Совершенствование конструктивно-режимных параметров экспандера

• Автор: Сапа, Владимир Юрьевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 161 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Общее состояние вопроса.

1.1 Анализ состояния кормоприготовления.

1.2 Классификация устройств для приготовления кормов

1.3 Преимущества экспапдированных кормов

1.4 Место экспандера в технологических линиях.

1.5 Выводы по первой главе

2 Теоретические исследования

2.1 Исходные положения

2.2 Анализ влияния демпферного действия пружины на работу экспандера

2.3 Определение затрат энергии при экспандировании корма
2.4 Выводы по второй главе
3 Программа и методики экспериментальных исследований.
3.1 Программа экспериментальных исследований
3.2 Частная методика экспериментальных исследований.
3.3 Общая методика экспериментальных исследований.
3.4 Материалы, применяемые при исследованиях
3.5 Определение влажности корма.
3.6 Определение вязкости корма
3.7 Определение давления в выходной головке экспандера
3.8 Определение температуры цилиндра установки по частной методике и корпуса экспандера по общей методике
3.9 Определение частоты вращения шнека экспандера.
3. Определение зазора между цилиндром и поршнем по частной методике
3. Определение энергоемкости процесса экспандирования.
3. Определение производительности экспандера
3. Определение плотности образцов экспандата
3. Методика определения содержания крахмала.
3. Определение содержание декстринов в корме
3. Определение крошимости гранул
4 Обработка и анализ экспериментальных исследований.
4.1 Результаты исследований установки для определения физикомеханических свойств кормов.
4.2 Результаты исследований базового экспандера.
4.3 Результаты исследований экспериментального экспандера.
4.4 Результаты сравнительных экспериментов
4.5 Результаты сравнения теоретических и экспериментальных исследований
5 Производственные испытания и оценка экономической эффективности работы экспандера.
5.1 Методика инженерного расчета экспандера.
5.2 Производственная проверка.
5.3 Экономическая эффективность исследуемого экспандера.
Литература


Концентрированные корма в зависимости от содержания в них протеина и энергии можно разделить на две группы: белковые (зерна бобовых, жмыхи, шроты, отруби, кормовые дрожжи, травяная мука) и углеводистые (зерна злаков, сушеная сахарная свекла и картофель, кормовая патока, сухой свекловичный жом) [2, 7, 8, 9]. Классификация кормов приведена на рисунке 1. В организации научно обоснованного кормления сельскохозяйственных животных большое значение придается комбикормам. Практика показала, что при использовании полнорационных комбикормов можно значительно увеличить производство молока, мяса, яиц и других продуктов животноводства при одновременном снижении затрат кормов на их производство [5, 6]. Разработка систем кормления животных направлена на полную реализацию потенциала продуктивности и экономное расходование зерна, решение задач увеличения производства растительного, животного и микробиологического белка, совершенствование технолог ии приготовления грубых, сочных и комбинированных кормов [, ,]. Рисунок 1. Большим тормозом для рационального питания животных является несовершенство технологии приготовления кормов в большинстве хозяйств, начиная с контроля степени помола зерна, дозирования, смешивания и кончая отсутствием машин для глубокой переработки материалов, механизмов для ввода жидких компонентов, гранулирования готовых смесей и предварительной тепловой обработке зерна. Однако при скармливании содержащееся в кормах зерно плохо переваривается животными, в результате чего значительная часть его целым уходит в экскременты [ - ]. Все виды кормов в кормоприготовлении обязательно подвергают обработке с целью наиболее полного усвоения корма животными, возможности выполнения дальнейших механических операций, улучшения условий хранения и консервирования []. Существует большое разнообразие механизмов и оборудования, отличающихся друг от друга по конструкции, механизму подачи, отводу готового продукта. Это объясняется различными физико-механическими свойствами и состоянием кормов, конкретными условиями эксплуатации, стремлением конструкторов к качественному и наименее энергоемкому приготовлению корма, надежности в работе, удобству обслуживания при эксплуатации. Уплотнение кормов проводят с целью улучшения их транспортабельности, более экономного использования складских помещений и тары, а также обеспечения лучшей сохранности питательных веществ и витаминов. Уплотнением называется процесс сближения частиц зернистого или волокнистого материала под действием приложенных внешних сил с целью повышения его плотности. Процесс уплотнения сжатием в закрытой камере в технике принято называть прессованием. При прессовании комбикормов или травяной муки получают гранулы (плотность . Плотность рыхлого сухого сена составляет . Таблица 1. Размеры монолита, мм От 0x0 До 0x0 0. Рулоны, 0x; жгуты, x0 От x До 0x0 Диаметр . Длина, мм 0x 0. Рулоны x; Жгуты 0x0 . Плотность , кг/м3 0. Классификация способов уплотнения стебельных кормов прессованием может быть сделана по исходным характеристикам и виду конечных продуктов (Таблица 1. При этом различают способы прессования в тюки (обычные или повышенной плотности), рулоны или жгуты, брикеты и гранулы, экспандат и экструдат. Кроме того, способы прессования различают в зависимости от значений приложенного давления: прессование без связующих добавок при малых давлениях (. МПа); прессование без связующих добавок при высоких давлениях (. МПа); прессование с присадкой связующих веществ при малых давлениях (5. МПа) в экструдере и экспандере (1 . МПа). Из таблицы 1. Классификация устройств для приготовления кормов разработана многими учеными. В качестве примера можно отметить классификации В. Я. Спевака, Б. В. Кононова, И. Е. Резника и других ученых. К сожалению, эти классификации не охватывают всех имеющихся в настоящее время машин для приготовления кормов, и воспользоваться ими для выбора направления исследований весьма затруднительно. Поэтому нами разработана и предложена классификация с целью выбора наиболее перспективной, на наш взгляд, конструкции и путей дальнейшего её совершенст вования (Рисунок 1. Особое внимание в классификации уделено машинам для переработки концентрированных кормов.