Машины и оборудование для приготовления кормов и кормовых смесей.

1.Все существующие корма составляют три основные группы: растительного проис­хождения, животного происхождения и промышленного производ­ства. Они, в свою очередь, делятся на подгруппы: грубые, сочные, концентрированные, рыбные, мясные, молочные, комбинирован­ные корма, кормовые добавки и пищевые отходы. В таблице 5.1 да­на классификация кормов по видам и назначению.

Таблица 5.1- Классификация кормов по видам и назначению

2.Абсолютные размеры или крупность частиц измельченного корма обусловлены зоотехническими требованиями. Однако для энергети­ческой оценки процесса измельчения этого недостаточно и требуется знать степень измельчения. Степень измельчения определяется отно­шением средних размеров частиц исходного материала к среднему раз­меру частиц продукта измельчения.

Энергоемкость процесса измельчения зависит от выбора способа воздействия рабочих органов машины на материал.

Теория измельчения рассматривает два комплекса основных воп­росов:

- изучает функциональные зависимости между затратой энергии (работы) на разрушение материала и степенью измельчения, что дает возможность выявить эффективность рабочего процесса измельчения в зависимости от принятой технологии, применяемых типов машин и выбранных режимов их работы.

- изучает закономерности в распределении частиц по крупности с целью отыскания наиболее простых и в то же время достаточно на­дежных методов определения средних размеров частиц, величины их удельной поверхности и численных значений степени измельчения.

В данном курсе любой процесс производственного разрушения материала принято называть процессом измельчения. В этом смысле под термином "дробление" следует понимать более грубое измельче­ние, осуществляемое, как правило, ударом.

Измельчение - есть процесс разделения твердого тела на частицы механическим путем, т. е. путем приложения внешних сил, превос­ходящих силы молекулярного сцепления. Образование новых поверхностей составляет основное содержание всякого процесса измельче­ния. Следовательно, измельчение можно рассматривать как процесс производства (приращения) новых поверхностей частиц корма.

Для сравнения развитости поверхности частиц сыпучих материа­лов пользуются величиной удельной поверхности. Удельной поверх­ностью материала называется суммарная поверхность всех частиц, зак­люченных в единице массы (м² /кг) или объёма (м²/ м³).

Суммарная полезная работа, затраченная на процесс измельчения материала и отнесенная к единице объема или массы, называется удель­ной работой измельчения.

На основании разработанных теорий измельчения: объемной - В. Л. Кирпичевым (1877 г.) и поверхностной - П. Р. Риттингером (1867 г.), академик П. А. Ребиндер в 1928 г. объединил обе теории: вывел уравнение и назвал его основным законом измельчения, из которого следует, что полная работа измельчения равна сумме работы дефор­мации в деформируемом объеме разрушаемого материала и работы образования новых поверхностей. Это уравнение используется лишь для качественного исследования рабочих процессов и сравнительных расчетов с целью выявления относительной величины работы, затра­чиваемой на измельчение.

Как правило, измельченные частицы имеют неправильную форму и оцениваются несколькими размерами. Для практических целей круп­ность частиц оценивают характерным размером - "диаметром".

Учитывая разнообразность и сложность формы зерен разных куль­тур, наиболее удобно обозначить их размеры величиной эквивалент­ного диаметра (D_Э). Это диаметр шара, объем которого равен дей­ствительному объему зерна.

Значение эквивалентного диаметра находят при эксперименталь­ном определении среднего объема зерен путем погружения 1000 шт. после их взвешивания (натуры зерна) в мензурку с жидкостью (толу­ол, бензин, ксилол).

Если объемы одного зерна V₃, а объем равновеликого шара , то величина эквивалентного диаметра зерна будет равна:

(5.1)

Крупность всей массы сыпучего материала оценивают по содержа­нию в ней классов (фракций) определенных размеров, т. е. по гранулометрическому составу.

Гранулометрический состав измельченных кормов можно опреде­лить при помощи следующих анализов: микроскопического (для час­тиц менее 50 Мк), седиментометрического (5..56 Мк) и ситового (крупнее 40Мк) .

При ситовом анализе экспериментально определяется модуль по­мола с использованием решетного классификатора (прибора Макаро­ва, рис. 5.1.). В него устанавливают металлические (пробивные) сита с диаметром отверстий, равным 1,2,3 и 4 мм. Навеску в 100 г измельченного продукта высыпают на верхнее сито классификатора и встряхивают в течение 3...5 мин. Затем остатки продукта взвешивают с соответствующих сит, начиная с поддона определяют массу фрак­ций Ро,Р1,Р2,РЗ,Р4.

Рисунок 5.1-Технологическая схема решетного классификатора.

Результаты взвешивания подставляют в формулу 5.2. и находят средневзвешенный диаметр (модуль) частиц измельченного продукта:

, мм (5.2)

где М - модуль помола, мм;

0,5…3,5 - средний размер отверстий двух смежных сит, мм;

Р₀, Р₁... - масса остатка соответственно на поддоне и ситах клас­сификатора,

г.;

G - масса пробы (навески), г.

Отождествляя модуль с эквивалентным диаметром шара, находят его объем.

3.Машины для измельчения стебельных кормов бывают специали­зированные (соломорезки, силосорезки и измельчители грубых кор­мов - ИГК-З0Б) и универсальные (соломосилосорезки - РСС-6Б). По конструкции режущего аппарата они делятся на барабанные и дис­ковые. По общей конструкции, определяющей принцип их исполь­зования - на стационарные и передвижные.

Процесс резания стебельных кормов представляет собой частный вид измельчения и поэтому подчинен общим законам разрушения материалов под действием внешних сил, превосходящих силы моле­кулярного сцепления. Однако этот процесс имеет свои специфичес­кие особенности и поэтому он более полно излагается в теории реза­ния лезвием.

Теорию резания лезвием разработал В. П. Горячкин (1928-1935 гг). Дальнейшее развитие она получила в трудах В. А. Желиговского, Г. И. Бремера, А. Н. Карпенко, В. А. Зяблова, Е. М. Гутьяра, М. П. Горбунова, М. В. Сабликова и др.

При резании лезвием материал разрушается в основном под дей­ствием давления непосредственно вершины двухгранного угла рабо­чей части ножа (лезвия) В этом случае грани лезвия (фаски) суще­ственного влияния на процесс резания не оказывают, а сам процесс резания происходит без снятия стружки.

Процесс резания лезвием состоит из двух этапов. Первый этап -уплотнение материала ножом (упругие деформации), второй этап -перерезание стеблей (пластические деформации).

В. П. Горячкин установил, что в процессе резания лезвием ре­шающее значение имеет скользящее (боковое) движение ножа, так как оно понижает предел нормального давления на материал, необходимого для возбуждения процесса резания и обеспечивает более чистый срез (перепиливающее действие), так как предел прочности сдвига меньше предела прочности сжатия.

В. А. Желиговский выделяет три характерных случая резания лез­вием (рисунок 5.2).

В первом случае резание материала производится только нормаль­ной силой (рисунок 5.2 а) без бокового перемещения ножа (рубка мате­риала). Угол скольжения t = 0.

Рисунок 5.2-Характерные случаи резания:

а) без скольжения - рубка;в) с недостаточным скольжением;с) со скольжением.

Во втором случае (рисунок 5.2, в) кроме нормального давления (и нормальной составляющей скорости) имеет место и боковая сила (ка­сательная составляющая скорости), но она еще не может вызвать сколь­зящего движения лезвия по частицам материала, так как угол сколь­жения меньше угла трения ( о< t < j).

Третий случай (рисунок 5.2, с). Угол скольжения больше угла тре­ния, т. е.

Ðt > Ðj. Резание производится нормальной силой N с участием боковой силы Т. Лезвие перемещается относительно мате­риала со скоростью u_t в боковом направлении и этим обеспечивается эффект перепиливания.

Таким образом, для рабочего процесса соломосилосорезок основ­ное значение имеют такие параметры, как нормальное давление ножа на материал и боковое скользящее движение ножа.

Изобразим схему режущего аппарата дисковой соломосилосорезки РСС-6Б (рисунок 5.3).

Ножи установлены на диске под углом к радиусу (Ðg) , благодаря чему обеспечивается резание со скольжением.

u=w*r

Рисунок 5.3 - Схема режущего аппарата дисковой соломосилосорезки

РСС-6Б

Пусть нож движется по направлению вектора окружной скорости u (она перпендикулярна радиусу-вектору r). Разложим окружную скорость на нормальную составляющую - u_n (направленную перпен­дикулярно лезвию ножа (а-а) и касательную u_t (направленную вдоль лезвия ножа).

Угол между радиусом-вектором r и касательной к лезвию ножа (а-а) называется углом скольжения t . Угол между векторами ок­ружной скорости u и нормальной составляющей скорости u_n равен углу скольжения t (угол между взаимно перпендикулярными сторонами). Тангенс угла скольжения t (отношение тангенциальной со­ставляющей скорости u_t к нормальной составляющей скорости u_n ) называется коэффициентом скольжения:

(5.3)

Коэффициент скольжения e указывает долю участия бокового скользящего движения ножа в общем процессе резания.

При работе режущего аппарата дискового типа материал сечением АБВГ перерезается лезвием ножа (а-а) на участке rS. Для преодо­ления силы сопротивления необходимо приложить усилие Р. Сила резания Р за счет бокового скользящего движения ножа отклоняется от нормали (n-n) на угол трения j . Угол j носит название угла скользящего резания.

Разложим силу резания Р на нормальную составляющую N (вдоль нормали n-n) и касательную (вдоль лезвия - а-а). Тангенс угла тре­ния j (или угла скользящего резания) (отношение касательной силы Т к нормальной N) называется коэффициентом скользящего резания:

(5.4)

Академик В. А. Желиговский доказал, что для процесса резания имеет

значение не абсолютная величина касательной силы, а ее соот­ношение с нормальной силой, определяемое коэффициентом сколь­зящего резания. Этот коэффициент для ржаной соломы изменяется от 0,7 до 0,4 при изменении нормального давления, при котором начинается процесс резания, в пределах 20...200 Н.

Необходимо отметить, что коэффициент скольжения e и коэффициент скользящего резания ¦¹ зависят друг от друга. И эта зави­симость выражается

(5.5)

где k - коэффициент пропорциональности, равный 0,176...0,325.

При увеличении коэффициента скольжения e возрастает и значение коэффициента скользящего резания ¦¹ .

Защемление материала между лезвием и противорежущей пласти­ной призвано обеспечить нормальное протекание процесса резания, чтобы материал не выскальзывал, а был надежно защемлен в режущей паре.

Рассмотрим условия, при которых будет обеспечено надежное за­щемление материала (рисунок 5.4).

Рисунок 5.4-Условие защемления материала в режущей паре

Угол между лезвием ножа и противорежущей пластиной называ­ется углом защемления х. В режущей паре находится материал круг­лого сечения. Пусть в момент начала защемления материала угол тре­ния оказался таким, что сила резания Р будет перпендикулярна бис­сектрисе угла защемления х. Тогда из перпендикулярности сторон двух треугольников можно определить х/2=j или x=2/j . Это пре­дельно допустимый угол раствора, так как при его увеличении проек­ция силы Р не будет равна нулю и даст составляющую, которая вы­толкнет материал из раствора наружу. Следовательно, режущая пара защемляет материал, если угол раствора меньше или равен двойному углу j скользящего резания.

В несимметричной режущей паре имеются два угла скользящего резания: j₁ - угол трения лезвия ножа по материалу и j₂ - угол трения материала по кромке противорежущей пластины. В этом слу­чае полное защемление наступит, когда

(5.6)

где j_min - наименьший из углов j₁, и j₂,

По экспериментальным данным в дисковых соломорезках прини­мают х= 40...50° и в барабанных - х=24...30°.

Важнейшим параметром режимов резания является удельное дав­ление ножа на материал. Удельным давлением называется нормаль­ное давление ножа на материал, достаточное для возбуждения про­цесса резания и отнесенное к единице длины нагруженного участка лезвия, т. е.

(5.7)

Для случая резания рубкой, когда отсутствует скользящее движе­ние ножа, удельное давление будет иметь максимальную величину (q₀).

Для различных кормов q₀ колеблется в пределах:

для соломы - (5...12) 10³ н/м, травы - (4...8) 10³ н/м, листостебельной массы подсолнечника - (3...13) 10³ н/м.

Удельное давление изменяет свое значение в зависимости от тех­нологических факторов (влажности), кинематических (скорости ре­зания, угла скольжения) и конструктивных факторов режущей пары и ее технического состояния в процессе эксплуатации: угла резания α, угла установки ножа b, угла заточки ножа g, остроты лезвия d и зазора в режущей паре (рисунок 5.5).

2…3мм dmax

а   б

Рисунок 5.5 -Острота лезвия ножа (а), угол резания и зазор в режущей паре (б).

Угол резания a представляет собой сумму двух углов - угла установки b и угла заточки ножа g . Оптимальный угол резания ножа устраняет вред­ные сопротивления и создает наиболее выгодные условия резания.

Если материал движется со скоростью u по противорежущей пла­стине, то при постоянной частоте вращения диска с ножами эта ско­рость определяет длину резки l. Подаваемый вальцами материал не будет упираться торцом в переднюю грань ножа только в том случае, если нож наклонить так, чтобы его верхняя часть спинки отошла на длину резки l за время прохода ножа всего сечения горловины. Поэтому угол установки ножа b имеет целью устранить излишние сопротивления от трения по­ступающей массы корма о переднюю грань

ножа. Угол установки ножа рассчитывается так. Путь, пройденный диском с ножами за один обо­рот и материалом, откладывается на диаграмме в масштабе (рисунок 5.6). Из полученного треуголь­ника находится расчетный угол установки ножа.

(5.8)

Отсюда

Рисунок 5.6 - Схема к определению угла установки ножа.

Угол заточки ножа у соломосилосорезки принимают в пределах 12...30°. Нижний предел угла заточки обусловлен прочностью мате­риала, а верхний - экономичностью режимов резания.

Острота лезвия оценивается толщиной его рабочей кромки d₀ которая должна быть 20...40 мКм. При затуплении лезвия допускается увеличение d₀ до 100 мКм, после чего нож подлежит перезаточ­ке. Чтобы восстановить начальную остроту, необходимо снять полос­ку шириной

. При ширине зоны закалки ножа В=30 мм количество переточек n равно:

Ножи соломосилосорезок изготовляют из стали марок У9, 65Г и 70Г. Твердость лезвий после термообработки должна быть не менее HRC = 50...55.

Зазор между лезвием ножа и противорежущей пластиной для дис­ковых аппаратов устанавливается в пределах 0,5... 1 мм, а для бара­банных - 1,5...4,6 мм.

4.Корнеклубнемойки по конструкции рабочих органов делятся на кулачные (бильные), барабанные, дисковые и шнековые. Они могут быть стационарными и передвижными. По организации рабочего процесса они могут быть периодического и непрерывного действия.

Рабочий процесс всех моек основан на отделении загрязнений в воде при трении корнеклубнеплодов друг о друга, о кожух и рабочие органы машины. Вода служит также и для удаления в осадок отдель­ных частиц грязи.

Известные конструкции корнеклубнерезок делятся по назначе­нию на корнерезки и корнетерки. Корнерезки бывают или в виде от­дельных машин, выполняющих лишь одну операцию - резку корнеклубнеплодов, или в виде составной части агрегата, выполняющего две или несколько операций обработки корнеклубнеплодов.

Корнеклубнерезки классифицируются:

- по форме рабочей части - на дисковые, барабанные и лопастные центробежные;

- по расположению ножей относительно продукта - на вертикаль­ные и горизонтальные;

- по принципу действия различают машины с режущими рабочи­ми органами и ударного действия - это жестко или шарнирно закреп­ленные молотки, фрезы, зубья (штифты). Они довольно энергоем­кие и образуют много мезги, поэтому в последнее время в корнерез­ках используют ножи.

Отличительной особенностью дисковых и барабанных режущих ап­паратов является то, что у них процесс резания происходит путем движения ножей относительно продукта, а у центробежных - матери­ал измельчения подводится к неподвижным ножам.

Рабочий орган корнерезок - резец, имеющий форму клина. В соответствии с теорией клина (И. Тиме) процесс образования стружки (резка) при резании (ККП) корнеклубнеплодов протекает следующим образом.

В первый момент клин с углом вне­дряется в материал под действием силыР,сжимая его на пути а.

В следующий мо­мент, когда сила Р достигает некоторого предела, происходит скалывание

элемента стружки по длине , которая всегда больше пути α.

Рисунок 5.7- Схема внедрения клина

Проведенные исследования позволили установить, что линия ска­лывания несколько опережает лезвие клина: вначале она углубляется в толщу материала, а затем направляется под некоторым углом вверх. Однако до поверхности разрыв не доходит, и скалываемые элементы получаются связанными между собой (стружка скалывания).

Усадки или укорочения элемента стружки при резании ККП не наблюдается, т.е. .

Путь сжатия а и длина элемента стружки - зависят от физико-механических свойств материала и геометрии клина.

Резание ККП происходит без скольжения, т.к. угол трения мате­риала о

нож (клин) довольно большой ( = 35...40° ). Осуществле­ние резания со скольжением привело бы к значительному увеличе­нию габаритов рабочих органов.

Длина элементов стружки ( ) зависит от ее толщины (h) и угла резания ( ) и почти не зависит от скорости резания и толщины ножа.

Для измельченияККП могут применяться ножи различной фор­мы:

- плоские с прямым сплошным или гребёночным лезвием (рисунок 5.8);

- плоские с криволинейным лезвием;

-совочкообразные.

Ножи изготовляют из инструментальной углеродистой стали 99 или марганцовистой стали 65Г и 70Г. Разрабатывая теорию клина, академик В.П.Горячкин предложил известную рациональную формулу, которая может быть применена для общего сопротивления резания

Рисунок 5.8 - Схема ножа

P=P₀+k*b*h+e*b*h*u², Н (5.9)

где P₀ - некоторое постоянное сопротивление, учитывающее кон­структивные

параметры ножа, не зависящие от сечения стружки;

k,e - коэффициенты пропорциональности

b,h- ширина и толщина срезаемой стружки, мм;

u² - скорость резания, м/с.

,

где - сопротивление деформации срезаемого слоя,Н;

- сопротивление, зависящее от скорости резания и обуслов­ленное необходимостью отбрасывания сколотой стружки в сторону со скоростью u:

Как видно из графика, P_скор- третий член формулы имеет очень малое значение.

Рисунок 5.9 - Схема распределения усилий резания по составляющим

сопротивлений при a =17° для кормовой свеклы (по Г.И. Новикову)

Следует заметить, что при изменении угла ре­зания от 17 до 30° суммар­ное сопротивление почти не изменяется.

Процесс резания ККП клином протекает с пере­менным усилием: в пер­ вый момент перед врезанием усилие равно 0, за­тем при уплотнении по мере продвижения ножа по пути сжатия оно достигает max и в момент скалывания снова падает до нуля.

В общем случае производительность (подачу) любой корнерезки можно определить через массу материала, срезаемую одним ножом за один оборот V_сr, числа одновременно работающих ножей Z и частоту вращения рабочего органа (барабана, диска) - n, то есть

Рисунок 5.10 - Процесс резания клином

кг/ч (5.10)

Объем продукта, срезаемого одним ножом за один оборот рабоче­го органа (диска, барабана, крылача), будет

м³ (5.11)

где r - объемная масса корнеклубнеплодов, кг/м³;

F - площадь описанная ножом или материалом по отношению ножа, м²;

h - толщина резки (стружки), м;

K_k - конструктивный коэффициент использования длины ножа

(K_k = 0,7...0,8);

K₃- коэффициент использования рабочей площади диска ( K₃ = 0,6...0,8).

Величина F для дисковых корнерезок определяется согласно схемы (рисунок 5.11) F=

Для центробежных (дисковых) корнерезок величина площади F за­висит от пути движения материала 2pR в каме­ре резания и длины ножаL. Рабочая площадь равна F=2pRL

И окончательно:

Производительность дисковой корнерезки будет равна

, кг/ч (5.12)

.

Рисунок 5.11- Схема к определению площади F.

Рисунок 5.12 - Схема к определению площади F в центробежной

корнерезке.

Производительность центробежной корнерезки

кг/ч

5.Влаготепловая и химическая обработка кормов предназначена для повышения поедаемости, питательности и усвояемости его живот­ными, а также уничтожения вредных соединений и болезнетворных бактерий, которые могут вызвать заболевания (грибки, плесень). Влаготепловой обработке подвергаются грубые корма, корнеклубнеплоды, зерно, отходы крахмального и маслобойного производства, корма животного происхождения. Химической обработке подверга­ют чаще солому.

Установки, машины и агрегаты для тепловой обработки кормов классифицируются по следующим признакам.

1). По назначению - для обработки грубых кормов, корнеклубнеп-лодов и пищевых отходов.

2). По виду источника теплоты - паровые, электрические.

3). По технологическому назначению - запарники, варочные, су­шильные.

4). По способу выполнения технологического процесса - непре­рывного и периодического действия.

5). По условиям эксплуатации - стационарные и передвижные.

Влаготепловая обработка кормов всегда связана с передачей тепла от более нагретой среды (теплоносителя) к менее нагретой (кормам) в различного рода тепловых аппаратах непрерывного или периоди­ческого действия.

Тепловые явления в процессе запаривания и варки кормов носят прерывистый характер и чередуются между собой.

Изменение тепловых явлений во время запаривания для аппарата периодического действия изобразим графически (рисунок 5.13).

Рисунок 5.13 - График рабочего процесса запарника периодического

действия

На участке О₁А осуществляется подвод пара на нагревание корма. Идет интенсивный теплообмен между паром и холодным кормом, сопровождающийся образованием конденсата. В точке А теплооб­мен прекращается, корм нагревается почти до температуры (96°С), прекращается образование конденсата, появляется парение их запар­ника (интервал времени: от 40 до 100 минут). Подача пара прекра­щается в точке А.

На участке АВ корм допаривается(разваривается) за счет тепло­ты, накопленной продуктом (интервал 30...60 мин.).

От точки В идет разгрузка аппарата и охлаждение продукта и за­парника.

Из графика видно, что теплоту, идущую на обработку продукта, можно уменьшить за счет сокращения времени на разгрузку следую­щей порции в точке О₂.

Вся теплотаQ, подведенная в запарник, расходуется на нагрева­ние продукта Q_пр, на нагрев стенок запарника Q_ст. и на потери тепло­ты в окружающую среду 0ср.-Суммируя их, получим уравнение теплового баланса:

Дж (5.13)

Из курса теплотехники известно, что теплота, необходимая для нагревания любого тела равна:

Дж (5.14)

где М_пр - масса продукта, кг;

С_пр - удельная теплоемкость корма, Дж/кг.К;

t_кон, t _нач - конечная и начальная температура корма, К. Теплота, расходуемая на нагрев стенок аппарата:

Дж (5.15)

где М _ст - масса запарника, кг;

С_ст - удельная теплоемкость материала стенок, Дж/кгК;

t¹ _кон -t¹_нач - конечная и начальная температура стенок, К.

Стальные запарники выгоднее, с точки зрения затрат теплоты, так как удельная теплоемкость стали - 0,48, а сосновых досок - 2,72.

Количество теплоты, затрачиваемое на компенсацию потерь в ок­ружающую среду, определяется по формуле:

, Дж (5.16)

где F - площадь поверхности запарника, м²;

k - суммарный коэффициент теплоотдачи поверхности запар­ника (за счет

конвекции и лучеиспускания), Дж/м ²·k

t - продолжительность теплоотдачи, ч;

t _ст - средняя температура поверхности стенок, К;

t_возд - средняя температура окружающего воздуха, К.

Потребное количество пара при запаривании корма определяется из уравнения теплового баланса. Если в качестве теплоносителя ис­пользуется водяной пар, полностью конденсирующийся в запарни­ке, то уравнение примет вид:

кг (5.17)

где i" - энтальпия пара, Дж/кг;

х - степень сухости пара (при отсутствии сухопарника x=0,06);

i' - энтальпия конденсата, Дж/кг.

Энтальпия (теплосодержание) конденсата:

Дж/кг (5.18)

где c _к - удельная теплоемкость конденсата, Дж/кгК

c _к =4,19х10³, Дж/кгК;

t_к - температура конденсата (на 5...8 К меньше температуры пара), К.

В технологических расчетах линий тепловой обработки кормов пользуются опытными значениями удельного расхода пара, представ­ляющими собой отношение массы пара к массе корма: П/М_пр .

Для существующих конструкций запарников суммарный удельный расход пара (с учетом нагрева стенок и компенсации потерь теплоты) при запаривании корнеклубнеплодов равен 0,16...0,20; соломы -0,4...0,5; при нагреве воды от 10 до 100°С - 0,2 кг/кг.

При запаривании грубых кормов (соломы, мякины) удельный рас­ход пара выше, так как нужно учесть затраты на нагревание воды (при увлажнении соломы в отношении 1:1).

6.Дозирование - это процесс отмеривания заданного количества материала (порции) с требуемой точностью. Степень точности обус­ловлена зоотехническими и технологическими требованиями, а так­же обосновывается экономическими соображениями. Дорогостоящие и дефицитные корма дозируют с более высокой точностью, чем сте­бельные и корнеплоды. Наиболее строгую точность дозирования обес­печивают при производстве белково-витаминных и минеральных до­бавок. Здесь малейшее отклонение от норм, предусмотренных в ре­цепте для отдельных компонентов, может привести не только к нару­шению пищеварения и заболеванию животных, но и даже к их гибе­ли.

В поточных технологических линиях дозаторы могут представлять собой отдельные самостоятельные машины или рабочие органы, встро­енные в другие машины.

Дозаторы классифицируются по следующим признакам:

1) По способу дозирования: объемные и массовые (весовые). Объемные дозаторы проще по устройству, но дают малую точность дозирования, (погрешность достигает 10...12%). Массовые дозаторы позволяют получить высокую точность дозирования (погрешность всего 1...3%). Однако они сложны по устройству и дороги.

2) По способу выдачи заданного количества материала: порцион­ные (из разнообразных кормов) и непрерывного действия (для сухих сыпучих компонентов).

3) По назначению: для дозирования сухих сыпучих, влажных рас­сыпных и жидких кормов.

4) По типу рабочих органов: барабанные, ленточные, шнековые, тарельчатые, вибрационные, плунжерные, секторные, шиберные, мерные емкости, шлюзовые.

5) По уровню автоматизации: с ручным управлением, полуавто­матические и автоматические. Последние могут работать по разомк­нутому и замкнутому циклам.

По разомкнутому циклу дозаторы работают как исполнительные механизмы, обеспечивающие выдачу заданного количества вещества независимо от изменения его параметров.

При работе по замкнутому циклу подача вещества изменяется по управляющим сигналам системы автоматического регулирования, следящей за ходом процесса.

6) По способу регулирования дозы: изменением частоты враще­ния, рабочей длины барабана, длительности дозирования, попереч­ного сечения слоя корма, скорости движения кормоносителя, объе­ма мерной емкости, количества мерных емкостей и т.д.

Наибольшим разнообразием конструкций отличаются дозаторы, предназначенные для комбикормов и других сыпучих кормов.

Для приготовления смесей из концентрированных кормов в

хо­зяйствах, как правило, применяют объемные дозаторы - барабанные, тарельчатые, шнековые, мерные емкости и массовые - бункер­ные с противовесом.

Для дозирования готовых комбикормов при раздаче их животным получают распространение объемные дозаторы: секторные, шиберные, плунжерные, грейферные, ленточные и мерные емкости.

Для дозирования влажных рассыпных кормов обычно используют ленточные или шнековые транспортеры, включаемые в работу на стро­го определенное время или имеющие устройства для регулирования расхода.

Для объемного дозирования жидких кормов используют мерные емкости разных конструкций.

В процессе работы дозаторы должны выполнять следующие функции.

1) Обеспечить выдачу заданного количества материалов с требуе­мой точностью, т.е. обеспечивать расход материала в пределах уста­новленного допуска.

Q_з , (5.19)

гдеQ3- заданная доза;

- величина допуска. Для этого есть три варианта решения:

- без регламентации времени выдачи (для сухих концентрирован­ных кормов);

- выдача за минимальный промежуток времени (для скоропортя­щихся кормов);

- с выдачей за строго определенное время.

2) Обеспечить расход непрерывным потоком с целью поддержания заданной подачи материала Q(t) , выдаваемого за промежуток времени t.

3) Обеспечивать заданный расход одного из исходных компонен­тов смеси.

В общем случае процесс непрерывно-поточного дозирования со­стоит в обеспечении выдачи через отверстие непрерывным потоком с переменной скоростью некоторого материала.

Следовательно:

Q_p=f(t),

где Q_p - расход по параметру - времени t, кг/с.

В процессе дозирования осуществляется контроль и регистрация текущих значений расхода, а также интегрирование этих значений с целью учета количества выданного материала.

При объемном непрерывном дозировании основным показателем работы дозатора является его объемный расход Q_v определяемый по формуле:

м³/с (5.20)

где S_отв - площадь сечения проходного отверстия, м²;

u_ср-средняя скорость истечения материала через проходное отвер­стие, м/с.

Из формулы видно, что регулирование расхода дозатора можно осуществлять тремя способами: изменением проходного отверстия; ско­ростью потока и комбинированным способом.

При весовом дозировании основным показателем работы дозатора является его массовый расход

кг/с (5.21)

где r - плотность материала, кг/м³.

Изменение расхода дозаторов порционного действия может быть достигнуто либо за счет увеличения порции q выдаваемого материала (рисунок 5.14, а) на величину Dq=(q₂-q₁) Dt₁, либо за счет увеличения числа порций, выдаваемых за единицу времени при сохранении размера порции (рис. 5.14, б), т.е. Dq = q₁( Dt₁+Dt₂).

Рисунок 5.14 -Способы регулирования расхода дозатора:

а - увеличение выдаваемой порции;

б - увеличение количества порций в единицу времени.

Увеличение подачи дозаторов непрерывного действия происходит за счет увеличения порции.

Дозирование - процесс случайный, и самопроизвольное отклоне­ние любого из трех сомножителей (S_отв,u_cp,r в формуле 5.21) ведет к отклонению значений расхода от заданной величины, <