Механизация приготовления кормовых смесей

ЛЕКЦИЯ № 16

тема: Механизация приготовления кормовых смесей

ПЛАН:

Зоотехнические требования к технологии приготовления кормовых смесей.

Дозаторы, их классификация и основы расчета.

Смесители кормов, их классификация и основы расчета.

ЛИТЕРАТУРА.

Белянчиков Н.Н. Механизация технологических процессов. - М.: Агропромиздат, 1989, Раздел 2, гл. 2, §§ 6; 7.

1. Зоотехнические требования к технологии приготовления кормовых смесей.

Необходимость приготовления кормовых смесей определяется тем, что ни в одном виде корма нет полного набора питательных веществ.

Скармливание полнорационных смесей повышает продуктивность животных на 25…30 % при сокращении сроков откорма на 15…20 %. Снижается также и расход кормов.

Сбалансированные кормосмеси для свиней содержат до 15 – 20, а для птиц до 40 – 50 различных компонентов.

Зоотехнические требования к дозированию и смешиванию компонентов (дозирование и смешивание – заключительные операции в приготовлении кормосмесей):

Компоненты необходимо точно дозировать и вводить в смесь в определенном порядке. Это особенно важно при включении в состав смеси микроэлементов, витаминов и антибиотиков.

Тщательное перемешивание компонентов.

Кормосмесь не должна иметь посторонних запахов и вредных примесей.

2. Дозаторы, их классификация и основы расчета

Дозаторами называются устройства, которые способны автоматически отмеривать и производить выдачу определенного количества кормов.

На процесс дозирования и выбор типа дозатора влияют такие свойства материалов:

Объемная масса;
Размеры частиц;
Угол естественного откоса;
Влажность;
Смешиваемость;
Комкуемость;
Склонность к сводообразованию.

С.П. Орлов предлагает классифицировать дозируемые материалы по размерам частиц и плотности. Все материалы делятся на 3 группы:

кусковые;

зернистые (порошкообразные);

жидкие.

Типы дозаторов.

В зависимости от способа дозирования (по объему или весу) дозаторы делятся на объемные и весовые.

Объемные дозаторы (массовое дозирование) по своему устройству проще, чем весовые, но дают меньшую точность дозирования. Так, погрешность объемных дозаторов достигает 10 - 12 %, а весовых – 1 – 3 %.

По способу выдачи заданного количества вещества различают дозаторы порционные и непрерывного действия.

По уровню автоматизации: с ручным управлением, полуавтоматические и автоматические. У дозаторов с ручным управлением процесс дозирования производится оператором. Полуавтоматические дозаторы часть работы оператора выполняют с помощью механизмов отсчет количества порций, подача материала в дозатор и т.д.

По способу регулирования расхода: путем изменения площади поперечного сечения потока продукта, рабочей длины барабана или путем изменения скорости движения дозирующего органа.

Большее распространение в комбикормовой промышленности получили объемные дозаторы.

Основы расчета дозаторов.

а) Объемный порционный дозатор для сыпучих кормов.

1. бункер;

2. заслонка;

3. полость дозатора;

4. выпускная заслонка.

Такие дозаторы, как правило, устанавливают под бункером. При открытии заслонки (2) корм из бункера (1) поступает в полость дозатора (3). Когда корм заполнит полость (3), заслонку (2) закрывают. При открытии заслонки (4) заданная порция корма поступает в смеситель.

Расход (пропускная способность) дозатора определяется по формуле:

где – объем полости дозатора, м3; – время выдачи одной порции (=30 – 120 сек).

б) Объемный дозатор непрерывного действия барабанного типа.

1. приемный патрубок;

2. разрыхлитель;

3. барабан;

4. перекидной клапан.

Корм поступает в приемный патрубок, разрыхляется и поступает в карманы барабана. Барабан, вращаясь, сбрасывает корм в выходное отверстие. Частота вращения не должна превышать 30 – 40 об/мин. Расход дозатора изменяется за счет изменения частоты вращения барабана и определяется по формуле:

, кг/ч,

где – рабочая длина барабана, м; – площадь поперечного сечения ячейки, м2; – число ячеек; – коэффициент наполнения ячеек ( = 0,8 – 0,9); – частота вращения барабана, об/мин.

Мощность на привод дозатора зависит от силы трения корма, захватываемого барабаном, о вышележащие слои корма. Сила трения при скольжении корма, определяется по формуле:

;

Мощность для привода барабана:

или .

Окружная скорость барабана:

где – радиус барабана, м.

где – давление корма на поверхность барабана, Н/м2; – площадь горизонтального сечения горловины бункера над барабаном, м2; – окружная скорость барабана, м/с; – коэффициент, учитывающий сопротивление корма дроблению; для порошкообразных материалов к1=1,0; для кусковых к1=2,0; – коэффициент, учитывающий потери на трение рабочих органов дозатора (к2 = 1,1 – 1,2); – к.п.д. передачи; – коэффициент трения корма о корм.

в) Тарельчатый дозатор.

Тарельчатые дозаторы отличаются высокой точностью и широким диапазоном регулирования производительности. Их используют для дозирования основных компонентов сухих кормов, минеральных добавок и микроэлементов.

Технические характеристики тарельчатых барабанов.

Н а и м е н о в а н и е	М а р к а
	ДТТ	ДТ	ДТК (жидкостный)	МТД –3А
1. Производительность, кг/мин	10 –130	1-7	0,15-3,0	0,5-12
2. Диаметр диска, мм	1000	700	-	350
3. Диаметр манжеты	400	375	-	196
4. Частота вращения диска, об/мин	4-16	1	25	5-170

1 – бункер; 2 – диск; 3 – скребок; 4 – кожух.

Материал поступает из бункера (1) на вращающийся диск (2), с которого сбрасывается скребком (3). Толщина слоя материала на диске регулируется кожухом (4).

За один оборот диска с него снимается порция материала, имеющая объем кольца с треугольным сечением (б).

Производительность дозатора можно определить так:

, кг/ч

где – объем материала, сброшенного с диска за его один оборот, м3.

Величину объема ”V” определим таким образом:

; отсюда ; ;

Тогда .

Таким образом .

Производительность тарельчатого дозатора окончательно равна:

, кг/ч

где – высота подъема кожуха над диском, м; – радиус кожуха, м; – угол естественного откоса материала при движении, град.

Предельная угловая скорость диска определяется из условия, что центробежная сила инерции должна быть меньше силы трения продукта о диск:

; ,

где – радиус нижнего основания конуса материала, м; – коэффициент трения материала о диск.

Нагрузочная диаграмма тарельчатого дозатора

Мощность на привод тарельчатого дозатора:

где – мощность на преодоление сопротивления корма от трения его о тарелку; – мощность на преодоление сопротивления корма от трения его о скребок; – мощность, потребляемая дозатором в режиме холостого хода;

где – сила трения, возникающая при движении корма по тарелке (), Н; – скорость движения корма по тарелке, м/с.

, м/с

где – угол установки скребка (при ,).

Тогда:

3. Смесители кормов, их классификация и основы расчета.

Смешиванием называется такой процесс перемещения частиц материала, в результате которого в любом объеме смеси будет содержаться заданное количество ее составляющих.

Процесс смешивания является конечным при производстве комбикормов, так как только в процессе смешивания получают комбинированные корма или кормосмеси.

Эффективность смешивания оценивается степенью неоднородности смеси:

где – доля меньшего компонента в пробе; – доля меньшего компонента в идеальной (расчетной) смеси; – число проб.

Зависимость степени однородности смеси от продолжительности смешивания.

Однородной считают такую смесь, в которой в любом малом объеме соотношение компонентов соответствует соотношению компонентов в целом для смеси.

Если Q > 30 % - смеситель работает плохо. При идеальном смешивании Сi = С0 , поэтому Q = 0.

Классификация смесителей.

Смесители бывают периодического и непрерывного действия.

В зависимости от расположения рабочего органа – вертикальные и горизонтальные.

По скорости вращения рабочих органов – тихоходные и быстроходные.

Тихоходные, у которых показатель кинематического режима

Быстроходные – у которых

где – угловая скорость; – радиус вращения.

По типу мешалок (рабочих органов):

лопастные – для смешивания жидких и сухих кормов;

пропеллерные – для смешивания жидких кормов;

турбинные – для смешивания жидких кормов;

шнековые – для смешивания сухих кормов;

барабанные – для смешивания сухих кормов.

В настоящее время для смешивания кормов на животноводческих фермах применяют: навесной агрегат АКН – 1 М – смеситель периодического действия, смеситель для приготовления влажных кормосмесей – СКС – 5, шнековые смесители – 2СМ – 1, ВШС – 2.

Расчет вертикально – шнекового смесителя

периодического действия.

Конструкции таких смесителей бывают с открытым шнеком (а) и со шнеком, частично закрытым кожухом (б). Смесители с открытыми шнеками применяются для смешивания соломы. С закрытыми – для смешивания концентрированных кормов.

Обозначим массу порции, загружаемую в смеситель через М (кг). Опытом установлено, что время смешивания составляет tр = 5 - 8 мин.

Тогда пропускная способность смесителя определяется по формуле:

, кг/ч;

Уменьшая мы увеличиваем производительность

, мин.

Полный объем смесительной камеры равен:

где – коэффициент использования объема (= 0,8 – 0,85).

Задавшись величиной диаметра , определим “” из соотношения: