автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование технологического процесса двухстадийного измельчения жмыха по показателям энергоемкости

На правах рукописи

КАЛИНИЧЕНКО СЕРГЕЙ ГЕОРГИЕВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ДВУХСТАДИЙНОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ЖМЫХА ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ ЭНЕРГОЕМКОСТИ

Специальность 05.20.01 -Технологии и средства механизации

сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Мичуринск - наукоград РФ, 2004

Работа выполнена в Государственном научном учреждении -Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (ГНУ ВИИТиН)

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор

Тишанинов Николай Петрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Булавин Станислав Антонович кандидат технических наук, профессор Хмыров Виктор Дмитриевич

Ведущая организация: Воронежский государственный

аграрный университет

Защита состоится 22 декабря 2004 г. в 1200 час. на заседании диссертационного совета К 220. 041. 01 при Мичуринском государственном аграрном университете по адресу: 393760, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101, зал заседаний диссертационного совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан 20 ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

Михеев Н.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Факптжаяпигагелыюстьсу1отнькрапионовкоршент до^икорсввобакдоваиькреги^^

1200...4000 кт/год. Недостаток уровня кормления животных может быть восполнен использование в кормовых смесях жмыха, кслчь1Йпро1шангсявдостаюшш объемен®-ляпся высокоценным кормом.

В жмыхах содержится ДО 7% жци, 35.. .40% переварююго протеши, большое количество витаминов группы В и Е По содержанию кшыда и фосфора овд значительно 1Ч>ево(адет зерновые яэр&а Скармливание жмьтга носги дойного стадаижирносга молока

Но использование жмыхов в кормосмесях одерживается опугспмем эффекгив-ных средав его измельчения. Существующие молапеовые ;тробилки обшдаот высоиэй энергоемкостью техналопгажого процесс трй5ностейхазяйлвтроиэдвпельностью,аихрабочтвсрт^ тенью видов измельчаемых материалов.

Мивдщхзбити имеют еще большую энергоаиюсгь техжэтяичесизгогроцессаи не приспособлены киэмепьчиио кру™окусмжьк1шериал)в,мж)рь1мявлжга «ракушка».

В связи с этим совершенствование техюлопяескогопроцвсхяиэмЕяьчеинж^ь хаготжжазагелям эжргоемкосш является аетуальюй задачей

РабставыпсшнягаъпопрофаммеНИРРАСЖ «Разработать научное обоснование техшлоггоании инженерно- технической сферы яро-тфомышпенного комплекс на швом этапе его развитая».

Цель работы. ОмжЕниеэнергоемкостагахлгоаиметяенга нижения всодйсгвия на вдркуляционный слой, юбтфагелыюго принвдга разрушежя крупньичасгацаюяиингензвнойэвакуаг^из^^

Обьасг исследования. 1^хх|всшщухс1щдй«гота№П1ленияжмыха. Метимся исслиюваиА Втореппесжихиоспеаоваиттистльаовашмегсда классической механюда, теории ра^ушегем таердьк тот, оснсвньв положения анализа магсосбменных грешзоов дли резервов сниже-

ния энергоемкости процесса измельчения ш уточненной модели тричинно-следсгвенньк связей. Экспериментальные исследования провод ились дня гюдгвервдгния обоснованности новых направлений исследэваний и кшчесгвенной оценки взаимосвязи результативных показателей и массообменных характеристик с режимами рабслы и параметрами измельчителя. Обработка результатов исследований осуществлялась методами математической сгатистиш с использованием ЭВМ. Научная новизна.

• Исследованы закономерности массообмеш в период стабилизации технологи-

ческого процесса, определяющего величину циркулирующей массы продукта в дробильной камере и показатели энергоемкости.

• Обоснована возможность снижения (в 1,5...2 раза) скорости ротора гри реали-

зации избирательного принципа разрушения часшц про/тукта на встречных скоростях с использованием балластного объема ^обильной камеры и отражателей.

• Установлен нелинейный характер взаимосвязи производ ительности измельчите-

ля с величиной циркулирующей массы, указывающей на возможность оптимизации величины подачи жмыха в дробильную камеру.

• Подтверждены качественные отличия протекания процесса измельчения при опгамальной подаче, состоящие в том, та> зона акгавного размола и отвода про.цукта локализируется, а избыточные восходящие потоки частиц от асимметричных ударов ротора подавляются новыми порциями неизмежченного жмыха

• Установлено, что в зоне работоспособного состояния измельчителя величина его щюизводигелыюсш не зависит от площади живого сечения решшных шиберов, которая может быть многократно снижена при положительном угле атаки вертикальных стенок ротора, обеспечивающих интенсивную эвакуацию продукта из дробильной камеры

Практическая значимость.

■ Разработай конслрукгавн(>техюлогическая схема измельчителя жмыха с пи-

, ^ п.' | • *' , • , ,

тагепем секгорнога.тада.

• Уточной методика оценки приведенной энергоемкости процессов измельче-

ния.

• Измельчитель внедрен в трех хозяйствах, результаты его использования подтверждают высокий технико-экономический уровень разработки.

Реализация результатов исследования:

- обоснованные предложения по выбору рациональных режимов работы и параметров измельчителей жмыха использованы при их разработке и изготовлении в условиях экспериментального производства ГНУ ВИИТиН;

- рекомендации по настройке измельчителей на заданный модуль помола при наименьших энергозатратах на процесс переданы колхозу «Племенной завод им. Ленина»;

- предложения по использованию измельчителей жмыха на фермах и комплексах региона переданы в администрацию Тамбовской области и главное управление АПК Воронежской области.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены на научно-техническом совете АПК Воронежской области (2003 г.), на научно-технической конференции Воронежского государственного аграрного университета (2003 г.), на техсовете ГНУ ВИИТиН (2004г.), на расширенном заседании кафедры «Тракторы и сельскохозяйственные машины» Мичуринского государственного афарного университета (2004 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 3 брошюры и 5 статей.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованных источников и приложений. Работа изложена на 221 странице, содержит 23 рисунка, 2 таблицы и 7 приложений. Список использованных источников включает 112 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ. Обоснована актуальность темы, отмечена ее связь с программой НИР РАСХН и изложены основные научньре положения, выносимые на защипу.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

Приведян анализ производства и приготовления кормов. Установлено, что при потенциально высокой эффективности скармливания многокомпонентных кормосмесей кормоцехи используются неэффективно, а питательность рационов кормления животных остается недостаточной.

Для повышения питательности рационов кормления может быть использован жмых, который производится в достаточных количествах и обладает высокой кормовой ценностью, но в производстве отсутствуют эффективные средства его подготовки к скармливанию.

Сушествующие молотковые дробилки обладают высокой энергоемкостью процесса - 5.. .7кВт-ч/г. Их производительность неприемлемо высока относительно реальных потребностей хозяйств в измельченном жмыхе. Поэтому они могут быть загружены не более, чем на 7%. Кроме того, использование молотковых дробилок на разных видах измельчаемых продуктов (зерно, жмых) осложнено необходимостью замены рабочих органов- в хозяйствах этого не делают. Широкий спектр минидробилок, предлагаемых сельским товаропроизводителям, не отвечает основным технико-экономическим требованиям. Они не приспособлены к измельчению крупнокусковых материалов и обладают чрезвычайно высокой энергоемкостью процессса измельчения - до 40 кВт-ч/т (ДЗ-Т-1, «Илек», «Таврия», МКД-Ф-1-1, МКДВ).

Традиционные направления поиска резерюв снижения энергоемкости процесса измельчения твердых тел и сыпучих материалов определены законами Бонда, Кирпичева-Кика,Риттингера,Ре6индера. Рассматриваемая ими взаимосвязь-«энергия разрушения-> степень измельчения» не обладает инвариантностью относительно условий протекания процесса Поэтому анализ указанной взаимосвязи недостаточно продуктивен в поиске ре-зерюв снижения энергоемкости процесса.

Совершенствованию технологического процесса и технических средств измельчения твердых тел и сыпучих материалов посвящены работы С.В. Мельникова, ФГ.Плохова,

В.И. Сыровата, В.А. Елисеева, В.Р. Алешкина, П.М. Рощина, A.M. Карнова, Н.Ф. Игнать-евского, М.Е.Гаршина, Ф.С. Карпичникова, Б.Г. Турбина, Н.П. Сыгучева идр.

В работах этих авторов направление поиска также основано на анализе традиционной причинно-следственной связи, которая установлена применительно к идеализированным схемам силового воздействия на исследуемые образцы твердых материалов.

В реальных технологических процессах, отличающихся поточностью, энергия

разрушения в большей мере определяется величиной циркулирующей массы и ре, g жимами циркуляции, зависящими от мас-сообмена в дробильной камере, который практически не изучен.

На основе анализа исследований процессов измельчения твердых тел и па-

тентного поиска нами разработана конструктивно-технологическая схема измельчителя (рис. 1) с питателем секторного типа, которая отличается новыми условиями протекания процесса Она обеспечивает управляемость массообмена в дробильной камере и создает предпосьшки существенного сокращения энергозатрат на измельчение продукта.

Измельчитель жмыха работает

следующим образом. Жмых, («ракушку») Рис. 1 .Конструктивно-технологическая

схема измельчителя жмыха: загружают в приемный (Зунюр 1. Далее от

по наклонному днищу 2 поступает на со-

ще: 3 - дека; 4 - П-образные прорези; 5 -

пластины секторной формы; 6 - цилинд- прягаемую с ним поверхность деки 3 с

рический кожух; 7 - межсекторные каме- ,

г „ V.' ^ прямоугольными прорезями 4, имеющи-

ры; 8 - ножи; 9 - барабан; 10 - горловина;

11 - цилиндрический корпус; 12 - отбой- ми разомкнутый П-образный контур из ники; 13- ножевой ротор; 14 - решетчатый

шибер; 15 - выгрузное устройство; 16 - секторных пластин 5. Дека 3 образована вертикальная стенка ротора

пластинами секторной формы, которые жестко соединены с цилиндрическим кожухом 6, образуя межсекторные камеры 7. Ножи 8 вращающегося барабана 9 захватывают куски жмыха и продавливают их через прямоугольные прорези 4 деки 3 в межсекторные камеры 7. При этом происходит частичное дробление (первая стадия измельчения) кусков жмыха Затем предварительно измельченный жмых ножами 8 вращающегося барабана 9 подается через горловину 10 в цилиндрический корпус 11, где ножевым ротором 13 отводится к его периферии. Частицы жмыха увлекаются ножевым ротором 13 во вращательное движение и, ударяясь об отбойники 12 и решетный шибер 14, разрушаются.

При достижении необходимой степени размола они воздушным потоком и инерционными силами выносятся из цилиндрического корпуса 11 через решетный шибер 14 и выгрузное устройство 15. Вертикальные стенки 16 ножевого ротора 13 засчетугла атаки а активизируют эвакуацию измельченного продукта из дробильной камеры.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ: провести теоретический анализ работы измельчителя и обосновать направления поиска резервов снижения энергоемкости процессов измельчения жмыха;

обосновать критерии оценки и провести теоретический анализ массообмен-ных процессов в дробильной камере;

исследовать экспериментально закономерности изменения показателей мас-сообмена, энергоемкости и качества процессов измельчения жмыха в зависимости от частоты вращения и параметров рабочего органа, величины подачи неизмельченного продукта и отводящей способности решетных шиберов;

исследовать структуру энергозатрат по основным элементам технологического процесса при непрерывной (с малым интервалом) регистрации производительности и расходуемой мощности.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ

ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ЖМЫХА

В гкрвом разделе пввы с использованием законов классической механики определены зависимости произюдщельносги, момента привода и потребляемой мощности питателя от режимов его работы, параметров и физико-механических свойств жмыха Устат новлено, что производительность питателя не зависиготупювого размера секторов дам,а величина момента сопротивления имеет верояпюстный характер

Во втором разделе выполнен многомерный анализ технологического процесса (по 6-ти его элементам), которым установлена пфамегрическая взаимосвязь энергозатрат с режимами работы и параметрами измельчителя, а также физико-механическими свойствами рабочей среды, рис2., где:

AjoArjAijoA-ip, Ani* Ан» Аэ,Ав-элемекшэнергозатрат, кВг-ч/п

Ауд-удельная энергоемкость процесса, кВг-ч/г;

К], Ki Kr, К& Кщ, Kq, К^е, К& Кэ-коэффициенты прогорционалыюсга;

Эиа Э^-скорость ротора, истечения продукта, выброса частщ м/с; Яс, ал - удельное касательное и лобовое сопротивление перемещению рабочего органа, Ша.Шй2;

^Уд-о&ьмразрушаешготаиидробюгьнсйкамернм3;

рж,р, рд, Рв-плотность жмыха, разрушаемого тела, диспергированного продукта, воздуха, кг/м3;

п^тд.пнтдцШвц-масса разрушае%юго тела, продут в дробильной камере, частиц,

поступившая в дробильную камеру за цикл, выгруженная за цикл, кг,

<оп, (Ор-часгога вращения барабана шпателя и ротора, с'1;

i^t г^ц - число ножей ропвра и решешьк шиберсж, шг,

Kip,E, fm-коэффициенты трения, истечения и разгрузки;

Wn, V/д - г^кжзводигеяьность питателя (подача) и дробинки, кг/ч;

tp,t№ -время работы и измельчения продукта в камере, с,

D, L, Rr, £ - линейные размеры разрушаемого тела, кромки рабочего органа, дробильной камеры, крошеных частиц, М;

h ,b - выатаишириш вершкальной стенки рстора,м; Sp-фронтальная шющапь рабочего органа, м2;

E,М, -модульпластичности и помола, м,МПа;

а, |3, у-угол атаки стенокpcrrcpa, внутреннего и внешкготрения гроду^ ФЗД

dcrra-дааметр отверстий в решетных шиберах, м2;

в чикле измерений, на стабильном участке работы, на циркуляцию продукта, на вентиляцию камеры, кВт, Кз -коэффициент загрузки привода гю мощности; Fc-сигасопротивления резанию, Н.

Рис. 2. Блок-схема анализа технологического процесса двухстадийного измельчения жмыха

Установлено, что все элементы энергозатрат связаны с величиной циркулирующей массы (тд) продукта в дробильной камере и скоростью ротора (ЗД. Причем по ряду элементов процесса энергозатраты находятся в квадратичной и кубической зависимости от скорости ротора Этот факт позволил наметить новые направления поиска резервов снижения энергоемкости процесса: гпд-> min; 9д -> [S^J; Wn~> Oft

Подтверждением новизны указанных направлений поиска является то, что до сих пор ученые связывают повышение КПД измельчителя с относительным ростом доли работы перенапряжения (с ростом скорости рабочего органа), а взаимосвязь величины циркулирующей массы с производительностью считают линейной. Возможности минимизации циркулирующей массы и понижения интенсивности механического воздействия на циркуляционный слой позволяет реализовать предложенная конструкгавно-технслогическая схема измельчителя. При наличии балластного объема в дробильной камере и отражателей ротор выбивает неразрушенные частицы из циркуляционного слоя, которые после вторичного удара об отражатели разрушаются на встречных скоростях. Это создает предпосылки существенного понижения скорости ротора

«Разгрузка» циркуляционного слоя от неизмельченных частиц в сочетании с положительным углом атаки вертикальных стенок ротора обеспечивает повышение интенсивности эвакуации измельченного продукта из дробильной камеры и снижение величины циркулирующей массы

В третьем разделе главы выполнен анализ динамики массообмена в дробильной камере. Графически он представлен на рис. 3. Процесс массообмена описывается уравнением:

dmn/dt =Лпд/й+<Ьпв/Л, 0)

где - масса соответственно поданная питателем, накопленная в

дробильной камере и выведенная из нее за время dt.

При tp-юо величина Шд/шв->-0,а тв->Шп. Но в любой момент времени для конкретных условий протекания процесса (режимов работы и параметров измельчителя) тд имеет вполне определенную величину. Важно отметить, что велличина циркулирующей массы продукта формируется на некотором участке времени стабилизации массообменно-

го процесса ( ter), величина которого зависит от плошэди живого сечения шиберов (Бщ) при постоянстве параметров рабочего органа (ос, b, h).

Поэтому рассмотрение начального периода работы измельчителя, самого информативного с точки зрения анализа массообменных процессов и поиска резервов снижения энергозатрат, определяет существенную новизну исследований. Ранее авторами период стабилизации процесса измельчения не рассматривался.

На рис.3 рассмотрены три варианта (кривые 1,2Дмассообмена при различной интенсивности отвода измельченного продукта в зависимости от величины Sm (в порядке ее убывания). Дня наибольшей величины 8щ характерен момент времени (t „), при котором dnin/dt =с!тд/А До эгого момента величина шд непрерывно возрастает ( рис. За), егго-фажаегсяшкявдадоАьазатемвингервалевремат^н-.^сп) уменьшается на шзтчину Î2 2 и сохраняется стабильной на протяжении включенного состшния питателя (t вкл)- Поэтому для варианта Su^Suhm можно записать:

Пз=П,-02. (2)

Для двух друшх случаев, когда Sm<Suiroc величина шд возрастает непрфьшно винтерважвршеш(0..Дст),'гаккакс1тп/А><йпв/Л. То есть период частичной разгрузки дробильной камеры, характерный для первого случая, отсутствует. С уменьшением Sm периоды времени стабилизации процесса (t сг) и последующей (после отключения подачи) разгрузки дробильной камеры (t Рлз) увеличиваются. При этом увеличивается и циркулирующая масса Величины плошацей, эквивалентных циркулирующей и отаодамой массам в первом варианте можно предстаешь уравнениями:

П. = WntH -'fw,(t)dt; П2 = tw,(t)dt- Wn(t„ -tH); Q3 = fW„(t)dt, (3)

® lh lbwl

где Wn- производительность питателя, кг/ч;

Wb - интенсивность отвода продукта, кг/ч.

При меньших значениях Sm (кривые 2 и 3) величину массы продукта в дробильной камере (W^ эквивалентную ей площадь (СУ|) и массу выгруженного продукта после отключения питателя можно определить равенством:

Рис. 3. Графический анализ массообменных процессов: а) - Wв(t) при различных Бш I б) - изменение (т„, Шд, Ш„) в интервале (0 ... ^ ) при различных 5щ.

В качестве критериев оцгнкимосазбменнькпрс^^ нами

предложена: коэффициент разгрузки (1щ) и коэффициент остаточного отвода (фосг)про-дукга за условный интервал времени (0...1вкд)> больший периода времени стабилизации

(Ест) процесса:

/ Wв(t)dt/WntBKJJ;

о

ФостМЧ^/ТЧСОЛ. (5)

/

о

Коэффициенты ^ и фос- очень чувствительны к изменению режимов работы и параметров рабочих органов измельчителя. Они позволяют объективно и достаточно полно оценивать массообменные процессы. Величина характеризует отношение отведенной массы за время 1вкл к поступившей в дробильную камеру за то же время. Величина характеризует отношение массы отведенной за интервал времени к отведенной из дробиль-

ной камеры за время

Взаимосвязь между коэффициентами определяется уравнением:

Массу продукта в дробильной камере в 1 -ом опыте ] -ом интервале (цикле) контроля времени определяли по соотношениям:

где - цикловая подача продукта питателем в дробильную камеру в 1-ом

опыте, кг/цикл;

(6)

(7)

и

измерений в 1-ом опыте, кг,

- число циклов подач продукта в дробильную камеру питателем от момента его включения до ^го (включительно) интервала измерений в 1-ом опыте, шт.;

Пц -числю интервалов измерений в 1-ом опыте, шт.

В четвергом разделе главы даю обоснование уточненной методики оценки приведенной энергоемкости процесса измельчения, где изложена процедура обеспечения условий сопоставимости оценок по качеству процесса и загрузке привода. Подтверждена нецелесообразность поиска универсальных эквивалентных АудиМ вре-шении задач сравнения.

3. ПРОГРАММА РАБОТ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ В программе работ детально изложены основные этапы исследований. Экспериментальные исследования планировались в соответствии с теоретически обоснованной

возможностью поэтапного снижения воздействия на циркуляционный слой: снижение размеров вертикальной стенки ротора и угла атаки; увеличение числа решетных шиберов и площади их живого сечения; уменьшение числа ножей ротора; уменьшение частоты вращения ротора; увеличение подачи.

Промежуточный анализ результатов исследований и отыскание закономерностей протекания процесса, предусмотренных задачами исследований, проводили по уточненной модели причинно-следственных связей, рис.4.

Рис. 4. Модель причинно-следственных связей Варьирование факторов осуществлялось сменными рабочими органами и ступенчатым изменением передаточных чисел приводов. Состав факторов и уровни их варьирования представлены в таблице.

Таблица

Состав факторов и уровни их варьирования

№ п/п Наименование факторов Ед. измерения Уровни варьирования (диапазон)

1 Высота вертикальной стенки ротора (Ь) м 18,2; 27,5; 35,7-Ю"3

2 Ширина вертикальной стенки ротора (Ь) м 66,5; 68,69-10"3

3 Угол атаки вертикальных стенок (а) град. 12; 20,30

4 Число ножей ротора (пн) шт. 1;2

5 Число шиберов (пш) пгг. 1;2

6 Площадь живого сечения шиберов (Бщ ) мг 2,8; 5,6; 7,5; 10,4103

7 Диаметр отверстий шиберов (с!^) м 6,0; 7,9; 93; 12,0-Ю3

8 Подача неизмельченного жмыха кг/ч 394... 1294

9 Частота вращения ротора ((Ор) с-1 (об/мин) 175; 238; 301,4 (1670; 2275; 2880)

10 Частота вращения ножевого барабана питателя К) с-' (об/мин) 2,0; 3,14; 3,7 (19; 30; 35,5)

В соответствии со спецификой решаемых задач, предполагающих выявление динамики величины циркулирующей массы в дробильной камере, нами в каждом опыте отбиралось 10.. .23 навески измельченного продукта с интервалом 10с для рассева и расчета величины тд го соотношениям (7). Число навесок определялось условиями опытов и характером протекания процесса.

Физико-механические свойства жмыха и продуктов его измельчения определяли по известным методикам. Величину усилия резания измеряли динамометром с непрерывной регистрацией показаний видеокамерой. Токовую нагрузку измеряли в синхронном режиме с контролем навесок при помощи электроклещей с цифровой индикацией измерений.

4 РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В поисковой части исследований выявлены физико-механические свойства неиз-мельченного жмыха и продуктов его измельчения. Определены границы работоспособного состояния дробилки по величине подачи и отводящей способности решетных шиберов, силовые и мощностные характеристики питателя.

Установлено, что первая стадия измельчения жмыха (крошение) ножевым барабаном и секторной декой не может рассматриваться в качестве компромиссного (с роторной

/ш

0,8

0,7 0,6

М,

мх10° 1.2

1,0

0,8

\ }

7

0

6 Бш, мгх10"}

дробилкой) объекта поиска сущест-

кВт-ч/г

^ венных резервов снижения энергозатрат. Так как режим работы питателя 3 ----- „-.и

(со„=2.. .3,7 с ) на два порядка ниже режима работы дробилки (сор = 175...301,4с'1). Питателв выполняет

Рис. 5. Закономерности изменения , М и /т

от Бш: 1 - М=Д5Ш); 2 -/т^ш); 3 - А.^вш) лишь вспомогательные функции -

предварительное крошение жмыха и регламентированная его подача в дробильную камеру.

Далее эксперименты проводили в последовательности, оговоренной в третьей плаве, с постепенным понижением интенсивности воздействия на циркуляционный слой. На первом этапе частота вращения ротора сохранялась на уровне сор =301,4 с1. При максимальных размерах вертикальной стенки ротора иуглеатаки =20° получены зависимости результативных показателей (Ауд,Ми1т)от площади живого сечения решетных шиберов (13ш),рие.5. При этом подача- 'п=586 кг/ч, а скорость ротора 8л = 65 м/с. Из рисунка 5 видно, что с увеличением Бш в 2,7 раза удельная энергоемкость процесса (средняя по циклам измерении) снизилась в 7,5 раза, а величина циркулирующей массы снизилась от 238 кг до 136 кг. Эти результаты подтверждают обоснованность выбранного направления исследований и его результативность.

Они опровергают традиционные представления о линейной взаимосвязи и тд и зависимости производительности от площади решет. Отводящая способность шиберов (Бщ) в зоне работоспособного состояния не лимитирует производительность, но существенно влияет на энергоемкость процесса и другие результативные показатели:

_ Гб,9176/5ш-97,6 ' 4

уд

С =е

-1,1508/5,

'ш .

м

= 1п(з

7,612хЮ'38?„ +1,977

(8)

Причем, в предложенном решении площадь решетных поверхностей в сравнении с молотковыми дробилками (в относительном измерении - относительно цилиндрической поверхностидробильнойкамфы)уменьшенав 8,6... 51,4раза. Но удельная отводящая способность приа>0 и ином характере протекания процесса оказалась в 5...6 раз выше. Диа-

метрально противоположное размещение двух одинаковых решетных шиберов в сравнении с одним снижает энергоемкость процесса в 2,25...4,5 раза в зависимости от диаметра отверстий (с!ого) в них.

Результаты исследований структуры потребляемой мощности (по элементам технологического

t, с процесса) при работе измельчителя с

Рис. 6. Структура потребляемой мощности по элементам технологического процесса: 1 - один ши- одним (диаграмма 1) и двумя (диа-бер; 2 - два шибера

грамма 2) решетными шиберами

представлены на рис.6.

Из рис. 6 видно, что мощность, затрачиваемая на циркуляцию продукта в дро-бильнойкамере (Ыцу) составляет 79... 8 2 % общей мощности на стабильном участке протекания технологического процесса (Nct). Это подтверждает актуальность и новизну направления исследований с целью (тд).ййетдаа№¥ характеризует затраты мощности на разрушение продукта ударом измеряли после отключения питателя- 1иКЛ=50с)и она сопоставима с затратами мощности на вентиляцию дробильной камеры (Nbeh) после полного отвода из нее измельченного продукта

Выявленное соотношение величин затрачиваемой мощности указывает на недостаточную продуктивность анализа взаимосвязи (Ауд-> М), полученной при частных вариантах силового воздействия (иногда при идеализированных условиях) на разрушаемый образец. Эти взаимосвязи не могут служить объективной основой совершенствования техники и технологий с реальными и многообразными условиями протекания процесса.

Высокая корреляционная связь величины циркулирующей массы (шд) с потребляемой мощностью (Ыц);,регастрирушойвингервалах(циклах) продолжительностью 10 с, видна из рис.7.

Эти результаты получены при a=3(f. Увеличение угла атаки вертикальных стенок ротора интенсифицирует отвод измельченного продукта, что приводит к снижению по-

требляемой мощности на 6,1%иудельных энергозатрат -на 9,1%. Но при этом модуль помола увеличивается на 22%.

Поэтому дальнейший поиск резервов снижения энергоемкосга процесса проводили при понижении а и h с тем, чтобы сохранить величину модуля помола в пределах требований при росте Установлено, что при удельные энергоза-

тратыв 1,1... 1,77 раза ниже, чемпри

ГПд,

кг 1,2

0,8' 0,4

Nu, кВт

1,6

1,4 1,2

1,0

Взаи 2- тд=/(|)

М,,

0 о/ J 0 W1

2 \ 1

Kbfc —An, А

Ь = 27,5х1(Г3м и а = 20°.Аумень-

шение числа ножей ротора от двух до одного позволяет дополнительно снизить энерогоемкость процесса на 24,5...263%.

Это объясняется тем, что двухножевой ротор более интенсив-

20 40 60 80 1, с Рис.7. Взаимосвязь величины тд с % 1 - ^ = ДО; но воздействует на циркуляционный

слой и диффузия частиц в балластный объем увеличивается, а цирку-

мхЮ 1,6

1,4

1,2

\ teo

\ 1

& a/4 --—а~ а

зЛ, □ у А- У Л." fa \

-а. -i-^A " й -ч

лирующая масса возрастает.

При расширении диапазона dore ДО 12хЮ"3м качество размола одноножевым ротором (h = 18Дх1СГ3, а = 12?) находится в пределах требований действующего

80 t, с стандарта и на стабильном участке Рис.8 Зависимость М от dore и t при сор =301,4с'1:1 -

0 6; 2- 07,9; 3- 0 9,3; 4 - 0 12 процесса продукт соответствует

средней крупности, рис.8. Из рисунка 8 видно, что модуль помола увеличивается с повышением dore- Его величина стабилизируется через 20 с после включения измельчителя. При dam"6х10"3м отмечается меньшая стабильность процесса измельчения. При dora= 12 X10"3 м увеличился коэффициент inдо0,93,а величина m„ снизилась в 1,7... 2,6 раза в сравнении с условиями работы измельчителя, когда

1Т1д, КГ

2,0

1Д

0,4

О

к J /—г

□- ^3

500

600

Изменение величины подачи (W„) нешмельченного жмыха в дробильную камеру в даапаооне 536...837 кт/ч позволило установить ее оптимальную величину для конкретных условий шмельчения(<»р^301,4с\Ь=18,2х10"3м, а = 12°), равную 650.. .680 ккЧ которая

700 800 wn ,кг/ч соответствует минимальным значениям Рис.9. Зависимость величины 1ТГд OT(Wn) и (¡и»:

1-06, 2- 0 7,9, 3-0 9,3, 4- 012 трестирующей массы, рис.9. В опго-мальном диапазоне Wn новые порции жмыха, поступающие в дробильную камеру, подавляют восход ящие потоки частиц сгг асимметричных ударов ротора. При этом зона активного размола и отвод а продукта из дробильной камеры локализуется, а величии циркулирующей шхы уменьшается. Чем больше dare, тем меньше шд.

Предшествующие этапы подтвердили возможность и целесообразность дальнейшего снижения интенсивности воздействия на циркуляционный слой. С эгтой целью на последующих этапах мы понижали частоту вращения ротора (шр) при существенном повышении подати (Wn). При ®р=238 с1 и W =921 кг/ч удельная энергоемкость процесса снизилась на22.. .46% и достигла 0,45 кВг-ч*г (без учета загтраг на холостой ход и цмвод питателя). При этом модуль помолаувеличился на 7,8.. .34% ,но не превысил допустимых значений. Характер протекания процесса несколько изменился - возросла степень зависимости АудОтЗщ.

При дальнейшем снижении шр до 175с1 и подаче Wn ~ 871 юУч измельчение жмыха одноножевым ротором (h=18Д х 10"1 м, a = 12°) оказалось наименее энергоемким (Ауд =0,27 кВт-ч^гбез затрат энергии го холостой ход и привод питателя). Но модуль помола при с1(хв=12хШЛтдостигпредетьнойвеличт1Ь1Вз^ ся в диапазоне 1,36. .Д5 х 103 м. Коэффициент разгружи дробильной камеры при уменьшении сор снизила - fm= 0,74.. .0,88, что привело к росту циркулирующей массы (шд). Но степень зависимости энергозатрат от скорости ротора выше, чем от величины циркулирующей массы. Поэтому Ауд при срр= 175 с1 оказался минимальней.

Обобщающие результаты исследований представлены на рис. 10.

М , мхЮ"3

58 Эл,м/с

2,0 1,5 1,0

* —..

0-у-

38

48

б)

58 Зл ,м/с

Рис. 10 Зависимость показателей Ауд и"Й от линейной скорости (&л) ножа ротора: 1-06;

2-09,3; 3-0 12

Из рис. 10 видно, что удельная энергоемкость процесса непрерывно снижается с уменьшением 9л ДО 39 м/с при достаточной отводящей способности решетных шиберов ((Зстз 93- • ■ 12 х10"3м). Для (1о1в=6х10'3мхарактерен некоторый оптимальныйдиапазон скорости ротора (9л =50...55м/с).При 9л <50 м/с отвод продукта из дробильной камеры затрудняется, величина тд достигает 3,85 кг и энергоемкость процесса возрастает. Модуль помола во всем диапазоне находится в допустимых пределах, установленных действующим стандартом.

5. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОДГОТОВКИ И СКАРМЛИВАНИЯ ЖМЫХОВ

Нами обобщены результаты производственной деятельности молочных ферм Воронежской области. Установлено, что суточный рацион кормления дойных коров недостаточен по питательности. Его обогащение на 1 к.е./сут позволяет (среднестатистически) повысить годовые надои на 300кг.

От введения 3 кг жмыха в суточный рацион кормления животных его питательная ценность (с учетом технологического эффекта от смешивания компонентов рациона) воз-растаетна 3,55 к.е, что обеспечивает увеличение суточных надоев на 2,92 кг. В расчете на 400 голов дойного поголовья экономический эффект от введения в кормосмесь измельченного жмыха в объеме 3 кг/сут на 1 гол составил 772,6 тыс. руб. в год. При этом учтена стоимость жмыха, затраты на его транспортировку и подготовку к скармливанию.

Сравнительная оценка эффективности измельчителя жмыха оказалась некорректной из-за отсутствия сопоставимой базы сравнения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1.Существующие молотковые дробилки обладают высокой энергоемкостью (5...7 кВт-ч/т) и избыточной производительностью на измельчении жмыха (6 т/ч) относительно потребности конкретного хозяйства в нем, загружены на 5...7%, не универсальны по видам измельчаемых материалов, требуют замены молотков. Минидробилки не приспособлены к измельчению крупнокусковых материалов.

2. Предложенный измельчитель жмыха позволяет на порядок снизить энергоемкость процесса за счет понижения интенсивности воздействия рабочих органов на циркуляционный слой продукта в дробильной камере, избирательного разрушения крупных частиц слоя при наличии балластного объема с отражателями и активной эвакуации измельченного продукта.

3. Снижать интенсивность воздействия на циркуляционный слой целесообразно за счет:

- уменьшения высоты вертикальных стенок ротора от 27,5 до 18,2x10 3 м - энергоемкость снижается в 1,1... 1,77 раза;

- уменьшения частоты вращения ротора от 301,44с'1 ДО 175с'1 и увеличения в 1,5 раза - энергоемкость снижается в 3,1 раза, а величина циркулирующей массы - в 2,6...3,4 раза;

- сокращения числа ножей ротора от 2-х до 1-го - энергоемкость снижается на 24,5...26,3 %;

- оптимизации величины подачи крошеного жмыха в дробильную камеру - энергоемкость снижается на 12,3.. .29,4% при с!отв= 6...7,9х10"3 м.

4. Площадь живого сечения решетных шиберов не лимитирует производительность измельчителя и может быть снижена в 8,6...51,4 раза в сравнении с молотковыми дробилками при положительном угле атаки а= 12°

вертикальных стенок ротора. При больших а модуль помола возрастает на 22%, а энергоемкость снижается лишь на 9,1%.

5. Коэффициент разгрузки дробильной камеры, определяющий величину циркулирующей массы продукта, которая накапливается только в интервале времени стабилизации процесса массообмена, изменяется в диапазоне 0,69...0,93 и прямопропорционально связан с углом атаки и площадью живого сечения шиберов.

6. Величина модуля помола не выходит за уровень требований действующего стандарта и изменяется в диапазоне м в зависимости от интенсивности воздействия рабочего органа на циркуляционный слой и характера массообмена в дробильной камере, определяющего неоднозначную взаимосвязь между М и Ауд.

7. Доля энергозатрат на процесс ударного разрушения частиц жмыха составляет 18...21% от общих, она соизмерима с затратами энергии на вентиляцию дробильной камеры, которые в оптимальном режиме работы ниже лишь на 1/3. До 82% энергии затрачивается на циркуляцию продукта и воздуха, что свидетельствует о значимости массобменных процессов в поиске резервов снижения энергоемкости.

8. Удельная энергоемкость процесса предложенного измельчителя без учета затрат энергии на холостой ход составляет 0,35...0,39 кВт-ч/т. Минимальному значению соответствует окружная скорость 9л = 50...55 м/с. При (1отв= 9,3...12х10'3м Ауд снижается непрерывно с уменьшением до 39 м/с.

9. Применение измельчителя на ферме в 400 дойных коров с исходной питательностью суточного рациона 8 к.е. позволяет получить дополнительный доход от повышения продуктивности - 772,6 тыс. руб/год. Сравнительная оценка эффективности с высокопроизводительными молотковыми дробилками некорректна по причине их крайне малой загрузки в условиях реального хозяйства.

Основные положения диссертации излажены в с.вдуюших работах:

1. Калиниченко СГ. Большое маяоко: цгли и перспективы / Воронежский агрове-стник, №2-3,2003, с. 37.. 39.

2. Тишанинов НЛ, Калиниченко СГ. Ататизуровня использования тетики в животноводстве до начала реффм / Проблемы использования техники в живогао-водсгее.-Сб. геуч. трудов ГНУ ВИИТиН, Вып.4, Том 2, Тамбов, 2003, с. 3... 10.

3. Калиниченко СГ. Методические аспекты аналша эффективности использования кормоцехов / Достижения науки итехники в АПК, №4,2004, с29.. .31.

4. Тишанинов НИ, Калиниченко СГ. Современное состояние кормоприютовле-гая и гут совершенствования измельчителей. - Брошюра, ГНУ ВНИИГиН, Тамбов, 2002,52 с.

5. Тишанинов НЛ, Калиниченко СГ. Теоретический анализ процессов двухста-дийного измельчения жмыха - Брошюра, ГНУ ВИИТиН, Тамбов,2004,38 с.

6. Тишанинов НЛ, Калиниченко СГ. Результаты экспериментальных исследований процессов деухстадайного измельчения жмыха. - Брошюра, ГНУ ВИИТиН, Тамбов, 2004, 60 с.

7. Калиниченко СГ. Уточненная оценка приведенной энергоемкости процессов измельчения / Проблемы использования техники в сельском хозяйстве. -Сб. науч. трудов ГНУ ВИИТиН, Вып. 5, Тамбов, 2004, с.3.,.7.

8. Калиниченко СГ. Эффективность применения измельченного жмыха в рационах кормления дойных коров / Проблемы использования техники в сельском хозяйстве. - Сб. науч. трудов ГНУ ВИИТиН, Выа 5, Тамбов, 2004, с. 8.. .10.

9 Патент на ПМ - Положительное решение о выдаче патента по заявке №200Ф10769&22 от 15.032004. Измельчитель жмыха/ НЛ. Тишанинов, СГ. Калиниченко (ЯП).

ДЛЯ ЗАМЕТОК

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Подписано в печать 17.11.2004. формат 60x84/16 Печ.л.1,0. Тираж 100. Заказ И.

Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский и проект-но-технологический инстшут по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве

(ВИИТиН) 392022, г.Тамбов, Новорубежный пер., 28.

№2 66 0 0

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 .Анализ производства и приготовления кормов.

1.2 .Анализ перспектив использования жмыха в рационах кормления крупного рогатого скота.

1.3.Анализ технологий и технических средств измельчения материалов.

1.4. Конструктивно-технологическая схема измельчителя жмыха с секторным питателем.

1.5. Анализ исследований процессов измельчения твердых материалов.

1.6. Цель и задачи исследований.

2.ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ЖМЫХА.

2.1. Анализ рабочего процесса секторного питателя.

2.2. Параметрическая оценка энергозатрат по составляющим технологического процесса.

2.3. Анализ динамики массообмена в дробильной камере.

2.4. Уточненная оценка энергоемкости процессов измельчителя.

3. ПРОГРАММА РАБОТ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Программа работ.

3.2. Методика экспериментальных исследований процессов измельчения жмыха.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Результаты и анализ поисковых исследований процессов двухстадийного измельчения жмыха.

4.2.Результаты и анализ исследований факторов интенсификации циркуляционного слоя продукта в дробильной камере.

4.2.1. Интенсификация циркуляционного слоя за счет размеров вертикальных стенок ротора.

4.2.2. Интенсификация циркуляционного слоя за счет увеличения угла атаки вертикальных стенок ротора.

4.2.3. Интенсификация циркуляционного слоя за счет увеличения числа ножей ротора.

4.3. Результаты и анализ исследований факторов понижения уровня воздействия на циркуляционный слой продукта в дробильной камере.

4.3.1. Результаты и анализ исследований процессов измельчения жмыха ротором с пониженными параметрами h и а.

4.3.2. Результаты и анализ исследований процессов измельчения при увеличении диапазона плошади сечения шиберов и периода его стабилизации.

4.3.3. Результаты и анализ исследований качества и энергоемкости процесса измельчения при изменении подачи неизмельченного жмыха.

4.3.4. Анализ результатов исследований процесса измельчения при понижении частоты вращения ротора до 238с1(2275 об/мин).

4.3.5. Анализ результатов исследований процесса измельчения при повышении подачи до Wn = 1175кг/ч.

4.3.6. Анализ результатов исследований процесса измельчения при понижении частоты вращения ротора до С0р— 175с"1.

5.ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОДГОТОВКИ И СКАРМЛИВАНИЯ ЖМЫХОВ.

5.1. Методические аспекты анализа эффективности использования кормоцехов в современных условиях.

5.2. Статистическая оценка уровня использования кормоцехов.

5.3. Оценка технологического и экономического эффекта от подготовки и введения в рационы кормления жмыха.

При современном состоянии животноводства в России основным резервом повышения его эффективности является повышение уровня кормления животных. Фактическая питательность суточного рациона кормления дойных коров в обследованных регионах составляет 7,1. 14к.е./сут, а продуктивность - 1200.4000кг/год.

Недостаток уровня кормления животных может быть восполнен использованием в кормовых смесях жмыха, производство которого в различных областях ЦЧР за последние годы увеличилось до 50.130тыс. тонн в год.

Жмыхи являются высокоценными кормовыми продуктами. В них содержится до 7% жира, 35.40% переваримого протеина, большое количество витаминов группы В и Е. По содержанию кальция и фосфора они значительно превосходят зерновые корма. Скармливание жмыхов обеспечивает повышение продуктивности дойного стада и жирности молока.

Но использование жмыхов в рационах кормления животных сдерживается отсутствием эффективных средств его измельчения. Существующие молотковые дробилки обладают высокой энергоемкостью технологического процесса (5.7кВт-ч/т) и избыточной производительностью. Их загрузка по времени смены при измельчении жмыха в хозяйствах не превышает 5.7%. Причем их рабочие органы не универсальны относительно видов измельчаемых кормов, требуется замена молотков.

Минидробилки также обладают высокой энергоемкостью и не приспособлены к измельчению крупнокусковых материалов из-за отсутствия питателей для предварительного крошения кусков и их регламентированной подачи в дробильную камеру.

Совершенствованию средств измельчения жмыха и других твердых тел по показателям энергоемкости технологического процесса посвящено огромное количество работ отечественных и зарубежных авторов. Для них характерна определенная направленность поиска резервов снижения энергоемкости процесса, основанная на анализе очевидной, но не достаточно продуктивной для достижения цели взаимосвязи - "энергия разрушения —> степень измельчения".

Эта взаимосвязь, установленная основоположниками теории разрушения твердых тел, не обладает инвариантностью относительно условий протекания процесса. Поэтому не продуктивен ее анализ в поиске резервов снижения энергоемкости процесса. Изначально она устанавливалась применительно к идеализированным схемам силового воздействия на исследуемые образцы твердых материалов.

В реальных технологических процессах, отличающихся поточностью, энергоемкость разрушения в большей мере определяется величиной циркулирующей массы диспергированного продукта и режимами его циркуляции, которые зависят от массобменных процессов в дробильной камере. Однако массообменные процессы в технологиях измельчения твердых тел остаются практически не изученными.

Цель исследований - снижение энергоемкости процесса измельчения жмыха за счет понижения воздействия на циркуляционный слой, избирательного принципа разрушения крупных частиц слоя и интенсивной эвакуации измельченного продукта.

Работа выполнялась по программе НИР РАСХН на 2001 .2005г.г., задание 01.02 - "Разработать научное обоснование технологизации инженерно-технической сферы агропомышленного комплекса на новом этапе его развития".

На защиту выносятся следующие научные положения:

- анализ уточненной причинно-следственной связи — « режимы работы и параметры измельчителя —> массообменные процессы в дробильной камере —> результативные показатели » - обеспечивает новое и продуктивное направление поиска резервов совершенствования процессов измельчения твердых тел;

- взаимосвязь производительности измельчителя и циркулирующей массы не является линейной и определяется сочетанием интенсивности эвакуации измельченного продукта и величиной подачи в дробильную камеру;

- основные резервы снижения энергоемкости технологического процесса состоят в минимизации циркулирующей массы и понижении интенсивности воздействия на циркуляционный слой;

- понижение интенсивности воздействия на циркуляционный слой возможно при реализации избирательного принципа разрушения частиц на встречных скоростях с использованием балластного объема дробильной камеры и отражателей;

- площадь живого сечения решет не лимитирует производительность измельчителя в зоне его работоспособного состояния и может быть сокращена в десятки раз при положительном угле атаки вертикальных стенок ротора.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 .Существующие молотковые дробилки обладают высокой энергоемкостью (5.7 кВт-ч/т) и избыточной производительностью на измельчении жмыха (6 т/ч) относительно потребности конкретного хозяйства в нем, загружены на 5.7%, не универсальны по видам измельчаемых материалов, требуют замены молотков. Минидробилки не приспособлены к измельчению крупнокусковых материалов.

2. Предложенный измельчитель жмыха позволяет на порядок снизить энергоемкость процесса за счет понижения интенсивности воздействия рабочих органов на циркуляционный слой продукта в дробильной камере, избирательного разрушения крупных частиц слоя при наличии балластного объема с отражателями и активной эвакуации измельченного продукта.

3. Снижать интенсивность воздействия на циркуляционный слой целесообразно за счет:

- уменьшения высоты вертикальных стенок ротора от 27,5 до 18,2x10"3 м энергоемкость снижается в 1,1. 1,77 раза;

- уменьшения частоты вращения ротора от 301,44с*1 до 175с"1 и увеличения d0TB в 1,5 раза - энергоемкость снижается в 3,1 раза, а величина циркулирующей массы - в 2,6. 3,4 раза;

- сокращения числа ножей ротора от 2-х до 1-го - энергоемкость снижается на 24,5. .26,3 %

- оптимизации величины подачи крошеного жмыха в дробильную камео ру - энергоемкость снижается на 12,3. .29,4% при d0TB= 6. .7,9x10" м.

4. Площадь живого сечения решетных шиберов не лимитирует производительность измельчителя и может быть снижена в 8,6.51,4 раза в сравнении с молотковыми дробилками при положительном угле атаки а= 12° вертикальных стенок ротора. При больших а модуль помола возрастает на 22%, а энергоемкость снижается лишь на 9,1%).

5. Коэффициент разгрузки дробильной камеры, определяющий величину циркулирующей массы продукта, которая накапливается только в интервале времени стабилизации процесса массообмена, изменяется в диапазоне 0,69.0,93 и прямопропорционально связан с углом атаки и площадью живого сечения шиберов.

6. Величина модуля помола не выходит за уровень требований действующего стандарта и изменяется в диапазоне 0,76.2,5x10"3 м в зависимости от интенсивности воздействия рабочего органа на циркуляционный слой и характера массообмена в дробильной камере, определяющего неоднозначную взаимосвязи между М и Ауд.

7. Доля энергозатрат на процесс ударного разрушения частиц жмыха составляет 18.21% от общих, она соизмерима с затратами энергии на вентиляцию дробильной камеры, которые в оптимальном режиме работы ниже лишь на 1/3. До 82% энергии затрачивается на циркуляцию продукта и воздуха, что свидетельствует о значимости массобменных процессов в поиске резервов снижения энергоемкости.

8. Удельная энергоемкость процесса предложенного измельчителя без учета затрат энергии на холостой ход составляет 0,35.0,39 кВт-ч/т. Минимальному значению Ауд при dOTB=6xl0" м соответствует окружная скорость дл = 50.55 м/с. При d0TD= 9,3. 12x10" м Ауд снижается непрерывно с уменьшением до 39 м/с.

9. Применение измельчителя на ферме в 400 дойных коров с исходной питательностью суточного рациона 8 к.е. позволяет получить дополнительный доход от повышения продуктивности — 772,6 тыс. руб/год. Сравнительная оценка эффективности с высокопроизводительными молотковыми дробилками некорректна по причине их крайне малой загрузки в условиях реального хозяйства.

1. Стратегия машинно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период до 2010 года. М. :РАСХН, 2003,49с.

2. Концепция развития механизации и автоматизации животноводства в XXI веке /Научно-технические проблемы механизации и автоматизации животноводства. / Сборник научных трудов. Том 2. Часть 1, Подольск, ГНУ ВНИ-ИМЖ, 2002, 31 1с.

3. Проблемы использования техники в животноводстве / /Сборник трудов научно практического совещания - семинара (Вып.4. Том 2), Тамбов, ГНУ ВИИТиН, 2003, 86 с.

4. Завражнов А. И. , Коровин В.В. К вопросу моделирования процесса приготовления кормов в кормоцехах / Труды Целиноградского СХИ. Том 24 "Производство и приготовление кормов в северных областях Казахстана", Целиноград, 1979, с 73.80.

5. Тишанинов Н. П., Волобоев А.Ф. Методика оценки эффективности использования кормоцехов / Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1987, № 9, 35.37.

6. Рекомендации по техническому перевооружению молочнотоварных ферм на 100, 200, 400 голов и свиноводческих ферм, М.:ФГНУ" Росинформ агратех,"2003, 283с.

7. Бахарев Г. Ф., Дронова J1. И., Емельянова JL Н. Мобильная раздача кормов / Там же, с. 58.63.

8. Ю.Стяжкин В., И., Сосновский В. JL, Мысин В. В. Автоматизированная система кормления животных концкормами АКС -30 / Там же с 64.67.

9. Карташов С.Г. Производство комбикормов в хозяйствах / /Там же, с. 67.72.

10. Мохнаткин В.Г., Шулятьев В.Н., Рылов А.А. Оптимизация формы основания спирального (деки) для бункерных измельчителей раздатчиков грубых кормов/ Там же, с. 78.84.

11. Морозов Н.П. Приоритетные направления создания техники для механизации животноводства / Техника в сельском хозяйстве, №5, 1998, с. 3.5.

12. Бахарев Г. Ф. Предпосылки совершенствования процесса раздачи концкормов крупному рогатому скоту и овцам/

13. Науч.-техн. бюлл. РАСХН. Сиб. отд. СибИМЭ, Новосибирск, 200, с. 32.36.

14. Александрова М.Ф. и др. Моделирование и анализ рынка комбикормов/ Комбикорма, N°5, 2000.

15. Бизнес- карта "Пищевая промышленность". Том 3. М.: 2001.

16. Концепция развития технологий и технических средств производства комбикормов в хозяйствах. Подольск, ГНУ ВНИИМЖ, 1999.

17. Мохнаткин В.Г., Рылов А.А., Шулятьев В.Н. Применение симплекс-решетчатого планирования при разработке формы корпуса дробильной камеры измельчителей грубых кормов / /Аграрная наука .

18. Северо-восток Европейской части на рубеже тысячелетий. Состояние и перспективы. - Сб. науч. тр. ВГСХА. Том 1, Киров, 2000.

19. Палецков Е.Н. Универсальные показатели и зависимость для проектирования интенсивного производства продукции КРС/ Совершенствование технологии и средства механизации животноводства. Сб. науч. тр. ЧИМЭСХ, Челябинск, 1985, с. 8.12.

20. Белявский Ю. И. Индустриализация молочного скотоводства. М.: Россельхозиздат, 1984.

21. Алешкин В.Р., Рощин П.М. Механизация животноводства. М.: Агропромиздат, 1985, 336 с.

22. Стремнин В.А., Скоркин В.К. Региональное машиностроение и система машин для животноводства / Там же, с. 20.26.

23. Автомонов И.Я., Скоркин В.К. Пути снижения энергоемкости и длительности доступа сена активным вентилированием в хранилищах / Там же, с. 61-74.

24. Скоркин В. К. Эффективность скармливания комбинированных силосованных кормов молочным коровам /Там же, с. 74.89.

25. Соколов А.В. Проблемы сохранности влажного кормового сырья и возможные пути их решения / Там же, с. 89.94.

26. Шевцов В.В. Пути повышения производительности и снижения энергоемкости оборудования для брикетирования многокомпонентных кормосмесей на основе грубых кормов / Там же, с. 95.105.

27. Морозов Н.М. Восстановление производства отечественной продукции животноводства на основе реконструкции ферм / /Там же, с. 44.49.

28. Сысуев В.А. и др. Оптимизация параметров усовершенствованного мобильного измельчителя раздатчика /Там же, с. 44.49.

29. Нагорский И.С. и др. Моделирование фрезерного барабана для выгрузки стебельчатых кормов / Там же, с. 49.58.

30. Марченко О. С., Шураков В.А. К вопросу создания и эффективного использования универсального энергетического средства УЭС- 2-250 /280 "Полесье"/ Там же, с. 70.83.

31. Василевски Ю. Технологические предпосылки создания семейной молочной фермы на 48 коров с замкнутым циклом / Там же с. 88.96.

32. Рыжов С.В. Эффективность внедрения технологий и машин для молочных ферм / Там же, с. 116. 122.

33. Ревякин E.JI. Современные машинные технологии в животноводстве и кормопроизводстве и тенденции их развития / Научно-технические проблемы механизации и автоматизации животноводства. Сб. научн. тр. Том 10. Часть 1. ГНУ ВНИИМЖ, Подольск, 2001, с. 45.55.

34. Ильин И.В. Мировые тенденции в машиностроении и комплексной механизации технических процессов в животноводстве и кормопроизводстве /Там же с. 93. 105.

35. Сыроватка В.И. Новые технологии и технические средства производства комбикормов в хозяйствах / Там же, с. 119.130.

36. Казанский Д. В. Комплексная механизация молочных ферм на базе использования оборудования отечественного производства / Там же, с 153. 158.

37. Кутлембетов А. А., Стяжкин В.И., Мысин В.В. Рекомендация ферм КРС важнейшее направление работ по обновлению животноводства / Там же, с. 165. 170.

38. Цой Ю. А., Хазанов Е.Е., Тищенко М. А., Рыхов С.В. Рекомендации по реконструкции молочных ферм на базе адаптивных технологий и оборудования. М.: 2000.

39. Морозов Н. М. Новые технологии, машины и оборудование для механизации животноводства и их экономическая эффективность / Материалы 2-ой международной научно-технической конференции. Том 1, Киров, 2000.

40. Ревякин E.JI. Состояние и перспективы технической оснащенности животноводства / Там же, с. 9.21.

41. Морозов Н.П. Методические особенности формирования системы машин и технологий для животноводства / Там же, с.21 .39.

42. Скоркин В. К., Текучев, Романюк В. Концепция развития технологий производства молока и говядины / Там же, с. 39.55.

43. Стрекозов Н.И., Легошин Г.П. Тендениции развития производства молока и говядины / Там же с. 55.63.

44. Солошенко В.А., Хлебников И.К. Концепция развития животноводства в Сибири /Там же, с. 78.86.

45. Сыроватка В.И. Концепция развития технологий и средств механизации для производства комбикормов в хозяйствах / /Там же, с. 108. 123.

46. Попов В.Д., Хазанов Е.Е., Калюга В.В. Концепция механизации, электрификации и автоматизации животноводства в Северо Западном регионе / Там же, с. 123.131.

47. Стремнин В.А., Ермохин В.Г. Концепция развития системы механизации животноводства Сибири до 2010 года / Там же, с. 131. 135.

48. Романюк В. Тенденции развития техники для механизации молочного скотоводства в странах ЕЭС / Там же, с. 135.140.

49. Шаталин С.А. Техническое оснащение животноводства Московской области анализ состояния, перспективы /Там же, С. 155.159.

50. Стяжкин В.И., Кутлембетов А.А., Мысин В.В. Новые технологии приготовления и раздачи кормов / Там же, с.179.190.

51. Дашков В.Н., Нагорский И.С., Снлезнев А.Д. Развитие производства комбикормов и кормовых смесей в республике Беларусь / Там же, с. 199.204.

52. Скоркин В.К., Морозов Ю.Н., Аксенова В.П., Романюк В. Основные факторы повышения эффективности молочного скотоводства / Там же, с. 250.262.

53. Нагорский И.С., Селезнев А.Д., Шведко А.Ф., Савиных В.Н., Хруцкий В.И. Комплект оборудования для производства суперконцентрата в условиях хозяйств / Там же, с. 269.276.

54. Основные направления развития кормопроизводства Российской Федерации на период до 2010 года. -М.: ВИК, 2001.

55. Пахомов В.И. Обоснование и технологическое проектирование блочно-модульных внутрихозяйственных комбикормовых предприятий. Докт. дисс., Зерноград , 2001.

56. Шпаков А.С. Проблемы кормопроизводства и их решение по регионам России. Стратегия развития животноводства России XXI век. Часть 1. - М.: 2001.

57. Бонк-Боньковский Г.И. Приготовление и скармливание кормов. М.: Сельхозизд., 1954, 406 с.

58. Сироткин В.Т. Молотковая дробилка. А.с. СССР №1667923, кл. В 02 с 13/02, 1991.

59. Гришаков Н.М., Федоточкин Ю.М. Ротор молотковый дробилки. А.с. СССР №1671341, кл. В 02 с 13/26,1991.

60. Передня В.И., Пунько А.И. Исследование параметров измельчения зернофуража ИЗЛ 0,3/ Научно - технические проблемы механизации и автоматизации животноводства. - Сб. науч.тр. Т.8, часть 1, ВНИИМЖ, Подольск, 1999, с. 180.186.

61. Сивченко JI. А., Кургузиков A.M. и др. Устройство для. измельчения сыпучего материала. А.с. СССР № 1680319 кл. В 02 19/22, 1991.

62. Сиваченко JI.A, Кургузиков A.M. и др. Рабочий орган мельницы смесителя, А.с. СССР № 1680315,кл. В.02 19/22,1991.

63. Сиваченко JI.A., Силин И.И., Кургузиков A.M. Мельница.А.с. СССР. №1680321, кл. В 02 с 19/22, 1991.

64. Сиваченко JI.A., Кургузиков A.M., Лещева М.В., Бочков С.Л. Устройство для измельчения. А.с. СССР №1674968, кл. В 02 с 19/22,1991.

65. Учитель С.А., Бобров О.М. и др. Центробежно-ударная дробилка. А.с. СССР № 1674962,кл.В 02 с 13/26, 1991.

66. Учитель С.А., Лялюк В.П. Ротор центробежно-ударной дробилки. А. с. СССР №1674961, кл. В 02 с 13/14,1991.

67. Горячев В.И., Панков С.Д. Устройство для измельчения материалов. А.с. СССР. №1678444, кл. В 02 с 13/14 1991.

68. Шмыков И. Е., Баловнев В.И., Чепарухин Ю.В. Бисерная мельница. А. с. СССР №1655007, кл. В 02 с 17/16, 1989.

69. Загоратский Л.П., Кривелев Д. М. Роликовая мельница. А.с. СССР 1676654, кл. В 02 с 19/16, 1991.

70. Бубнов С.Ю., Редькин B.C. и др. Дробилка. А.с. СССР №1674960, кл. В 02 С 13/06, 1989.

71. Юрисов В.В., Болдырев В.В. и др. Планетарная мельница непрерывного действия. А.с. СССР №1692034, кл. В 02 с 17/08, 1985.

72. Усов В.П., Ведерников Б.Н. и др. Барабанная мельница. А.с. СССР №1653824, кл. В 02 с 17/04,1988.

73. Ширяев А.А., Калиниченко А.Ф. и др. Способ измельчения материалов в барабанной мельнице. А.с. СССР №1681953, кл. В 02 с 19/00

74. Никифоров Е.Ф. Роторная дробилка. А.с. СССР №1657049, кл. В 02 с 13/06.

75. Загорайский Л.П., Белоцерковский К.Е. Концепция вибрационная дробилка. А. с. СССР №1681946, кл. В 02 с 2/02,1989.

76. Мельников С. В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм. Л. : Колос. Ленингр. отд-е, 1978, 560 с.

77. Макаров А.П. Исследования технологического процесса измельчения фуражного зерна в молотковых дробилках / /Электрификация сельского хозяйства. Научные труды ВИЭСХ. - М : Колос, 1964, с.66.88.

78. Сыроватка В.И. Основные закономерности процесса измельчения зерна в молотковой дробилке / Электрификация сельского хозяйства. Научные труды ВИЭСХ. - М.: Колос, 1964, с. 89.157.

79. Ишков В.И. Безрешетная молотковая дробилка с повторными отбойными пластинами / Механизация и электрификация сельского хозяйства, № 11, 1985, с. 58.59.

80. Перов А.А. Рациональные способы измельчения минеральных добавок / Научно-технический бюллетень по электрификации сельского хозяйства. Сб. научн. трудов ВИЭСХ. Выпуск 1 (37), М.: 1979, с. 14.16.

81. Сыроватка В.И., Денисов В.А. теория измельчения зерна в разгонном диске измельчителя / Механизация и электрификация сельского хозяйств, №8, 1981, с. 57.58.

82. Белов М.И. Влияние формы и размеров отверстий рекат-тера на качество измельчения / Механизация и электрификация сельского хозяйства, №8, 1981, с. 57.58.

83. Карташов JI. П., Башков А.Ф., Мананников П.П. Совершенствование рабочего процесса измельчителей / Механизация и электрификация сельского хозяйства, №9, 1987, с. 44.45.

84. Алешкин В.Р., Мохнаткин В.Г. Измельчитель грубых кормов /Механизация и электрификация сельского хозяйства, №11, 1989, с.41.42.

85. Кравчук В. И., Петров Е.Г., Лобановский Г. А. Универсальный измельчитель початков кукурузы / Механизация и электрификация сельского хозяйства, № 7, 1989, с. 29.30.

86. Грицаенко В. И., Латоша А. П. Работа дробилок в агрегатах для приготовления муки / Механизация и электрификация сельского хозяйства, №2, 1976, с. 45.46.

87. Русанов А.И. Исследование молотилок в барабанами разного диаметра / Механизация и электрификация сельского хозяйства, №6, 1974, с. 11.

88. Ковшаров В.Н. Регулятор загрузки с электромагнитной муфтой скольжения для зернодробилки / Механизация и электрификация сельского хозяйства, №6, 1973, с. 14. 16.

89. Ревенко И.И., Рожковский К.Ф. О зазоре между молотками и рабочей поверхностью дробильной камеры / Механизация и электрификация сельского хозяйства, №3, 1973, с. 19.21.

90. Сценюк У.Г. Настройка и качество работы интегральных регуляторов загрузки молотковых дробилок / Механизация и электрификация сельского хозяйства, №1, 1971, с. 13.15.

91. Кононов Б. В., Овчинников А.А., Лифатов В.Б. Измельчитель корнеклубнеплодов с камнеотделяющим устройством / /Механизация и электрификация сельского хозяйства, №4, 1990,с. 45.47.

92. Коротков В.Г., Полищук В.Ю., Антимонов С.В. Распределение окружных скоростей в измельчителе ударно-истирающего действия / Механизация и электрификация сельского хозяйства, №4 2001, с. 34.36.

93. Осипов Н.М. Совершенствование методов оценки стационарных измельчителей кормов при испытаниях: Дисс.кт.н.//УКРНИИМЭСХ, 1989, ГР 01 790053639.

94. Зацепин В.Г. Обоснование параметров процесса и рабочих органов роторно-ножевого измельчителя фуражного зерна : Дисс.кт.н./ УКРНИИМЭСХ, 1989, ГР 01850011807.

95. Морозов Н. М. Энергоемкость производства продукции животноводства / Техника в сельском хозяйстве, №10, 1997, с. 6.8.

96. Калиниченко С.Г. Большое молоко цели и перспективы/ /Воронежский агровестник, №2-3, 2003, с. 37.39.

97. Тишанинов Н.П., Волобоев А.Ф. Методика оценки эффективности использования кормоцехов /Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1987, №9, с.35.37.

98. ГОСТ 10.2. 18-2001. Испытания сельскохозяйственной техники. Методы экономической оценки. М.: Минсель-хоз России, 2002, 35с.

99. ГОСТ 23728-88 ГОСТ 23730-88.Техника сельскохозяйс венная. Методы экономической оценки. М.: Издательство стандартов, 1988, 25 с.

100. Мартино Дж. Технологическое прогнозирование: Пер. с англ. М.: прогресс, 1977, 591 с.

101. Насыпайко И.Г. Тишанинов Н.П., Волобоев А.Ф. и др. Методика оценки эффективности использования кормоцехов. Тамбов, "Пролетарский светоч", 1985, 56 с.

102. Шпилько А.В., Драгайцев В.И. и др. Методика определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники. М.: ГП УСЗ Минсельхозпрода РФ, 1998, 219 с.

103. Тишанинов Н.П., Калиниченко С.Г. Анализ уровня использования техники в животноводстве до начала реформ /.Проблемы использования техники в животноводстве. -Сб. науч. трудов, Вып. 4, Том 2, с. 3.10.

104. Калиниченко С.Г. Методические аспекты анализа эффективности использования кормоцехов /Достижения науки и техники в АПК, №4, 2004., с29.31.