Смешивание кормов

Устройства, в которых осуществляется процесс смешивания, называются смесителями, а их рабочие органы - мешалками.

Качество смешивания определяется рядом факторов, которые можно разделить на три группы:

- методы смешивания (распыливание, пересыпание, перелопачивание,
наслаивание компонентов, смешивание в «кипящем слое»);

- конструктивные особенности смесителей и их режим работы (степень заполнения, скорость и характер циркуляции материала в смесителе, конструкция мешалок, частота их вращения);

- физико-механические характеристики смеси компонентов (соотношение компонентов, их гранулометрический состав, плотность, коэффициент внутреннего трения). I

Количественной характеристикой завершенности процесса смешивания является степень однородности, представляющая собой отношение содержания контрольного компонента в анализируемой пробе к содержанию того же компонента. ₍₆₎

- теоретическое среднее квадратическое отклонение.

Степень однородности изменяется от 0 до 1 и чем ближе к единице, тем лучше завершен процесс и качественнее смесь.

В качестве критерия оценки процесса смешивания можно использовать коэффициент неоднородности (вариации), выражаемый в %

₍₇₎

где S - величина среднего квадратического отклонения контрольного компонента по данным опытов.

Значение ν_c =20% для большинства смесителей кормов оказывается достаточным.

Таблица 2 – Результаты опыта по кинетике смешивания

№ Масса навески в сечении, г Масса контролируемого компонента в сечении, г Доля контролируемого компонента в сечении

0,34 0,28 0,29 0,25 0,26

0,32 0,30 0,31 0,29 0,25

0,31 0,31 0,30 0,25 0,25

Среднее значение доли контролируемого компонента, 0,323 0,297 0,300 0,263 0,253

Среднее квадрат отклон., S 0,017 0,013 0,01 0,018 0,01

Коэффициент вариации ,% 5,26 4,38 3,33 6,84 3,95

После выполнения опытов по матрице плана, рассчитывают оценки коэффициентов регрессии и строят регрессионную модель в виде неполной полиномиальной модели:

Θ = b₀ + b₁ х₁ + b₂ х₂ + b₁₂ х₁ х₂₍₈₎

; ;

где N – число строк матрицы плана, N=4;

Θ_u- среднее значение критерия оптимизации в и -той строке;

х_i - значение i- го фактора в и- ой строке матрицы плана (факторы

нормированы);

х_ju - значение j- го фактора в и- ой строке матрицы плана (факторы

нормированы).

Θ = 0.4984 + 0.023 х₁ – 0.005 х₂ + 0.0136 х₁ х₂

После расчета оценок коэффициентов регрессии по формулам проверяется адекватность модели (10) по - критерию Фишера

, (9)

где S²_LF- дисперсия неадекватности модели

Таблица 3 – Вспомогательная таблица для расчётов

№ повтрности Маса навески, г Масса контролируемого компонента, г Доля контролируемого компонента х_i, % Δ_i=x_i-x

235,7 0,284 0,013 0.000169 0,955 0.3944 0.7888 0.7909

242,8 0,284 0,013 0,000169 0,955 0,3944 0,7888 0,7909

236,8 0,284 0,013 0,000169 0,955 0,3944 0,7888 0,7909

0,812 0.001067 2.3727

0,271 S 0,0136 0.79

Таблица 4 – Матрица плана и результаты опытов и расчётов

№ повтрности Маса навески, г Масса контролируемого компонента, г Доля контролируемого компонента х_i, % Δ_i=x_i-x

235,7 0,284 0,013 0.000169 0,955 0.3944 0.7888 0.7909

242,8 0,284 0,013 0,000169 0,955 0,3944 0,7888 0,7909

236,8 0,284 0,013 0,000169 0,955 0,3944 0,7888 0,7909

0,812 0.001067 2.3727

0,271 S 0,0136 0.79

y=0,5 y=0,51 y=0,512 y=0,515 y=0,52

X₁ X₂ X₁ X₂ X₁ X₂ X₁ X₂ X₁ X₂

-2.53 -1.37 -1.14 -0.79 -0.21

0.5 7.23 0.5 2.10 0.5 1.08 0.5 -0.46 0.5 -3.02

0.512 -0.29 -0.45 -0.67 -1.01

-0.5 -0.057 -0.5 -0.49 -0.5 -0.58 -0.5 -0.71 -0.5 -0.92

-1 -0.27 -1 -0.57 -1 -0.62 -1 -0.71 -1 -0.86

Таблица 4 – Данные для построения двумерного сечения

Рисунок 1 – Двумерное сечение поверхности отклика.

Оптимальные значения факторов:

Подставляем данные значения в (8), получаем:

Вывод: определены характеристики процессов дозирования и смешивания. По результатам опытов получена достаточная точность дозирования. Средний коэффициент неоднородности 4,46 % < 20 % , что для большинства смесительных кормов является достаточным.

Оптимальными будут:

- частота вращения n=200 мин^-1;

- угол наклона смесителя 2,1⁰.

⇐ Назад
12