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 х_{2 (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 хi, %	Δi =xi-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 хi, %	Δi =xi-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.