Научная статья на тему 'Физические основы производства гомогенных смесей лечебных, витаминных и минеральных премиксов'

Физические основы производства гомогенных смесей лечебных, витаминных и минеральных премиксов Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
148
30
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА / ПСЕВДООЖИЖЕННЫЙ СЛОЙ / ЛОПАСТНОЙ СМЕСИТЕЛЬ / ПОРОЗНОСТЬ СЛОЯ / ТЕРМОЛАБИЛЬНЫЕ ДОБАВКИ / ОДНОРОДНОСТЬ СМЕСИ / ЛЕЧЕБНЫЕ КОРМА / ПРЕМИКСЫ / МИКРОТРЕЙСЕРЫ / PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES / PSEUDO FLUIDIZED LAYER / BLADE MIXER / LAYER'S POROSITY / THERMOLABILE ADDITIVES / MIXTURE'S HOMOGENEITY / THERAPEUTIC FEED / PREMIXES / MICROTRACERS

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Сыроватка В.И., Жданова Н.В., Обухов А.Д.

Приготовление лечебных, минеральных и витаминных премиксов связано с решением двух основных процессов: необходимо равномерно смешать препараты с наполнителем и оперативно, достоверно определить однородность смеси полученного премикса. Исходя из физических основ смешиваемых материалов, разработан центробежный лопастной смеситель, функционирующий на базе принципов псевдоожижения; для оценки однородности смеси в качестве индикатора рекомендованы ферромагнитные микротрейсеры (МТ). Состав МТ состоит из частичек железа или нержавеющей стали размером 150-350 мкм, на поверхность которых адсорбированы (нанесены) пищевые красители различных цветов. Количество МТ, добавляемых в комбикорм от 5 до 50 г/т для проверки качества перемешивания. Если МТ добавляются к комбикормам как микроэлементы, то их количество не превышает 3-5 г/т комбикорма; если МТ используются для оценки качества смешивания комбикормов или премиксов, то норма ввода 50 г/т комбикорма. Разрешенное содержание железа в кормах до 100 г/т, пищевого красителя в МТ до 2%. Число частиц на грамм: микротрейсеры ФС 50 000 частиц на грамм, микротрейсеры РФ более 1 000 000 частиц на грамм. Определение качества смешивания с помощью микротрейсеров относится к простым, быстрым, экономичным, доступным методам. Ферромагнитные микротрейсеры нашли применение в 66 странах мира, с их использованием в 2016 году проверено более 500 млн т комбикормов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Сыроватка В.И., Жданова Н.В., Обухов А.Д.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE PHYSICAL BASIS FOR THERAPEUTIC, VITAMIN AND MINERAL PREMIXES' HOMOGENEOUS MIXTURES PRODUCING

Preparation of therapeutic, mineral and vitamin premixes with two main processes solution is associated: it is necessary the preparations equally with the filler to mix and promptly, reliably the mixture's homogeneity of resulting premix to determine. Based on the mixed materials' physical basis, a centrifugal blade mixer, operating on the pseudo fluidization principles' basis was developed; for mixture's homogeneity assessment like indicator the ferromagnetic microtracers (MT) were recommended. The MT composition consists of iron's particles or stainless steel with 150-350 microns' size, on the surface of which various colors food paints were adsorbed (applied). The number of MT added to combined feed from 5 till 50 g /t for the quality of mixing to check. If MT to compound feeds as trace elements are added, their quantity does not exceed 3-5 g/t of compound feed; if MT for mixing compound feeds or premixes quality's assess are used, the input rate is 50 g /t of compound feed. The permitted iron content in feed up to 100 g /t, MT food paints coloring up to 2%. Number of particles per gram: FS microtracers is 50 000 particles per gram, RF microtracers is more than 1 000 000 particles per gram. Mixing's quality determination by microtracers refers to simple, fast, economical, available methods. Ferromagnetic microtracers in 66 countries of the world had been used, with at their using in 2016, more than 500 million tons of combined feed were tested.

Текст научной работы на тему «Физические основы производства гомогенных смесей лечебных, витаминных и минеральных премиксов»

УДК 631.365.25:633.853.494

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА ГОМОГЕННЫХ СМЕСЕЙ ЛЕЧЕБНЫХ, ВИТАМИННЫХ И МИНЕРАЛЬНЫХ

ПРЕМИКСОВ

В.И. Сыроватка, академик РАН Н.В. Жданова, инженер-исследователь А.Д. Обухов, магистрант ИМЖ - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ E-mail: vniimzh@mail.ru

Аннотация. Приготовление лечебных, минеральных и витаминных премиксов связано с решением двух основных процессов: необходимо равномерно смешать препараты с наполнителем и оперативно, достоверно определить однородность смеси полученного премикса. Исходя из физических основ смешиваемых материалов, разработан центробежный лопастной смеситель, функционирующий на базе принципов псевдоожижения; для оценки однородности смеси в качестве индикатора рекомендованы ферромагнитные микротрейсеры (МТ). Состав МТ состоит из частичек железа или нержавеющей стали размером 150-350 мкм, на поверхность которых адсорбированы (нанесены) пищевые красители различных цветов. Количество МТ, добавляемых в комбикорм - от 5 до 50 г/т для проверки качества перемешивания. Если МТ добавляются к комбикормам как микроэлементы, то их количество не превышает 3-5 г/т комбикорма; если МТ используются для оценки качества смешивания комбикормов или премиксов, то норма ввода - 50 г/т комбикорма. Разрешенное содержание железа в кормах - до 100 г/т, пищевого красителя в МТ - до 2%. Число частиц на грамм: микротрейсеры FS - 50 000 частиц на грамм, микротрейсеры RF - более 1 000 000 частиц на грамм. Определение качества смешивания с помощью микротрейсеров относится к простым, быстрым, экономичным, доступным методам. Ферромагнитные микротрейсеры нашли применение в 66 странах мира, с их использованием в 2016 году проверено более 500 млн т комбикормов. Ключевые слова: физико-механические свойства, псевдоожиженный слой, лопастной смеситель, пороз-ность слоя, термолабильные добавки, однородность смеси, лечебные корма, премиксы, микротрейсеры.

Интенсификация и концентрация животноводства и птицеводства, необходимость ветеринарной обработки в сжатые сроки большого поголовья, повышение нагрузки ветеринарных специалистов вызывают необходимость применения высокоэффективных, экономичных, удобных в работе способов и технических средств приготовления и дачи лекарственных препаратов. В связи с переходом отрасли на индустриальную основу все сложнее выявлять и лечить больных особей. Поэтому способ группового скармливания смесей или комбикормов с биологически активными веществами (витамины, аминокислоты, минеральные добавки, лекарственные препараты) получает широкое распространение.

Механизация приготовления смесей многократно снижает затраты труда, повышает эффективность профилактических и лечеб-

ных мер, предохраняет поражение обслуживающего персонала. Особенности смешивания препаратов с наполнителем - высокое соотношение препарата и наполнителя (1:1 000; 1:10 000) [1]. Например, Альбен применяют для дегельминтизации крупного рогатого скота, свиней, овец, коз, птиц, лошадей групповым способом в смеси с концентрированными кормами в следующих дозах (таблица 1).

Установлено, что однородность корма для цыплят и поросят раннего возраста является важным фактором, влияющим на их рост и потребление ими корма. Животные и птица старшего возраста потребляют больше корма, который дольше задерживается в желудочно-кишечном тракте, поэтому они менее чувствительны к вариабельности его состава. Известны данные влияния среднего размера частиц и времени смешивания на

коэффициент вариации состава смеси [13] (таблица 2).

Таблица 1. Дозы ввода Альбена для различных видов животных и птицы_

Вид животного Доза ввода, мг/кг массы животного На 100 кг массы животного, г Кол-во таблеток на кг массы животного, таб. Доза лечебных кормов на одну голову

Свиньи 10,0 5 1 таб. на 35-40 кг 150-200 г

КРС 7,5 3,75 1 таб. на 40-50 кг 0,5-1,0 кг

Лошади 7,5 3,75 1 таб. на 45-50 кг 0,5-1,0 кг

Овцы и 5,0 2,5 0,5 таб. на 35-40 150-200 г

козы кг

Птица 10,0 0,5 1 таб. на 35-40 кг массы птицы 50 г

Таблица 2. Влияние размера частиц на эффективность смешивания

Средний размер частиц Время смешивания, мин.

комбикорма, мкм 0,5 1,5 3,0

Коэффициент вариации, %

<699 35,1 8,3 8,8

700-899 43,1 10,3 8,7

>900 50,1 14,3 11,6

Таблица 3. Коэффициенты вариации распределения компонентов

Мик- Нормы содержания Компонент- Плотность Средний размер Коэффициенты вариации распреде-

роэле- микроэлемента в носитель мик- частиц ком- частиц компо- ления компонента в выборках, %

эле- комбикорме, г/т роэлемента понента, г/см3 нента, мкм Мв=20 г Мв=150 г

мент

1 2 3 4 5 6 7

Zn 70,0 1пБ04'7Н20 3,740 320 10,2 3,7

Zn 70,0 1пС03 4,440 360 21,2 7,7

Zn 70,0 1п0 5,700 210 11,9 4,4

^ 1,0 СоБ04'7Н20 1,948 800 232,5 84,9

1,0 СоС03 4,130 560 292,6 106,9

1,0 СоС12'6Н20 1,924 1130 424,6 155,0

Mn 100,0 ЫпБ04'5Н20 2,950 280 6,1 2,2

Mn 100,0 МпС03 3,125 120 2,5 0,9

2,5 СыБ04'5Н20 2,290 640 122,1 44,6

2,5 СиС03 4,000 100 15,2 5,6

J 0,7 КЗ 3,140 620 459,4 167,7

Se 0,2 Ыа28в03 (измельченный) 3,070 320 244,0 89,1

Se 0,2 Ыа28в03 (измельченный) 3,070 780 928,4 339,0

Из таблицы 3 (столбец 6 и 7) видно, что в выборках 20 г только один компонент (MnCO3) распределен смесителем с коэффициентом вариации менее 5%, а в выборках 150 г - уже четыре компонента. Сравнивая значения столбцов 6 и 7, можно отметить, что с увеличением выборок коэффициент Vc снижается.

Размеры частиц солей микроэлементов, используемых в комбикормовом производстве, варьируют в широких пределах - от пылевидных, способных витать в воздухе, до аномально крупных (1,2 мм), ограниченных

Из таблицы 2 видно, что коэффициент вариации однородности смеси возрастал с увеличением размера частиц и времени смешивания. Из этого следует, что помол премик-са, добавляемого в комбикорм, должен быть максимально однородным. Коэффициент вариации ^е) распределения компонентов в выборках (Мв) зависит от уровня его ввода в смесь, его плотности и размера частиц [2].

лишь требованиями ГОСТ 52356-2005 «Премиксы. Номенклатура показателей», что не противоречит действующим нормативным документам.

Если размер компонентов не соответствует нормативам (ГОСТ), то в норму комбикорма 20 г в сутки для цыплят-бройлеров может не попасть нужный элемент, а если в эти 20 г корма попадает лишь одна частичка размером 1,2 мм, то будет перекорм. Применяемые компоненты являются солями тяжелых металлов. Они обладают высокой токсичностью для живых организмов даже при

невысоких превышениях допустимых норм, а также способствуют биоаккумуляции их в организме.

Качество смешивания комбикормов определяется следующими показателями: уровнем ввода компонентов в смесь (например, 1:100 000, то есть препарат массой 10 г распределяется в 1 т - 10:1 000 000), коэффициентом вариации (Ус) - от 2 до 5%, с которым эти 10 г должны быть распределены смесителем, и весом выборок - Мв=20-150 г. При производстве комбикормов содержание в них витаминов К3, В1, В2, В6 не достигает и 10 г в 1 т, а таких микроэлементов, как фо-лиевая кислота, витамин В12, биотин, селенит натрия, соли кобальта и йода - не превышает 1 г. Эти биологически активные вещества важны, они обеспечивают состояние здоровья, рост продуктивности животных и птицы. Однородность смеси наполнителя с препаратами возможно повысить, если перевести смешиваемый материал в псевдоожи-женное состояние.

Псевдоожижение - превращение слоя зернистого материала под влиянием восходящего газового (воздушного) или жидкостного потока, или физико-механических воздействий в систему, твердые частицы которой находятся во взвешенном состоянии, и напоминающую по свойствам жидкость -псевдоожиженный слой. Из-за внешнего сходства с кипящей жидкостью псевдоожи-женный слой часто называют кипящим слоем [4]. Псевдоожижение - это процесс, в котором вещество, состоящее из зернистых частиц, переводится из состояния со свойствами, подобными свойствам твердой статической массы, в состояние со свойствами, подобными свойствам динамической жидкой массы. Этот процесс происходит, когда газ или жидкость движется вверх через зернистый материал (рис. 1) [5].

Метод кипящего слоя широко используется в промышленности для проведения процессов катализа, сушки, кристаллизации, обжига, газификации и пиролиза топлива, в производстве комбикормов. Успешно используется псевдоожиженный слой для приготовления однородных смесей лечебных

кормов, в транспортных системах ингредиентов комбикормов. Свойства псевдоожи-женной массы зерен используются в системах выгрузки рассыпных комбикормов из автокормовозов, а также цемента из автоцементовозов. Процесс псевдоожижения используется для обогащения полезных ископаемых в кипящем слое.

газы (воздух) сухой пар

Рис. 1. Схема реактора с кипящим слоем:

1 - цилиндрическая емкость; 2 - отвод твердой фазы;

3 - распределитель газового потока; 4 - камера накопления газов; 5 - подвод газа (пара); 6 - ввод твердой фазы; 7 - отвод газа (пара)

Аппараты кипящего слоя (КС) используются для нагревания и охлаждения как газов, так и твердых сыпучих материалов. Турбу-лизация двухфазной системы в КС обеспечивает интенсивный тепло- и массообмен между фазами и постоянство температур во всем объеме слоя. В котельных установках интенсифицируются процессы теплопередачи путем сжигания жидкого, газообразного и твердого измельченного топлива в КС с по-

груженными в него кипятильными трубами парогенератора. Погружая нагретые фасонные металоизделия в КС частичек полимерных материалов, наносят на сложную поверхность изделий тонкие защитные и декоративные слои.

Простейшую псевдоожиженную систему создают в вертикальном аппарате (рис. 1), через днище которого (3 - распределитель газового потока) равномерно по сечению вводят инертный ожижающий агент (воздух, газ или жидкость). При небольшой скорости воздуха Ж зернистый слой неподвижен, а с ее увеличением высота слоя начинает возрастать. Когда Ж достигает критического значения, при котором сила гидравлического сопротивления слоя восходящему потоку ожиженного агента становится равной весу твердых частиц, слой приобретает текучесть и переходит в псевдожиженное состояние.

Дальнейшее увеличение скорости потока приводит к тому, что объем достигает критического значения, при котором поднимающие зерна вверх силы аэродинамического лобового сопротивления становятся равными гравитационным силам, тянущим зерна вниз. Это приводит к тому, что зерна «висят» в потоке газа. При критическом объеме слой обладает свойствами жидкости. При дальнейшем увеличении скорости потока газа зерна начнут подниматься вверх, увлекаемые потоком газа (воздуха).

Псевдоожиженный слой ведет себя подобно жидкости. Зерна более тяжелые будут опускаться на дно, и эти свойства позволяют транспортировать массу из твердых зерен по трубам как жидкость, не прибегая к помощи механического транспортера. Применение псевдоожижения используется для приготовления попкорна. Интенсивное перемешивание зерна позволяет выровнять температуру по всему объему камеры, минимизируя количество подгоревших зерен. После «взрыва» зерна увеличиваются в объеме и под действием сил аэродинамического лобового сопротивления поднимаются вверх и выталкиваются во внешнюю емкость, а «невзорвав-шиеся» зерна опускаются на дно камеры для дальнейшей обработки. Кроме схемы на рис.

1, возможны следующие способы псевдоожижения: зернистый слой подвергают воздействию механических вибраций; перемешивают зернистый слой, например, вращением лопастью заполненного им аппарата; подвергают твердые частицы, обладающие ферромагнитными свойствами, воздействию электромагнитного поля и др. При выборе способа псевдоожижения следует исходить из его особенностей.

Гидростатическое давление в слое высотой И то же, что и для столба жидкости высотой И; при механическом воздействии на поверхности слоя могут возникать поперечные волны; поведение инородных тел в слое подчиняется закону Архимеда; из отверстия в боковой стенки аппарата с псевдоожижен-ным слоем через введенный в него трубопровод твердые частицы «вытекают»; смежные псевдоожиженные слои ведут себя как сообщающиеся сосуды; если газ вводят неравномерно по сечению слоя, возникают застойные зоны, где частицы неподвижны.

Преимущества техники псевдоожижения [6]:

1. Большая поверхность взаимодействия твердых частиц со средой (газом); 1 м3 частиц диаметром 100 мкм имеет площадь поверхности, превышающую 30 000 м . Столь развитая поверхность позволяет получить высокие общие интенсивности тепло- и мас-сообмена материала со средой.

2. Сравнительная простота управления псевдоожиженным материалом.

3. Малые градиенты температур в объеме слоя вследствие интенсивного перемешивания, т.е. высокая эффективная теплопроводность слоя.

4. Высокая интенсивность теплообмена псевдоожиженного слоя с погруженными в него поверхностями.

Недостатки: процесс псевдоожижения требует затрат энергии; некоторые дисперсные материалы подвергаются истиранию или англомерациии (слипанию); существуют пределы размеров частиц (от нескольких микрометров до 6-7 мм); гидродинамика псевдоожиженных слоев изучена недостаточно полно. Следует иметь в виду, что унос

из слоя мелких частиц осложняет осуществление каталитических процессов; но при интенсивном перемешивании выравнивается поле температур и устраняется возможность значительных локальных перегревов, что важно при переработке термолабильных материалов. Особенностью процессов теплообмена в двухфазных потоках является то, что теплообмен может происходить как в результате непосредственного контакта между взаимодействующими фазами (газ - твердые частицы), так и в результате взаимодействия двухфазных потоков с поверхностью тепло-обменного аппарата.

Методы расчета теплообменных процессов в двухфазных потоках весьма сложные. Важнейшими характеристиками двухфазовых потоков являются индивидуальные физико-химические свойства фаз (плотность, вязкость, теплоемкость, теплопроводность, объемная или массовая концентрация дисперсной фазы, а также степень дисперсности твердой фазы). Средняя объемная концентрация объемной фазы в двухфазном потоке равна [7, с. 57-59]:

тп,

у _ ¿Ф

_ СафРс, _ т Рср

уср <->а>Роф Роф (1)

где , т - относительная объемная и массовая концентрация дисперсной фазы в дисперсионной среде, соответственно; Удф , ¥ср - объемные расходы дисперсной фазы и дисперсионной среды, соответственно, м3/с; Одф , Оср - массовые расходы дисперсной фазы и дисперсионной среды, соответственно, кг/с; рдф, рср - истинная плотность дисперсной фазы и дисперсионной среды, соответственно, кг/м3.

В практических расчетах удобнее использовать значение объемной доли дисперсной

фазы удф этом

Удф =

1

м

дф

+ УСр

двухфазного потока, при

(2)

Величина, характеризующая объем пустот между твердыми частицами, называется порозность слоя (о):

(3)

Для двухфазных потоков газ-твердое и жидкость-твердое величина е удобна для оценки транспортирующих свойств потока и служит характеристикой взаимодействия несущей среды с дисперсной фазой.

Теоретическая порозность неподвижного слоя шарообразных частиц может меняться в пределах от 0,476 до 0,259 [8]. Так, при по-розностях слоя е=0,36-0,44 дисперсная (твердая) фаза представляет собой практически неподвижный зернистый слой, в котором дисперсионная среда движется с малой скоростью в каналах зернистого слоя в режиме фильтрации, соответственно, такое течение среды с гидродинамических позиций рассматривают как внутреннее течение газа (жидкости) в каналах сложной формы в стесненных условиях.

При увеличении скорости течения дисперсионной среды соответственно увеличивается порозность слоя, меняется характер течения среды в каналах зернистого слоя, уменьшается объемная доля дисперсной фазы в единице объема слоя. Так, при порозно-стях зернистого слоя е=0,75 эквивалентный диаметр каналов почти в два раза превышает диаметр частиц, при этом поток дисперсионной среды с гидродинамических позиций практически обтекает частицы в условиях внешней задачи. Таким образом, течение дисперсионной среды в зернистом слое при порозностях е=0,5-0,75 следует рассматривать как движение потока в уплотненном продуваемом слое с фиксированной или переменной поверхностью взаимодействия. Течение потока среды в зернистом слое при порозностях е=0,75-0,90 соответствует режиму образования расширенного взвешенного слоя, в котором дисперсная фаза находится в виде взвеси твердых частиц, взаимодействующих с потоком в условиях внешнего обтекания поверхности частиц (внешняя задача гидродинамики). При порозностях взвешенного слоя е> 0,9 движение потока протекает в режиме пневмо- или гидротранспорта дисперсной фазы. Теплообмен между потоком среды и твердыми частицами происходит в результате переноса теплоты конвекцией из ядра потока среды и теплопр о-

в

водностью через пограничный подслой газа, расположенный на поверхности частицы. В плотном зернистом слое, когда движение частиц отсутствует или очень мало, конвективная составляющая теплового потока низкая, в связи с чем и общий коэффициент теплоотдачи в плотных зернистых продуваемых газом слоях невелик.

Для расчета коэффициентов теплоотдачи при движении газа в плотном неподвижном или движущемся продуваемом слое рекомендованы такие критериальные уравнения:

-при 20<ЯеС1<2()0

где Яесл - критерий (число) Рейнольдса, Кесл=нйчр/ер; Ыисл - критерий (число) Нус-сельта, 'Ыи(:л=аЛч/Хг ; н - фиктивная (отнесенная к сечению пустого аппарата) скорость газа, м/с; ёч - средний диаметр частиц в слое; е - порозность слоя; а - коэффициент теплоотдачи от газа к частицам; ^ - динамическая вязкость газа; Хг - теплопроводность газа [9].

В соответствии с вышеизложенным разработаны технология смешивания в псевдо-ожиженном слое и конструкция смесителя сыпучих и жидких кормов (рис. 2) [10]. На лопастях 3 и 4 имеются выполненные в шахматном порядке отверстия 9. Оба яруса лопастей 3 и 4 расположены в одной плоскости и наклонены к горизонту под углом 45°. Причем нижняя часть 10 корпуса имеет форму усеченного перевернутого конуса, ответно которой под углом а=18-31° скошены концы нижнего яруса лопастей 4. Для выгрузки готовой смеси предусмотрен патрубок 11 с регулируемым поворотным клапаном 12. Привод вала 3 мешалки осуществляется от электродвигателя 13 с ременной передачей 14.

Смеситель работает следующим образом. При открытой крышке 5 вовнутрь корпуса 1 загружаются сыпучие компоненты корма. Крышка закрывается, включается двигатель 13 вала 2 мешалки, оба яруса лопастей 3 и 4 приводятся во вращение со скоростью 5,66,5 м/с.

Рис. 2. Смеситель сыпучих и жидких добавок:

1 - цилиндрический корпус; 2 - вал мешалки;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3, 4 - яруса лопастей; 5 - крышка; 6 - воронка;

7 - регулятор-кран; 8 - радиальные отверстия;

9 - отверстия лопастей; 10 - нижняя часть корпуса;

11 - патрубок; 12 - поворотный кран;

13 - электродвигатель; 14 - ременная передача.

При этом образуется воздушный круговой поток (см. рис. 2), который, продувая слой сыпучих компонентов корма, увеличивает его пористость, за счет чего образуется псевдоожиженный слой и создаются благоприятные условия для получения оптимального процесса смешивания. При этом частицы корма, попадая на поверхности лопастей 3 и 4, под воздействием центробежной силы перемещаются от центра и попадают на отверстия 9 лопастей, расположенные в шахматном порядке, тормозятся и дополнительно перемешиваются, за счет чего исключается сепарация частиц различных размеров. Далее при установившемся режиме работы мешалки открывается на оптимальную величину кран 7 воронки 6, жидкие компоненты корма поступают в полость трубки-вала 2 и через радиальные отверстия 8 распыляются в верхней части корпуса, попадают на верхний ярус лопастей 3, дополнительно разбрызгиваются и перемешиваются с сыпучими компонентами, а далее падают в нижнюю коническую часть 10 корпуса на лопасти 4. Про-

изводится окончательная стадия смешивания и доведение смеси корма до его оптимального состава и влажности. Открывается на необходимую величину клапан 12, и готовая смесь при работающей мешалке выгружается через патрубок 11 в тару или другую емкость для дальнейшего использования. При этом коническая часть 10 корпуса с углом а=18-310 и нижний ярус лопастей 4 уменьшают возможность сводообразования, обеспечивают псевдоожижение и равномерный процесс выгрузки смеси корма.

Методика определения однородности смеси. На современных комбикормовых заводах в качестве индикаторов применяют ферромагнитные микротрейсеры (МТ). Мик-ротрейсеры, надежные и безопасные добавки премиксов, используются для поддержания здоровья животных, для оценки качества смешивания. Микротрейсеры добавляют в микроколичествах, результаты их легко воспроизводимы; они не токсичны, дешевы, не изменяют цвет премиксов [11]. Микротрей-серы содержат частицы железа, нержавеющей стали, покрытые слоем пищевых красителей. Количество МТ, добавляемых в комбикорм - от 5 до 50 г/т для проверки качества перемешивания. Разрешенное содержание железа в кормах - до 100 г/т, пищевого красителя в МТ - до 2%, т.е. до 2 г/т. Число частиц на грамм: микротрейсеры ББ - 50 000 частиц на грамм, микротрейсеры ЯБ - более 1 000 000 частиц на грамм. МТ бывают разного цвета: синий, красный, оранжевый, зеленый, желтый, фиолетовый, различные сочетания цветов [12].

Физиологические свойства МТ: микротрейсеры Б и ББ не усваиваются организмом животных, ЯБ частично усваиваются (1520% их использования разрешено в количестве 100 г/т комбикорма). Применяют пищевые красители, полимерные связующие (шеллак), карбонат натрия, они разрешены для использования в кормах. Выбор растворителей для проявления цветных пятен от частиц микротрейсеров и определения концентрации красителя: вода или вода и этиловый спирт (1:1) для всех водорастворимых красителей; 100% этиловый спирт для краси-

теля «Природный и желтый»; 7% раствор карбоната натрия для всех водонераствори-мых красителей (красители-лаки).

Количество МТ на одну тонну: если МТ добавляются к комбикормам как микроэлементы, то их количество не превышает 3 -5 г/т комбикорма; если МТ используются для оценки качества смешивания комбикормов или премиксов (индикатор), то норма ввода -50 г/т комбикорма. В этом случае на 1 т комбикорма приходится 1 250 000 оранжевых частиц.

Для извлечения микротрейсеров из образцов комбикорма или премиксов используется простой прибор (детектор). Устройство и принцип действия прибора (банки Мейсона, США) очень простой. Стеклянная банка на 0,5-1,0 литра с крышкой, на нижней части которой установлен плоский магнит, на поверхность магнита накладывается экран из чистой бумаги. В банку засыпают 60-70 г смеси, закрывают крышку и встряхивают в течение 2-3 минут. Плоский магнит притягивает частички ферромагнитных МТ, и они удерживаются на бумажном экране; затем его промывают смесью этилового спирта и воды. После подсушивания фильтровальной бумаги на электрической плитке цветные пятна подсчитывают вручную и по известной формуле 1 определяют коэффициент вариации или однородности смеси в процентах. Формула предложена на основании многочисленных экспериментов и математической статистики [4,5,6]:

у _ 100 к(В; -Во)2п/ с В0 ^ п -1 ^

где ВI - фактическое содержание контрольного компонента в пробе, кг (шт.); -расчетное содержание контрольного компонента в пробе, кг (шт).

Оценка определяется из 10-20 проб весом 60-70 г. Исходя из эффективности скармливания комбикормов различной степени однородности, технических возможностей, в нашей стране установлены допустимые пределы однородности смешивания. Так, для поросят в возрасте до 4 месяцев - 1<С<7% , свиней старше 4 месяцев - ^<10-15%, для птицы - Кс<10%, для КРС - 1С<12-16%. В США

и передовых странах мира на современных комбикормовых заводах придерживаются следующих показателей качества смешивания: при Vc <3% качество смеси отличное, при Vc >3%<7% - хорошее, при Vc >7%<15% - удовлетворительное, при Vc >15% - плохое [13]. Таким образом, различие в физико-механических свойствах препаратов и наполнителя сглаживается в процессе смешивания их в псевдоожиженном слое. При этом достижима однородность смеси для различных возрастов животных и птицы: коэффициент вариации Vc в пределах 2%< Vc<15%. Для определения однородности смеси комбикорма в качестве индикаторов (маркеров) целесообразно использовать ферромагнитные микротрейсеры (МТ).

Литература:

1. Альбен - инструкция, способ применения. URL: //www. zoozilla. org/drugs/drug/Alben

2. Спесивцев А. Процесс смешивания при производстве комбикормов // Комбикорма. 2016. № 3. С. 37-41.

3. Комбикорма и кормовые добавки. Минск, 2002.

4. URL: http://www. Chem-Port.ru

5. URL: http://ru.wikipedia,org/w/index

6. Теплообмен в псевдоожиженном слое. М., 1980.

7. Теплообменные процессы и оборудование химических и нефтеперерабатывающих производств. Сумы, 2005.

8. Разумов И.М. Псевдоожижение и пневмотранспорт сыпучих материалов. М., 1972.

9. URL: //http://kalxoz.ru/str/17smeh2.htm

10. Пат. 2201120 РФ. Смеситель сыпучих и жидких кормов / Сыроватка В.И. и др. Опубл. 27.03.03

11. URL: //http://helpiks.org/8-24033.html

12. Ферромагнитные микротрейсеры как индикаторы качества однородности комбикормов для животноводства и птицеводства / Барашков Н.Н. и др. // Зерновые продукты и комбикорма. 2016. № 63. С. 34-40.

13. Производство однородных комбикормов и премиксов // Животноводство России. 2010. № 9. С. 55-57.

Literatura:

1. Al'ben - instrukciya, sposob primeneniya. URL: //www. zoozilla. org/drugs/drug/Alben

2. Spesivcev A. Process smeshivaniya pri proizvodstve kombikormov // Kombikorma. 2016. № 3. S. 37-41.

3. Kombikorma i kormovye dobavki. Minsk, 2002.

4. URL: http://www.Chem-Port.ru

5. URL: http://ru.wikipedia,org/w/index

6. Teploobmen v psevdoozhizhennom sloe. M., 1980.

7. Teploobmennye processy i oborudovanie himicheskih i neftepererabatyvayushchih proizvodstv. Sumy, 2005.

8. Razumov I.M. Psevdoozhizhenie i pnevmotransport sypuchih materialov. M., 1972.

9. URL: //http://kalxoz.ru/str/17smeh2.htm

10. Pat. 2201120 RF. Smesitel' sypuchih i zhidkih kormov / Syrovatka V.I. i dr. Opubl. 27.03.03

11. URL: //http://helpiks.org/8-24033.html

12. Ferromagnitnye mikrotrejsery kak indikatory kachest-va odnorodnosti kombikormov dlya zhivotnovodstva i pticevodstva / Barashkov N.N. i dr. // Zernovye produkty i kombikorma. 2016. № 63. S. 34-40.

13. Proizvodstvo odnorodnyh kombikormov i premiksov // ZHivotnovodstvo Rossii. 2010. № 9. S. 55-57.

THE PHYSICAL BASIS FOR THERAPEUTIC, VITAMIN AND MINERAL PREMIXES' HOMOGENEOUS

MIXTURES PRODUCING

V.I. Syrovatka, RAS academician N.V. Zdanova, engineer- researcher A.D. Obuhov, magistrant IMJ-filial of FGBNY FNAC VIM

Abstract. Preparation of therapeutic, mineral and vitamin premixes with two main processes solution is associated: it is necessary the preparations equally with the filler to mix and promptly, reliably the mixture's homogeneity of resulting premix to determine. Based on the mixed materials' physical basis, a centrifugal blade mixer, operating on the pseudo fluidization principles' basis was developed; for mixture's homogeneity assessment like indicator the ferromagnetic microtracers (MT) were recommended. The MT composition consists of iron's particles or stainless steel with 150-350 microns' size, on the surface of which various colors food paints were adsorbed (applied). The number of MT added to combined feed - from 5 till 50 g /t for the quality of mixing to check. If MT to compound feeds as trace elements are added, their quantity does not exceed 3-5 g/t of compound feed; if MT for mixing compound feeds or premixes quality's assess are used, the input rate is 50 g /t of compound feed. The permitted iron content in feed -up to 100 g /t, MT food paints coloring - up to 2%. Number of particles per gram: FS microtracers - is 50 000 particles per gram, RF microtracers - is more than 1 000 000 particles per gram. Mixing's quality determination by microtracers refers to simple, fast, economical, available methods. Ferromagnetic microtracers in 66 countries of the world had been used, with at their using in 2016, more than 500 million tons of combined feed were tested. Keywords: physical-and-mechanical properties, pseudo fluidized layer, blade mixer, layer's porosity, thermolabile additives, mixture's homogeneity, therapeutic feed, premixes, microtracers.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.