CC BY
3в
естник АПК
Ставрополья Животноводство
№ 1(5), 2012
29
УДК 631.363.21
Лебедев А. Т., Макаренко Д. И., Каа А. В., Шумский А. С.
Lebedev A. T., Makarenko D. I., Kaa A. V., Shumsky A. S.
НАДЕЖНОСТЬ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ЗЕРНОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ КОРМЛЕНИЯ ЖИВОТНЫХ
RELIABILITY OF GRINDING GRAIN MATERIALS USED FOR ANIMALS FEEDING
Представлены результаты работы молотковых дробилок с позиции надежности выполнения процесса измельчения зерновых материалов.
Ключевые слова: надежность процесса измельчения, фактическая результативность процесса измельчения.
The article presents the results of the hammer crusher from reliability of the milling process of grain materials.
Keywords: reliability of the grinding process, the actual impact of the grinding process.
Лебедев Анатолий Тимофеевич -
кандидат технических наук, доцент кафедры технического сервиса, стандартизации и метрологии Ставропольский государственный аграрный университет Тел. 8-961-498-64-23 E-mail: zoya_lebedeva@mail.ru
Макаренко Дмитрий Иванович -
аспирант кафедры технического сервиса, стандартизации и метрологии Ставропольский государственный аграрный университет Тел. 8-928-009-83-48 E-mail: 888_87@inbox.ru
Каа Алексей Владимирович -
студент
Ставропольский государственный аграрный университет Тел. 8 (8652) 35-95-11 E-mail: alex.kaa@yandex.ru
Шумский Александр Сергеевич -
студент
Ставропольский государственный аграрный университет Тел. 8 (8652) 35-95-11 E-mail: shumsky@mail.ru
Lebedev Anatoly Timofeevich -
Ph. D. in Agricultural, Docent of Department of Technical
Service, Standartization and Metrology
Stavropol State
Agrarian University
Теl. 8-961-498-64-23
E-mail: zoya_lebedeva@mail.ru
Makarenko Dmitry Ivanovich -
Ph. D. Student of Department of Technical Service,
Standartization and Metrology
Stavropol State
Agrarian University
Теl. 8-928-009-83-48
E-mail: 888_87@inbox.ru
Kaa Aleksey Vladimirovich -
Student Stavropol State Agrarian University Теl. 8 (8652) 35-95-11 E-mail: alex.kaa@yandex.ru
Shumsky Alexander Sergeevich -
Student Stavropol State Agrarian University Теl. 8 (8652)35-95-11 E-mail: shumsky@mail.ru
Одним из основных способов подготовки зернового материала к скармливанию животным в сельскохозяйственном производстве является измельчение. Так, эффективность использования комбикормов зависит не только от сбалансированности по питательному составу, но и от измельченности его ингредиентов, которые характеризуются средневзвешенным диаметром частиц dсp (модуль помола М). Считается, что помол является тонким, если средний диаметр частиц находится в пределах 0,2...1,0 мм, средним - 1,0...1,8 мм и крупным - 1,8...2,6 мм. Наличие в комбикорме большого количества мучнистой фракции приводит к снижению усвояемости корма на 15-18 % [1]. ГОСТом 13496.8-72
допускается для мелкого размола остаток на сите с отверстиями 02 мм не более 5 %, для среднего размола остаток на сите 03 мм - не более 12 %, для крупного размола - остаток на сите 05 мм - не более 5 %.
Наибольшее распространение в технологических линиях по приготовлению концентрированных и комбинированных кормов получили молотковые дробилки, в которых процесс разрушения материала осуществляется в рабочей камере при взаимодействии молотков и решет. Дробилка имеет несколько блоков с молотками, которые, нанося удары, измельчают материал и отбрасывают его в сторону. Отброшенные с большой скоростью частицы на своем пути встречают решето, ударяясь об него и отражаясь, вновь попадают под действие молот-
30
Ежеквартальный щ ^ ААтщдцю АПК
научно-практический Ставрополья
журнал ------Е-----------
ков. Так продолжается до тех пор, пока частицы не достигнут таких размеров, при которых они проходят через отверстия решета. Для измельчения зерен ячменя до средней крупности необходимо нанести по зерновке 30...40 ударов при скорости молотков 40.45 м/с [1].
Молотковые дробилки обладают рядом преимуществ - простота конструкции, удобство обслуживания и ремонта. Однако практика их эксплуатации показала, что качество измельчения ими зернового материала в значительной степени отличается от требуемых значений крупности помола и существенно снижается при повышении влажности исходного материала.
Для оценки эффективности работы молотковых дробилок нами был проведен эксперимент в СПК колхоз-племзавод «Казьминский» Ставропольского края. На дробилку модели КДУ-2 были установлены новые молотки и решета диаметром 8 мм для приготовления комбикорма крупного помола. В состав комбикорма входили следующие компоненты: 35 % ячменя, 17 % овса, 24 % пшеницы и 24 % кукурузы. В течение 35 дней через каждую рабочую неделю производился отбор навесок измельченной массы зерновой смеси весом 5 кг. Еженедельный намолот комбикорма согласно потребностям хозяйства в среднем составлял 300 т.
Модуль помола определялся в соответствии с ГОСТом 13496.8-72. Из пробы измельченного
продукта отбиралась навеска весом 100 г. Затем на лабораторном классификаторе проводился ее рассев в течение 5 мин. На весах марки ALC-1100d2 взвешивались остатки измельченного продукта на каждом сите с точностью до 0,01 г. Обработка результатов ситового анализа позволила определить процентное распределение частиц по фракциям и средневзвешенный диаметр частиц dср (модуль помола М) измельченного продукта, который определяется по формуле
п
У иР
d P + d P + + и Р ^ 1 1
M _ и2 ''2 ' •..' ипРп (1)
100 100 ’
где иI - средний размер отверстий двух смежных сит, мм;
РI - массовый выход фракции (остаток на каждом сите), %;
п - количество фракций, на которое разделилась навеска.
При крупном помоле средний диаметр частиц должен находиться в пределах 1,8...2,6 мм, что соответствует остатку в ситах с диаметром отверстий 1 и 2 мм. При этом с учетом ГОСТ 13496.8-72 принято допущение, что частицы с диаметром менее 1 мм являются перемолотом, а свыше 3 мм недомолотом кормовой смеси соответственно.
Результаты опытов представлены на рисунке.
1,0
% 21 Время Т, дни
Ї
1,50 ъ
I
.0,8
.0,6
1 I
\0А |
1 § 1
1 <5
.0,2
Рисунок 1 - Опытные характеристики крупности помола
в
естник АПК
Ставрополья
№ 1(5), 2012
Животноводство
х¥.
Ф ■ =—!-pi Q,
31
Из рисунка видно, что средний размер частиц в первый период работы дробилки составлял 1,72 мм. Это значение находится ниже нижней границы крупного помола (М = 1,8...2,6), т. е. в полученной дерти содержалось большое количество мелких частиц. В последующий период работы дробилки модуль помола соответствовал требуемым значениям, при этом наблюдалась тенденция увеличения крупности частиц в измельченном материале. Так, если в начале эксперимента перемолот составлял 42,4 %, а недомолот 15,2 %, то в конце наблюдений 26,2 % и 26,8% соответственно. Такая тенденция распределения частиц по фракциям объясняется износом молотков и решет дробилки.
Следует отметить, что за период проведения эксперимента количество измельченной массы, отвечающей требуемым значениям крупности помола, не превышало 47 %. Таким образом, хотя средний размер частиц и находился в заданном диапазоне, но фактически лишь половина приготовленной кормовой смеси соответствовала зоотехническим требованиям.
Согласно предложенной нами классификации технологических процессов [2], измельчение относится к ключевому процессу разделения, а его целевым назначением является получение частиц с заданным размером. Оценку ключевых процессов предлагается производить показателем фактической результативности Фр1 [3], который показывает, сколько приходится надежных применений объекта на каждое ненадежное:
- показатель надежности процесса;
- показатель ненадежности процесса; = 1 - %.
(2)
По предложенной методике произведем оценку процесса измельчения молотковой дробилки. За показатель надежности Т, процесса дробления принимаем отношение массы измельченного материала, соответствующее заданным размерам частиц при крупном помоле к общей массе отбираемых навесок.
Значение показателя надежности процесса измельчения за время работы в среднем составил Т, = 0,45. Тогда согласно формуле (2) значение фактической результативности процесса составит Фр, = 0,82.
Используя новый методологический подход к классификации ключевых процессов и их оценке, получим, что из 1500 т измельченного продукта только 675 т соответствуют требуемым значениям крупности помола, а 300 т являются недомолотом и 525 т перемолотом. Это свидетельствует о недостаточно высокой эффективности работы молотковой дробилки.
Учитывая полученные результаты неоднородности измельченного продукта, а также основные недостатки молотковых дробилок, например быстрое изнашивание деталей (молотки, решета) и большой расход электроэнергии, для обеспечения животных высококачественными концентрированными кормами необходимо дальнейшее совершенствование технологического процесса дробления и модернизация существующих конструкций дробилок.
Литература
1. Мельников С. В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм. Л. : Колос, Ленинградское отделение, 1978. 560 с.
2. Лебедев А. Т. Основные направления повышения эффективности технологических процессов // Техника в сельском хозяйстве. 2011. № 6. С. 3-5.
3. Лебедев А. Т. Ресурсосберегающие направления повышения надежности и эффективности технологических процессов в АПК : монография. Ставрополь, 2012. 376 с.
References
1. Melnikov S. V. Mechanization and automation of livestock farms. L. : Kolos, Leningrad Branch, 1978. 560 p.
2. Lebedev A. T. The main directions of improving the efficiency of technological processes. Engineering in Agriculture. 2011. № 6. P. 3-5.
3. Lebedev A.T. Resource-saving ways of reliability and efficiency increase of technological processes in agriculture: monograph. Stavropol, 2012. 376 p.
