Обоснование способа и параметров процесса сухой очистки корнеплодов для линии приготовления и раздачи кормовых смесей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обоснование способа и параметров процесса сухой очистки корнеплодов для линии приготовления и раздачи кормовых смесей

Известно, что дальнейшее успешное развитие свиноводства в РФ невозможно без укрепления кормовой базы и решения технолого-технических задач по эффективному приготовлению и раздаче полнорационных кормовых смесей. Особенно актуально это для репродуктивных свиноферм, которые призваны обеспечить потребности откормочных и фермерских предприятий, а также личных и подсобных хозяйств граждан РФ в молодняке [1].

При этом одним из основных типов кормления свиней остается корнеплодно-концентратный тип кормления.

Однако он является высокозатратным из-за необходимости подготовки корнеклубнеплодов (ККП) путем их мойки.

Цель исследования - обоснование инновационного способа и параметров процесса очистки корнеклубнеплодов сорта куузику для линий приготовления и раздачи кормовых смесей свиньям.

Задачи исследований:

- разработать структурно-функциональную схему очистки ККП с помощью V-образного рабочего органа;

- аналитически и экспериментально обосновать параметры очистителя ККП с учетом начальной загрязненности исходного вороха;

- разработать конструктивно-технологическую схему линии с использованием очистителя предложенного типа.

На рис. 1 представлена структурная, а на рис. 2 конструктивно-технологическая схемы устройства для сухой очистки корнеклубнеплодов с образным рабочим органом.

Рис. 1. Структурно-функциональная схема очистителя с образным рабочим органом

корнеклубнеплод очистка кормовой

Для данного процесса функциональная зависимость имеет следующий вид:

(1)

где: эмпирический коэффициент;

время разрушения комков почвы;

допустимая по требованиям степень загрязнённости корнеклубнеплодов.

Рис. 2. Конструктивно-технологическая схема очистителя с образным рабочим органом

1 - загрузочный бункер; 2 - прутковые полотна; 3 - прутки;

4 - транспортёр для примесей.

Преобразование выражения (1) относительно даёт:

=, (2)

В свою очередь, время разрушения комка почвы есть функция:

=,

где: размерно-весовые характеристики корнеплодов;

длина полотна пруткового транспортёра;

шаг установки прутков;

скорости движения прутковых полотен транспортёров;

показатель кинематического режима;

угол наклона прутковых полотен к вертикальной оси;

диаметр комков почвы.

При этом устройство разделяет поток вороха на два его составляющих потока:

- поток ККП с подачей, равной:

- поток примесей с подачей, равной:

,

где - время очистки корнеплодов.

В то же время удельные затраты энергии по данному процессу определяются как

, (3),

где: - мощность, затрачиваемая на очистку ККП;

- степень очистки ККП, определяемая как .

Рассмотрение процесса сухой очистки с помощью устройства, содержащего образный рабочий орган, выполненный по а.с. №1662399 [2], позволило обосновать затраты мощности на процесс отделения почвы путём разрушения комков.

Анализ процесса работы данного устройства показывает, что мощность, затрачиваемая на перемещение вороха и разрушение комков, зависит от его конструктивно-режимных параметров, физико-механических свойств исходного вороха, а также ряда других характеристик корнеплодов и комков почвы.

Длина прутковых транспортёров определяется исходя из условия разрушения комка почвы до размера

(4)

где: наибольший радиус комка почвы;

и соответственно начальный и текущий радиусы комка почвы после отделения с него слоя почвы размером ;

число оборотов комка почвы, обеспечивающее ему размер для выхода через нижний зазор размером транспортёрного рабочего органа.

С учётом выражения (2), для значения допустимой начальной загрязнённости корнеклубнеплодов имеем:

(5)

При обосновании параметров данного процесса, на основании априорного ранжирования, были выделены основные факторы, оказывающие существенное влияние на степень очистки корнеплодов сорта куузику (, %) и удельные энергозатраты (, ).

К таким факторам отнесены:

длина пруткового полотна транспортёра, м;

показатель кинематического режима очистителя;

угол наклона полотен транспортёра друг к другу, град.

Таким образом, в конечном итоге необходимо установить следующие две функциональные зависимости в их общем виде:

; ;

;.

Обе зависимости исследовали на , так как степень очистки , а энергоёмкость

,

где: - мощность, затрачиваемая на процесс сухой очистки;

- производительность очистителя, т.

Для данных зависимостей определены коэффициенты предполагаемых математических моделей методом пошагового анализа.

Расчёт дисперсий откликов и , а также проверка их однородности показали, что дисперсии откликов и однородны, а дисперсии параллельных опытов сравнимы между собой.

(6)

(7)

На основании проведённого анализа установлено, что оптимальными значениями параметров процесса очистки являются: длина полотна транспортёра ; показатель кинематического режима ; угол установки полотен транспортёров при , и , .

Установлены зависимости продолжительности времени разрушения комков почвы от их диаметра при различной влажности комков почвы, имеющие следующие конструктивно-режимные параметры: , х₁ = х₂ от 0,06 м/c и до 0,09 м/c.

В результате проведённых опытов установлено, что время разрушения комков почвы в значительной степени зависит от их диаметра и влажности, а также соотношения скоростей движения прутковых полотен транспортёров - .

Как показали результаты опытов, продолжительность разрушения комков почвы в значительной степени зависит от их влажности, что следует учитывать при эксплуатации очистителей данного типа в производственных условиях.

Для данной схемы очистителя (рис. 2) продолжительность разрушения комков почвы с помощью устройства с образным рабочим органом подчиняется следующей зависимости:

(8)

Соответственно, с учетом выражения (1) имеем, что

, (9)

где определяется путём расчёта по таблице для разных значений .

Решение уравнения (11) относительно параметра даёт:

.

Данная зависимость в конечном итоге определяет максимально возможный размер комка почвы, при котором показатель имеет граничное значение.

Как показала производственная проверка, значение показателя не должно быть ниже величины, равной 15-20%, что даже при самых неблагоприятных условиях маловероятно.

Разработанные в результате исследований инновационные решения реализованы путем их использования в технологической линии приготовления и раздачи кормовых смесей свиньям (рис. 3) [3], что позволило с их помощью снизить энергоемкость процесса на 59% при начальной степени загрязненности вороха в пределах 10-12%.

Рис. 3. Конструктивно-технологическая схема линии приготовления и раздачи кормовых смесей свиноматкам

а) - вид сбоку; б) - вид сверху; 1 - питатель-дозатор ККП; 2 - транспортёр;

3 - очиститель; 4 - измельчитель; 5 - раздатчик-смеситель; 6 - кормушки;

7 - бункера-дозаторы концкормов (КК) и соевой муки (СМ)

корнеклубнеплод очистка кормовой

Обоснован инновационный способ сухой очистки ККП с помощью V-образного рабочего органа, включающего два прутковых элеватора с различной скоростью движения прутковых полотен, который с высокой эффективностью позволяет разрушать комки почвы, содержащиеся в исходном ворохе ККП.

Аналитически и экспериментально обоснованы оптимальные параметры предложенного очистителя ККП. Полученное аналитическим путём выражение (3) позволяет объективно оценивать сравниваемые варианты технических решений с учётом качественного показателя работы очистителя.

Разработанные технические решения позволяют повысить эффективность работы линии приготовления и раздачи кормовых смесей свиньям за счёт повышения производительности труда при обслуживании животных.

Список использованных источников

1. Справочник по кормлению сельскохозяйственных животных / под редакцией А.М. Венедиктова. Россельхозиздат. - 1983. - 303 с.

2. А.С. №2486761 Устройство для очистки корнеклубнеплодов от примесей / Авторы Доценко С.М. и др. Опубликовано в Б.И. №26 от 15.07.1991 г.

3. Патент РФ №2486761 Способ приготовления кормового продукта / Авторы Доценко С.М., Крючкова Л.Г. Опубликовано в Б.И. №19 от 10.07.2013 г.

Размещено на Allbest.ru