В.Г. Горобец, Д.А. Гескин докладчик: д. т. н., проф. В.Г. Горобец НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ БИОРЕСУРСОВ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ УКРАИНЫ НАУЧНО-УЧЕБНЫЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И АВТОМАТИКИ РОТОРНО-ПУЛЬСАЦИОННЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОРМОВ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ

* Известно, что для эффективного развития отраслей свиноводства, крупного рогатого скота и других отраслей АПК, которое предусматривает быстрое получение значительных объемов продукции, а соответственно и высоких прибылей, самого лишь формирования стада из элитных высокопроизводительных животных недостаточно. Ключевую роль в выращивании животных играет рациональное и сбалансированное кормление, которое предусматривает как правильное составление рационов и создание эффективной кормовой базы, так и использование современных высокоэффективных технологий приготовления. Жидкие корма в большей мере отвечают физиологическим нуждам животных, в первую очередь молодняка, по сравнении с сухими кормами. Более того, компоненты, которые входят в состав жидкого рациона (зерна злаковых, силос, молочные продукты) содержат молочнокислые бактерии, которые ферментируют кормовую смесь, снижая ее ph, тем самым обеспечивая консервирующий эффект. Преимуществами включения жидкого корма в рацион молодняка являются: * – значительно высший уровень поедания, по сравнению с сухими кормами (на 5 % и более); * – снижение коэффициента конверсии (до 10%); * – увеличение прироста живой массы до (6 %); * – скорейшее достижение убойной живой массы.

Цель работы : Целью работы является получение легкоусвояемых, экологически чистых жидких кормов для сельскохозяйственных животных. Достижение поставленной цели зависит от выполнения следующих задач: получение степени размола зерна на частицы в диапазоне 300 мкм мкм; получение мелкодисперсной гомогенной смеси при гидромодуле 1: 1,5; недопущение потерь витаминов и минеральных веществ в процессе обработки сырья ; обеспечение высокой производительности по сырью; cнижение энергозатрат на производство единицы продукции.

Круговая диаграмма процентного соотношения компонентов исходного сырья Зерноовощная смесь Зерносмесь Гидромодуль 1:1,5 Гидромодуль 1:1,2

1 - ротор, 2 - каналы ротора, 3 - статор, 4 - каналы статора; 5 - корпус, 6 - крышка, 7 - входной патрубок; 8 - выходной патрубок Схема роторного-пульсационного аппарата

Роторно-пульсационный аппарат (РПА) используются для обработки таких систем как «жидкость-жидкость», «жидкость - твердое тело» и «газ - жидкость» за счет широкого спектра факторов влияния: 1.Механическое воздействие на частички гетерогенной среды, которая состоит в ударных, срезающих и стирающих нагрузках и контактах с рабочими частями РПА; 2.Гидродинамическое влияние, которое проявляется в больших касательных напряжениях в жидкости, развитой турбулентности, пульсациях давления и скорости потока жидкости; 3. Гидроакустическое влияние на жидкость осуществляется за счет мелкомасштабных пульсаций давления, интенсивной кавитации, ударных волн и нелинейных акустических эффектов.

ПРОЦЕССЫ РЕАЛИЗОВАННЫЕ В РПА ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ЭМУЛЬГИРОВАНИ Е ГОМОГЕНИЗАЦИ Я ДИСПЕРГИРОВАНИЕ ПЕНООБРАЗОВАНИЕ МАССООБМЕННЫЕТЕПЛОВЫЕ РАСТВОРЕНИЕ НАГРЕВ ЖИДКОСТИ АБСОРБЦИЯ ЭКСТРАГИРОВАНИЕ РЕКТИФИКАЦИЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, РЕАЛИЗОВАННЫХ В РПА

Энергетический баланс для определения мощности РПА - Кинетическая энергия, которой обладает поток жидкости во вращающемся роторе где ρ – плотность среды, кг/м3; Q – объемный расход вещества через аппарат, м.куб./с; ω – угловая скорость вращения ротора, с-1; R2 – внешний радиус цилиндрического ротора, м; - Рассеивемая в радиальном зазоре между ротором и статором мощность где M - момент сил сопротивления н/м.

Сравнение эффективности и экономичности традиционных диспергирующих аппаратов (за данными Дж. Девиса) и диспергирующих аппаратов, разработанных на основе принципа ДИВЭ

-Уравнение переноса импульса в радиальном направлении

- Уравнение переноса импульса в тангенциальном направлении -Уравнение сохранения массы первого компонента в полярных координатах

Общий вид поля скоростей в сечении РПА

Поле скорости в зазоре РПА

Мгновенные линии потока в момент совпадения каналов РПА Распределение абсолютного статического давления в каналах РПА

Экспериментально-исследовательская установка Вид общий Аппаратурно - технологическая схема Потребляемая мощность электродвигателя 3 кВт Число оборотов вала 2850 об/мин Производительность по смеси 5 – 7 м^ /час

Определение гранулометрического состава сырья определялось ситовым методом с помощью металлических ( 1000,500) и шелкового (300) сит на трехгнездовом рассеве РЛ – 47. ЗерносмесьЗерноовощная смесь

Анализ дисперсности полученных проб суспензии проводился на электронном микроскопе Carl Zeiss Imager Z1. Программное обеспечение - Axio Vision. Зерноовощная смесь Зерносмесь

В качестве среднеповерхностного размера использовался диаметр эквивалентной окружности, равной площади наблюдаемого сечения частицы суспензии. ЗерносмесьЗерноовощная смесь

Разработана конструкция роторно-пульсационного апарата (РПА), основанная на применении дискретно-импульсного ввода энергии (ДИВЭ), котроая позволяет существенно улучшить питательные свойства кормов и уменьшить затраты энергии на единицу продукции. Проведено математическое моделирование и экспериментальное исследование процессов тепло- и массопереноса, которые протекают в РПА при приготовлении кормов. На основании выполненных исследований выбрана оптимальная конструкция РПА. Показано, что использование метода ДИВЭ при обработке зернофуража и овощей в РПА позволяет перерабатывать зерновую и зерноовощную смеси с получением частиц менее 500 мкм. Определено, что применение метода ДИВЭ при обработке зернофуража и овощей не снижает содержание питательных веществ в полученном продукте по сравнению с исходным сырьем. Разработаны конструкции аппаратов для приготовления кормов мощностью 3-12 кВт с производительностью 5-20 куб. м/час. Совершенствование способа приготовления кормовой смеси с применением метода ДИВЭ по сравнению с традиционной технологией позволит увеличить производительность на 25 – 30 %, и снизить энергозатраты на единицу готовой продукции в.