариации смеси Vi , % принятое в соответствии с ГОСТ комбикрмов.

Таблица 2. Критерии оценки качества смеси комбикорма

Качество смеси	Пределы коэффициента вариации, %
Отличное	< 5
Хорошее	5…7
Удовлетворительное	7…15
Плохое	>15

То есть, перед нами стоит задача получить более однородный корм с коэффициентов вариации < 5%.

Продолжительность смешивания, мин

Рис. 1. Влияние продолжительности смешивания комбикорма на его однородность

Рассмотрев рисунок видно, что применив конструктивные изменения лабораторной установки ИПКС-019-300(Н), мы можем получить отличную однородность корма (v i =4%) на 5-ой минуте смешивания.

Выводы

Экспериментальным путём было установлено, что продолжительность смешивания комбикорма положительно влияет на его одинокость, так к 5-ой минуте смешивания в готовой смеси насчитывалось

131…136 шт. контрольного компонента, что на 37…45 шт. больше при смешивание продолжительностью 1 минуты. Это объясняет равномерность распределение частиц по всей массе комбикорма, что свидетельствует о высокой пищевой ценности готового продукта.

Проведённая модернизация рабочего органа смесителя показала, что можно получить высокую степень однородности смешивания комбикорма (v1=4%).