Снижение энергоемкости измельчения корнеплодов с разработкой измельчителя и обоснованием его конструктивно-режимных параметров

• Автор: Аюгин, Николай Петрович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 214 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОС ГОЯНИЕ ВОПРОСА ЦЕЛЬ РАБОТЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Кормовая ценность корнеплодов, их значение в рационе животных.

1.2 Эффективность использования корнеплодов на корм скоту

1.3 Анализ технологических линий и схем подготовки корнеплодов к скармливанию

1.4 Анализ средств механизации измельчения корнеплодов

1.5 Классификация измельчителей корнеплодов.

1.6 Цель работы и задачи исследования.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНаРЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ КОРНЕПЛОДОВ.

2.1 Взаимодействие рабочего органа с измельчаемым материалом.

2.2 Траектории движения ножей и частиц измельчаемой массы
2.3 Скорость резания.
2.4 Геометрия ножей
2.5 Силы, действующие при измельчении корнеплодов
2.6 Конструктивные параметры измельчающего барабана и число ножей.
2.7 Пропускная способность измельчителя
2.8 Энергетическая оценка процесса измельчения корнеплодов
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ КОРНЕПЛОДОВ В
ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
3.1 Программа и методика исследования измельчителя
корнеплодов
3.1.1 Методика определения физикомеханических свойств
корнеплодов.
3.1.2 Выбор управляемых факторов и уровней их варьирования.
3.1.3 Обоснование параметра оптимизации.
3.1.4 Реализация плана эксперимента.
3.1.5 Методика оценки качества измельченного продукта.
3.1.6 Методика обработки результатов основного эксперимента.
3.2 Результаты лабораторных исследований.
3.2.1 Результаты определения физикомеханических свойств корнеплодов.
3.2.2 Результаты оценки качества измельченного продукта.
3.2.3 Результаты основного эксперимента и определение оптимальных режимов работы измельчителя корнеплодов.
3.2.4 Анализ математических моделей с помощью двухмерных сечений.
4 ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ КОРНЕПЛОДОВ
5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ КОРНЕПЛОДОВ
5.1 Техникоэкономическая оценка конструкторской разработки
5.2 Экономическая оценка эффективности внедрения измельчителя корнеплодов
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


При отсутствии специализированных моек используют мойки измельчителей МРК-5, ИСК-5, ИКМ-5, ИКМ-Ф- [, 0]. Для сухой очистки используют ротационные кулачковые, вальцовые, прутковые, барабанные, грохотные, турбинные и шнековые очистители. Для сухой очистки корнеплодов в условиях кормоцеха целесообразно использовать шнеково-вальцовые очистители [, ]. Сухая очистка эффективна лишь для очистки от загрязнений корнеплодов, возделываемых на легких почвах, мойка же более универсальна, так как она обеспечивает хорошее качество очистки от загрязнений корнеплодов, возделываемых на всех типах почв. Схема подготовки корнеплодов к скармливанию (б), включающая мойку или сухую очистку и измельчение, несмотря на увеличенную удельную энергоемкость (2, кВт-ч/т) по сравнению со схемой (а) более эффективна. Кроме того, измельченные корнеплоды лучше транспортируются по раздаточным механизмам. В измельченном виде корнеплоды пригодны даже для раздачи по трубам и в случае применения вакуумных кормушек. Удельная металлоемкость данной технологической схемы выше технологической схемы (а) на 1,5 кг*ч/т. Применение технологической схемы (в) позволяет полнее сбалансировать рационы животных. В результате продуктивность животных увеличивается на 7. Данная схема применима лишь при наличии кормоцеха, требует большого числа машин и дополнительного оборудования, что ведет к увеличению удельной металлоемкос ти до 8,5 кг-ч/т. К тому же она достаточно энергоемка - 5, кВт-ч/т, т. Применение технологической схемы подготовки корнеплодов к скармливанию (г) позволяет повысить концентрацию питательных веществ в корнеплодах по сравнению с исходным сырьем в 4. Сушеные корнеплоды являются хорошими заменителями зерна в полнорационных смесях. Для сушки используют спаренные агрегаты АВМ-0,4 и АВМ-0,, а при использовании АВМ-1,5 и СБ-1,5 корнеплоды сушат на одном агрегате [, 6]. Из всех выше упомянутых схем подготовки корнеплодов к скармливанию данная схема наиболее энергоемкая и металлоемкая. Удельная энергоемкость этой технологической линии составляет , кВт*ч/т без учета, тепловой мощности, сгораемого при сушке топлива, которая увеличивает удельную энергоемкость до кВт-ч/т. Удельная металлоемкость составляет кг-ч/т, что в раз выше, чем в схеме (б). Приготовление комбисилоса является одним из способов сохранения питательных веществ корнеплодов при подготовке их к скармливанию животным. Комбинированный силос изготавливают из нескольких компонентов (травы, корнеплодов, травяной муки, соломы, ботвы сахарной свеклы моркови и др. Все компоненты комбисилоса тщательно очищают от земли и посторонних примесей, измельчают с помощью силосорезок [, ], измельчителей кормов [, 4], кормодробилок [, 3], моек-корнерезок [, 5] и смешивают в определенных пропорциях. Однако, как правило, эти машины малопроизводительны, а качество приготовленного ими силоса невысокое []. Универсальным агрегатом для приготовления комбинированного силоса является агрегат АПК-А, который выполняет несколько операций: мойку, измельчение, дозирование и смешивание [, ]. Удельная металлоемкость и энергоемкость данной технологической линии составляет соответственно 5,3 кг-ч/т и 4, кВт-ч/т, что существенно ниже, чем в технологических схемах (в, г). Снижение этих показателей достигается за счет использования меньшего количества технических средств, задействованных при подготовке корнеплодов к скармливанию. Однако при сравнении с технологическими схемами (а, б), удельная энергоемкость выше в 3,8 и 1,8 раз соответственно. Анализируя технологические линии подготовки корнеплодов к скармливанию, можно заключить, что наиболее рациональна схема (б), включающая операции мойки или сухой очистки и измельчения, несмотря на несколько увеличенные энергозатраты (на 1, кВт-ч/т) по сравнению с технологической схемой (а), так как измельченный корм лучше усваивается животными. Однако по сравнении с технологическими схемами (в, г, д), удельная энергоемкость подготовки корнеплодов к скармливанию у набора машин, входящих в технологическую линию (б) ниже в 2,4. Вт-ч/т.