Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса. цель и задачи исследований 11
1.1 Технологические особенности приготовления кормов 11
1.2 Требования, предъявляемые к питателям пресс-экструдеров 24
1.3 Состояние исследований по смешиванию сыпучих кормов 39
1.4 Цель и задачи исследований 48
2 Обоснование параметров смесителя-дозатора компонентов экструдируемых смесей кормов 50
2.1 Методологические основы и обоснование структурно-функциональной схемы экструдирования кормовых смесей 50
2.2 Определение энергоёмкости получения гранул экструдата и мощности, потребной на привод установки экструдирования кормов 58
2.3 Расчёт мощности на привод комбинированного перемешивающего устройства смесителя-дозатора 59
2.4 Результаты численного моделирования рабочего процесса смесителя-дозатора по приготовлению смеси кормов 70
Выводы 86
3 Программа и методика экспериментальных исследований смесителя-дозатора 87
3.1 Программа и методика экспериментальных исследований смесителя-дозатора 87
3.2 Лабораторная установка и применяемое оборудование
3.3 Методика лабораторных исследований смесителя-дозатора 98
3.3.1 Определение физико-механических свойств компонентов 98
3.3.2 Определение неравномерности дозирования 99
3.3.3 Определение неравномерности смешивания 102
3.3.4 Определение энергоёмкости процесса 104
3.3.5 Обработка результатов исследования 105
3.4 Методика исследования смесителя-дозатора в производственных условиях 106
Выводы 108
4 Результаты и анализ экспериментальных исследований смесителя-дозатора 109
4.1 Результаты определения физико-механических свойств кормов... 109
4.2 Влияние конструктивно-кинематических параметров на неравномерность дозирования 109
4.3 Влияние конструктивно-кинематических параметров на неравномерность смешивания 115
4.4 Влияние конструктивно-кинематических параметров на потребляемую мощность привода смесителя-дозатора 126
4.5 Влияние конструктивно-кинематических параметров на удельную энергоёмкость смешивания-дозирования 131
Выводы 138
5 Исследования смесителя-дозатора пресс экструдера в производственных условиях. экономическая оценка результатов исследований 140
5.1 Результаты исследований в производственных условиях 140
5.2 Оценка экономической эффективности результатов исследования 143
Выводы 147
Общие выводы 148
Список литературы
- Состояние исследований по смешиванию сыпучих кормов
- Определение энергоёмкости получения гранул экструдата и мощности, потребной на привод установки экструдирования кормов
- Определение неравномерности дозирования
- Влияние конструктивно-кинематических параметров на неравномерность смешивания
Введение к работе
Актуальность темы исследований. Наиболее эффективными способами обработки зерна на корм, повышающие его усвояемость, являются баротермическое воздействие. Из всего перечня баротермических обработок наиболее распространённым и востребованным является экструдирование кормов, осуществляемое шнековыми машинами – пресс-экструдерами.
Одним из важных элементов конструкций пресс-экструдеров является устройство подачи и подготовки исходного корма, от качества выполняемых в нём операций, будет зависеть большое количество показателей работы самого пресс-экструдера.
Многие исследования показывают что, скармливание смесей кормов наиболее благоприятно сказывается на продуктивности животных, однако применение серийных устройств для подачи и смешивания компонентов смесей перед экструдированием на практике показало их неэффективность. Данная проблема явилась основополагающей для данного исследования.
Работа выполнена по плану НИОКР ФГБОУ ВПО «Самарская ГСХА» «Совершенствование процесса обработки зерновой смеси и продуктов её переработки с разработкой устройств для дозирования, смешивания и разделения её на фракции» (РГ № 01 201177131 до 30.12.2014 г.).
Степень разработанности темы. В настоящее время серийно выпускаемые пресс-экструдеры комплектуются дозаторами шнекового типа, которые не способны смешивать несколько компонентов кормов. Кроме того имеются разработки комбинированных устройств, сочетающие в себе и смеситель и дозатор, призванные обеспечить подготовку смеси кормов, подаваемую в пресс-экструдер, что актуально в условиях небольших хозяйств. Однако имеющиеся разработки единичны и имеют существенные недостатки, связанные с повышенным расходом энергии потребной для выполнения технологического процесса, и зачастую, показатели их работы не соответствуют предъявляемым требованиям качества.
Анализируя состояние разработок по данному направлению можно сделать вывод о недостаточной проработке смесителей-дозаторов пресс-экструдеров, позволяющих смешивать одновременно несколько компонентов кормов и подавать готовую смесь в пресс-экструдер.
Цель работы. Повышение эффективности смешивания и подачи исходной смеси в пресс-экструдер с обоснованием параметров смесителя-дозатора пресс-экструдера.
Задачи исследований:
-
Разработать конструктивно-технологическую схему смесителя-дозатора пресс-экструдера, обеспечивающую качественное смешивание компонентов и дозирование смеси, идущей на экструдирование.
-
Теоретически выявить закономерности влияния конструктивных и кинематических параметров смесителя-дозатора на затрачиваемую мощность и потребную длительность смешивания при заданной производительности устройства.
-
Изготовить опытный образец смесителя-дозатора пресс-экструдера и экспериментально обосновать его рациональные конструктивные и кинематические параметры.
-
Провести исследования смесителя-дозатора пресс-экструдера в производственных условиях и оценить технико-экономическую эффективность применения результатов исследований на производстве.
Объект исследований. Технологический процесс и схема приготовления смесей кормов поступающих на экструзию.
Предмет исследований. Показатели эффективности смешивания зерносмеси поступающей на экструдирование, конструктивные и кинематические параметры смесителя-дозатора пресс-экструдера.
Научную новизну составляют:
конструкция смесителя-дозатора пресс-экструдера (новизна подтверждена патентом РФ №2435461);
аналитические зависимости по определению мощности привода и энергоёмкости смесеобразования в зависимости от конструктивных и кинематических параметров смесителя-дозатора и физико-механических свойств кормов;
конструктивные и кинематические параметры смесителя-дозатора, комплексно влияющие на неравномерность дозирования, неравномерность смешивания, мощность привода, энергоёмкость смесеобразования и определение их рациональных значений.
Теоретическая и практическая значимость работы. Разработанный смеситель-дозатор пресс-экструдера непрерывного действия, за счёт смешивания и дозирования компонентов, позволяет подготовить предварительную зерносмесь, обеспечивает производительность до 600 кг/ч при неравномерности дозирования не выше 1,5 % и неравномерности смешивания не выше 10 %. Удельная энергоёмкость составляет 1,57 Втч/кг. Технологическая линия экструдирования зерносмесей включающая пресс-экструдер и смеситель-дозатор обеспечивает уменьшение приведённых затрат на 0,3 % по отношению к затратам получаемых при использовании серийного пресс-экструдера и вспомогательных устройств.
Экспериментальный образец смесителя-дозатора был установлен на серийный пресс-экструдер. Данный агрегат прошёл производственную проверку и рекомендован актом хозяйственной комиссии к использованию.
Методика исследований. Теоретические исследования смесителя-дозатора пресс-экструдера выполнялись с использованием основных положений, законов и методов классической механики и математики. Предложенная конструкция смесителя-дозатора исследовались в лабораторных и производственных условиях в соответствии с действующими ГОСТ, ОСТ и разработанными частными методиками. Обработка результатов экспериментальных исследований осуществлялась на ПЭВМ с использованием программ Statistica 6.0, Mathcad 11.0, Microsoft Office Excel 2003. Достоверность результатов работы подтверждается сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований; проведением сравнительных исследований в производственных условиях.
Научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:
-
Конструктивно-технологическая схема и конструкция смесителя-дозатора пресс-экструдера.
-
Теоретические зависимости по определению потребной мощности, длительности смешивания и энергоёмкости в зависимости от основных конструктивных и кинематических параметров смесителя-дозатора пресс-экструдера.
-
Функциональные зависимости неравномерности смешивания, неравномерности дозирования и удельной энергоёмкости процесса от частот вращения шнека и лопастной мешалки, количества лопастей мешалки, шага шнека и длины ворошителя, рациональные значения конструктивных и кинематических параметров, полученные в ходе экпериментальных исследований.
-
Параметры разработанного смесителя-дозатора пресс-экструдера, технико-экономическое обоснование эффективности его применения.
Степень достоверности и апробация результатов. Пресс-экструдер с экспериментальным смесителем-дозатором внедрён в СПК имени Ленина Самарской области.
Основные положения и результаты исследований докладывались на научно-практических конференциях ФГБОУ ВПО «Самарская ГСХА» (2010…2013 гг.), ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (2011…2013 гг.) и ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ (2012 г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 14 печатных работах, из них четыре без соавторов и пять в изданиях, указанных в «Перечне … ВАК». Общий объём опубликованных работ составляет 2,9 п.л., из них автору принадлежит 1,3 п.л.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка литературы из 146 наименований и приложение на 31 с. Работа изложена на 164 с., содержит 20 табл. и 81 рис.
Состояние исследований по смешиванию сыпучих кормов
Количество и качество продукции отраслей животноводства: свиноводства, скотоводства, птицеводства - тесно связано как с уровнем производства, так и с качеством приготовления кормов для различных видов животных и птицы. Основную часть кормов выдают птице и животным в виде кормо-месей. Причина - отсутствие необходимого набора питательных веществ в выращиваемых кормах. Кормление животных требует обеспечение рациона кормления, а это возможно при соблюдении рецептуры приготавливаемых кормовых смесей, в том числе комбикормов, как одного из питательных и дорогостоящих компонентов рациона животных [12, 14, 57].
Приготовление комбикормов ведётся на комбикоррмовых заводах, а также, отчасти в комбикормоцехах хозяйств, по рецептурам, установленным соответствующими ГОСТами и ТУ [84, 131, 132].
Применяемые технологические схемы приготовления комбикормов классифицируют следующим образом [36, 46, 61]:
1. Классическая схема, предусматривающая раздельную подготовку всех компонентов комбикормов, включая их измельчение и дозирование. Используется одноступенчатое смешивание [36, 46, 61].
2. Технологическая схема с выработкой предварительных смесей БВД. Данная схема требует приготовления из особоценных, белковых и минеральных компонентов предварительной смеси по классической схеме на отдельном оборудовании [36, 61].
3. Технологическая схема двухступенчатого дозирования и смешивания. Исходные зерновые компоненты комбикорма предварительно дозируются и смешиваются. Полученная смесь направляется на измельчение. Приготовленная дертевая смесь (как один из компонентов комбикорма) используется на основной линии дозирования и смешивания. Туда же поступают остальные компоненты [46, 61].
4. Технологическая схема, которая требует дозирования всех не измельчённых компонентов (включая зерно), образования из них предварительной смеси при измельчении данных компонентов в дробилке, и последующее направление всех измельчённых компонентов комбикорма, включая различные добавки, на окончательное перемешивание всей массы смеси в смеситель [36, 46,61].
Известный ход в развитии и использовании технологической схемы приготовления комбикормов - перемещение от схем первого типа к схемам четвёртого типа через разнообразные вариации второго и третьего типов. В выборе той или иной схемы, в качестве оценки эффективности считают возможность создания простого и надёжного управления технологическими процессами [61].
Зачастую, кроме простого приготовления кормовых смесей из измельчённых кормовых компонентов, сочетаются данные процессы с дополнительными операциями, обеспечивающими повышение питательности приготавливаемого корма.
В нашей стране микронизация кормов внедрялась очень медленно и к сожалению не нашла широкого применения. На территории бывшего СССР производство микронизированных кормов сосредоточено в основном в Латвии и Белоруссии [140]. Наиболее распространёнными и эффективными способами подготовки сырья являются технологии фирмы «Микронайзинг К». Она была разработана специально для реализации усовершенствованных процессов инфракрасной обработки зерна и других продуктов кормового и пищевого назначения [140].
Инфракрасные лучи (ИК-лучи) эффективны в генерировании тепла внутри поглощающих материалов - зерна злаковых и бобовых культур, а также многих других кормовых и пищевых продуктов. ИК-лучи при проникновении в материал возбуждают колебание молекул с частотой 70... 120 млн. мегациклов в секунду, благодаря чему происходит быстрый внутренний на 13
грев зерна и резкое повышение давления паров воды в нём. Это приводит к большим физико-химическим и биологическим изменениям. Зерно размягчается, разбухает, вспучивается, растрескивается. Если такое зерно сразу подвергнуть плющению, происходит почти полная клейстеризация крахмала, что повышает его переваримость и питательную ценность [140].
Фирма «Микронайзинг» выпускает два типоразмера установок для микронизации: «Микро-Ред-10» и «Микро-Ред-20» производительностью 1 и 2 т/ч соответственно [140].
Основные элементы установки (рисунок 1.1): питатель вибрационного типа с регулируемым приводом в диапазоне 0...4 т/ч; собственно микрониза-тор с виброконвейером, газовой печью мощностью 204 кВт, системой охлаждения, системой подачи, зажигания и регулирования сгорания газа, контроля факела; нория, два бункера (питающий и промежуточный с ворошителем для обработанного зерна), плющильный станок, охладитель ленточного типа с регулируемым приводом.
Зерна злаковых нагревают до 90 С в течение 45 с, затем их подвергают плющению. Чем тоньше пластинка хлопьев, тем доступнее крахмал. В то же время, хлопья нельзя перегревать, так как снижается переваримость крахмала и падает общая эффективность обработки [140].
Использование микронизированного зерна пшеницы и кукурузы обеспечивает удовлетворительный переход неразвитой системы пищеварения поросят с молока на зерновые рационы при одновременном повышении конверсии корма. В такие рационы необходимо вводить минимум 30...40 % микронизированного зерна, измельчённого в молотковой дробилке с установкой сита с отверстиями 0 3 мм. Комбикорм надо гранулировать, пропуская через матрицы с размерами фильер 3 мм. Аналогичные соотношения можно выдерживать при разработке рационов питания молодняка норки [56, 140].
Определение энергоёмкости получения гранул экструдата и мощности, потребной на привод установки экструдирования кормов
Основными критериями приготовления экструдированных смесей из концентрированных кормов являются (рисунок 2.1): производительность отдельных дозаторов компонентов приготавливаемой смеси, а также смесительного устройства как суммирующего значения подач всех дозаторов; доля ингредиентов всмеси Y4i, неравномерности смешиваний (коэффициенты вариаций) Y43 для ингредиента с наименьшей частью всмеси (подконтрольного), принятые из результатор перемешиваний [б, 7, 63, 64] как перед экструзией, так и после экструзионной обработки. Учитывая, что экструдат для крупного рогатого скота не будет измельчён, содержание компонентов в измельчённом экструдате не рассматривается.
Улучшить распределение компонентов в смеси можно засчет применения предварительного перемешивание компонентов, что уменьшит вероятность попадания завышенной доли контролируемого компонента в гранулу экструдата. Это наиболее важно при внесении ядовитых веществ, а также компонентов смеси, существенно различающихся по гранулометрическому составу и физико-механическим свойствам. Вначале, в результате взаимодействия части кормовых компонентов происходит получение первичной смеси. Далее уже она дополнительно перемешивается на последующих этапах приготовления экструдата.
При работе всего агрегата (в состав которого входит пресс-экструдер, смеситель-дозатор и дозаторы компонентов экструдируемой смеси) дозаторы компонентов обеспечивают нормирование подачи компонентов в состав смеси; смеситель-дозатор перемешивает компоненты, равномерно распределяя компоненты в объёме и образуя смесь, а также обеспечивает надлежащее поступление (нормированную подачу) указанной смеси в экструдер; пресс-экструдер дополнительно перемешивает компоненты смеси, сжимает, нагревает и измельчает массу смеси, а также выдавливает образованную массу через фильеры для её экструзии. Значения оценочных критериев определяются величиной внутренних факторов устройств, на что сказываются внутренняя структура и величины параметров дозировочных и смешивающих приспособлений. Такими считаются конструктивные и параметры кинематики дозатаров и смеситилей, и также иных элементов конструкции экструдера. Основную задачу конструктор решает выявлением оптимальных, либо рациональных значений обобщённых параметров исследуемых устройств Xdk, Xd ,.,-, Xdc-, Xsi, Xs2, Xsj для доведения показателей Y4i до соблюдения рецептуры, при обеспечении зоотребований показателей Y42, Y43, и минимизации общесуммарных показателей Уэ, YMH [6, 7, 31, 63, 64, 67, 77, 96, 126, 127].
Для качественного перемешивания компонентов экструдируемой смеси надлежит обосновать рациональные значения параметров смесительного устройства экструдера, стремясь обеспечить минимальную энергоёмкость смесеобразования. В силу ступенчатого перемешивания компонентов, предварительная смесь, идущая на экструдирование, должна обеспечивать показатели, обеспечивающие получение надлежащих качественных показателей на заключительных этапах получения экструдата.
Оценочными критериями работы устройств технологической линии приготовления экструдата [6, 7, 126, 127, 142] выступают ряд факторов рабочего процесса: качественным показателем работ смесителя-дозатора является неровномерность смеси и неравномерность дозирования; энергетическим показателем используется потребляемая мощность привода и расчитанная энергоёмкость смесеобразования; количественные - производительность экструдера и соответственно его смесителя-дозатора. При отсутствии соблюдения зоотребований по показателю качества работ, применение различных методов механизации процесса необходимо прекратить. В связи с этим, в виде дополнительных критериев оптимизаций применяют качественые показатели технологическово процеса смешевания, которые используются в виде ограничений. Основными критериями оптимизаций исследований технологического процесса используют энергаемкость процесса, определяемая на интервале соблюдений зоотехнических требований. [22, 115, 126, 127, 142].
Конструктивно-технологическая схема разработаного смесителя-дозатора сухих концентрированных кормов для приготовления предварительной смеси, поступающей на экструзию представлена на рисунке 2.2 [11, 108].
Смеситель-дозатор работает следующим образом. После загрузки компонентов включается мотор-редуктор 10, начинают вращаться вал 3 со шнеком 14 и вал 11 привода лопастей 4 и 13, при этом, корм находящийся выше диска 12 перемешивается радиальными лопастями 4, а корм, просыпавшийся в зазор между торцом диска 12 и бункером 1, но ещё недостаточно перемешанный, ссыпается вниз вдоль стенок бункера к лопаткам 15, устраняющим сводообразование в нижней части шнека. Далее корм увлекается верхней на 55 вивкой шнека 5 вверх и подаётся к спиральным лопастям 7, которые в свою очередь, сдвигают корм к периферии бункера 7, где происходит взаимодействие с новой порцией корма, поступающей из наддискового пространства. Часть перемешанного корм?, не увлечённого в циркуляцию верхней навивкой шнека, ссыпается в нижнюю горловину бункера 7, где захватывается нижней навивкой шнека 2 и подаётся с уплотнением в загрузочную зону пресс-экструдера. Лопатки 75 кроме дополнительного микроперемешивания смеси осуществляют разрушение сводов, образующихся в нижней части бункера возле шнека [11].
Разработанная структура экспериментальных исследований соответствует общепринятой методике проведения исследований по научной специальности и общей функциональной схеме технологического процесса экстру-дера. В силу ряда причин она является комбинацией и сочетанием теорий многофакторных планирований и проведений факторных анализов [31, 64, 67, 77]. Схематически проведение экспериментов иследований изображено на рис. 2.3, а выполнение рассчётов приведено на рисунке 2.4.
Проведенный обзорный анализ патентов, журнальных статей, авторефератов диссертаций и других источников, позволил обосновать конструктивную схему предлагаемого смесителя-дозатора, а также выявить основные предъявляемые технологические требования. Априорно установлен перечень показателей, влияющих на технологический процесс смесителя-дозатора.
Определение неравномерности дозирования
Пробы отбирали из-под выгрузной горловины смесителя-дозатора в приёмную ёмкость в течение 15 с, при этом масса пробы составляла 2,0...2,5 кг. Взвешивание проводили на весах M-ER 323-30,5 (рисунок 3.13). Регулирование подачи осуществляли заслонкой, установленной на выгрузной горловине смесителя-дозатора.
В кормоприготовлении погрешность дозирования оценивается абсолютно (кг) и относительно (%). Фактическое значение погрешности (точности) дозирования составляет при дозировании по объёму 10... 12 %, а в случае дозирования по массе 1...3 % [54]. При приготовлении комбикормов в хозяйствах с объемным дозированием компонентов погрешность не должна превышать 3% [85].
В комбикормовой промышленности допустимую погрешность устанавливают в зависимости от доли ингредиента, входящего в смесь. Так при доле 30 % и более погрешность v 1,5 %, при 10...30 % v 1,0 %, при доле менее 10 % v = ± 0,5 %. При дозировании минеральных добавок v = ± 0,1 %, микроэлементов v = ± 0,01 %. [54]
Для определения неравномерности дозирования AQ смеси дозатором на заданном режиме работы отбирались с конвейера подряд 30 проб смеси с точностью массы ±2 г с участка ленты конвейера, соответствующей движению за 1с и взвешивали. Полученные дискретные значения массы порций обрабатывали методами статистики, вычисляли среднее значение, средне-квадратическое отклонение и коэффициент вариации [136]:
План проведения экспериментов по определению неравномерности дозирования представлен в таблице 3.4. В таблице 3.4 обозначено: х, - фактор «шаг шнека» в кодированном виде; х-, — фактор «длина ворошителя» в кодированном виде; х3 - фактор «частота вращения шнека» в кодированном виде.
В задачу проведения экспериментальных исследований дозатора-смесителя входило определение зависимостей влияния неравномерности смешивания мощности привода и енергоемкости подачи от конструктивно-режимных параметров устройства. На основе априорной информации и теоретических исследований в качестве факторов были выбраны: частота вращения приводного вала и количество лопастей мешалки.
Анализ литературных источников позволяет отдать предпочтение для оценки качества процесса статистическим характеристикам: среднеквадрати-ческому отклонению и коэффициенту вариации v (формулы 3.5, 3.6) [115, 136].
При проведении исследований основными нормативными документами были ОСТ 70.19.2-83 и ТКП 273-2010 (02150). Согласно им масса пробы для кормосмесей составляет 100 г [96, 136].
При планировании опытов по неравномерности смешивания на первом этапе лабораторных исследований использовали план, указанный в таблице 3.4, на втором - таблице 3.5, в которой обозначено х4 фактор «количество лопастей мешалки» в кодированном виде; х5 - фактор «частота вращения мешалки» в кодированном виде.
Для определения равномерности смешивания, в соответствии с РД 10.19.2-90, в каждом опыте с ленты транспортёра отбирали 30 проб массой 100 г (рисунок 3.13). Для замера массы проб использовали весы марки ВК-1500. После замера массы пробы, с помощью сита (рисунок 3.14) отделяли контрольный компонент и взвешивали его.
Эксперименты проводились в соответствии с планом эксперимента в два этапа. На первом этапе при исследовании смесителя-дозатора использовали план, приведённый в таблице 3.4, на втором - таблице 3.5.
Как отмечалось ранее, потребляемую электродвигателем мощность контролировали измерительным комплектом К-50, а подачу смесителя-дозатора определяли посредством отбора массы с ленты транспортёра за 15с с трехкратной повторностью и последующем пересчетом.
Для определения экспериментальных статистических зависимостей определяющих влияние на производительность, мощность, неравномерность дозирования, неравномерность смешивания и энергоёмкость конструктивных и режимных параметров, была использована теория многофакторного планирования экспериментов [89, 82].
На начальном этапе многофакторного эксперимента, варьируя показателями в ссответствии с планом эксперимента, регистрировали значение отклика, а на втором этапе - получаем уравнение реірессии, имеющее вид [59]
Для определения работоспособности разработанного смесителя-дозатора проводилось его исследование в производственных условиях. Для этого смеситель-дозатор был установлен на пресс-экструдер взамен серийного дозатора. Принципиальная технологическая схема производства экструда-та из зерновой смеси изображена на рис. 3.15, включающая в себя бункеры для зерносырья 1, модернизированный пресс-экструдер 2, конвейер эксруда-та 3 и бункер для накопления готового продукта 4.
Влияние конструктивно-кинематических параметров на неравномерность смешивания
В результате лабораторных исследований разработанный смеситель-дозатор пресс-экструдера был доработан с учётом выявленных оптимальных и рациональных значений конструктивных и кинематических параметров и подготовлен для проведения исследований в производственных условиях.
Исследования в производственных условиях осуществлялись на базе кормоцеха СПК имени Ленина Самарской области. Цель исследований в производственных условиях состояла в проверке работоспособности смесителя-дозатора и получении данных для оценки экономической эффективности предложенного решения.
При этом решались следующие задачи: 1. Монтировать подготовленный смеситель-дозатор на пресс-экструдер, принадлежащий хозяйству. 2. Подготовить измерительную аппаратуру и вспомогательное оборудование. 3. Произвести пуск и проверку работоспособности оборудования, оценить эффективность его работы. 4. Подготовить сопутствующую документацию с фиксацией основных достигнутых результатов.
Монтаж дополнительного и измерительного оборудования осуществлялось силами сотрудников Самарской ГСХА: инженером Азиаткиным Д.Н., Мишаниным А.Л., Грецовым А.С., а также силами персонала хозяйства. Методика проведения исследований соответствовала основным нормативным документам, регламентирующие данный вид исследований и изложена в подразделе 3.4.
В ходе проведения исследований, аналогично лабораторным исследо 141 ваниям, проверялось влияние производительности смесителя-дозатора на энергоёмкость всего процесса экструдирования. При этом были получены следующие данные, представленные в виде графика (рисунок 5.1, приложение Б).
Как видно из рисунка 5.1 общая энергоёмкость экструдирования смеси из трёх компонентов (пшеница, ячмень, соя) составляет 42...43 кВт-ч/т, при этом мощность, затрачиваемая на холостой ход составляет 17... 18 кВт-ч/т, на процесс экструдирования отводится до 24 кВт-ч/т и на смешивание-дозирование компонентов до 1,5 кВт-ч/т, что в общей структуре энергозатрат составляет 3.. .4 %.
В ходе экспериментов отбирались пробы экструдата для оценки качества работы всей установки. При этом определялись органолептические свойства образцов, а затем исследовались в специальной лаборатории.
В результате испытаний выяснено, что получившийся экструдат отвечает предъявляемым зоотребованиям и, соответственно, технологический процесс выполняется качественно. Пример отобранного образца экструдата представлен на рисунке 5.2.
В результате проведённых исследований в производственных условиях была составлена техническая характеристика оборудования (таблица 5.1). Рисунок 5.3 - Пресс-экструдер для приготовления кормов с предложенным смесителем-дозатором 143 Таблица 5.1 -Техническая характеристика оборудования Наименование параметра Значение Часовая производительность, кг/ч 550...650 Мощность основного электродвигателя, кВт 55 Мощность электродвигателя смесителя-дозатора, кВт 1,1 Габаритные размеры, ммдлинаширинавысота 1800 1800 1750 Полная удельная энергоёмкость экструдирования, кВт-ч/т 42...43 Удельная энергоёмкость смешивания-дозирования, кВт-ч/т 1,5 Производственная проверка экструдера с предложенным смесителем-дозатором показала хорошую работоспособность и надлежащее качество приготавливаемых кормов. Процесс экструзии протекал устойчиво, без значительных колебаний температуры экструдата и неравномерной загрузки электропривода. Комиссия признала испытуемый смеситель-дозатор перспективной разработкой, которая может быть использована в качестве прототипа для серийного образца (приложение В).
Эффект от внедрения инновационного проекта является многоаспектным. Размер эфекта от риализации иноваций непосредствено определяется их ожидаемой эфективностью, проявляющейся: в продуктовом смысле (улучшение качества и рост товарных ассортиментов); в технологическом смысле (рост производительности труда и улучшение его условий); в функциональном смысле (рост эфективности управления); в социальном смысле (улучшение качества жизни).
В технологическом смысле, экономическая эффективность инноваци 144 онного проекта характеризуется соотношением экономического эфекта, полученного в течении года, и затрат, обусловленных внедрением данной разработки. При сравнении разных вариантов новой техники (технологий) сопоставляются общие и удельные капиталовложения, себестоимость еденицы продукции и прочее. Однако, в случае нововведений, более низкие затраты могут сопровождаться нетолько несответствующими показателями технического уровня и качества новшества, но и более высокими удельными ка-питалловложениями. Сопоставление технико-экономических показателей не позволяет выявить наилучший вариант. В этом случае требуется определить общий показатель сравнительной эффективности вариантов на основе сопоставления данных экономии на приведённых совокупных затратах [28]:
Похожие диссертации на Повышение эффективности смешивания компонентов кормов с обоснованием параметров смесителя-дозатора пресс-экструдера
