автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Технология и линия приготовления тестообразных подкормок повышенной влажности для пчел

ПАНФИЛОВ Иван Андреевич

ТЕХНОЛОГИЯ И ЛИНИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТЕСТООБРАЗНЫХ ПОДКОРМОК ПОВЫШЕННОЙ ВЛАЖНОСТИ ДЛЯ ПЧЕЛ

Специальность 05.20.01 - технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Рязань - 2007

003068233

Работа выполнена на кафедре "Механизация животноводства" ФГОУ ВМС «Рязанская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора П. А. КостычейШ

Научный руководитель:

заслуженный деятель науки и тех ни ки РФ. доктор технических наук, профессор В,Ф. Некрашевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор В.И. Щербина; кандидат технических наук, доцент В.К, К и рее в

Ведущее предприятие:

ГНУ "Научно-исследовательский институт пчеловодства".

Зашита состоится: "15" мая 2007 сода в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 220,057,02 при ФГОУ ВПО «Рязанская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 390044, г. Рязань, ул. Костычева, д. 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО "Рязанская государственная сельскохозяйственная академия». Автореферат и объявление о защите разметено на сайте ФГ ОУ ВПО «Рязанская ГСХА» www.rgsha.ru 6 апреля 2007.

автореферат разослан 8 апреля 2007 года.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 390044, г. Рязань, ул. Костшева, д. 1, Ученом;' секретарю диссертационного совета.

Ученый секретарь

диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Угланов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Пчеловодство является неотъемлемой составной частью агропромышленного комплекса России, от успешного развития которого в известной степени зависит повышение уровня земледелия и животноводства. От пчел получают мед, воск, маточное молочко, прополис, пергу, пчелиный яд и другие продукты, используемые в пищевой промышленности, медицине, парфюмерии и других отраслях. В результате опыления пчелами сельскохозяйственных культур не только увеличивается производство продуктов пчеловодства, но и повышается урожайность самих растений и товарные качества плодов и овощей.

Для нормальной жизнедеятельности и высокой продуктивности пчелиной семье требуется значительное количество корма. В тех случаях, когда семья не имеет достаточного количества кормовых запасов, а именно в зимне-весенний период и во время продолжительного ненастья, пчел необходимо подкармливать.

Подкормку пчел осуществляют несколькими способами: сухим сахаром, жидкими сиропами, тестообразными смесями. Подкормка сухим сахаром привлекает своей простотой, но при растворении кристаллов сахара у пчел многократно усиливается деятельность слюнных желез, что ведет к их преждевременному износу и даже гибели. Жидкие подкормки хорошо стимулируют развитие пчелиной семьи, однако они не могут длительно храниться и при их скармливании возникают большие потери. В связи с этим пчеловоды отдают предпочтение тестообразным подкормкам, хотя они требуют больших затрат при изготовлении.

Тестообразные подкормки незаменимы при скармливании пчелам белковых и лекарственных веществ, для их скармливания не нужны кормушки, требуется значительно меньше рабочего времени на раздачу корма. Кроме того такие подкормки можно готовить заблаговременно с максимальной механизацией процесса. Недостатками тестообразных подкормок являются высыхание поверхности с образованием корки, что делает их недоступными для пчел, трудности с его дозированием.

Линия, разработанная в ФГОУ ВПО «Рязанская государственная сельскохозяйственная академия», лишена указанных недостатков, но подкормка, изготавливаемая на ней, имеет низкую влажность и плохо поедается пчелами. Кроме того, в течение двух суток после приготовления происходит созревание теста, заключающееся в равномерном впитывании сахаром воды, что снижает привлекательность подкормки для пчел. Рядом исследователей установлено, что повышение влажности тестообразной подкормки улучшает забираемость подкормки пчелами Однако при добавлении 5% воды подкормка начинает течь и уже не пригодна в качестве тестообразного корма.

Таким образом, исследования, направленные на разработку технологии и линии, которая позволяет получать тестообразную подкормку пчелам повышенной влажности с сохранением ее основных преимуществ перед жидкими подкормками за счет защитной оболочки из воска, являются весьма важными и шсгу-альными.

Цель исследований. Повышение эффективности использования тестообраз-

ных подкормок для пчел путем разработки технологии и механизированной линии приготовления их в виде гранул шаровидной формы с ледяным шариком внутри для повышения конечной влажности подкормки с последующим нанесением на них защитного покрытия из воска.

Объект исследований. Физико-механические и реологические свойства компонентов для изготовления подкормки, а также рабочий процесс линии приготовления тестообразных подкормок пчелам в защитной восковой оболочке с ледяным шариком внутри, включающий изготовление ледяных шариков с помощью специального устройства и установку для получения гранул подкормки шарообразной формы.

Предмет исследований. Установление закономерностей взаимодействия рабочих органов гранулятора с гранулируемым материалом и гранулами.

Методика исследований. Решение поставленных задач осуществлялось путем теоретического и экспериментального исследования.

Теоретическое исследование заключалось в получении зависимостей, позволяющих установить оптимальные конструктивные и технологические параметры отдельных узлов линии для получения гранул подкормок пчелам в защитной оболочке с ледяным шариком внутри.

Экспериментальные исследования выполнены на специально изготовленных установках с использованием стандартных и частных методик с применением методов планирования эксперимента.

Обработка результатов полученных экспериментальных данных проводилась методами математической статистики с применением ЭВМ.

Научная нови та. Разработан способ и механизированная технология повышения влажности подкормок пчелам путем включения в гранулу ледяного шарика в процессе их получения с последующим нанесением на гранулу восковой оболочки, защищающей тестообразную подкормку от потери влаги. Обоснованы теоретически и экспериментально режимы работы гранулятора. На технологию и линию получен патент РФ №2265327.

Практическая иенность и реализация работы. Разработанные технология и механизированная линия позволяют изготавливать тестообразную подкормку в виде гранул шаровидной формы в защитной оболочке из воска, обеспечивающей их длительное хранение, повышение влажности подкормки, за счет ледяного шарика внутри, удобство при скармливании пчелам, снижение затрат при производстве. Опытный и производственный образец линии для приготовления капсулиро-ванных подкормок пчелам испытан в Проблемной научно-исследовательской лаборатории гранулирования и брикетирования кормов Рязанской ГСХА и ГУП РО «Рязанская пчела». Скармливание капсулированной подкормки проведено на пасеках опытного хозяйства НИИ пчеловодства и в индивидуальных хозяйствах пчеловодов Рязанской области.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических конференциях Рязанской ГСХА в

2003 - 2006 г., на научно-практических конференциях «Экологические аспекты производства, переработки и использования продуктов пчеловодства» г. Рыбное

2004 - 2006 г., а также на международной научной конференции «Интермёд 2005»

г. Москва.

Защищаемые положения:

- технология и линия приготовления тестообразной подкормки повышенной влажности;

- конструкция и режимы работы устройства для получения ледяных шариков;

- теоретическое обоснование конструкции и рационального режима работы гранулятора-окатывателя;

- результаты лабораторных и производственных исследований получения тестообразной подкормки повышенной влажности для пчел в виде гранул шаровидной формы с ледяным шариком внутри;

- физико-механические и реологические свойства материалов, используемых для приготовления тестообразной подкормки, а также готовых гранул.

Публикации. По основным положениям диссертации опубликовано 6 научных работ, в том числе патент на изобретение РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из реферата, введения, пяти разделов, выводов, списка использованной литературы, включающем 99 наименований, приложений. Работа изложена на 188 страницах машинописного текста, из которых основной текст содержит 146 страниц и иллюстрирован 51 рисунком и 12 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы и ее народнохозяйственное значение. Приведены основные положения, выносимые на зашиту.

В первом разделе «Анализ способов и средств приготовления гранул-окатышей» на основании анализа литературных источников дан краткий обзор способов приготовления подкормок для пчел, а также средств механизации приготовления для их приготовления.

Анализ работ В.Г. Таранова, В.Д. Супряги, С. Махмашарипова, Н.И. Кривцова, В.И. Лебедева и других авторов, посвященных исследованию способов приготовления подкормок пчелам, показывает, что наиболее целесообразно изготавливать и скармливать тестообразные подкормки в виде гранул в защитной оболочке, что способствует лучшему поеданию, дозированию и более длительной их сохранности. Для получения таких подкормок необходима специализированная технология.

Изучены технологии приготовления гранул шаровидной формы в различных областях промышленности. Проанализированы научные работы М.А. Нече-поренко, A.M. Парфенова, С. Махмудова и других авторов, посвященные исследованию процесса гранулирования сыпучих материалов методом окатывания. Данные технологии предполагают использовать для получения гранул шарообразной формы различные окатыватели.

Проанализированы научные работы В.Ф.Некрашевича, С.С. Стенина, Н.Е. Лузгина, C.B. Корнилова и других авторов посвященные исследованию процесса

изготовления тестообразных подкормок в виде гранул шаровидной формы в защитной оболочке из воска. Установлены основные закономерности, связанные с этим процессом, и отмечены недостатки.

С учетом вышеизложенного была сформулирована цель диссертационной работы и поставлены следующие задачи исследования:

- разработать модель функционирования технологический линии приготовления тестообразной подкормки для пчел в виде гранул шаровидной формы с возможностью изменения конечной влажности корма;

- изучить физико-механические и реологические свойства компонентов для приготовления подкормки пчелам;

- обосновать устройство для изготовления подкормки пчелам в виде гранул шаровидной формы с требуемой влажностью и обосновать технологические режимы его работы;

- обосновать устройство для изготовления шариков льда и технологические режимы его работы;

- испытать в производственных условиях линию приготовления капсулиро-ванных подкормок пчелам и оценить эффективность ее работы.

Во втором разделе «Физико-механические и реологические свойства материалов для приготовления тестообразной подкормки для пчел и гранул из нее» изложена программа и методика исследований, приведены методы определения угла естественного откоса, статического и динамического коэффициента трения сахарной пудры, коэффициента трения качения ледяных шариков, плотности и вязкости медового сиропа, а также распределения влаги в грануле подкормки и потерь массы гранулами. Дано описание используемых для проведения опытов приборов и измерительной аппаратуры.

В ходе проведенных исследований получены следующие результаты:

Угол естественного откоса сахарной пудры составляет 40,8°, статический коэффициент трения по пищевому алюминию равен 0,62, а динамический - 0,51. Коэффициент трения качения ледяных шариков по пищевому алюминию равен 0,11.

Наибольшее влияние на работу дозатора жидких компонентов оказывают плотность и вязкость медового сиропа, были исследованы зависимости указанных показателей от концентрации меда и температуры. Установлено, что плотность медовых сиропов при увеличении концентрации меда с 60 до 100% увеличивается с 1176 до 1418 кг/м3. При увеличении температуры сиропа с 20 до 40°С плотность уменьшается в среднем на 0,6%.

Графическая зависимость вязкости медовых сиропов от концентрации меда имеет явную точку перегиба при 80-85% концентрации меда, поэтому для снижения нагрузки на дозатор жидких компонентов для изготовления подкормки использовался 85% медовый сироп.

Также были исследованы свойства ютовых гранул подкормки, получены зависимости потери массы гранулами от времени хранения (рис. 1) и зависимости распределения влаги по объему гранулы (рис. 2).

В результате исследований установлено, что при хранении гранул подкормки без защитного покрытия в течение 7 недель наблюдается потеря массы 4,3%,

что происходит из-за испарения части влаги из гранул. Это приводит к образованию на поверхности гранул уплотненной корки. Гранулы с защитной оболочкой из воска за тот же период времени потеряли около 1 % массы.

При хранении гранул в течение 7 недель произошло перераспределение влаги по объему гранул. Так в центре влажность снизилась с 28 до 22%, а у защитной оболочки влажность увеличилась с 5,2 до 5,5%.

т, нед

♦ - гранулы подкормки без защитного покрытия, ■ - гранулы подкормки с защитной оболочкой из воска.

Рисунок 1. Зависимость потери массы гранулами от времени хранения.

I-1V - слои в грануле ' подкормки; V - защитное 6 т, нед покрытие

х - влажность I слоя; А - влажность II слоя;

■ - влажность III слоя; ♦ - влажность IV слоя.

Рисунок 2. Зависимость влажности слоев в грануле подкормки от времени хранения

Таким образом, защитное покрытие из воска толщиной 0,35-0,5 мм надежно защищает гранулы подкормки от высыхания при хранении, а ледяной шарик способствует тому, что в грануле подкормки содержатся два вида кормов - жидкие и тестообразные, т.е. такая подкормка является универсальной и совмещает в себе преимущества как жидких, так и тестообразных кормов. Подкормка обеспечивает

потребность пчел не только в корме, но и в воде, что особенно эффективно зимой и ранней весной, когда пчелы испытывают потребность в воде, вылетают из улья и гибнут от низкой температуры.

В третьем разделе «Теория процесса получения гранул-окатышей подкормки для пчел» дано описание технологической линии приготовления подкормок для пчел в виде гранул шарообразной формы в защитной восковой оболочке с ледяным шариком внутри, приведено обоснование устройства для изготовления ледяных шариков и теоретическое исследование процесса гранулирования методом окатывания. В результате теоретических исследований получены аналитические зависимости для расчета основных конструктивных и технологических параметров. Установлены факторы, оказывающие влияние на качественные и энергетические показатели процесса гранулирования.

Схема технологической линии приготовления пчелиных подкормок в виде гранул шарообразной формы в защитной восковой оболочке с ледяным шариком внутри представлена на рисунке 3.

Рисунок 3. Технологическая линия приготовления подкормок для пчел в виде гранул шарообразной формы в защитной восковой оболочке с ледяным шариком внутри

Линия включает расположенные в технологической последовательности три

параллельные ветви. В первой из них расположены бункер накопитель 1 сухих компонентов, смеситель 2 сухих компонентов, микромельница 3, бункер-накопитель 4 измельченной смеси сухих компонентов, дозатор 5 сухих компонентов. Вторая включает: ванну 6 для распускания меда и дозатор 7 жидких компонентов. В третьей ветви расположен морозильник 8 и дозатор шариков льда 9. Далее, по ходу технологической линии расположены гранулятор-окатыватель 10, ячеистый транспортер 11, направляющий лоток 12, устройство для нанесения защитного покрытия 13.

Работает линия следующим образом. Смесь сухих компонентов (са* ар-песок, белковые добавки, лечебные и стимулирующие вещества), приготовленную в нужной пропорции в смесителе 2, подают в микромельницу 3. После ее измельчения до порошкообразного состояния масса попадает в бункер 4. В ванне для распускания меда 6 получают медовый сироп путем смешивания распущенного меда и воды. С помощью специальной формы в морозильнике 8 получают необходимое количество шариков льда, которые через дозатор 9 загружают в 1ра-нулятор-окагыватель 10. При вращении чашеобразной емкости гранулятора-окатывателя ледяные шарики периодически опрыскивают из дозатора 7 медовым сиропом и посыпают из дозатора 5 смесью сухих компонентов, что приводит к послойному накатыванию на поверхность ледяного шарика сахарной пудры. При достижении необходимого диаметра гранулы подкормки выгружаются на ячеистый транспортер 11. Транспортером гранулы поштучно подаются на направ-

1' \1 \3_ 15 [6

Рисунок 4. Форма для получения ледяных шариков >1

ляющий лоток 12. Г ранулы скатываются под действием силы тяжести и попадают в устройство 13, где они покрываются защитной оболочкой из воска и транспортером выгружаются. Затем гранулы фасуются в

жесткую тару и отправляют на склад для храпения. В процессе хранения при комнатной температуре лед

I тает, и получаемая вода распределяется по объему гранулы, повышая ее влажность.

Одним из про-

Рисунок 5. Схема к расчету напряжения в форме для получения ледяных шариков

цессов на линии является процесс изготов-

ления ледяных шариков, для его осуществления разработано специальное устройство (рис. 4). Устройство представляет собранную из пластин 1 и 2 форму, каждая из частей которой имеет углубления, составляющие половину сферы. При соединении этих пластин образуется полость шарообразной формы. Для предотвращения возможного смещения пластин относительно друг друга и, следовательно, искажения формы полости, предусмотрены фиксаторы 6. обеспечивающие правильную ориентацию пластин при их соединении.

Для получения ледяных шариков ячейки 3 через отверстия 4 заполняются водой и форму помещают в морозильную камеру. После замерзания воды форму по линии разъема 5 разделяют на две половины и вынимают готовые шарики, которые подаются в гранулятор.

Диаметр ледяного шарика, необходимый для получения гранулы подкормки определенной влажности, можно рассчитать исходя из известной формулы для определения влажности смеси компонентов

-,% (1)

I™.

1=1

где XV к - конечная влажность смеси, %;

XV, - влажность ¡-ого компонента смеси, %;

ш, - масса ¡-ого компонента смеси, кг;

г - количество компонентов.

Рассматривая гранулу подкормки, как смесь сухих и жидких компонентов с дополнительным увлажнением от ледяного шарика, можно рассчитать диаметр ледяного шарика, необходимый для получения подкормки заданной влажности.

<1. = <1.

-,м (2)

^„-иО+Хс.-рД^-и',)

где: <1г - диаметр гранулы, м;

с, - концентрация ¡-ого компонента в грануле, %;

р, - плотность ¡-ого компонента, кг/м\

Тогда при диаметре гранулы 40 мм и необходимой конечной влажности подкормки 10% диаметр ледяного шарика составит 12 мм.

Известно, что объем воды при замерзании увеличивается на 9%, т.е. на форму для получения ледяных шариков действуют значительные разрушающие нагрузки. Определим напряжения, возникающие в ледяном шарике

0-Р

0 = ——-, МПа (3)

3-6ц

где 0 - относительное изменение объема; Е - модуль упругости, МПа; ц - коэффициент Пуассона.

Такие напряжения возникают в ледяном шарике при его замерзании в абсо-

лютно недеформируемой форме. В реальных условиях напряжения будут несколько меньше, поскольку деформируется как материал, так и изменяются геометрические размеры формы. Схема к расчету напряжений в материале формы представлена на рисунке 5.

Напряжения в материале формы возникают под воздействием распределенной по площади нагрузки, которая численно равна напряжениям о, возникающим в ледяном шарике при его замерзании. Найдем равнодействующую силу N для распределенной нагрузки, действующей вдоль оси х. Распределенную нагрузку, действующую вдоль оси х, обозначим стх. На рисунке представлена эгнора стх в плоскости, проходящей через центр ледяного шарика. Равнодействующая будет численно равна объему фигуры, полученной путем вращения половины эпюры ах вокруг оси х. Для нахождения равнодействующей воспользуемся известной формулой

о а

N= Jjt • y2dx = j

dx = -rf,cx,H; (4)

6

.2.

y = f(x) = d,/2-Jl-(x/a)2 - уравнение кривой, ограничивающей эпюру стх сверху;

a, b - пределы интегрирования.

Тогда напряжения, возникающие в материале формы, составят

2N jt-dí-0-E ..„

ст, =— =--МПа; (5)

ф А б-Н-В-(З-бц)

где А - площадь поперечного сечения пластины, м*

Н - толщина одной пластины формы, м;

В - ширина формы, м.

В материале формы также возникают напряжения изгиба от силы аналогичной равнодействующей N, но действующей вдоль оси у. Максимальное значение эти напряжения приобретают в точке зажима формы болтом. Напряжения изгиба найдем по формуле

3-N-L В-Н2

Таким образом, при диаметре ледяного шарика 12 мм в форме возникают сжимающие напряжения порядка 40 МПа и изгибающие напряжения порядка 70 МПа. Поэтому форму необходимо изготавливать из материала, который может упруго деформироваться без разрушения, компенсируя увеличение объема воды при замерзании, например из пластмассы.

Одним из основных процессов разработанной технологической линии является процесс получения шарообразных гранул тестообразной подкормки методом окатывания на эллипсоидном грануляторе.

Гранулирование - это процесс превращения сыпучего или тестообразного материала в твердое изделие, имеющее форму шариков или цилиндров определенного размера. Название процесса гранулирования происходит от латинского слова granulare, что означает - превращать сыпучий материал в зернышки. Грану-

ст»=^ТГ'МПа (6)

лирование окатыванием представляет собой процесс формирования и уплотнения сыпучего материала посредством воды или другого связующего компонента до образования прочных связей между отдельными частицами.

Процесс гранулирования методом окатывания принципиально отличается от процесса гранулирования методом прессования тем, что гранулы образуются за счет взаимодействия сыпучего материала с влагой при скатывании комочков с наклонной поверхности Данный процесс включает в себя три этапа протекающих последовательно: а) первоначальное сцепление частиц гранулируемого материала под влиянием связующего вещества и образования отдельных комочков; б) уплотнение и упрочнение комочков; в) формирование из комочков окатышей и их рост до заданных размеров На нашей линии процесс значительно упрощается, поскольку ледяной шарик является готовым центром окатывания и процесс сводится только к третьему этапу - формированию окатышей и их росту до заданных размеров.

Рассмотрим движение окатыша внутри чаши гранулятора. Траектория движения окатыша предА ставляет собой эллипсоид (рис 6). На траектории движения можно выделить характерные точки, обозначающие переход от одной фазы движения к другой: 1-2 - фаза относительного покоя - окатыш движется вместе с поверхностью вверх без скольжения; 2-3 - фаза качения - окатыш катится по поверхности

1, 2, 3 - характерные точки на траектории

Рисунок 6. Схема траектории движения окатыша в эллипсоидном грануляторе

Рисунок 7. Схема сил, действующих на частицу на участке 1-2

под действием силы тяжести; 3-1 - фаза хаотичного движения -окатыш движется вместе с хаотичным потоком других окагышей.

Рассмотрим более подробно движение частицы в каждой фазе.

В первой фазе ограниченной точками 1 и

2 частицы находятся в зоне подъема и увлека-

ются в сторону вращения чаши и затем выходят на поверхность ската. Точка 2 характеризует место выхода из слоя и начало движения по поверхности ската (дно чаши). Положение данной точки характеризует угол [3, отсчитываемый от вертикали.

Для определения положения точки 2 рассмотрим условия равновесия отдельной частицы массой m достигшей точки 2 (рис. 7). На частицу действует сила тяжести G, нормальная реакция со стороны чаши N, сила трения F^ и центробежная сила Fu.

Рассмотрим силы, действующие в плоскости дна чаши, и составим уравнения равновесия сил. Для этого выбираем оси координат с началом в точке 2, ось X направим по касагельной в сторону вращения, а ось Y - по радиусу. Угол р, характеризующий положение точки 2, определим из условия равновесия по оси Y.

-о;.+1-^+1-;,= о, (7)

-ш • g • cosa • cosP + m • R • (о2 + f • m • g • sina = О

„ R-w2 f-sina K + f-sina

cosP =-+-=-, (8)

g-cosa cosa cosa

где K=R-w2/g - кинематический режим работы гранулятора.

Из уравнения (8) следует, что положение точки 2 зависит не только от кинематического режима, но и от угла наклона чаши. При увеличении угла наклона a угол Р уменьшается, т.е. окатыш поднимаются выше в зоне подъема Наименьшее значение угол р будет иметь при а=0, т.е. в горизонтальной чаше, при этом cosP=K. Верхнее предельное положение точка 2 будет иметь при cosP=l, что соответствует выражению cosa-f'S¡na=K. Это значит, что угол наклона чаши не может быть выбран произвольно, а его оптимальное значение зависит от принятого режима работы гранулятора К. При этом при заданном угле наклона предельное значение частоты вращения чаши будет равно

% = J^(cosa ~ f sina), с"1 (9)

Однако при таком режиме частицы будут переходить за линию вертикального диаметра и процесс грануляции нарушится, поэтому реальная частота вращения чаши должна быть ниже значения о>пр.

Также следует отметить, что при выбранном режиме работы, характеризуемом показателем кинематического режима К и углом наклона а, положение точки 2 выхода частиц из зоны подъема будет варьироваться в зависимости от размеров окатышей, поскольку для окатышей разных размеров будет различаться коэффициент трения качения.

Расстояние R, от оси вращения чаши до точки 2 (рис. 7) определим исходя из следующих соображений: на участке 1-2 сила трения FTp является движущей силой, а на участке 2-3 она же направлена против движения частицы, следовательно, в точке 2 происходит изменение направленности силы трения относительно направления движения гранулы. При этом вертикальная составляющая силы трения F^y остается неизменной, а горизонтальная составляющая F^x становится равной нулю в точке 2.

= f m -R, - со2 - f • m g-cosa-cosP = 0

трХ * 1

Из этого выражения определяем R;

_ gcosaeosP

** 1 — п 9

(10)

(И)

Рассмотрим теперь движение частицы на участке траектории 2-3. В точке 2 частица переходит из зоны подъема на поверхность ската и начинает скатываться вниз по дну чаши, участвуя в сложном движении:

1. В переносном движении вместе с чашей частицы совершают круговые движения и их тра-екюрии представляют собой окружности различных радиусов При этом на линии горизонтального диаметра направление переносного движения частиц меняется на 180°.

2. В относительном движении, траектория которого является спиралевидной

3. В абсолютном движении, траектории которого представляют собой практически прямые линии.

Для эффективной работы гранулятора требуется обеспечить прямолинейность абсолютных траекторий окатышей, выходящих из зоны подъема. Для эюго требуется иметь высокую относительную скорость частиц.

а - силы, действующие на окатыш; б - схема составляющих скорости окатыша; в - частный случай положения окатыша.

Рисунок 8. Схема сил, действующих на окатыш на участке 2-3

На рисунке 8 представлена схема сил, действующих на частицу, которая скатывается по дну чаши. На частицу действуют следующие силы: Сила тяжести G, центробежная сила Fu, сила трения FTp, сила Кориолиса FK. Сила Кориолиса направлена перпендикулярно к вектору скорости и действует в сторону, противоположную вращению чаши.

Составим дифференциальное уравнение движения частицы на участке 2-3: m^ = GT - F„ ■ cos(90 - cot) - F„, + F„ cos(90 - q> - cot)

mZ," = m • g • cosa - m • г • ro2 sinrat - f • m • g • sin a + 2 • m • ю •• sin (ф + rot)

с," = g(cosa - f sin a) - r • со2 sin rot + 2 ■ to • ■ sin (cp + rot), (12)

где ф - угол трения.

Произведем замену, из уравнения (8) следует, что

К R-ro2

(cosa-fsina) =

cosp g-cosP'

тогда

Reo2 cosp

- г • ro2 sin rot + 2 • со • i;' ■ sin (ф + rot)

(13)

Данное дифференциальное уравнение имеет три независимых переменных г и cot и в таком виде оно не решается, поэтому рассмотрим частный случай для положения точки 2 (рис. 8 в).

Так, если частица расположена на линии вертикального диаметра и в абсолютном движении перемещается по этой линии, то rot=90°, r=R, cosP=l, 5т(ф+90)=со5ф получаем

!;* = 2го^'со5ф = со2 (R - г) Получено линейное неоднородное дифференциальное уравнение второго порядка. Из которого относительное ускорение равно 4 = -2co2Rcos9 (14)

Знак минус указывает, что это ускорение направлено против вектора относительной скорости

Рассмотрим движение окатыша на участке 3-1. На данном этапе окатыш движется от точки попадания в скопление окатышей в нижней части чаши гранулятора до точки выхода в зону подъема. Движение окатыша на данном этапе не может быть определено аналитическими методами математического анализа, а может быть определено только экспериментально. Это связано с тем, что окатыши взаимодействуют между со-

а - получение крупных окатышей (>10 мм); б -получение окатышей средних размеров (5-10 мм); в - получение мелких окатышей (<5 мм), 1-место подачи воды; 2 - место подачи материала.

Рисунок 9. Варианты подачи жидкости и материала

бой, двигаясь в хаотическом потоке, а силы этого взаимодействия носят случайный характер и не могут быть выражены математически.

Проанализировав работы других исследователей были определены наиболее эффективные участки подачи жидкости и материала. На рисунке 9 представлены варианты подачи исходного материала и воды при окагывании в грануляторе.

Возможно получение окатышей крупных размеров (рис. 9а), окатышей средних размеров (рис. 96), мелких окатышей (рис. 9в).

В нашей технологии предполагается получение окатышей крупных размеров, поэтому в лабораторных исследованиях будет использоваться первый вариант подачи, при котором жидкость подается в верхней части траектории движения окатыша, а сухой материал - в нижней части траектории.

Производительность гранулятора 0 по гранулированному материалу определяется из выражения

0 =---——, кг/ч (15)

где Ки - коэффициент использования объема чаши, который зависит от геометрической формы и угла наклона чаши;

О - диаметр чаши, м;

Н, - высота чаши, м;

ум - объемная масса гранулируемого материала, кг/м3;

Ц - время пребывания гранул в гранулягоре, ч.

Мощность Ы, расходуемую на рабочий процесс эллипсоидного гранулятора, можно определить по формуле

И = -!-я-К.и-03-Н„-у -g.ro-вша, кВт; (16)

4

Приведенные формулы учитывают как конструктивные параметры чаши (диаметр и высоту), так и технологические параметры (частоту вращения, угол наклона) работы гранулятора.

В четвертом разделе «Исследование процесса получения гранул-окатышей с ледяным шариком внутри в лабораторных условиях» изложена программа и методика исследований, приведено описание лабораторных установок, оборудования и приборов, представлены результаты экспериментов. Статистическая обработка полученных экспериментальных данных производилась с применением программы «Згаи'зйса 6.0».

Для проведения исследований была разработана и изготовлена лабораторная установка. На установке имеется чаша с возможностью изменения угла наклона и частоты вращения, дозаторы сухих и жидких компонентов и управляющая аппаратура.

Анализ литературных источников, а также выполненные нами теоретические исследования по изучению процесса гранулирования окатыванием позволили в качестве наиболее значимо влияющих на технологический процесс факторов принять следующие: частота вращения чаши (п), угол наклона чаши к горизонту (а), количество загружаемых в чашу гранулятора ледяных шариков (2Г), подачу дозатора сухих компонентов (Пс) и подачу дозатора жидких компонентов (Пж).

В ходе лабораторных исследований определялись следующие качественные и энергетические показатели процесса гранулирования: шаровидность гранул, производительность гранулятора, энергоемкость процесса и коэффициент полезного расхода компонентов.

Шаровидность гранул рассчитывалась по формуле

К - О I ф, - Б I + Ьз - Бср|

д = 1_1_!-ср1 I --ср| 1 -21, (17)

ЗБ

ср

где: Г),, 02. Г)3 - диаметры гранулы подкормки в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, мм;

Оср - среднее значение диаметра гранулы, мм.

То есть чем ближе показатель Д к единице, тем более правильной формой обладают эти гранулы, и такой режим работы гранулятора является предпочтительным.

Производительность установки рассчитывалась по массе гранул и времени цикла изготовления. Цикл гранулирования определялся как время от момента загрузки ледяных шариков в чашу до момента получения гранул подкормки необходимого диаметра. При этом, чем большую производительность имеет установка при данных параметрах процесса гранулирования, тем лучше.

Энергоемкость процесса рассчитывалась по формуле:

Э=—, кВт/кг (18)

М

где: Эс - суммарный расход электроэнергии на один цикл процесса гранулирования.

Эс=(Р,+Рс)-т + Рж-тж,кВт (19)

где: Рч - мощность, затрачиваемая на привод чаши, кВт;

Рс - мощность, затрачиваемая на привод дозатора сухих компонентов, кВг;

Рж - мощность, затрачиваемая на привод дозатора жидких компонентов, кВ;

тж - время работы дозатора жидких компонентов, час.

Коэффициент полезного расхода материалов для приготовления гранул определялся в связи с тем, что часть как сухих, так и жидких компонентов в процессе гранулирования налипает на саму чашу, что приводит к перерасходу компонентов, снижает производительность и требует дополнительных затрат труда на последующую очистку поверхности чаши. Коэффициент полезного расхода материалов определялся по формуле

К =-М-, (20)

р М +М +М

III СК ЖК

где: Мш - исходная масса ледяных шариков, кг;

Мс к - масса сухих компонентов подкормки, израсходованная в одном цикле, кг;

Мжк - масса жидких компонентов подкормки, израсходованная в одном цикле, кг.

То есть, чем ближе к единице коэффициент полезного расхода материалов, тем более полно используются компоненты подкормки при накатывании гранул.

Приоритетным считаем получение гранул более правильной геометрической формы, что позволяет получать более равномерное покрытие гранул восковой оболочкой, и ведет к снижению расхода воскового сырья. Следующим по значимости учитывался коэффициент полезного расхода материалов, поскольку он показывает эффективность технологического процесса гранулирования с точки зрения использования сырья. Производительность гранулятора и энергоемкость процесса учитывались в наименьшей степени.

Для определения влияния факторов на процесс гранулирования был проведен ряд одно- и двухфакторных экспериментов, в частности были проведены следующие исследования:

- влияние угла наклона и частоты вращения чаши гранулятора на показатели процесса гранулирования. Установлено, что рациональным следует считать режим работы гранулятора с частотой вращения чаши 31-32 об/мин и углом наклона чаши 30°. Изменение угла наклона чаши оказывает значительно меньшее влияние на процесс, чем изменение частоты ее вращения.

- влияние величины загрузки чаши гранулятора на показатели процесса гранулирования. Установлено, что величина заполнения чаши существенно влияет на показатели процесса гранулирования и рациональной следует признать ее загрузку - 22-23 ледяных шарика.

- влияние подачи дозаторов сухих и жидких компонентов на показатели процесса гранулирования. Установлено, что процесс гранулирования протекает наилучшим образом при соотношении подач дозаторов соответственно 4 к I. Наилучшие результаты получены при подаче дозатора сухих компонентов 13 г/мин.

Для уточнения рационального режима работы гранулятора был проведен трехфакторный эксперимент. Факторы и уровни их варьирования представлены в таблице 1.

Таблица 1. Факторы и уровни их варьирования

Уровень и интервал варьирования Факторы

Частота вращения чаши гранулятора, п, об/мин Величина загрузки чаши, штук Подача дозатора сухих компонентов, ГЦ. г/мин

Верхний уровень (+1) 28 18 10

Основной уровень (0) 31 22 13

Нижний уровень (-1) 34 26 16

Интервал варьирования 3 4 3

После проведения многофакторного эксперимента в соответствии с трехуровневым планом Бокса-Бенкина второго порядка и статистической обработки опытных данных получены математические модели, описывающие совместное влияние всех вышеуказанных факторов на показатели процесса гранулирования:

Д=0,27742+0,03689п-0,00067-п2+0.02065-гг-0,0001-п-2г-0,000462г2-0,00728-Пс+ +0,00026п-Пс+0,00026-2г-Пс-0,00026'Пс2 (21)

П=-0,95821+0,10268-П-0, ООШ-гг+0,00603-гг+0,00016п-гг-0,00225-гД 0,01818Пс+0,00097п-Пс+0,00864-гг-Пс-0,00581-Пс2 (22)

1683-0,01 S2-n+0.00033'rii-0,0] 058'Zr-3.08642-1 O^fifeZ,+0,00064-Zr2-QiQ1967-nc-0,ö(roi7'n-l3*^OO173;'i&-II(+!i,OOI?7-ni;i (23)

Kp=0,77749+0.0477 ln-0.00097-n2+0,003! 8Zr+0.00019п7Д()и 125Zr2~ 0,09209-Пс'0,00066-п-П<;-0,004567г-Пг-0,00202Псг (24)

□ 097

LLjase

И о к

Рисунок 10, Зависимость шаровшигоста грянул от частоты крашения и загрузки чаши

ц 0 3

иге

а

cz fi2?

□ Ц1Й

1125

Рисунок 11. Зависимость производительности гранулятора от час тоты крашении и загрузки чаши

Рисунок !2. Зависимость энергоемко- Рисунок 13. Зависимость коэффициента сти процесса от частоты вращении и за- полезного расхода материалов от частр-грузки чаши ты вращения и загрузки чаши

Эти уравнений дают полное представление о влиянии режимов работы [ ранул ятора на качественные и энергетические показатели процесса гранулирования, Рациональный режим работы гранулятора получен такой: частота вращения чаши - 32-33 об/мин, угол наклона чаши гранулятора - 30°: загрузка чаши - 20-22 i ранулы и подача дозатора сухих компонентов - 13-14 г/мин.

I "рафичсское изображение полученных .моделей показано на рисунках 10-13 (частное сечение при подаче дозатора сухих компонентов 13 г/мин).

Выход за границы оптимальных значений режимов работы гранулятора

приводит либо к снижению производительности и повышению энергоемкости, либо к снижению шаровидности гранул и коэффициента полезного расхода материалов

В пятом разделе «Исследование процесса приготовления гранул в производственных условиях. Результаты внедрения и экономическая эффективность» дано описание опытно-производственного образца гранулятора, изложена программа, методика и результаты исследований, определена экономическая эффективность применения предложенной технологической линии.

С использованием результатов теоретических и лабораторных опытных данных в проблемной научно-исследовательской лаборатории гранулирования и брикетирования кормов Рязанской ГСХА был разработан, изготовлен и испытан опытно-производственный образец гранулятора. Производственные испытания проводились в ГУП РО «Рязанская пчела».

В результате производственных исследований установлено, что на разработанном грануляторе с диаметром чаши 600 мм и ее высотой 300 мм, можно получить гранулы тестообразной подкормки шаровидной формы диаметром 35-40 мм с ледяным шариком внутри.

Результаты производственного испытания показали, что гранулированная подкормка в виде капсул шарообразной формы, покрытых восковой оболочкой, без ледяного шарика пчелами забиралась на уровне контроля, а аналогичная подкормки с ледяным шариком внутри забиралась лучше контроля. При этом вся подкормка съедалась полностью, а восковая оболочка, использовалась для строительства сотов.

Проведенные за последние годы исследования показали, что капсулирован-ная подкормка в виде капсул шаровидной формы хорошо зарекомендовала себя при скармливании пчелиным семьям в зимне-весенний период.

Расчеты показали, что при производстве подкормки на 3600 пчелосемей, погибающих в среднем от недокорма в пчелохозяйствах Рязанской области, в количестве 18360 кг экономия составит, по сравнению с существующей технологией, около 117 тыс. руб. в ценах 2006 года, за счет снижения эксплуатационных затрат и меньшего процента некачественной продукции.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Технологическая линия для изготовления гранулированной тестообразной подкормки для пчел должна состоять из трех ветвей, работающих параллельно. Первая должна содержать смеситель сухих компонентов, измельчитель их до порошкообразного состояния, накопитель и дозатор, вторая - устройство для получения распущенного меда и его дозирования, третья - морозильник со специальным устройством для получения ледяных шариков и устройство для их дозирования. Далее в линии должны быть расположены гранулятор-окатыватель, транспортер для поштучной подачи гранул в устройство для нанесения на их поверхность защитного слоя из воска с выгрузным транспортером. Рабочий процесс линии включает подготовку сухих компонентов (смешивание, измельчение, накопление), распускание меда, изготовление ледяных шариков, подачу компонентов

через дозаторы в устройство для получения окатышей, гранулирование, нанесения защитного покрытия на гранулы.

2. Устройство для получения ледяных шариков должно состоять из двух пластин, в каждой из которых имеются углубления в виде половины сферы, при соединении образующие полости шаровидной формы. Полости заполняются водой, при замерзании которой в морозильнике образуются ледяные шарики. При замерзании воды на форму воздействуют значительные сжимающие и изгибающие напряжения, поэтому для ее изготовления следует использовать материал, который может упруго деформироваться без разрушения, например пластмассу. Для получения влажности подкормки 10% при диаметре гранул 40 мм требуется ледяной шарик диаметром 12 мм.

3. Режим работы гранулятора характеризуется углом наклона а чаши гра-нулятора к горизонту и показателем кинематического режима К, который определяется радиусом чаши и ее частотой вращения. Для получения крупных окатышей точки подачи компонентов дозаторами должны быть разнесены друг от др) га. Причем жидкие компоненты должны подаваться в верхней части траектории движения гранул, а сухие — в нижней части траектории.

4. Процесс гранулирования окатыванием включает в себя три последовательно протекающих этапа: первоначальное сцепление частиц гранулируемого материала под влиянием связующего вещества и образование отдельных комочков; уплотнение и упрочнение комочков; формирование из комочков окатышей и их рост до заданных размеров. На характер протекания процесса гранулирования окатыванием и на конечную прочность гранул оказывает влияние следующие факторы: характер поверхности начальных частиц, гранулометрический состав, влажность, режим грануляции.

5. При хранении гранул подкормки без защитного покрытия в течение 7 недель наблюдается потеря массы 4,3%, что происходит из-за испарения части влаги из гранул. Это приводит к образованию на поверхности гранул уплотненной корки. Гранулы с защитной оболочкой из воска за тот же период времени потеряли около 1% массы, при этом произошло перераспределение влаги по объему гранул. Так в центре влажность снизилась с 28 до 22%,а у защитной оболочки влажность увеличилась с 5,2 до 5,5%.

6. В результате многофакторных экспериментов установлен рациональный режим работы гранулятора-окатывателя: частота вращения 32-33 об/мин; угол наклона чаши - 30°; загрузка чаши - 20-22 ледяных шарика; подача дозатора сухих компонентов - 13-14 г/мин, при соотношении подач дозаторов сухих и жидких компонентов 4 к 1.

7. Производственными исследованиями установлено, что производительность установки при диаметре изготавливаемых гранул 40 мм составляет 56 кг/ч при энергоемкости процесса 14,3 Вт-ч/кг.

8. Расчет экономической эффективности показал, что при объеме производства подкормки 18360 кг экономия составит, по сравнению с существующей технологией, около 117 тыс. руб.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Панфилов И.А. Технология и устройство для приготовления тестообразной подкормки для пчел в защитной восковой оболочке. // Некрашевич В.Ф., Корнилов C.B., Лузгин Н.Е - По материалам круглого стола ученых и специалистов по пчеловодству. Сборник научных трудов по пчеловодству. - Орел, 2003. -с. 23-30.

2. Панфилов И.А. Линия для универсального корма. // Некрашевич В.Ф., Лузгин Н.Е. - Журнал «Пчеловодство» №8, 2006. - с. 49-50

3. Панфилов И.А. Линия приготовления подкормки для пчел. // Некрашевич В.Ф., Лузгин Н.Е. - Патент РФ №2265327.

4. Панфилов И.А. Конструкция грануляторов, работающих по принципу окатывания. // Некрашевич В.Ф., Лузгин Н.Е. - Экологические аспекты производства, переработки и использования продуктов пчеловодства. Материалы научно-практической конференции. - Рыбное, 2005. - с. 97-99.

5. Панфилов И.А. Технологическая линия приготовления тестообразной подкормки для пчел в защитной оболочке. // Некрашевич В.Ф. - Сборник научный трудов ученых Рязанской ГСХА (160-летию проф. П.А. Костычева посвящается) - Рязань, 2005. - с. 51 -53.

6. Панфилов И.А. Установка для приготовления сахаро-медовой подкормки пчелам в виде гранул шаровидной формы. // Лузгин Н.Е. - Экологические аспекты производства, переработки и использования продуктов пчеловодства. Материалы научно-практическое конференции. - Рыбное, 2005. - с. 99-101.

Бумага офсетная, Гарнтлра 'Птез. Печать ризси-рафическая. Усл. и л. 1. Тираж 100 зкз Заказ Щ

I осударствешгое образовательное учреждение высшего профеосиональн)о|о образования «Рязанская государственная сел ЬскохозяЙственная академия им прф. П.ЛКостычсва» ЗЧ1Ю44 г Рязань.ул. Косгычева, 1

Отпечатано в информационном редакцнон но-издательском центре ГОУ ВПО РГСХА 390044 г Рязань, ул Костычева, 1

aie термины и условные обозначения. шз способов и средств приготовления гранул-окатышей. ффективность скармливания пчелам подкормок. шализ способов приготовления подкормок пчелам.

Анализ средств механизации приготовления тестообразны юдкормок.

1. Анализ технологических линий приготовлен* тестообразных подкормок.

2.4. Методика и результаты определения вязкости медового сиропа в зависимости от концентрации меда.

2.5. Методика и результаты исследования распределения влаги в грануле подкормки.

2.6. Методика и результаты определения потерь массы гранулами от времени хранения.

Выводы.

3. Теория процесса получения гранул-окатышей подкормки для пчел.

3.1. Конструктивно-технологическая схема линии для получения шарообразных гранул подкормки для пчел.

3.2. Обоснование устройства для получения ледяных шариков.

3.3. Общая характеристика процесса гранулирования окатыванием.

3.4. Механизм формирования гранул при гранулировании окатыванием.

3.5. Обоснование конструктивно-режимных параметров устройства для получения гранул.

3.6. Обоснование уплотнения материала при окатывании.

3.7. Выбор количества и места подачи дозаторами сухих и жидких компонентов.

3.8. Определение производительности и мощности на привод установки для гранулирования окатыванием.

Выводы.

4. Исследование процесса получения гранул-окатышей с ледяным шариком внутри в лабораторных условиях

4.1. Программа и задачи исследования.

4.2. Общая методика исследования.

4.3. Методика и результаты исследования влияния угла наклона и частоты вращения чаши на качественные и энергетические показатели процесса гранулирования.

4.4. Методика и результаты исследования влияния заполнения чаши на качественные и энергетические показатели процесса гранулирования.

4.5. Методика и результаты исследования влияния подачи дозаторов сухих и жидких компонентов на качественные и энергетические показатели процесса гранулирования.

4.6. Методика и результаты исследования влияния подачи дозатора сухих компонентов, частоты вращения и заполнения чаши на качественные и энергетические показатели процесса гранулирования.

Выводы.

5. Исследование процесса приготовления гранул в производственных условиях. Результаты внедрения и экономическая эффективность.

5.1. Программа и методика исследования.

5.2. Результаты исследования процесса окатывания в производственных условиях.

5.3. Результаты внедрения.

5.4. Экономическая эффективность внедрения.

Выводы.

Пчеловодство играет важную роль в народном хозяйстве и экономике страны, оно является неотъемлемой частью агропромышленного комплекса России.

Пчел разводят для получения меда, воска, маточного молочка, прополиса, пыльцы, пчелиного яда, которые находят широкое применение в народном хозяйстве. Мед, доля которого составляет 85-90% общего объема пчеловодческой продукции, относится к ценнейшим продуктам питания, обладает лечебными и диетическими свойствами. Он в больших количествах содержит легкоусвояемые углеводы, витамины, ферменты, незаменимые аминокислоты. Мед представляет собой уникальный продукт и является хорошим стимулятором при физической и умственной усталости.

Воск идет на изготовление вощины, используемой на пасеках для отстройки сотов пчелами, служит сырьем более чем в 50 отраслях промышленности, находит широкое применение в медицине и косметике. Во всем мире растет спрос на биологически активные продукты пчеловодства - маточное молочко, пыльцу, прополис и пчелиный яд, которые являются эффективными натуральными лекарственными средствами и используются в качестве добавок к пище, а также в косметике и парфюмерии.

Велико значение пчел в опылении энтомофильных сельскохозяйственных культур. При этом повышается не только урожайность опыляемых растений, но и качество их семян и плодов. По самой скромной оценке стоимость дополнительного урожая, получаемого ежегодно благодаря опылению пчелами, составляет около 10 млрд. рублей, что в несколько раз превосходит стоимость прямой продукции пчеловодства.

Для нормальной жизнедеятельности пчелиной семьи требуется значительное количество корма. Пчелы используют два основных вида корма: нектар и пыльцу, собирая их с цветков энтомофильных растений. Пчелы перерабатывают нектар в мед, а пыльцу в пергу, создавая запасы концентрированных кормов на неблагоприятный зимний период. Нектар и мед обеспечивают пчел углеводами; пыльца и перга - белками, жирами, витаминами и минеральными веществами. Но в отдельные периоды года по разным причинам (из-за плохой погоды, из-за отсутствия взятка в природе и др.) пчел необходимо подкармливать углеводными и белковыми кормами [55,85,86].

Для подкормки пчел используют сахарный сироп, сахарно-медовое и медово-перговое тесто. Сахарный сироп готовят непосредственно перед раздачей пчелам - он не может храниться длительное время. Тестообразные корма готовят заранее и хранят в герметичных упаковках, что предотвращает высыхание теста. Перед скармливанием в упаковке проделывают отверстия для обеспечения доступа к ней пчел, в результате верхний слой подкормки может засохнуть. Указанные виды подкормки трудно дозировать, требуются дополнительные затраты труда на уборку из ульев остатков упаковки корма.

Для устранения указанных недостатков тестообразных кормов для пчел разработана технология и линия приготовления гранулированных подкормок пчелам в защитной восковой оболочке [52]. Применение гранул тестообразной подкормки для пчел в виде шаров диаметром 30-50 мм с нанесенным защитным покрытием из воска позволяет механизировать процесс, обеспечить точное дозирование, снизить потери, увеличить продолжительность хранения при стабильной влажности.

К недостаткам данной линии относится следующее:

- гранулы подкормки, получаемые на этой линии, имеют низкую влажность, поэтому пчелы прилагают значительные усилия для поедания подкормки, что приводит к износу их организма;

- недостаточно разработан и обоснован промышленный способ получения гранул шаровидной формы, в том числе недостаточно исследованы режимы работы гранулятора-окатывателя и дозаторов сухих и жидких компонентов;

- не исследована возможность увеличения конечной влажности гранул подкормки.

Поэтому целью настоящей диссертационной работы является повышение эффективности использования тестообразных подкормок для пчел путем разработки технологии и механизированной линии приготовления их в виде гранул шаровидной формы с ледяным шариком внутри с последующим нанесением на них защитного покрытия из воска, для повышения конечной влажности подкормки. Народнохозяйственное значение работы заключается в том, что предлагаемая технология и линия обеспечивают приготовление подкормок пчелам, которые можно хранить и скармливать в любое время года. Это позволяет практически полностью сохранить пчелиные семьи в период зимовки.

Разработанная технология и линия приготовления тестообразной подкормки в виде гранул шаровидной формы, покрытых защитной оболочкой из воска с ледяным шариком внутри, реализованы в лабораторных условиях и в пчелохозяйствах на пасеках.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1 - разработанная технология и линия приготовления тестообразной подкормки в виде гранул шаровидной формы, покрытых защитной оболочкой из воска, с ледяным шариком внутри;

2 - разработанное устройство для получения ледяных шариков;

3 - разработанный гранулятор-окатыватель для получения из сахарной пудры и медового сиропа гранул подкормки шаровидной формы с ледяным шариком внутри и рациональные режимы его работы;

4 - результаты лабораторных и производственных исследований получения тестообразной подкормки для пчел в виде гранул шаровидной формы с ледяным шариком внутри;

5 - физико-механические и реологические свойства материалов, используемых для приготовления тестообразной подкормки, а также готовых гранул.

Считаю своим долгом выразить благодарность заслуженному деятелю науки и техники Российской Федерации, доктору технических наук, профессору Некрашевичу В.Ф. и всем сотрудникам инженерного факультета Рязанской государственной сельскохозяйственной академии за неоценимую помощь, оказанную при выполнении данной работы.

1. АНАЛИЗ СПОСОБОВ И СРЕДСТВ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

ГРАНУЛ-ОКАТЫШЕЙ.

1.1. Эффективность скармливания пчелам подкормок.

В отличие от большинства сельскохозяйственных животных пчёлы не только собирают для себя пищу, но и перерабатывают её для длительного хранения, энергично охраняют от врагов и вредителей, регулируют ее потребление летом и зимой. Семьи пчел могут жить и размножаться в дуплах деревьев без влияния человека: улетевшие с пасеки рои благополучно отстраивают себе гнездо в дуплах деревьев, и наоборот, семья, переселенная из дупла в современный рамочный улей, успешно живет, работает и дает продукцию в условиях культурного пчеловодства.

В осуществлении современных приемов содержания пчел и ухода за ними решающее значение имеет рациональное обеспечение кормами. Несмотря на то, что пчелы сами регулируют свое питание, собирая нужную им пищу, пчеловод может и должен решающим образом влиять на кормовой режим пчелиных семей: снабжать их оптимальным количеством кормов, требующихся в разные периоды сезона; заботиться о пригодности меда для зимовки пчел; обеспечивать пчел белковым кормом в периоды, когда его нет в природе; создавать для пчел в нужные моменты иллюзию медосбора подкормками, побуждающими их к активной работе; продлять периоды медосбора и повышать его интенсивность путем перевозок пчел к массивам медоносов, цветущих в разное время и на разных территориях.

Рядом исследователей [85, 1, 21, 27, 32, 66 и др.] доказано, что при подкармливании пчел увеличивается сила семей. Подкормка пчелиных семей применяется для пополнения недостатка кормовых запасов в ульях весной, до появления в природе цветков; для предупреждения заболеваний пчел (гнильцовых и других); стимуляции выращивания расплода при отсутствии цветущих медоносов (применяется весной, а период подготовки пчелиных семей к главному медосбору и осенью для увеличения количества расплода и молодых пчел к зиме); для пополнения кормовых запасов, необходимых пчелам на зиму, и для замены недоброкачественного меда для улучшения зимовки.

По консистенции подкормки бывают жидкие (сиропы), тестообразные (сахарное, сахарно-медовое, белковое тесто), также используют сухой сахар [36,85].

Подкормка сухим сахаром всегда привлекала пчеловодов своей простотой и небольшими затратами груда. Этот способ впервые применил более века назад чешский пчеловод Шараж Питра и описал его в книге «О podber-nem vcelarem» [36]. Подкормку сухим сахаром и в настоящее время используют пчеловоды во многих странах мира. Так, исследователь из Канады профессор Г. Ф. Таунзенд [85] сообщает о том, что использование сахара в сухом виде для кормления пчел ранней весной или для стимулирования роста семей экономит много труда.

Сухой сахар пчелы используют равномерно в течение дня и ночи, что служит постоянным стимулом жизнедеятельности семьи: матки больше откладывают яиц, увеличивается уровень кормления личинок, усиливается вос-ковыделение, тормозится инстинкт роения. Успешно достигается дрессировка пчел при поливе сухого сахара экстрактом соответствующих растений.

Многие пчеловоды таким видом подкормки пользуются только в течение весенне-летнего периода, считая, что пчелы растворяют сахар не водой, а секретом слюнных (глоточных, грудных) желез. В корме, приготовленном пчелами из сухого сахара, оказалось много ферментов (инвертазы и диастазы) и мало воды (15,8 %), было очень высокое инвертазное число (663) и большое содержание сахарозы. Таким образом, при растворении кристаллов сахара у пчел многократно усиливается деятельность слюнных желез, что ведет к их преждевременному износу и гибели. Хотя подкормка сухим сахаром и привлекает своей простотой, но ее нельзя рекомендовать как побудительную ни весной, ни осенью [36, 85].

Жидкие подкормки представляют собой сахарный сироп различной концентрации, в который для улучшения питательной ценности могут добавляться различные вещества (коровье молоко, пекарские и пивные дрожжи, соевая мука) [6,26, 85].

В зависимости от цели подкормки используют сахарный сироп определенной концентрации: густой (70%-ный раствор, на 1 л воды — 2 кг сахара; 60%-ный раствор, на 1 л воды — 1,5 кг сахара) — для пополнения кормовых запасов и жидкий (50%-ный раствор, на 1 л воды — 1 кг сахара) — для стимулирования выращивания расплода пчелами при отсутствии медосбора. Густой сироп дают большими порциями (по 3—4 л), скармливая необходимое количество сахара за один - два приема. Стимулирующую подкормку проводят малыми дозами (по 0,25—0,5 л) ежедневно или через день. Жидкий сахарный сироп нельзя долго хранить, он может забродить и стать непригодным для пчел. Его готовят такое количество, чтобы сразу же израсходовать [98,26,36].

При пополнении кормовых запасов весной следует помнить о питательной неполноценности сахарного сиропа по сравнению с медом. Исследованиями НИИ пчеловодства было установлено, что семьи, питавшиеся до начала медосбора только сахарным сиропом, выкормили на 14,8% меньше расплода и на 24,4 % собрали меньше меда, чем группа семей, получавших натуральный мед [85].

Снабжение пчел сахарным кормом имеет свои и положительные, и отрицательные стороны.

Сахарный корм в процессе пищеварения у пчел образует очень мало кала, значительно меньше, чем хороший цветочный мед. По данным проводившихся опытов в разные зимы, масса задней кишки весной перед облетом составила в среднем: у пчел, питавшихся медом, - 34,0 мг, питавшихся сахарным сиропом, - 25,3 мг [36, 85]. Это существенная разница, которая отражает значительно лучшую зимовку пчел на сахарном корме.

Однако при скармливании пчелам большого количества сахара они расходуют много питательных веществ и энергии на его переработку.

Хорошо известно, что осеннее поколение пчел (идущее в зиму) отличается от летних целым рядом признаков, из которых наиболее важные - накопление питательных веществ в организме, увеличение жирового тела, уменьшение свободной воды в теле. На переработку сахарного сиропа пчелы тратят часть этого накопленного для зимы запаса питательных веществ, даже могут совсем его израсходовать еще с осени, что снижает их работоспособность весной и может привести к гибели зимой или ранней весной.

Кроме того, пчелы, зимуя на сахаре, совершенно не получают с пищей белок и поэтому расходуют запас белка в теле. Уменьшение белка в теле пчел к весне снижает способность их к выкармливанию расплода. Семьи пчел, питавшиеся зимой и весной только сахаром, выкармливали меньше расплода. В соответствии с этим и сила этих семей пчел весной оказалась меньшей [7, 85].

На крупных пасеках с успехом используют для подкормки пчел весной сахаромедовое тесто (канди). В НИИ пчеловодства сравнили эффективность подкормки пчел весной сахарным сиропом и сахаромедовым тестом. Оказалось, что семьи, получавшие сахаромедовое тесто, дали лучшие результаты, чем получавшие сахарный сироп (табл. 1.1.) [36].

Таблица 1.1 Качественные показатели пчел, выращенных в семьях, получавших разные корма

Корм Масса 6-дневных личинок, мг Масса 1-дневных пчел, мг Содержание в теле, мг жира азота

Сахарный сироп 150,4 99,5 1,97 2,73

Сахаромедовое тесто 151,8 101,9 2,18 2,82

Мед в сотах 152,2 108,1 2,39 3,02

Подкормка сахаромедовым тестом обеспечила выращивание пчел более высокого качества. Объясняется это тем, что сахарный сироп всегда усиливает лет пчел, и если в природе нет цветущих растений или они не выделяют нектара, то усиленный лет пчел вызывает лишь непроизводительную трату сахара (на полеты) и других питательных веществ пчел.

Тестообразные смеси в зависимости от составляющих их компонентов подразделяют на углеводные и белковые. К углеводным относятся: сахарно-медовое тесто, или канди, применяющийся в пчеловодстве более 100 лет, и помадная масса. Канди готовят из сахарной пудры и жидкого меда (в сахарном тесте мед заменяют инвертированным сиропом). Если в сахарно-медовое тесто добавить белковые компоненты (обножку, пергу или их заменители), то его называют сахарно-белковым с медом. Сахарное тесто с белковыми добавками носит название сахарно-белкового теста. В тестообразные смеси могут быть также внесены минеральные вещества (микро- и макро-), витамины и другие повышающие полноценность кормовой добавки [26,76,77,85].

Пчелы по-разному забирают и используют жидкие и тестообразные подкормки. Жидкую подкормку они стремятся забрать в короткий промежуток времени, перенести в ячейки сота и переработать. В это время у обитательниц улья возникает иллюзия внешнего медосбора, что побуждает их к вылету. Таким образом, использование жидких подкормок при похолоданиях дает явно отрицательные результаты, так как в семье резко увеличивается лёт пчел и они в большем количестве гибнут, что приводит к значительному ослаблению семей.

Тестообразные подкормки пчелы забирают по мере необходимости, не переносят и не складывают в ячейки сота. Взятое тесто они сразу же используют, что и обеспечивает повышенное снабжение кормом расплода. Поэтому тестообразные подкормки не приводят к перевозбуждению пчел и не побуждают их к вылетам, а эффект стимулирования яйцекладки маток такой же, как и при использовании жидких подкормок.

Для скармливания тестообразных смесей не нужны кормушки, и требуется значительно меньше рабочего времени на раздачу этого вида корма.

Тестообразные корма можно готовить заблаговременно, когда пчеловод относительно свободен, на центральной усадьбе, где этот процесс может быть максимально механизирован. Не менее важно и то, что одна порция тестообразной подкормки длительное время стимулирует выращивание расплода столь же эффективно, как и многократные подкормки жидким сиропом. При использовании лечебных жидких подкормок также приходится подкармливать семьи не менее четырех раз, тогда как введение лекарственной формы в канди позволяет иметь такой же лечебный эффект при разовой даче корма. Пчелы длительное время забирают лечебное тесто, что способствует полному их излечению [36,76, 77, 85].

Таким образом, из приведенного выше обзора видно, что наиболее эффективными для выращивания пчел являются тестообразные подкормки, т.к. они менее трудоемки в раздаче, их можно заблаговременно готовить, обеспечивают достаточно хороший расплод и др. Однако эти подкормки засыхают в процессе хранения и пчелы не могут их использовать, кроме того при подкормке в холодное время пчелы испытывают необходимость вылетать для забора воды, что часто приводит к их гибели, поэтому подкормка должна быть тестообразной с повышенной влажностью, а этого можно достигнуть только в том случае, если эта подкормка будет в защитной оболочке.

1.2. Анализ способов приготовления подкормок пчелам

В 1828 г., было экспериментально установлено, что при отсутствии меда самым лучшим кормом является сахар, его достаточно широко стали использовать пчеловоды во всем мире [6, 7, 26, 36, 76, 77, 85]. Пчелы длительное время могут жить, питаясь только чистым сахарным сиропом, но они не могут в этом случае выращивать расплод, выделять воск и строить соты, интенсивно и в больших количествах перерабатывать нектар и выполнять многие другие работы. Мед значительно богаче по своему химическому составу, чем сахар. В нем кроме углеводов (моносахаров) содержится в общей сложности до 50 различных веществ. Сахар — чисто углеводный корм и не содержит других веществ, жизненно важных для пчел.

Поэтому пчеловоды давно предпринимали попытки сдабривания сахарного сиропа продуктами, содержащими белок и другие питательные вещества. Из всех испытанных добавок лучшими оказались коровье молоко и дрожжи [85]. Коровье молоко содержит весь набор веществ, необходимых для жизни животного организма, и пчелы хорошо используют эту добавку.

Как было отмечено в пункте 1.1 по консистенции подкормки бывают жидкими (сиропы) и тестообразными (сахарное, сахарно-медовое, белковое тесто).

Для приготовления сиропа наливают в емкость воду и нагревают ее до кипения, снимают с огня и насыпают сахар, тщательно размешивая его до полного растворения кристаллов. После этого сироп охлаждают до 35—40 °С и добавляют в него (в зависимости от цели кормления) лекарственные или другие вещества. Пчелы активнее забирают сироп с оптимальной температурой для его переработки (34—36 °С) [36].

Во время вышеуказанной операции нельзя допускать подгорания сахара, так как при этом происходит карамелизация и образуются вредные для пчел вещества.

Сахарный сироп готовят из доброкачественного пищевого сахара. Сахар-сырец непригоден. Сахарные сметки, различные отходы, сахар с посторонними примесями пригодны только в том случае, если в них не содержатся вредные для пчел вещества: кислоты, соли, удобрения и т. д.

Для приготовления сиропа следует использовать воду, по качеству соответствующую питьевой. Вода с большим количеством минеральных веществ, имеющая более 30 мг/л жесткости по ГОСТ 151-72, непригодна. Можно использовать чистую дождевую или снеговую воду.

Чтобы облегчить пчелам переработку сахарного сиропа (инвертирование сахарозы и придание корму кислой реакции), на 10 кг сахара добавляют 3—4 г уксусной кислоты.

Сахарный сироп дают пчелам в кормушках или в сотах, ячейки которых им предварительно наполняют. Применяют кормушки в основном трех типов: верхние, боковые и внешние, рассчитанные на одну или несколько семей. Последние устанавливают на задней стенке улья с внешней стороны.

Для приготовления тестообразной подкормки используется высококачественная сахарная пудра с размерами частиц не более 0,20 мм и без комков. Для изготовления пудры берут сахар с влажностью не более 0,15 %. Из более влажного нельзя получить достаточно мелкий помол. Если смесь готовят вручную, то вначале перемешивают сухие компоненты и потом постепенно в замес добавляют жидкие. При механизированном изготовлении поступают наоборот: вначале в бак тестомесительной машины помещают жидкие компоненты и далее, по мере перемешивания, добавляют сухие, предварительно размолотые до величины 0,20 мм. Сахар можно размолоть на молотковой мельнице М8 (или ММ8), применяемой в табачной промышленности. Небольшие количества сахара (не более чем для пяти семей) можно размолоть на кофейной мельнице [36].

Стандартные сухие белковые ингредиенты, например дрожжи, сухое молоко, имеют более грубый, чем пудра, помол. Поэтому их также предварительно размалывают, добавив равное или лучше двойное по объему или массе количество сахарного песка.

Мед используют с пасек, благополучных по гнильцам, нозематозу, микозам. Закристаллизованный мед выдерживают на водяной или воздушной бане в течение 12—24 ч при температуре 35-40 °С до полного расплавления кристаллов. Готовность меда определяют по пробе со дна. Пробу растирают в пальцах, и при этом не должны ощущаться твердые частицы.

Сахарно-медовое тесто согласно ТУ 10 РСФСР 339-88 «Тесто для пчел» имеет рецепт приведенный в таблице 1.2.

Пудру с медом месят вручную, как обычное тесто. Для приготовления большого количества корма чаще всего используют тестомесительные машины периодического действия ТМ-120, М2М-50, ТМ-63, ШМЖ и другие, применяемые в хлебопекарной или химической промышленности.

Сахарное тесто (ТУ 46 РСФСР 187—85) содержит 70 % сахарной пудры и 30 % инвертированного сиропа. В инвертированном сиропе не должно быть кристаллов сахара. Замес сахарного теста проводят так же как и сахарно-медового.

Таблица 1.2 Состав сахарно-медового теста по ТУ 10 РСФСР 339-80.

Наименование компонентов Содержание, % Состояние применения

Сахарная пудра 73,8 Измельченный сахар до состояния тонкого помола (размер частиц не более 0,2 мм)

Мед 26 Теплый распущенный мед

Вода 0,18 Чистая, снеговая или родниковая

Кислота уксусная 0,02

Итого 100

Кормовые качества сахарного теста ниже, чем сахарно-медового. Его нежелательно давать слабым семьям и маткам в клеточках, так как оно быстрее черствеет и отличается меньшей привлекательностью для пчел.

При недостатке перги в ульях и отсутствии запасных перговых сотов и пыльцы используют тестообразные белковые подкормки.

Согласно техническим условиям ТУ 10 РСФСР339-88 состав рецепта приготовления тестообразной белковой подкормки для пчел приведен в таблице 1.3

Куски тестообразной подкормки (по 0,5-0,8 кг) расплющивают в виде лепешек (толщиной 2-3 см), которые иногда кладут непосредственно на верхние бруски рамок, занятых пчелами. Но в этом случае отдельные кусочки смеси могут отрываться и падать в улочки на дно улья, где остаются неиспользованными. Поэтому целесообразно лепешки из смеси обертывать медицинской марлей или класть на небольшие (20x30 см) кусочки металлической сетки. В марле пчелы прогрызают отверстия, через которые берут корм: смесь на сеточках пчелы берут снизу через отверстия в сетке и подходят к ней с боков. Во всех случаях лепешку прикрывают сверху листком целлофана или вощеной бумаги, чтобы предотвратить быстрое высыхание смеси. Поверх лепешки кладут холстинку и утепляющие подушки.

Таблица 1.3 Состав тестообразной белковой подкормки по ТУ 10 РСФСР 339-88.

Компоненты Состав, %

Мед ГОСТ 197992-94 22 - - -

Сахар ГОСТ 21-78 64 65 55 55 54

Сироп инвентированный для пчел ТУ 46 РСФСР 187-83 - 27,8 39,8 33,8 36,8

Пыльца цветочная (обножка) ТУ 46 РСФСР 205-80 5 7 - 3

Дрожжи кормовые ГОСТ 20098-74 5 - 5 5 6

Молоко сухое ГОСТ 10970-87 ГОСТ 4495-87 - - - 3 3

Вода питьевая ГОСТ 2874 -82,4 3,97 0,17 0,17 0,17 0,17

Кислота уксусная ГОСТ 61-75,0 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03

Всего 100 100 100 100 100

Приготовление тестообразных смесей в больших количествах и в короткий срок без применения специального оборудования довольно трудоемкая и тяжелая физическая работа, поэтому во многих пчеловодческих хозяйствах стали применять смесители периодического действия выпускаемые отечественной промышленностью для пищевых производств и различные типы микромельниц. Однако применение таких смесителей, не предназначенных для приготовления тестообразных смесей, полностью не решило вопроса механизации этого процесса. Остались не механизированными такие операции, как подача компонентов, загрузка их в смеситель, выгрузка готовых смесей, их фасовка, упаковка.

Таким образом, из обзора способов приготовления подкормок пчелам, следует отметить, что жидкие подкормки необходимо готовить в день раздачи, т.к. они могут приходить в не пригодный для скармливания вид (закисать, бродить и т.д.), однако механизировать процесс их приготовления достаточно просто. Механизация приготовления тестообразных подкормок более сложная задача, но такие подкормки в больших объемах могут быть упакованы в целлофан, провощенную бумагу, а также в защитную оболочку из воска, поэтому могут быть приготовлены заблаговременно, храниться длительное время не засыхая, могут быть розданы в необходимые периоды.

1.3. Анализ средств механизации приготовления тестообразных подкормок

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Технологическая линия для изготовления гранулированной тестообразной подкормки для пчел должна состоять из трех ветвей, работающих параллельно. Первая должна содержать смеситель сухих компонентов, измельчитель их до порошкообразного состояния, накопитель и дозатор, вторая - устройство для получения распущенного меда и его дозирования, третья -морозильник со специальным устройством для получения ледяных шариков и устройство для их дозирования. Далее в линии должны быть расположены гранулятор-окатыватель, транспортер для поштучной подачи гранул в устройство для нанесения на их поверхность защитного слоя из воска с выгрузным транспортером. Рабочий процесс линии включает подготовку сухих компонентов (смешивание, измельчение, накопление), распускание меда, изготовление ледяных шариков, подачу компонентов через дозаторы в устройство для получения окатышей, гранулирование, нанесения защитного покрытия на гранулы.

2. Устройство для получения ледяных шариков должно состоять из двух пластин, в каждой из которых имеются углубления в виде половины сферы, при соединении образующие полости шаровидной формы. Полости заполняются водой, при замерзании которой в морозильнике образуются ледяные шарики. При замерзании воды на форму воздействуют значительные сжимающие и изгибающие напряжения, поэтому для ее изготовления следует использовать материал, который может упруго деформироваться без разрушения, например пластмассу. Для получения влажности подкормки 10% при диаметре гранул 40 мм требуется ледяной шарик диаметром 12 мм.

3. Режим работы гранулятора характеризуется углом наклона а чаши гранулятора к горизонту и показателем кинематического режима К, который определяется радиусом чаши и ее частотой вращения. Для получения крупных окатышей точки подачи компонентов дозаторами должны быть разнесены друг от друга, причем жидкие компоненты подаются в верхней части траектории движения гранул, а сухие - в нижней части траектории.

4. Процесс гранулирования окатыванием включает в себя три последовательно протекающих этапа: первоначальное сцепление частиц гранулируемого материала под влиянием связующего вещества и образование отдельных комочков; уплотнение и упрочнение комочков; формирование из комочков окатышей и их рост до заданных размеров. На характер протекания процесса гранулирования окатыванием и на конечную прочность гранул оказывает влияние следующие факторы: характер поверхности начальных частиц, гранулометрический состав, влажность, режим грануляции.

5. При хранении гранул подкормки без защитного покрытия в течение 7 недель наблюдается потеря массы 4,3%, что происходит из-за испарения части влаги из гранул. Это приводит к образованию на поверхности гранул уплотненной корки. Гранулы с защитной оболочкой из воска за тот же период времени потеряли около 1% массы, при этом произошло перераспределение влаги по объему гранул. Так в центре влажность снизилась с 28 до 22%,а у защитной оболочки влажность увеличилась с 5,2 до 5,5%.

6. В результате многофакторных экспериментов установлен рациональный режим работы гранулятора-окатывателя: частота вращения 32-33 об/мин; угол наклона чаши - 30°; загрузка чаши - 20-22 ледяных шарика; подача дозатора сухих компонентов - 13-14 г/мин, при соотношении подач дозаторов сухих и жидких компонентов 4 к 1.

7. Производственными исследованиями установлено, что производительность установки при диаметре изготавливаемых гранул 40 мм составляет 56 кг/ч при энергоемкости процесса 14,3 Вт-ч/кг.

8. Расчет экономической эффективности показал, что при объеме производства подкормки 18360 кг экономия составит, по сравнению с существующей технологией, около 118 тыс. руб.

1. Аветисян Г.А. Пчеловодство. - М.: Колос, 1982.

2. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. -М.: Наука, 1976.

3. Антонченко В.Я. и др. Основы физики воды. Киев: Наук, думка,1991.

4. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1976.

5. Белянчиков Н.Н., Смирнов А.И. Механизация животноводства и кормоприготовления.-М.: Агропромиздат, 1990.

6. Билаш Н.Г. Искусственный корм для пчел. Журнал «Пчеловодство» №5,2000.

7. Билаш Н.Г., Беневольская Б. Заменители корма пчел. Журнал «Пчеловодство» №2,2002.

8. Болдырев С.Я. Рациональное кормление пчел. Рыбное: НИИ Пчеловодства, 1990.

9. Большин М.Ю. Зависимость усадки и свойств порошковых тел от их плотности (пористости). Журнал «Техническая физика» т. XVIII, вып. 9.

10. Бородачев А.В. Методы проведения научно-исследовательских работ в пчеловодстве. Рыбное: НИИ Пчеловодства, 2002.

11. П.Брун Х.Д. Инженерные проблемы гранулирования кормов. Ж. «Сельское хозяйство за рубежом», 1938, №5.

12. Вайетих Г.Я., Дарманьян П. Гранулирование кормов: Приложение к журналу-приложению «Комбикормовая промышленность». М.: Агропромиздат, 1988.

13. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработка опытных данных. М.: Колос, 1973.

14. Вилесов Н.Г., Скрипко В.Я. Процессы гранулирования в промышленности. Киев: Техника, 1976.

15. Витюгин А.В. Исследование процесса гранулирования дисперсныхматериалов окатыванием в тарельчатых аппаратах. Автореф. канд. дисс., ТЛИ, 1979.

16. Горя B.C. Алгоритм математической обработки результатов исследований. Кишинев: Штиинца, 1978.

17. ГОСТ 11.003-71 Равномерно распределенные случайные числа.

18. Грабовский Р.И. Курс физики. СПб.: Лань, 2002.

19. Дарков А.В., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов. М.: Высш. школа, 1989.

20. Драпкина Г.С. Разработка технологии сухой гранулированной молочной сыворотки методом окатывания. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Кемерово, 2002.

21. Ермолов П.А. Основы практического пчеловодства. М.: Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1949.

22. Завражнов А.И., Николаев Д.И. Механизация приготовления и хранения кормов. -М.: Агропромиздат, 1990.

23. Кирьянов Ю.Н. Каталог пчеловодного оборудования и инвентаря. -Рыбное: НИИП, 2004.

24. Классен П.В., Гришаев И.Г. Основы техники гранулирования. М.: Химия, 1982.

25. Классен П.В., Гришаев И.Г., Шомин И.П. Гранулирование. М.: Химия, 1991.

26. Козин Р.Б., Стройков С.А. Питание пчел. Журнал «Пчеловодство» №10, 1991.

27. Комаров А.А. Пчеловодство. Тула: Ритм, 1992.

28. Коптев B.C. Технология разведения и содержания сильных пчелиных семей. М.: Нива России, 1993.

29. Корнилов С.В. Технология и линия для приготовления капсулиро-ванных подкормок пчелам. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Рязань, 2005.

30. Коротич В.И. Теоретические основы окомковывания железнорудных материалов. Изд. «Металлургия», 1966.

31. Кочетков В.Н. Гранулирование минеральных удобрений. М.: Химия, 1975.

32. Кривцов Н.И., Лебедев В.И., Туликов Г.М. Пчеловодство. М.: Колос, 1999.

33. Лактионов А.А. Разработка конструкции и метода расчета гранулирующего устройства. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Уфа, 2004.

34. Лачуга Ю.Ф., Ксендзов В.А. Теоретическая механика. М.: Колос,2000.

35. Лебедев В.И., Билаш Н.Г. Корма и оптимизация кормления пчелиных семей в течении года. Рыбное: НИИ Пчеловодства, 1994.

36. Лебедев В.И., Билаш Н.Г. Питательная ценность кормов и подкормка семей. Журнал «Пчеловодство» №1-2,1995.

37. Лузгин Н.Е. Технология и агрегат для капсулирования подкормок пчелам. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Рязань, 2004.

38. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эпических формул. М.: Высшая школа, 1988.

39. Маркович Э.С. Курс высшей математики с элементами теории вероятностей и математической статистики. М.: Высш. школа, 1972.

40. Махмашарипов С. Как лучше давать канди пчелам. Рыбное, НИИ Пчеловодства, 1978.

41. Махмашарипов С. Тестообразные подкормки эффективны. Журнал «Пчеловодство» №8,1990.

42. Махмудов С. Экспериментально-теоретическое исследование процесса гранулирования комбикормов методом окатывания. -Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Ленинград, 1967.

43. Мельников С.В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм. Л.: Колос, Ленингр. отд-ние, 1978.

44. Мельников С.В., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование экспериментов в исследовании сельскохозяйственных процессов. JL: Колос, 1980.

45. Методика определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, новой техники, изобретений и рационализаторских предложений.-М.: Россельхозиздат, 1984.

46. Методика определения экономической эффективности новой техники, изобретений и рационализаторских предложений в машиностроении для животноводства и кормопроизводства. -М.: ВНИПИ, 1986.

47. Нагорный В.Т. Корма в брикетах и гранулах. Алма-Ата: Кайнар,1988.

48. Налимов В.В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. -М.: Наука, 1965.

49. Налимов В.В. Таблицы планов эксперимента для факторных и полиноминальных моделей. -М.: Металлургия, 1982. 750с.

50. Налимов В.В. Теория эксперимента. -М.: Наука, 1971.

51. Налимов В.В., Чернова И.А. Статистические методы планирования экспериментальных исследований. -М.: Наука, 1965.

52. Некрашевич В.Ф., Бронников В.И., Корнилов С.В. Линия приготовления подкормки для пчел. Патент РФ №2192127.

53. Некрашевич В.Ф., Бронников В.И., Лузгин Н.Е., Корнилов С.В. Способ нанесения защитного покрытия на подкормку для пчел и устройство для его осуществления. Патент РФ №2174748.

54. Некрашевич В.Ф., Кирьянов Ю.Н. Пчеловодство. Рязань, 2005.

55. Некрашевич В.Ф., Корнилов С.В., Лузгин Н.Е. Приготовление тестообразных подкормок для пчел. Журнал «Пчеловодство» №8,2002, с. 48.

56. Некрашевич В.Ф., Корнилов С.В., Лузгин Н.Е., Музалев А.В. Кап-сулирование тестообразных кормов для пчел. Журнал «Пчеловодство» №7, 2002, с. 51-52.

57. Некрашевич В.Ф., Лузгин Н.Е., Панфилов И.А. Линия для универсального корма. Журнал «Пчеловодство» №8,2006.

58. Некрашевич В.Ф., Лузгин Н.Е., Панфилов И.А. Линия приготовления подкормки для пчел. Патент РФ №2265327.

59. Некрашевич В.Ф., Панфилов И.А. Конструкция грануляторов, работающих по принципу окатывания. Экологические аспекты производства, переработки и использования продуктов пчеловодства. Материалы научно-практической конференции. Рыбное, 2005.

60. Некрашевич В.Ф., Панфилов И.А. Технологическая линия приготовления тестообразной подкормки для пчел в защитной оболочке. Сборник научный трудов ученых Рязанской ГСХА (160-летию проф. П.А. Косты-чева посвящается) - Рязань, 2005.

61. Нечепоренко М.А. Окомкование тонких концентратов. Труды «Ме-ханобр», вып. 121,1958.

62. Новицкий П.В. Оценка погрешностей результатов измерений. JL: Энергоатомиздат, 1991.

63. Нуждин А.С., Таранов Г.Ф., Полтев В.И. Учебник пчеловодства. -М.: Колос, 1984.

64. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. Под ред. Соколова А.Я. М.: Пищепромиздат, 1960.

65. Парфенов A.M., Нечепоренко М.А. Отчет института «Механобр»,1948.

66. Пустильник Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений." М.: Наука, 1968.

67. Рогинский Г.А. Дозирование сыпучих материалов. М.: Химия, 1978.

68. Рубиц И., Риксов О.М., Щукин А.В. Экспериментальное изучение параметров гранулирования комбикормов с целью увеличения производительности прессов. Труды института ВНИЭКИПродмаш, 1932.

69. Румшинский JI.3. Математическая обработка результатов эксперимента. -М.: Наука, 1971.

70. Сигаев Е.А. Сопротивление материалов. Кемерово: Кузбассвузиз-дат, 2002.

71. Стенин С.С. Технология и установка для капсулирования подкорок пчелам. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Рязань, 2000.

72. Стройков С.А. Кормление пчел и использование заменителей меда и перги. Рыбное: НИИ Пчеловодства, 1988.

73. Стройков С.А. Кормление тестообразными смесями. Журнал «Пчеловодство» №11,1991.

74. Стройков С.А. Кулинария для пчел. Журнал «Пчеловодство» №11,1991.

75. Стройков С.А. Обеспечение пчелиных семей белковым кормом. -Рыбное: НИИ Пчеловодства, 1991.

76. Стройков С.А. Подкормка пчел зимой. Рыбное: НИИ Пчеловодства, 1982.

77. Стройков С.А. Приготовление углеводных и белковых кормов для пчел. Рыбное: НИИ Пчеловодства, 1989.

78. Стройков С.А. Рекомендации по приготовлению и использованию подкормок пчел. Рыбное: НИИ Пчеловодства, 1982.

79. Стройков С.А. Сахарно-медовое и сахарное тесто в подкормках пчелам. Рыбное: НИИ Пчеловодства, 1985.

80. Супряга В.Д. Механизированное производство тестообразных кормов для пчел. Рыбное: НИИ Пчеловодства, 1988.

81. Супряга В.Д. Приготовление тестообразных кормов. Журнал «Пчеловодство» №8,1986, с. 19-20.

82. Таранов Г.Ф. Корма и кормление пчел. -М., Россельхозиздат, 1986.

83. Таранов Г.Ф., Шагун JT.A. Углеводные, белковые и минеральные подкормки пчел. Рыбное: НИИ Пчеловодства, 1986.

84. Тихонов А.И., Русакова Т.М. Технология продуктов пчеловодства. -М.:ИУЗССХ, 1986.

85. Трушина С.М., Драгилев А.И. Оборудование для производства мучных кондитерских изделий. -М.: Пищевая промышленность, 1979.

86. Хикс Ч. Основные принципы планирования эксперимента. М.: Мир, 1967.

87. Ходоров Е.И, Нелидов В.А. Тарельчатый гранулятор. Журнал «Цемент», №6,1955.

88. Ходоров Е.И., Нелидов В.А. Технический отчет по теме №1-4-56. -JI., Гипроцемент, 1936.

89. Хромеенков В.М. Оборудование хлебопекарного производства. -М.: ИРПО; «Академия», 2000.

90. Шнейдер В.Е. Краткий курс высшей математики. М.: Высш. школа, 1978.

91. Яблонский А.А. Курс теоретической механики. М.: Высшая школа, 1984.

92. Donan F.G. The Agglomertion of Granular Masses Trans Straday Bee., 14,12 1914.

93. Firth C.V. A.J.M.E. Proceedings of the Blast Furnace and Coke Ovens Raw Materials Conference, v.4, p. 46-49,1944.

94. Stanger W., Gripp R. Commercial feeding. American bee journal, №11,1972.

95. Stanley G. Honey is still the best bee feed. American bee journal, №21986.

96. Tigerschiold M. and Limoni P.A. Amer. Inst. Min. Eng. Proceeding of the Blast Furnace and Coke Ovens Raw Materials Conference, v.9, p. 18-45,1950.