2.6.1 Основы теории

Смешивание - это процесс перераспределения кормовых компонентов с тем, чтобы они были равномерно размещены во всем объеме приготовленной смеси. Без этого не возможно обеспечить равноценное и полноценное кормление животных.

Анализ кинетики процесса смешивания (развитие процесса во времени) указывает, что он проходит три этапа (рис. 18):

I - конвективное смешивание, когда скорость процесса почти не зависит от физико-механических свойств смешиваемых компонентов;

II - диффузионное смешивание, при котором интенсивность процесса несколько замедляется в результате постепенного перераспределения частиц через новообразованные границы их деления;

III - состояние завершения смешивания, когда процесс находится в зоне αb, где показатели качества перераспределения компонентов колеблются в определенных границах этой зоны. Последнее зависит от размеров смешиваемых частиц, параметров рабочих органов смесителей и тому подобное. Последующее перемешивание не улучшает качества смеси, поскольку ее показатели достигли своей границы (среднеквадратичные отклонения σ≈σ_а) для данного конкретного варианта (состав и состояние компонентов, конструктивное решение смесителя).

Рис. 18. Характер изменения а в зависимости от длительности смешивания компонентов.

Объем фактического перемешивания V_фб в смесителях непрерывного действия - величина переменная, численно всегда более малая объему смесителя и вместимости, которую занимает корм в смесителе (V_фб < V). Чтобы объяснить физическую суть этого, сделаем такой опыт. Сначала в смеситель непрерывного действия загружаем «белый» компонент 1, а затем, не перерывая потока, начнем подавать «черный» 2 (рис. 19).

Рис. 19. Схема деления компонентов в смесителе непрерывного действия.

При непрерывной подаче компонента 2 создаются условия вытеснения, а под действием рабочих органов смесителя в зоне АБ произойдет перераспределение частиц одного компонента в другом, зона АБ будет перемещаться к выгрузочному окну. К моменту выгрузки перемешивания компонентов должно быть завершено. Этим определяются необходимая длина смесителя и тип рабочего органа. Зона АБ (то есть ∆l) может изменяться в зависимости от конструкции рабочих органов, режимов смешивания и физико-механических свойств смешиваемых компонентов. Однако маловероятно, чтобы при непрерывной подаче компонента 2 частицы компонента 1 могли бы попасть за пределы плоскости АА', например, в зону Д, размещаясь за половиной рабочей длины смесителя. Длина отрезка ∆l ограничивает объем фактического перемешивания для данного смесителя и состава смеси. Кривая АБ' указывает на концентрацию компонента 2 в начале перемешивания.

С учетом длины отрезка ∆l для конкретного смесителя за поведением специально введенного контрольного компонента, площади поперечного сечения корпуса смесителя р и коэффициента заполнения φ можно подсчитать V_фп. Определить У_ф6 с некоторым приближением можно также за формулой:

(16)

где Q - производительность смесителя, кг/с; ∆t_н- длительность смешивания (промежуток времени от появления контрольного компонента к максимальной его концентрации в смеси), с; р_с - объемная масса смеси, кг/м .

Зоотехнические требования к качеству смеси в зависимости от вида и дозы в ведение компонента можно устанавливать коэффициентами вариации V_ф или отклонения σ, любого компонента в пробах. В первом опыте получено значение коэффициента вариации V_ф сравнивается при соответствующих массах проб (5, 100 и 300 г). При отсутствии V_д их определяют опытным путем для данной смеси, дополнительно перемешивая до 50 кг смеси, отобранной после испытанного смешивания. Смеси перемешивают в лабораторном порционном смесителе, приспособленного для данного вида смеси.

Отклонение любого компонента в указанных пробах в готовой смеси не должно превышать 5 % по сухому веществу.