Смешивание компонентов комбикормов в двухвальномлопастном смесителе Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

I

|JK-

lafr

Si

к

ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 2-3, 2002

2с(Н - A) I

53

с

mg

)

(27)

Выражения (25)-(27) описывают процесс загрузки сферического тела в пневмоячейку на тонкую газовую прослойку. Они могут использоваться для определения расхода газа, подаваемого под изделие при его за-грузке. .

ЛИТЕРАТУРА

1. Васечкин М.А., Носов О.А. Организация загрузки штучных изделий в пневможелоб//Тез. докл. XXXVII отчет, науч. конф. Ч.1.— Воронеж: ВГТА, 1999. - С. 150.

2. Валуйский В.Я., Носов О.Д., Васечкин. М.А^Устроцртво для инерционной выгрузки тестовых заготовок из форм расстойных шкафов // Модернизация существующего и разработка новых видов оборудования для пищевой пром-сти: Сб. науч. тр. Вып. 9. - Воронеж: ВГТА, 1999. - С. 41-43.

3. Битюков В.К., Колодежнов В.Н., Кущев Б.И. Пневматические конвейеры. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1984. - 164 с.

4. Kamke Е. Differentialgleichungen LOsungsmethoden und Liisungen. - Leipzig, 1959. - S. 644.

Кафедра технической механики h

Поступила 25.06.01 г. '■ 1 ■ V4- Г;-!

|у;

2м)

.Tt-

Щ

1ГК

щ

МК

I

ю

ап-

JH-

ы

hci

ы-

к-

гя

Щ

3! I

621.92?. I

,Ч'Г'

СМЕШИВАНИЕ, КОМПОНЕНТОВ КОМБИКОРМОВ В ДВУХВАЛЬНОМЛОПАСТНОМ СМЕСИТЕЛЕ

А.Н. ОСТРИКОВ, А.И. СУХАРЕВ

Воронежская государственная технологическая академия

Смешивание компонентов комбикормов - сложный процесс, зависящий в основном от конструкции смесителя. Сложность явлений, происходящих в смесителе, и их случайность не позволяют математически точно выразить картину распределения компонентов, обусловленную их физико-механическими свойствами, технологическими и конструктивными факторами [1]. Поэтому основным путем исследования процесса смешивания является экспериментальный.

Один из важных факторов, влияющих на интенсивность процесса смешивания, - скорость движения рабочего органа смесителя. От ее величины зависит интенсивность взаимного перемещения частиц, характер их движения, что в конечном счете влияет на время, необходимое для равномерного распределения компонентов по всему объему смеси.

Для выбора наиболее рационального режима смешивания проведены опыты по изучению влияния длительности смешивания на процесс смесеобразования при различных частотах вращения рабочих органов смесителя. Основной компонент (наполнитель) - ячмень измельченный, индикаторный компонент - металломагнитная примесь. Порядок загрузки в смеситель - сначала основной компонент, затем индикаторный. ’-Ч : - • •V"' • гг.:. !. •

Изменение неоднородности смеси во времени при различных значениях окружной скорости (1,05; 1,17; 1,31; 1,44 и 1,57 м/с - соответственно кривые 1, 2. 3, 4, 5) представлено на рис. 1 (а, б).

Анализ полученных зависимостей показывает, что при всех исследуемых частотах процесс смешивания протекает вначале быстро, затем замедляется и в конце, при достижении равновесия, работа смесителя не

оказывает влияния на распределение контрольны^ компонентов.

Установлено, что при увеличении частоты вращения, а следовательно и окружной скорости вращения рабочих органов смесителя в диапазоне от 1,0 до 1,6 м/с, время смешивания до наступления равновесного состояния смеси, когда процессы смешивания и сегре-

20 40 60

100 120 140 160 180 200

30 60 90 120 150 1S0 210

РйС. 1

гации уравнивают друг друга, сокращается. Это объясняется увеличением количества воздействий рабочих органов смесителя на смешиваемые продукты в единицу времени, а значит, более интенсивным движением частиц продукта относительно друг друга и корпуса смесителя.

Следует отметить, что изменение окружной скорости рабочих органов смесителя проводилось с учетом того, чтобы не нарушить состояние механического псевдоожижения смешиваемых сыпучих компонентов.

Коэффициент заполнения смесительной камеры (К) представляет собой отношение объема, занятого продуктом, ко всему рабочему объему камеры. Поскольку степень заполнения смесителя в основном зависит от его конструкции, то необходимо установить ее оптимальное значение для двухвального лопастного смесителя при смешивании комбикормов и премиксов.

Обработка полученных данных позволила установить зависимость неоднородности смеси от степени заполнения смесительной камеры: для эффективного использования смесителя К должна быть в пределах 0,2-0,7.

В известных работах отмечается влияние соотношения компонентов на распределение их в смеси, однако в различных исследованиях оно характеризуется по-разному. Комбикорма и премиксы представляют собой смеси компонентов, входящих в различных количествах.

Чтобы выяснить, как влияет соотношение компонентов на однородность смешивания, были проведены исследования при следующих концентрациях контрольного компонента — натрия хлористого: 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0%. Такие параметры как крупность, влажность и порядок загрузки приняты постоянными. Полученные результаты показали, что концентрация компонентов до определенного предела оказывает влияние на качество смеси. При концентрациях компонента выше 0,1% смеси получаются более однородными. Если необходимо однородное распределение в смеси компонента с концентрацией менее 0,1-0,2%, следует применять двух- или трехстадийное смешивание.

Значительное влияние на физико-механические свойства смеси оказывает влажность компонентов. Известно, что с ее увеличением снижается подвижность частиц, увеличивается коэффициент внутреннего трения и угол естественного откоса. Следовательно, содержание влаги будет влиять и на качество смешивания.

При установлении зависимости качества смеси от влажности основного компонента в качестве контрольных компонентов использовали марганец сернокислый влажностью 5,28%, марганец углекислый влажностью 2,82% и соль поваренную влажностью 0,4%. Содержание влаги в шроте подсолнечном изменяли от 7,8 до 27%, что сопровождалось увеличением угла естественного откоса продукта с 33 до 46е и

уменьшением насыпной плотности с 550 до 460 кг/м^ (таблица).

Таблица

Для исследования влияния влажности контрольного компонента на однородность смеси использовали марганец сернокислый с влажностью от 2,7 до 27,9 %.

Зависимость коэффициента вариации от влажности основного (кривые 1, 2, 3) и контрольного (4) компонентов представлена на рис. 2 (1 - ЫаС1; 2 -Мп504-5Н20; 3 - МпС03-отН20).

10 12 14

Рис. 2 г

16

18 \У, %

Графики показывают, что при увеличении влажности основного компонента незначительно улучшается распределение соли поваренной и марганца сернокислого. Обратная зависимость получена для марганца углекислого. Выявленные зависимости объясняются, вероятно, тем, что при повышении влажности продукта на поверхности частиц появляется пленка жидкости. Последняя является причиной прилипания частиц индикаторов - соли поваренной и марганца сернокислого и, кроме того, приводит в некоторой степени к растворению мелких пылевидных частиц.

Углекислый марганец представляет собой водонерастворимый продукт. При смешивании его со шротом повышенной влажности (20-27%) пленка жидкости не смачивает его, а наоборот, способствует образованию скоплений частиц, что в конечном счете ухудшает качество смеси.

Установлено, что при увеличении влажности контрольного компонента (марганца сернокислого) распределение его ухудшается.

Таким образом, повышение влажности основного компонента оказывает положительное влияние на распределение водорастворимых микрокомпонентов и от-

Содержание влаги, % Насыпная плотность, кг/м3 Угол естественного откоса, ° № Вс

7,8 550 33-34 111

10,2 520 37-38 Ж

14,5 .490 42-43

20,0 ' ' 460' 44-45 п

27,0 . 460 46 0<

«

Таблица

W,%

лажно-рпается рнокис-нцауг-гся, ве-одукта

(КОСТИ.

иц ин-рслого |аство-

I

здоне-ротом стине шнию ет ка-

рицательное - на распределение водонерастворимых. Наличие влаги в микрокомпонентах ухудшает равномерность их распределения.

Как отмечалось ранее, при перемешивании компонентов в смесителе одновременно с процессом смешивания идет разделение готовой смеси, поэтому повышения эффективности процесса можно достичь, снижая процесс разделения компонентов [2].

Для исследования контрольные компоненты - марганец сернокислый и соль поваренную смешивали с основным компонентом, содержание жира в котором изменялось от 1 до 7%,

В результате была выявлена обратно пропорциональная зависимость коэффициента неоднородности смеси от содержания жира в основном компоненте.

Полученные результаты показали, что наличие жира в основном компоненте улучшает распределение контрольных компонентов. Оно, по-видимому, снижает интенсивность процесса разделения вследствие прилипания частиц.

Анализ результатов свидетельствует, что в двух-вальном лопастном смесителе влияние природы ос-

новного компонента на равномерность распределения в нем микрокомпонентов значительно меньше, чем в спиральном противоточном смесителе. Причиной этого является прогрессивный метод смешивания в состоянии «механической невесомости» или в «кипящем» слое. Данный метод позволяет смешивать компоненты со значительно различающимися насыпной плотностью и другими физико-механическими свойствами смешиваемых продуктов.

' - ■’ ‘ : • ЛИТЕРАТУРА

1. Остриков А.Н., Сухарев А.И. Кинетика смешивания сыпучих продуктов в смесителе с механическим псевдоожижением// Вести. ВГТА.-2001. - № 6. - С. 60-66.

2. Сухарев А.И. Разработка узла ввода жидких компонентов в лопастной смеситель при производстве комбикормов//Сб. науч. тр. «Модернизация существующего и разработка новых видов оборудования для пищевой пром-сти» / ВГТА. -2001. - Вып. 11. - С. 44-45.

Кафедра машин и аппаратов пищевых производств

Поступила 20.02.02 г.

■.ъг

л- ;

о;

-If!

.■‘П:иЛ Г"

'••J1' : Л U\:\ .

К?'.'

: V. > .

■O’. 'JUO ^ \\

■ ■ а*. . >■

: ;•• •• ' :• •

......-..и. *

• : ■# "jK1-'’. S.

-.■;НЗ'КС

г' ■ 'О-'t

со ■ .

У-1.:’ J->‘ ,• W,'-i

я 'V‘V .;«•

;.f-r

j i i : <

■ G i'DOa <>V ■ ■■ - •’

: \

Г -4 -Vi.

■ * гл;г. •• :-К

'f-ji

с.\ ‘j с1-.

. ч

/: .'Г ‘.-.V.l.i -.Г: '

. .••• ; J с* ■■

/г.'-: I X

'А Л.г

у;.-';-'.

■ул :■ ' - -- *; . Ч и*:;/- Ss г :

\ , .. ■

•V-. Л:- г-ч Ст1~Г"и‘ , • •

>:Г‘: i.V . Ul-sibv :

» .■ ■:

■ ;-5 ; .. . • .... '

■ • ■ . . - !,t: С

! f :.||) ’"("Г. ■

Ьк'. ’■

• " ’Л „ .

i l-ч i:'.s fr'fit-

■■ -L--

>f к •

-'Vj. ••

: ; ^

= :•. с • • • Pv C ■

'Г:

KOH-

) pac-

^ного

ipac-

И0Т-

г- ’’

- • -