Обоснование и оптимизация параметров технологической линии и технических средств приготовления белково-углеводного гранулята для кроликов
На правах рукописи
Самуйло Василий Викторович ОБОСНОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕЛКОВО-УГЛЕВОДНОГО ГРАНУЛЯТА ДЛЯ КРОЛИКОВ Специальность 05.20.01 – технологии и средства механизации сельского хозяйства
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Благовещенск- 2011 2
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образова тельном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина» Научный руководитель кандидат технических наук, доцент Филонов Роман Федорович
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Присяжная Серафима Павловна кандидат технических наук, доцент Ковалева Людмила Альбертовна Ведущее предприятие ГНУ ДальНИИМЭСХ
Защита состоится 29 декабря 2011 г. в 14 часов на заседании диссерта ционного совета Д 220.027.01 при ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государ ственный аграрный университет» по адресу: 675005, г.Благовещенск, ул. По литехническая, 86, корпус 12, ауд.82,тел/факс 8-(4162) 49-10-44.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет» Автореферат размещен на сайтах ДальГАУ и ВАК РФ Автореферат разослан 24 ноября 2011 г.
Ученый секретарь диссертационного совета Якименко А.В.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. В современных технологиях кролиководства признано, что при кормлении молодняка наиболее рационально использовать полнорационные гранулированные комбикорма. В настоящее время кормле ние кроликов полнорационным гранулированным комбикормом не всегда доступно из-за высокой его стоимости, которая обусловлена включением в его состав дорогостоящих компонентов: травяной, рыбной муки и других белковых кормов.
В этой связи значительная часть кролиководов предпочитает использо вать традиционную технологию кормления кроликов, а именно: зернофураж в чистом виде или в форме простых смесей в сочетании с сеном или зелены ми кормами. Однако такие рационы, как правило, оказываются недостаточ ными по содержанию протеина, витаминов и основных минеральных ве ществ. Все это приводит к замедлению роста молодняка, непроизводитель ному расходу кормов и, как следствие, удорожанию продукции.
В настоящее время, в связи с появлением новых методов (экструдиро вания, тостирования и др.), все чаще используют бобовые в кормлении жи вотных и птицы. Семена сои и продукты их переработки стали основными источниками кормления животных в большинстве зарубежных стран.
В этой связи включение в рационы кроликов продуктов переработки сои и кормовых смесей на их основе является необходимостью на современ ном этапе развития кролиководства, а разработка технологии и обоснование технических средств, входящих в состав технологической линии приготовле ния кормовых продуктов с использованием сои, является актуальной задачей.
Цель исследований – повышение эффективности приготовления бел ково-углеводного гранулята для кроликов путем обоснования и оптимизации параметров технологической линии и технических средств их производства.
Объектом исследования являются технологические процессы приго товления белково-углеводных гранулированных кормов для кроликов с ис пользованием соевого компонента.
Предмет исследований – закономерности процессов приготовления белково-углеводных гранулированных комбикормов с использованием сое вого компонента.
Методы исследований. Общей методологической основой исследова ний являлось использование системного подхода, обеспечивающего рас смотрение процесса приготовления белково-углеводных гранул с учетом взаимосвязей технологических и конструктивных параметров технических средств.
В аналитических исследованиях использованы основы теоретической механики, теории вероятностей, численные методы математического анали за.
Экспериментальные исследования проводились на пилотных установ ках с использованием метода планирования многофакторного эксперимента и математического моделирования. Анализ и обработка полученного матери ала осуществлялась с помощью методов математической статистики.
Рабочей гипотезой для решения частной задачи является предположе ние о том, что повышение эффективности приготовления белково углеводных гранул за счет повышения их качества и снижения материальных и энергетических затрат возможно на основе изыскания и выбора рациональ ных способов отжима жидкой фракции из окары, смешивания компонентов, формования и сушки гранул, а также выявления закономерностей и зависи мостей, характеризующих указанные процессы с обоснованием области оп тимальных значений параметров и режимов их осуществления.
Научную новизну представляют:
технологические и теоретические аспекты повышения эффективности приготовления белково-углеводных гранул для кроликов;
аналитические зависимости по обоснованию технологических и кон структивно-режимных параметров линии приготовления белково-углеводных гранул;
эмпирические зависимости по обоснованию процессов отжима, смеши вания, формования и сушки гранул;
комплекс технологических и технических решений приготовления бел ково-углеводных гранул с использованием нерастворимого соевого остатка (окары).
Практическая значимость работы. Обоснован технологический про цесс и выбор технических средств для получения белково-углеводных гранул для кроликов.
Разработана методика расчета основных параметров линии получения белково-углеводных гранул, обоснованы параметры технологической линии.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований внедрены в КФХ «Алеканкин».
Апробация работы. Результаты исследований рассмотрены, доложены и одобрены на научно-практических конференциях: «Молодежь ХХI века:
шаг в будущее» (Благовещенск, 2009–2010 годы);
«Технологии и средства механизации производства и переработки сельскохозяйственной продукции АПК Дальнего Востока» (Благовещенск, 2010 год);
«Наука в современных условиях: от идеи до внедрения» (Димитроград, 2010 год);
«Агротехнические и биологические исследования в сельскохозяйственном производстве Даль него Востока» (Благовещенск, 2010 год).
Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 10 работ, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК–3.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений, списка литературы, включающего 174 наиме нования, в том числе 11 на иностранных языках, и приложений.
Работа изложена на 141 страницах, содержит 24 таблицы, 39 рисунков.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении изложена актуальность темы исследования.
В первой главе «Обзор литературы. Цель и задачи исследований» показано, что процесс производства соевого молока и соевого тофу характе ризуется выходом большого количества нерастворимого соевого остатка, так называемой «окары». Использование данного высокобелкового продукта в процессе приготовления гранулированных кормовых смесей для кроликов позволит повысить эффективность производства продукции кролиководства.
Вопросами кормопроизводства занимались Е. В. Алябьев, Д. Е. Белень кий, Л. Г. Боярский, С. М. Доценко, А. И. Заврожнов, С. С. Легоступ, С. В.
Мельников, Е. И. Резник, А. И. Тютюнников, И. Я. Федоренко и др.
Корма для кроликов исследовали Н. А. Балакирев, С. П. Бондаренко, Ю. А. Калугин, Л. И. Подобед, А. И. Рахманов и др. Однако, как показал ана лиз их трудов, в настоящее время отсутствует рациональные и эффективные технологии и технические средства приготовления белково-углеводных гра нул с использованием нерастворимого соевого остатка.
В соответствии с поставленной целью необходимо решение следующих задач:
на основе анализа литературных источников и практического опыта обосновать выбор направлений, позволяющих повысить эффективность при готовления гранулированных кормовых смесей для кроликов;
провести теоретические исследования по обоснованию параметров процесса получения качественных гранулированных кормовых смесей и по лучить аналитические зависимости для расчета производительности и энер гоемкости данного процесса;
путем физического и математического моделирования получить опти мальные значения параметров процесса отжима жидкой фракции из окары, смешивания компонентов, формования и сушки белково-углеводных гранул;
провести производственную проверку результатов исследований, дать им технико-экономическую оценку, разработать методику расчета техноло гической линии приготовления белково-углеводного гранулята для кроликов и рекомендации по ее проектированию и использованию.
Во второй главе «Теоретические исследования технологического процесса получения белково-углеводных гранул» представлен анализ тех нологического процесса получения гранулированных кормовых продуктов, который характеризуется как совокупность последовательно реализуемых операций: отжим (корректировка влажности), смешивание, формование гра нул, а также их сушка.
Разработанная классификация технологических операций приготовле ния гранулированных кормовых продуктов позволяет обозначить подходы к решению задачи по обоснованию параметров таких процессов, как отжим, смешивание с одновременным выравниванием концентрации влаги в смеси, формование гранул и их сушка, осуществляемых с помощью соответствую щих конструкций технических средств.
На рисунке 1 представлена схема пресса периодического действия для отжима жидкой фракции из окары.
Для данной схемы отжима жидкой фазы из окары справедливо следу ющее уравнение материального баланса Q тф = Q п – Q жф, (1) где Q тф – производительность пресса по твердой фракции, кг/с;
Q п – произ водительность пресса по исходному продукту;
Q жф – производительность пресса по жидкой фракции.
Объемная производительность пресса по твердой фракции Q vтф равна Q vтф = Q vп – Q vжф, (2) где Q vп – объемная производительность пресса по исходному продукту;
Q vжф – объемная производительность пресса по жидкой фракции.
Рисунок 1 Схема к определению параметров процесса отжима жидкой фракции из окары Для рассматриваемой схемы, содержащей n элементарных объемов (слоев) влажной окары, можно записать Qvтт тф Pd 4 жф n = Qn, (3) 128l t отж i = где тф – плотность твердой фракции;
t отж – продолжительность отжима жид кой фракции;
n – число элементарных слоев продукта;
Р – перепад давлений в капилляре продукта;
d – диаметр капилляра;
тф – плотность жидкой фрак ции;
– вязкость жидкой фракции;
l – длина капилляра.
В данном равенстве неизвестными параметрами процесса являются t отж и Р. Для определения давления Р используем следующий подход.
Выразим объем пор (капилляров) в массе окары до уплотнения VН =, (4) ПОР 1 + где 1 – коэффициент пористости массы окары до уплотнения.
Тогда объем пор (капилляров) в массе окары после уплотнения соста вит VК =, (5) ПОР 1+ где 2 – коэффициент пористости массы окары после уплотнения.
Согласно рис. 1, справедливо равенство 1 FH = Fh, (6) 1 + 1 1+ где F – площадь слоя окары в прессе;
Н – высота слоя окары до уплотнения;
h – высота слоя окары после уплотнения.
Получим 1+ h=H. (7) 1 + С учетом того, что H–h = h, Н (1 2 ) h=. (8) 1 + При этом скорость отжима отж жидкой фракции из окары можно определить как Н (1 2 ) отж =. (9) (1 + 1 )t отж Учитывая, что изменение коэффициента пористости окары ( 1 – 2 ) прямо пропорционально изменению давления (Р 2 –Р 1 ), можно записать 1 – 2 = а(Р 2 –Р 1 ) = аР, (10) где а – коэффициент сжимаемости окары.
С учетом данного положения запишем aР h = H, (11) 1 + а При этом = а 0 есть величина, характеризующая относительную 1 + сжимаемость окары.
h Тогда h = H а0 Р, откуда Р=.
Ha При этом коэффициент относительной сжимаемости можно предста вить через характеристики окары, как a0 =, (12) где – коэффициент Пуассона;
Е 0 – общий модуль упругости материала окары (модуль Юнга).
h.
В то же время отношение представляет собой степень сжатия H Тогда перепад давлений в капилляре окары равен ( 0) P=. (13) Таким образом, получена модель, характеризующая процесс отжима жидкой фракции из окары через структурные свойства слоя окары.
Выражение для определения производительности пресса периодиче ского действия Мn Q тф = (14) t отж или Мп W WК (1 Н Q тф = ). (15) t отж При этом производительность пресса по жидкой фракции имеет следу ющий вид 0,025d 4 E0 жф Q жф =. (16) Н В процессе отжима жидкой фракции из слоя окары высотой Н за один цикл, его влажность составит Н W i = Wi ( H )dh, (17) где W i (H) – функция распределения жидкости по высоте слоя окары;
Н – вы сота слоя окары.
Характер данной функции зависит от равномерности распределения жидкости по высоте слоя окары. В этом случае дифференциальное уравнение имеет следующий вид dW = Wi ;
W i 0;
0, (18) dt где – коэффициент пропорциональности;
t – время отжима.
Разделив переменные и проинтегрировав выражение, имеем W i =W H e- (t). (19) Продолжительность отжима жидкой фракции из окары составит W 2, lg( H ).
t отж = (20) WK Среднюю скорость отжима можно определить, как отж. ср Н отж. ср =. (21) 2,3·lg(w H /w K ) Элементарная работа dA, затрачиваемая на сжатие «кубика» окары единичного объема при увеличении степени сжатия от до + d, определя ется выражением dA= P()d. (22) Работа сжатия «кубика» окары единичного объема на интервале 0 определяется по выражению K K Ak = P( )d. (23) Объем сжатого слоя, соответствующий времени t K, равен V= всh= M/, (24) где М – масса слоя окары, заключенного в объеме V;
– плотность слоя ока ры.
Работа, затрачиваемая на сжатие слоя окары объемом V, на интервале 0 K, равна A= AKV. (25) Подставляя уравнения (23) и (24) в равенство (25), получим K P( )d.
A= АКV = (26) Мощность, затрачиваемая на сжатие слоя окары, определяется как N сж = А/t отж. (27) В предложении соблюдения равенства P = k1 имеем K K к P()d = k1d = k1. (28) 0 Тогда к A=V k1, (29) При этом энергоемкость процесса отжима жидкой фракции с помощью пресса периодического действия определяется по следующему выражению Vk1 K N уд =. (30) 2Qтф Согласно предлагаемой технологии приготовления сухих гранулиро ванных кормосмесей, предварительно прошедшая отжим окара, с влажно стью W0 и концентрацией воды в ней C 0, подается в шнековый смеситель од новременно с соломенной мукой, влажностью W M и концентрацией воды C M.
Для получения качественных гранул необходимо получить смесь с ко нечной влажностью W Н. При этом установлено, что качество гранул зависит ГР от равномерности распределения воды в структурной сетке сформованных гранул. В то же время равномерность такого распределения, тесно коррели рует со степенью однородности смеси компонентов и крошимостью К р.
Данную функциональную зависимость можно представить в виде сле дующей системы уравнений = max (1 e ktсс ) opt;
= f () max(100 %);
(31) К p = f [ = f ()] min;
где k – эмпирический коэффициент;
t см – продолжительность смешивания.
Рассмотрение данного процесса возможно с позиций конвективной диффузии, для которой справедливо следующее равенство FC M в =(Д+ Д ), (32) где M в – количество воды, диффузирующей из частиц окары в частицы соло менной муки, кг;
Д – коэффициент диффузии, м2/с;
Д – поправочный коэф фициент диффузии, учитывающий конвективный перенос влаги в процессе интенсивного перемешивания частиц компонентов, м2/с, F – площадь кон такта частиц смешиваемых компонентов, м2;
C – разница концентраций во ды в окаре и соломенной муке, кг/м3;
– время контакта частиц смешивае мых компонентов, с;
– толщина слоя, м.
На рисунке 2 представлена схема к обоснованию параметров процесса получения качественных белково-углеводных гранул на основе компонентов с различной концентрацией влаги в своем составе.
Рисунок 2 Схема к определению параметров процесса получения гра нул Для соломенной муки характерным размером является конечный раз мер частиц муки lH lK=. (33) Тогда окончательно имеем 2 Д М (С 0 С М ) Rl Н n М в = 2(Д + Д ). (34) (Д 0 Д М )слi i = При этом влажность гранул на выходе из смесителя-гранулятора W Н ГР будет равна WO GO + WM GM WН =. (35) ГР GO + G M В то же время количество воды в составе двухкомпонентной смеси по элементарным сечениям n будет определяться с учетом следующего равен ства Gв WO (Goi + Gmi ) М вi =, (36) WO WM где G в – масса воды в составе двухкомпонентной смеси в i-м сечении;
G oi – масса окары в i-м сечении;
G mi – масса соломенной муки в i-м сечении.
При этом n M вi M ср =. (37) n i = Таким образом, в результате теоретических исследований получена аналитическая модель, характеризующая степень однородности двухкомпо нентой смеси и выравненности содержания влаги в гранулах в зависимости от технологических Д, Е Д, С О, С М, ln, и конструктивно-режимных факторов Д О, Д М и слi шнека.
При этом рабочую длину камеры смесителя-гранулятора можно опре делить по выражению L ш = ср t см, (38) где ср – средняя скорость движения смеси в камере смесителя, м/с;
t см – про должительность смешивания, с.
Значение данного параметра выбирается из условия t см t qП, (39) где t qП – продолжительность диффузионного процесса, с.
Продолжительность диффузионного процесса можно определить как t qП =ln [С Н /(С Н С К )], (40) где С н, С к – массовая доля воды в компонентах в начале и конце процесса;
– постоянный параметр, определяемый экспериментально для конкретных условий.
Сформованные белково-углеводные гранулы поступают на сушку.
В процессе сушки из них удаляется количество влаги W, равное Н К W = WГР WГР, (41) где WГР,WГР – соответственно начальная и конечная влажность гранул.
Н К Значение W в любой момент времени Т определяется по зависимости W = WГР е СТ, Н (42) где C – эмпирический коэффициент;
T – время сушки.
Процесс формования и сушки белково-углеводных гранул характери зуется следующей функциональной зависимостью К ОПТ WГР = WГР (1 е R(t) ) opt, (43) где WГР – оптимальное значение влажности гранул после сушки, задаваемая ОПТ технологическими требованиями к данному кормовому продукту;
R(t) – функция, связывающая факторы, влияющие на сушку гранул.
Функциональную зависимость для указанного процесса в общем виде представим, как Н R(t)=f( WГР ;
Т ;
t 0 ) opt, (44) где WГР – влажность гранул до сушки;
t 0 – температура сушки гранул.
Н Определим зависимость, характеризующую значение начальной влаж ности гранул WГР = Wкопт (1 е R(t) ) e СТ.
Н (45) Анализ данного выражения показывает, что значение WГР должно быть Н не более чем в e СТ раз выше значения WГР.
ОПТ В третьей главе «Программа, методика экспериментальных иссле дований и обработки данных» приведены программа и методика проведе ния экспериментов с описанием оборудования и условий их проведения.
Программой предусматривалось определение физико-механических свойств компонентов и готового продукта, разработка частных методик и установки по изучению процессов отжима жидкой фракции из окары, смешивания его с соломенной мукой, формование и сушка белково-углеводных гранул, а также проведение математической обработки полученных результатов и их анали за.
В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований и их анализ» изложены результаты с обоснованием оптимальных значений ис следуемых факторов: конечной влажности окары (после отжима) W к, %;
энергоемкости процесса отжима N уд, (кВт·с)/кг;
однородности и выравненно сти влаги по объему получаемого продукта,%;
крошимости К р %.
В качестве критериев оптимизации параметров процесса отжима жид кой фракции из нерастворимого соевого остатка (окары) приняты следующие показатели: Y 1 – конечная влажность окары (после отжима), W к, %;
Y 2 – энер гоемкость процесса отжима, N уд, (кВт·с)/кг.
На основании теоретического анализа и поисковых опытов были выде лены наиболее значимые факторы процесса: давление отжима Р, МПа;
время отжима t отж, с;
высота слоя Н, м.
Обработку результатов исследований проводили с использованием ме тодов математической статистики на компьютере прикладными программами «Statistika», «APPOLO», а также метода Паретто – оптимального решения (программа KРS).
В раскодированной форме уравнения процесса отжима имеют следую щий вид:
для конечной влажности окары (после отжима) W к =316,35–400,46Р–0,15t отж –211,65Н+112,50РН+188,98Р2+247,87Н2min;
для энергоемкости процесса отжима N уд =17,73–13,39Р–0,0089t отж –32,67Н+8,12РН+5,88Р2+0,0074t отж 2+57,40Нmin.
. После получения математических моделей технологического процес са отжима жидкой фракции из окары определялись координаты оптимума и изучались поверхности откликов Y 1 и Y 2.
В данном случае возникает необходимость в анализе двух критериев оптимизации – однородности смеси и энергоемкости N уд. Для поиска ком промиссного решения задачи по нахождению оптимальных значений уров ней факторов для нескольких критериев использовался метод Паретто – оп тимального решения (программа KPS).
На рисунках и 4 представлены поверхности откликов Y12 = f ( Х 1, Х 2, Х 3 ) и сечения этих поверхностей.
В результате решения задачи определены оптимальные значения неза висимых переменных, влияющих на процесс отжима, которые равны: давле ние отжима Р = 0,99…1,0 МПа, высота слоя окары Н = 0,20…0,214 м, про должительность отжима t отж. = 600с. При указанных значениях параметров влажность окары составляет Wк = 49,8%, а N уд. = 4,9 (кВт·с)/кг.
На втором этапе экспериментальных исследований изучался процесс получения двухкомпонентной смеси. За критерий оптимизации была принята однородность и выравненность влаги по объему получаемого продукта (Y 3 ).
Y1= f(X1, X2 = 0, X3) 1. 0. 0. 0. 0. 0. X -0. -0.4 -0. -0. -1. above -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1. X Y 1 = f(X 1, Х 3 ;
Х 2 = 0) Рисунок 3 Поверхности и сечения откликов Y2= f(X1, X2 = 0, X3) 1. 0. 0. 0. 0. 0. X 4. 5. -0. 5. 5. -0.4 5. 5. 5. -0. 5. 5. 5. -0. 6. -1. above -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1. X Y 2 = f(X 1, Х 3 ;
Х 2 = 0) Рисунок 4 Поверхности и сечения откликов В качестве значимых факторов приняты следующие: угловая скорость вращения винта смесителя-гранулятора, с-1;
соотношение смешиваемых компонентов С, %;
начальная влажность окары W н, %.
В раскодированной форме уравнение однородности и выравненности влаги по объему двухкомпонентной смеси окары с соломенной мукой имеет следующий вид:
= –538,58+22,12+8,29С+15,65Wк–0,18С–0,052СWк–0,792–0,062С2– 0,14Wк2mах.
В результате решения поставленной задачи определены оптимальные значения факторов: угловая скорость вращения винта смесителя-гранулятора = 10,44 с-1;
содержание соломенной муки в смеси С = 30…31 %;
влажность окары Wн = 49…50 %. При данных значениях факторов однородность смеси компонентов составляет = 93,8 %.
На третьем этапе экспериментальных исследований, изучался процесс получения сухих гранул из двухкомпонентной смеси: окары и соломенной муки.
В качестве критерия оптимизации был принят показатель – их кроши мость К р, % (Y 4 ). В качестве значимых факторов приняты следующие:
начальная влажность гранул Wн, %;
продолжительность сушки Т, мин;
тем t, оC. В раскодированной форме уравнение крошимости пература сушки белково-углеводных гранул имеет следующий вид:
К р =336,9–10,68Wн –23,22Т–49,38t–0,18Wн 2+0,23Т2+0,23t2min.
В результате решения поставленной задачи на экстремум получены следующие значения параметров: начальная влажность гранул W н = 30 %;
продолжительность сушки Т = 50 мин;
температура сушки t = 106…107 оC.
При данных значениях параметров крошимость белково-углеводных гранул составляет К р = 4,18 %.
В пятой главе «Производственная проверка результатов исследова ний, экономическая эффективность и методика расчета технологиче ской линии приготовления белково-углеводного гранулята для кроли ководческих ферм» приведены результаты испытаний, экономическая оцен ка результатов, а также методика расчета параметров разработанной линии.
На основании полученных данных, в ходе производственной проверки, мож но сделать вывод о том, что разработанные технологические и технические решения могут быть использованы на малых кролиководческих фермах и фермерских хозяйствах. При расчете экономической эффективности за базо вый вариант принято оборудование ОГМ-0,8А ввиду отсутствия наиболее близкого аналога.
ВЫВОДЫ 1. В результате проведенных исследований установлено, что скармли вание кроликам гранулированных кормовых смесей с использованием сои наиболее эффективно. Анализ способов, технологий и технических средств приготовления кормов для кроликов позволил выделить основные операции:
отжим жидкой фракции из нерастворимого соевого остатка, получаемого при производстве соевого молока, смешивание его с соломенной мукой, формо вание и сушка белково-углеводных гранул.
2. Теоретическим анализом установлены зависимости, характеризую щие процессы отжима жидкой фракции из окары, получение двухкомпонент ной смеси и на ее основе сухих белково-углеводных гранул. Получены ана литические зависимости для расчета давления прессования, производитель ности и мощности пресса периодического действия.
Получена аналитическая модель оценки однородности смеси и вырав ненности влажности двухкомпонентной смеси в зависимости от технологи ческих и конструктивно-режимных параметров смесителя-гранулятора.
Обоснован выбор факторов, влияющих на сушку и крошимость гранул.
3. Посредством физического и математического моделирования обос нованы оптимальные значения параметров и режимов для соответствующих процессов:
для процесса прессования окары: давление отжима – 0,99…1,00 МПа;
продолжительность отжима – 600 с;
высота слоя окары – 0,200…0,214 м.
для процесса смешивания окары и соломенной муки: угловая скорость вращения винта смесителя-гранулятора – 10,44 с-1;
содержание соломенной муки – 30…31 %;
влажность окары – 49…50 %.
для процесса формования и сушки белково-углеводных гранул:
начальная влажность гранул – 30 %;
продолжительность сушки – 50 мин;
температура сушки – 106…107 оС.
4. Разработаны технологическая и конструктивно-технологическая схемы линии приготовления гранулированных кормовых смесей с использо ванием сои для кролиководческих ферм, позволяющая получить белково углеводный гранулят в соответствии с зоотехническими требованиями. Базо выми техническими средствами такой линии являются: измельчитель экстрактор, корзиночный пресс периодического действия, смеситель гранулятор, дозатор соломенной муки, а также камерная сушилка.
5. В результате сравнительной технико-экономической оценки разрабо танной линии и технических средств установлено, что они имеют в 2 раза меньшую энергоемкость по сравнению с оборудованием типа ОГМ-0,8А.
Дополнительный экономический эффект составляет 28 р. за 1 кг реализован ного мяса.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
а) статьи в рекомендованных изданиях ВАК России Филонов, Р.Ф. Методы конечных элементов при проектировании си 1.
стем механизации в животноводстве / Р. Ф. Филонов, В. В. Самуйло // Меж дународный научный журнал. – 2008. – № 5. – С. 69–73.
Доценко, С. М. Оптимизация параметров двухкомпонентной кормовой 2.
смеси / С. М. Доценко, В. В. Самуйло, О. В. Апевалов, Р. Ф. Филонов // Ме ханизация и электрификация сельского хозяйства. –2010. –№ 2. –С. 6.
Доценко, С. М. Гранулы из соевого жмыха / С. М. Доценко, В. В. Са 3.
муйло, Р. Ф. Филонов // Сельский механизатор. – 2010. –№ 4. – С. 24–25.
б) статьи в других изданиях Самуйло, В. В. Технологическая линия приготовления соевого белко 4.
вого продукта для кроликов / В. В. Самуйло // Молодежь XXI века: шаг в будущее: материалы Х региональной научно-практической конференции, по священной Году молодежи в Российской Федерации. – Благовещенск: Поли– М, 2009. – Кн. 1. – С. 205–206.
Самуйло, В. В. Использование соевого белкового продукта для корм 5.
ления кроликов / В. В. Самуйло // Молодежь XXI века: шаг в будущее: мате риалы Х региональной научно-практической конференции, посвященной Го ду молодежи в Российской Федерации. – Благовещенск: Поли–М, 2009. – Кн.
3. – С. 213–214.
Самуйло, В. В. Теоретические аспекты сушки белково-углеводных 6.
гранул для кормления кроликов / В. В. Самуйло // Молодежь XXI века: шаг в будущее: материалы ХI региональной научно-практической конференции, посвященной 65 годовщине Победы в Великой Отечественной войне. – Бла говещенск: АмГУ, 2010. – Кн. 3. – С. 42–43.
Самуйло, В. В. Оптимизация параметров процесса отжима жидкой 7.
фракции из нерастворимого соевого остатка / В. В. Самуйло, Д. А. Тарасюк // Технологии и средства механизации производства и переработки сельско хозяйственной продукции АПК Дальнего Востока. – Благовещенск: ГНУ ДальНИИМЭСХ, 2010. – Кн. 3. – С. 272–277.
Самуйло, В. В. Приготовление белково-углеводных гранул для кроли 8.
ков [Текст] / В. В. Самуйло, О. В. Апевалов // Наука в современных условиях:
от идеи до внедрения: материалы международной научно-практической кон ференции. – Димитровград: Технологический институт филиала ФГОУ ВПО УГСХА, 2010. – С. 143–144.
Самуйло, В. В. Определение влажности окары при отжиме жидкой 9.
фракции / В. В. Самуйло // Агротехнические и биологические исследования в сельскохозяйственном производстве Дальнего Востока: материалы между народной научно-практической конференции молодых ученых. – Благове щенск: ГНУ ДальНИИМЭСХ, 2010. – С. 226–229.
Самуйло, В. В. Определение давления пресса при отжиме жидкой 10.
фракции из окары / В. В. Самуйло, Д. А. Тарасюк // Тематический сборник научных трудов «Механизация и электрификация технологических процес сов в сельскохозяйственном производстве». – Благовещенск: ДальГАУ, 2010.
– Вып. 17. – С. 214–217.
Самуйло Василий Викторович Обоснование и оптимизация параметров технологической линии и техниче ских средств приготовления белково-углеводного гранулята для кроликов Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Лицензия ЛР 020427 от 25.04.1997 г.
Подписано к печати 23.11.2011 г. Формат 6090/16.
Уч.-изд.л. – 1,0. Усл.-п.л. – 1,5.
Тираж 100 экз. Заказ 187.
Отпечатано в отделе оперативной полиграфии издательства ДальГАУ 675005, г. Благовещенск, ул. Политехническая,