автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование конструктивно-технологических способов повышения точности рецептурного состава кормосмесей

ЧЕЛЯБИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОРДЕНА ГРДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АГРОЙНШ5КРШЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи ЧЕРЕПОВ Юрий Иванович

"

СиВЕРЕВНСМОШйЫ КС2СТРШИВЕО-ТБ2НОЛОГИЧЕСШ '

СПОСОБОВ ЕОЗЦЦЕНИ ТОЧНОСТИ РЕЦ2НГУРНОГО СОСТАВА кориосясеч

С^зця стносгь D5.HO.OI - ¡легализация гегю^охогя ¿'огненного лрсазводсзза

Лвгорефчрм

тасоергазп за оойспааиа ухвасй сгз2;зш; ¡«¡тхзагз ^ахяятеакзх вауя

Челябинск - 13Э'

Работа выполнена а Челябинском ордена Трудового Краскс Знамени государственном агро инженерном университете

Научный рукою млел* - кандидат технических наук,профессор кафедры "Технология и механизация животноводства" Пал-цкзв Евгений Николаевич

Научный консультант,- кандидат технические наук, доцент Викторова Надовда Николаевна

Официальные оппон. .гы:

члсн-корреспзндсшт Российской академии инженерных наук, доктор технических наук, профессор Земсков Виктор Иванович; кандидат технических наук, доцент Плачкова Валентина Алексеевна

Ведущее предприятие - Алтайский научно-исследовательский и просктно-технологичес кий институт животноводства /ДНИПШЕ/

зя мая 1993 года в

Защита состоится мая 1993 года в '/ ~ часов

ка заседании специализированного совета К. 120.46.01 Челябинского ордеаа Трудового Красного Знамени государственного агро-инжокерногэ университета / ^54080, г .Челябинск, проспект им. В.И.Ленина, 75/. -

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Дзтэро;ерат разослан " Л?* апрэля 1993 года -

Уче:шй секретарь спешплизироаамногэ У совот.а к.т.н..доцент _ * ^ ^__А.АЛатрупов

¿егг*' Ъ?

з-

сгящ ЗОРАтрИИШ. РАБОТЫ

¿осп, гемы. Проблема обеспечения смесей заданного рецептурное состава с определенной точностью является объектом исследования как в отраслях промышленности (цементной, металлургической, рыбоконсервной, угольной, мимической, медицинской, дерево-обрабатывасчей, горнорудной и др. ), так и в сельском хогз^ствъ.

На точность рецептурного состава корыосмесей влияет ряд фак-topos, которые иеобЮдимо разделить на две группы; общие для всех отраслей и частные для изучаемой рецептуры. Уровень изученности совокупного действия этих факторов па искомуиточность рецептуры cuece & в отдельных отраслях яромывланяоети различный.

Проведенный анализ теоретических я экспериментальных иоелвдова-виЁ в кормоприготовлемя показывает, что они больвзй частью иссвя-девы разработке новых ■ совершенствованию сущесгвуодих конструкций питателей-дозаторов и их рабом? органов с целью снижения погрешности дозирования.

Наиболее совервеввал математическая модель влияния большого количества факторов аа,точность репвмуряокз состава смеси имеется в металлургии. Однако в не в учитывается действе и специфических для металлургических производств факторов - взаимодействие между отдельвымн контролируемыми элементами материалов при высоких температурах (дисперсия слекааяя контролируемых элементе* шихтовых материалов).

Не раскрыта оценка влияния провэводитедьносГИ лигателеЕ--дозаторов и погрспносги дозирования на точность рецептуры получаемых кормовых смесей, fie изучен вопрос технологи дозирования кормовых компонентов с учётом вариабельности элементов иатагельности внутри корма. Не приведены данные теорегичес-эго и эксперкиентгигь-ного характера по влиянию колеблемости алекентов лигэтьвоаосм на точность рецептуры подготавливаемых кориовых смесей. Зл га анты питательности кормов являются величиной переменной. Коэффициент вариации контролируемых впементол составляет по протеину для зеленых кормов 15...корнеклубнеплодов 13...25%, зерновых ' л т.д. Колеблемосминерального состава в 2-3 раза внутри одного семества растений считается оо'ачвьы явлением.

lie установлена математическая модель совокупности у т. действия на точность рецептуры нормосмеезй: сг заряательлоии слень-н-тов питсуз^ьяоегя внутри коруов, коли ¡ествееаого показателя кормов, средято значаща элементов штате льйоотд з корни, среднего его значения в кормосизся а погрешности дозирования.

Все aso cjsaes воаиохнав варианты погсш обоснования конструк-тавно-гегнодогаческих способов аовшевия тс'-'остя рецептурного состава корковых смесей в снижав! зфоиктивяОсть решения arofi задачи талька на основе какого-либо одного фактора, в частности - sa счЫ соввршанствоъаяия пиратеге й-дозаг оров корцов.

Цель рао'оти состоит в яовшешш эффективности кспользоваякя . кермогых рас^рсСЕ.

Объест исследования - процесс nparnsO£jm¡aia корневых cjece í.

Предмет дсолезовау.яя- йактош. обеспечивающие повышение точности рецептурного состава корыовнх cuece2.

Научная новизна»

Установлен йоде в игрока Е крут факторов, глинэдих на тощ ость рецептура кормоь.эоя (средняя зеаячяна заих. элементов штатель-B0C5S внутри каждого ¿орла, кОрвОсизси, доля :сориов в кормо^.иеси, погрбашость дозирования),а таккз обоснована ыатсаатическая недель совокупного дзйствм ,атиж £акюрсг на точность рэцедгуры корювой сиес>. Установлена эь-а-шюси. солериеаствоваяия дозирования кормов на фояе дейсгвгя изучаемых факторов и выявлено навое направление совыввния эффективности использования яорыо-сиасвй за счёт управления колеблемости а средних значений азо-сеитов шсатеиностя внутри норнзв.

роаятическая ценность. Предложена летодска одределения точности редептураог-о состава корысенесе* в зависимости от ва-• ри&йелднооти и среднего -содержания здшкнтов ютатедзнссть внутри кормов, средней величины этих злаиадтов в ы<ееи, долей дориов в смели с тсчноств дозирования. Цредлохзца система ьонструктив-но-технояогяадснях способов согерневствованвя точности рецептурного состава кориаскеса, a sакав новое напразлсаие даьыяения точности рецалтура кОрмОсмесейга счётуправлзЕЕя кэлеблеыоскр и средней величиной питательных элементов внутри кернов..

Пути реализации. Ра вульгаты иссдадовациа рекомендуются к использованию в ароектно-ксиструхторзиах организациях но проектирование кориоприготовительаых сисхзк. .

Внедрение 5екоиендадва по организации процесса кориопрнго-говленин на основе врадлозеьных разработок внедрены на молочной ферме "КалачезокиГ Челябинской облаем и цриаыи к внедрению ретасналЕЕШ! проектным ивстйгуток пДелин1Яросельто8п(г1Дели-яоград). '

МулЗШад- Результаты исследований доложена н обсуждены ва научно таюшческих 80нфзренцвях(ШЭС1 )-(ЧГАУ) I98I...I933 гг, Алтейного пздьскохо&яйствейвого института в IS8I г. ва Всесоюзной совещании г,о проблемам яормопроиагодства в г.Киеве в 1981 г.» ва региональной яаучво-лрактической конференция в СибШЭ в • г. Новосибирска в 1982 г., на научны конференциях проф"5сорско-- преподавательского состава Хез.СХИ в г. йлко-.'sa а 1985... 1936 m

Публикация. Результаты исследований опубликованы в T.D печатных работах.

Обтем раЯЫм. Работа состоит иа введения, аеоэд глав, выводов, сшвска исполь званной литература (Ш ааииенований), содер-««141 страницу основного текста, 5í рисунков, 9 таблиц.и 14 приложений.

Содержанка райэты

Введение содаряат краткое обоснование актуальности работа а её аннотации. '•

В варвой гязва. "Состояние проблемы,цель и задачи исследований" рассмотрели перспектива производства корковых сиессй. Да-згся анализ требований по их подготовке к скар-ляванио на основе ^•»агэлогические особйяносгзй.яивотных, технических возногностей заркопритомтвльных цехов и гагеательаах свойств кормов. Дав анализ последствий недостатка питательных элементов в кормах на продуктивность и состояняе сельскохозяйственных животных..

Анализ кориопоюков г етвотноводстза позволил сделать вывод о вашостя процесса дозирования в корвоподготовке я дад.возиоа--ность прадставизь Еормодриготоввтеиьннй цех как производство со сходящимися потоками различных кормов, отличавадши разнообразием кормовых, технологических в фазико-аеханических достоинств» •. . 4

Рассмотрены существуйте способы улучпения кордовых смесей. Наряду с этим, проанализированы способы подготовки смесей в гтро- ■ ательстве металлургии, цементной промышленности, рыбоконсервном производства а др. отраслях народного, хозяйства, Еа.оса.заняв этого, заключено, что повышение корковых качеств корносмеоей ucsao достяи оаасобтт: ■ ...

I, ЗиЩ» Рдтямалхных значений ношючеатов корцовых сиз сой в единицу

Z, ííoajítpjH. вариабельности меаэнтов питательности -нутра кормов п ксрарсмесей. .

3. Gнияев'ш вариабельности кантролируеыых элеценгОв питательности кериов.

Улучшение процесса дозирования.

Примеаение перечисленных способов не ионет реыавдш обра-' зол повлиять аа точность рецептурного состава кориосизси без изменения canoro принципа дозирования.

Изучение кормовых достоинств компонентов смеси дозволило установить широкую колеблемость в них питательных, мши ческих веществ, витаминов, еСиинокислот и т.д.

Pasee проведенные исследования касалась лииь выбора надёжности технологических линий кормоцехов, усоварсенстгованию отдельных рабочих органов папин и механизмов, оптимальных комплектов оборудования с точки зреявд экономических аспектов прсблеиы. Ьместе с тем, ряд вопросов, гоэнинащих в процессе дозирования требуют дальне i-лай разработки. Сода относится, в первую очередь, более глубокое изучение механики процесса, в частности, влияние колеблемости .питательных .составлявших на качество дозирования в условий обеспечения выхода корма в сиесь необходимыми параметрами питательности. Требует дальнейшего изучения точность дозирования компонентов ъ смесь с учётов вариабельности питательных веществ в них, а также обоснование оптимальных подач корвов пи-татвляки-доааюраии.

Прозедензнй.анализ состояния проблемы позволил установить, что учёт колеблемости питательных веществ в кормах при их дозировании в сиесь в швстноводзтзз не рассматривался. Следовательно, нет обобцаэмх теоретических и экспериментальных данных, позволяющих создать аетодияу примереняя этого процесса при производстве кормовых смесей. ..

Учитывая выше приведенное, в настоящей работа nocsasjsrni следующие задачи исследования".

1. Выявить основные факторы, вдиящиз на точность рецзг явного состава корыовых смесзй. .

2. Подобрать иагемагическуи модель их совокупного дейагвг'я на точность рецептуры.корыосиесей.

• 3. Установись ах природу а' закономерность изиенеяин.

4. Дать обоснование конструкзЕвво-гехяологических способов поашаения точности. рецептурного состава аораовых смесей,

5. Разработать иетодоу прогнозирования точности рацокурногс состава корковых снесзй на основе варибзяьноетк злеиантав пига-уелвности, их средних значена!! внутри кордов и коркосвесн, доле В кормов i cseoa, шогопоточного и ввода в корлосаесь и аогреа-

настав дозирования.

б. Определяй экснймческ^ю эффективность.

До второй гладе "Теоретические исслздовавия точности реаеп-тураого состава корковых сизсей" проведеао аналитическое обоснование основных закономерностей рассмагриввчиого явления с учётом вариабельности элеыаятов питательное и внутри кормов и кормовых смесей.

Теоретическая цоделироваягзи установлено, что в общей виде процесс подготовки кериовых сиесей моей о представить в следующем гиде:

3

а)

гдз Х-' - Е^ВДшз парацетсы коомовше с.цесей (влзгност.ь, обминая .масса, грэнулс^сгр^чямкй, литагелыый « хяш!чес-<, . ки£ сосгаг);

С - лзра.!;е!гры дезгруг.чкх яошгов (глагяоетд, объемная

са, граиулзкетрнчес.'гаЯ,'питательный и гязюч^гкий состав); •

- управляемые регяштце пзрг^егрц гаггтзяей-доэггороз;

К - кенструкгягнэ-технолсггчес^ие нараазтрн питетелей --дозаторов;

5 - стогиосгвке показателя процесса дозирования компонентов.

Используя формулу (I) исто заялеггъ цзлевуо'функцию оптимального управления процессом дозирования с. учётом вариабельности элементов питательности^внутри деззрзакых кормов:

(¿)

где С - параметры выходного-потока корма (здесь, питатель-иыи и змическиа состав);

5 ~ себестошоств процесса дозирования I -тьш питате- ' -леи-дозагород.

Полагая, что задача процесса дозирования I -ого корка пита-телам-дозаюрои состоит в обеспечении гмходэ ллределенной долы с аеобходинки количеством элементов питатзлхпосш за время докно загггчтъ

•I- ' •

1аШ«-<*х1 «¿а* (3)

где текущее среднее зяачеиие реализации процесса

^ дозирования по контролируема^ элементу питательности;

<Хх - заданное значение реализации процесса дозирования I -ого контролируемого элемента питательности;

Л(Х » - допустимое отклонение контролируемого здвдента л питательности.

То есть, при дозировании корма питателем-дозатором, необходимо определить такое ьреия Лi , которое обеспечивает выход дозы кориа с задавши: содержание» в ае й контролируемого компонента & и не превыпаодим зоотехнического допуска Д.ф-д

Как уке отмечалось, коруа'ааеют непостоянство питательного состава в единице объема иди массы (к.ед., протеин, кальций, фасфор и т.д.). Кроле того, в процесса дозирования.возникают флуксации собеиеяяо потоков, кормов, вызывавших систематической погреаностьв питателей-дозаторов (рас. I). '

Исходя из этого,.выходной поток ксрмосмеса иоано представить как функции случаЕншс аргументов со средним знача наем и дисперсией '

а«» )» ^.

. ¿«И Йк )|-

где С[ ~ среднее значение сооткоцекия дозируемых кормов;.

¿^т • дисперсия- соотноиеаий, кормов;

• Ыь - значение контролируемого элемента питательности;. дисперсия контролируемого здздента питательности«.

Хаки» образок, иожно запасать два условия обеспечения подготовки кормовых спасе й заданных питательных свойств, в процессе дозирования:

X условие & = + * (5)

Я ' '

2 условие ¿ст , 14.д 4 (6)

где&.&й- отклонение I -го питательного здг~евта в 4 -ом потеке кориа и кориосыеси соответственно;

' <$п-л.~ отклонение, вызвснное систематической погрешность*» А пигагедя-дозатора;

КТ

кпг-

■ / У С** Я) Ш 0

» • г \ \ <

- • - » я •

• •

•

0.Ш5

Цт/ьт ю м ьо го о о л « э гсцт*

Рис. 3. Зависимость точности дозирования СV

от производйг&льяости V/ (сенах, К.ПГ-ЮЛ615;

силос, Ш-ЮА).

... - экспериментальные точки

Ри-~ 4. Зависимость точности дознрогаяия Су

от числа потоков Л) (сел?х, КПГ-Ю, 46.15) 1,3,5 - положения регулятора подач. —»—« -теоретические кпивыв;—-вяспсриментальчие.

-il-

E с„зси Суй* °т числа потоков л с pu об ГП (а-кор-иосвесь te I, б-кориосмасг 'fi Z). ••• - акспзрчизитальнне точки •

Оглачвтано ООП. Акмолинского упр&елёьия ствтистини и ант, л из а стр. °»/jí'-¿h/¿<ba:,;>3