Смешивание — важная составляющая качества в производстве рассыпных комбикормов

Смешивание — механический процесс, при котором компоненты, первоначально находящиеся раздельно друг от друга, образуют однородную смесь, т. е. все частицы распределяются равномерно по всему объему.

Цель смешивания — получение однородной массы из сдозированных компонентов, придание ей определенной структуры и предотвращение разделения конечного продукта на составные компоненты. Энергия, расходуемая на перемешивание, передается обрабатываемой массе компонентов с помощью рабочего органа — лопастного вала смесителя.

Смешивание условно состоит из трех элементарных процессов:

• конвективное смешивание — это перемещение группы смежных частиц из одного объема места смеси в другое внедрением или скольжением слоев относительно друг друга;
• диффузионное смешивание — это постепенное перемещение частиц различных компонентов через вновь образованные границы их раздела;
• смешивание сдвигом — при котором смежные слои частиц движутся относительно друг друга.

Диффузионное смешивание происходит в значительной степени в барабанных и вибрационных смесителях. В первом случае при наличии поверхности раздела частица может перемещаться в любом направлении при столкновении с другой. Во втором случае масса приобретает свойства псевдожидкости, и в слое создаются условия для свободного перемещения частиц.

Конвективное смешивание происходит в горизонтальных лопастных и вертикальных шнековых смесителях. Скорость смешивания зависит от частоты вращения ротора и интенсивности происходящего обмена частиц.

Механизм смешивания сдвигом характерен для противоточных ленточных смесителей, имеющих внешнюю и внутреннюю спирали и перемещающих продукт в противоположных направлениях.

В смесителях в процессе смесеобразования одновременно участвуют все три механизма смешивания в большей или меньшей степени. Вследствие различия физико-механических свойств компонентов смешивание сыпучих компонентов сопровождается противоположным процессом — сегрегацией готовой смеси.

Сегрегация — это сосредоточение частиц, имеющих близкие размеры, форму и массу в разных местах смесителя под действием сил тяжести (гравитационных сил).

Окончание процесса смешивания следует устанавливать в тот момент, когда явление сегрегации еще не начало заметно проявляться.

В общем случае процесс смешивания представляет собой изменение концентрации какого-либо компонента во времени в рабочей камере смесителя.

Для смесителей периодического действия в общем виде можно показать наличие трех основных зон на кривой, характеризующей процесс, называемой кривой смешивания.

Если разделить по времени смешивание на три интервала, то в первом преобладает конвективное смешивание, во втором — диффузионное, в третьем — сегрегация. Причем может наступить такое состояние, при котором некоторое время сегрегация будет преобладать, и смесь частично снова расслоится. При продолжении процесса вновь могут возобладать явления смешивания.

Первые два процесса способствуют равномерному распределению частиц в смеси, последний препятствует этому. Поэтому целесообразно окончание процесса устанавливать в тот момент, когда явление сегрегации еще не начало заметно проявляться, т. е. необходимо заканчивать процесс в конце второго интервала смешивания.

Анализ конструкций смесителей

Двухвальный смеситель непрерывного действия 2СМ-1 состоит из металлического корпуса, в котором вращаются навстречу друг другу два вала с лопатками-лопастями, установленными под углом к оси вала. Благодаря этому смесь компонентов интенсивно перемешивается и одновременно передвигается от места приема к выпускному патрубку. Скорость движения регулируют, изменяя угол наклона лопастей, которые крепятся к валу при помощи зубчатых шайб и гаек.

Исследованиями и практикой установлено, что лучшего технологического эффекта работы двухвального смесителя 2СМ-1 достигают при коэффициенте заполнения желоба 0,30-0,35, числе оборотов валов 350-400 в минуту и угле наклона лопаток 45-55 градусов.

Для достижения наибольшего эффекта смешивания целесообразно две лопатки каждого ряда устанавливать под углом 50 градусов к оси вала для продвижения продукта по направлению к разгрузочному устройству, а третью — под углом 20 градусов к оси в противоположном направлении для создания встречных потоков продукта.

Отмечено, что с увеличением производительности смесителя общий расход энергии значительно возрастает, а удельный расход снижается.

Одновальный смеситель по сравнению с двухвальным работает менее эффективно.

Эти машины хорошо смешивают сухие компоненты, а также используются главным образом для ввода мелассы, жира и других жидких добавок.

Горизонтальные порционные смесители

Горизонтальные смесители по сравнению с вертикальными являются более универсальными. Эти смесители пригодны для смешивания компонентов комбикормов с различной плотностью и размерами частиц, например различных видов кормовой муки, кукурузных хлопьев и измельченных жмыхов, которые составляют грубый рацион крупного рогатого скота.

Горизонтальные смесители имеют небольшую высоту и позволяют быстро разгружать комбикорм в расположенный под смесителем накопительный бункер. Они получили широкое распространение в комбикормовой промышленности.

Смеситель типа СГК-1М. Рабочая камера смешивания смесителя в виде ванны установлена на станине, внутри которой вращается лопастной вал, представляющий собой трубу, на которой закреплены спиральные лопасти (правые лопасти, навитые по меньшему диаметру, расположены внутри левых лопастей).

Смеситель работает следующим образом. От группы многокомпонентных весовых дозаторов компоненты комбикормов поступают самотеком через приемный патрубок в смеситель. Наружные спиральные витки лопастного вала перемещают компоненты вдоль корпуса в одном направлении, а внутренние витки — в обратном направлении, в результате чего они интенсивно и равномерно смешиваются. Чтобы интенсифицировать процесс смешивания, на валу установлены лопатки, наклон которых по отношению к оси вала регулируют в больших пределах.

Продолжительность смешивания компонентов при частоте вращения вала 48 об/мин — 4 мин., загрузка — 1 мин., выгрузка — 1 мин.

В нижней части корпуса предусмотрен разгрузочный люк с крышкой, которая открывается или закрывается в соответствии с установленным режимом работы смесителя.

Смеситель типа СГК-2,5М. Смеситель состоит из станины, ванны, вала с лопастями, разгрузочного люка, привода.

Рабочим органом смесителя является лопастной вал, опирающийся на подшипниковые опоры, смонтированные на стойках. На нем расположены восемь спиральных лопастей, из которых четыре имеют правую навивку, а внутри них — левую; таким образом образуются две секции: одна повернута относительно другой на 90 градусов. Для более интенсивного перемешивания под углом к оси вала установлены 12 лопаток.

Смеситель автоматически загружают через приемный патрубок из многокомпонентных весовых дозаторов. Компоненты смешиваются спиральными лопастями вала, при этом наружные витки перемещают их вдоль ванны в одном направлении, а внутренние — в обратном. Такое расположение лопастей и находящихся на валу лопаток способствует интенсивному и равномерному перемешиванию компонентов.

После смешивания готовая продукция выгружается через разгрузочный люк в бункер под смесителем.

Горизонтальные порционные смесители типа ДСГ. Горизонтальные смесители А9‑ДСГ-0Д и А9‑ДСГ-0,2 предназначены для смешивания компонентов обогатительных смесей, а смесители А9‑ДСГ-0,5, А9‑ДСГ-1,5, А9‑ДСГ-2,0, А9‑ДСГ-3,0 — для смешивания компонентов комбикормов после порционного дозирования на многокомпонентных весовых дозаторах.

Смеситель А9‑ДСГ-0,5. Смеситель состоит из смесительной камеры, привода лопастного вала, пневмопривода, загрузочной задвижки, компрессорной установки и пульта управления.

Основным рабочим органом является лопастной вал, к которому на стойках прикреплены внутренний двухходовой спиральный шнек и концентричные с ним наружные спиральные лопасти правой и левой навивки. Вал опирается на подшипники качения. При смешивании наружные лопасти вала перемещают компоненты вдоль камеры в сторону загрузки, а внутренние лопасти в обратном направлении. При разгрузке готовый комбикорм выводится из смесителя через подсмесительный бункер.

Смеситель Л9‑БСГ-3. Смеситель представляет сварной металлический корпус с цилиндрическим днищем и разгрузочными окнами.

Внутри корпуса смонтирован лопастной вал, на котором на стойках закреплены двухзаходный шнек и концентрично ему наружные спиральные лопасти. Направления винтовой линии каждой пары лопастей взаимно противоположные. Лопастной вал смонтирован на двух подшипниках и приводится во вращение от мотора-редуктора через цепную передачу.

Работает смеситель следующим образом. Сдозированные компоненты из многокомпонентных весовых дозаторов подаются через загрузочный патрубок в смеситель. Наружные лопасти вала перемещают компоненты вдоль вала корпуса в одном направлении, а внутренние — в обратном. При этом происходит интенсивное и равномерное перемешивание.

Однако, несмотря на различные усовершенствования и разработки новых конструкций смешивающего органа рассмотренных типов смесителей, они обладают рядом существенных недостатков:

• быстрый износ лопастей в процессе эксплуатации;
• значительный удельный расход электроэнергии;
• трудность очистки;
• сравнительно малый объем заполняемости.

В лопастном смесителе смешивание происходит в основном за счет конвекции, хорошее перемешивание обеспечивается только в направлении, перпендикулярном плоскости лопасти, вследствие чего получение хорошего качества смеси достигается трудно. Поэтому комбикорма на этих смесителях получаются с коэффициентом однородности не выше 90-92%.

Требования к качеству и параметры смешивания

Основной качественный показатель процесса смешивания — однородность полученной продукции, ее гомогенность, достигаемая за определенное время при оптимальной загрузке рабочей камеры.

Однородной считается смесь, в которой содержание компонентов в любом ее объеме не отличается от заданного содержания для всей смеси.

Однородность комбикормов имеет большое значение, поскольку суточный рацион, а тем более одноразовая подача корма животным и особенно птице, очень малы. В отдельных случаях, например для птицы, она исчисляется несколькими десятками граммов. И в этом небольшом количестве корма должны быть все вещества, предусмотренные рецептом комбикормов, БВМД, премиксов и т. д.

Однородность состава обеспечивает одинаковую питательную ценность комбикорма во всех частях его объема. Поэтому параметры процесса смешивания надо выполнять в строгом соответствии с требованиями технологии производства.

В процессе смешивания происходит выравнивание концентрации отдельных компонентов в объеме рабочей камеры смесителя. Поскольку в любой момент времени в различных точках смесителя показатели могут отличаться, то для их определения пользуются методами математической статистики.

Так как комбикорма — смесь многокомпонентная, то оценку однородности готовой продукции достаточно делать по самому малочисленному компоненту.

В качестве критерия оценки однородности комбикормов используют коэффициент вариации Vc (неоднородности), который рассчитывают по принятому количеству замеров п и содержанию наиболее малочисленного компонента смеси:

где: Сср — средняя арифметическая массовая доля ключевого компонента в смеси, %; Ci — массовая доля ключевого компонента в і-пробе, %; п — число проб.

Чем меньше Vc, тем равномернее смесь, что характеризует эффективность работы смесителей.

Эффективность смешивания будет тем выше, а качество комбикорма будет тем лучше, чем равномернее будут распределены все компоненты, составляющие данную смесь. Это в равной степени относится и к производству обогатительных смесей, премиксов, минеральных смесей, компоненты которых дисперсны и вводятся в малом процентном соотношении. Поэтому особенно важно равномерно распределять такие компоненты, как витамины, соли микроэлементов, ферменты, антибиотики, имеющие высокую биологическую ценность.

По мнению отечественных и зарубежных ученых и практиков, комбикорм считается высокого качества, если однородность распределения компонентов в нем не ниже 95% при соотношении наименьшего компонента к смеси 1: 100 000.

Исследованиями процесса смешивания установлено влияние отдельных факторов на его эффективность, которая зависит от:

• способа подачи продукта в смеситель;
• частоты вращения рабочих органов смесителя;
• формы рабочих органов смесителя;
• точности дозирования;
• количественного соотношения между компонентами;
• степени наполнения смесителя;
• весового соотношения компонентов смеси;
• формы и размеров частиц;
• степени измельчения компонентов комбикормов;
• вида наполнителя при производстве премиксов, степени измельчения компонентов и наполнителя.

Указанные факторы можно разделить на конструктивные, технологические и определяемые физико-механическими свойствами смешиваемых компонентов.

Изучению влияния конструктивных факторов на однородность получаемых комбикормов посвящены работы многих ученых. Исследования по смешиванию проводили на смесителях с различными рабочими органами. Однако они имеют общие направления получения высокооднородной смеси за счет изменения формы, размеров и конструкции рабочих органов.

На процесс смешивания оказывают влияние технологические факторы. Так, качество смешивания в смесителе во многом определяется точностью дозирования, которая оказывает существенное влияние особенно в начальный момент времени.

Правилами организации и ведения технологического процесса время чистого смешивания в смесителях периодического действия типа СГК, А9‑ДСГ, А9‑БСГ независимо от их вместимости установлено 4 мин. Это главное слагаемое цикла дозирования-смешивания, который при установке в схеме одного смесителя обычно равен 6 мин.

Дозирование и равномерное распределение в массе комбикорма или премикса добавок, входящих в рецепт в небольших количествах, представляют определенную трудность. Поэтому вводу поваренной соли, премиксов, аминокислот, антиоксидантов и др. компонентов, входящих в состав комбикормов в количестве менее 2%, должно уделяться особое внимание.

Например, в минеральных премиксах для свиней и свиноматок йодистого калия содержится соответственно 0,0007% и 0,012%, что составляет 7 и 12 г на 1 тонну премикса. В премиксах для бройлеров содержание витамина К3 составляет 0,005%, т.е. 50 г, Вс — 0,0025, т.е. 25 г, В1 — 0,0075%. В премиксы для супоросных свиноматок вводится йодистого калия 40 г, тиосульфата и бикарбоната натрия 1 и 2 г соответственно. В комбикорма для поросят-сосунов в возрасте до двух месяцев предусмотрен ввод поваренной соли в количестве 0,2%, или 2 кг соли на 1 тонну комбикорма.

Таким образом, при производстве комбикормов и премиксов можно выделить однородные смеси нескольких видов: с содержанием малых количеств добавок в соотношении 1: 1000000, или 1 г на 1 тонну; 1: 100000, или 10 г на 1 тонну; 1: 10000, или 100 г на 1 т.

Для получения нужного качества смешивания применяют метод последовательного разбавления — многоэтапное смешивание в смесителях увеличивающейся вместимости с добавлением наполнителя и других компонентов, входящих в состав комбикорма в значительных количествах.

Так, например, установлена общая закономерность по распределению поваренной соли: чем меньше вводимое количество соли, тем выше коэффициент неоднородности, т. е. качество смеси становится хуже. Данная закономерность показывает, что при вводе соли свыше 0,3-0,4% она распределяется лишь удовлетворительно (Vc до 15%), меньшие же количества за устанавливаемое время смешивания (от 3 мин. 30 с до 4 мин. 17 с) распределяется неудовлетворительно (Vc до 32%).

Аналогичная картина наблюдается и при изменении времени смешивания в диапазоне от 3 мин. до 4 мин. 30 с.: чем меньше время смешивания, тем качество смеси хуже.

Иное положение и иной подход должны быть при анализе работы линий предварительных смесей зернового и гранулированного, и другого кускового сырья.

Практикой доказано, что высокое качество смешивания на этом этапе вовсе не обязательно, поэтому время смешивания в смесителях СГК-2,5 можно уменьшить до 2-2,5 мин. Следует отметить, что на производстве в линиях предсмесей сырья, требующего измельчения, многие предприятия отключают имеющиеся смесители или вовсе не устанавливают, ориентируясь на конечные показатели получаемого комбикорма после основного смешивания.

Правильным следует признать установку на этих линиях не смесителей, а так называемых смесителей-усреднителей или распределителей, главное назначение которых — обеспечить равномерную максимальную загрузку молотковых дробилок.

В линиях предсмесей, так называемого «трудносыпучего сырья», где также установлены смесители типа СГК, исследования проводили при выработке комбикормов для птицы двух рецептов ПК-1 и ПК-4, а время смешивания варьировали от 3 до 4 мин.

На основании производственных испытаний работы смесителей сделаны следующие выводы:

• значение коэффициента вариации по распределению соли поваренной на этапе окончательного смешивания при различных условиях ведения технологического процесса колеблется от 8 до 32%;
• удовлетворительное качество смеси получается при вводе соли в количестве не менее 0,3-0,4% и при времени смешивания не менее 3 мин. 40 с.— 3 мин. 50 с.;
• наличие линий предварительного дозирования-смешивания несколько изменяет общий подход и позволяет предложить дифференцированное время смешивания: в линиях предсмесей зернового сырья — около 2 мин.; в линиях предсмесей трудносыпучего сырья — 3 мин. 40 с.

Порядок загрузки компонентов оказывает влияние на эффективность процесса смешивания. Рекомендуется, чтобы в начале процесса смешивания тяжелые компоненты находились в верхней части камеры смесителя, так как силы тяжести в начальный период будут способствовать ускорению их интенсивного смешивания.

Большое влияние на качество смешивания оказывает степень заполнения камеры смесителя. Оптимальная степень заполнения колеблется в пределах 0,3-0,5. Для каждого типа смесителей существует оптимальный объем, обеспечивающий получение однородной смеси.

Скорость процесса смешивания во многом зависит от физико-механических свойств смешиваемых компонентов. Для получения качественной смеси необходимо, чтобы различие физических свойств смешиваемых компонентов было по возможности небольшим. Увеличение разности плотностей смешиваемых компонентов снижает эффективность процесса смешивания.

Влияние формы и состояния поверхности частиц на эффективность смешивания сыпучих продуктов изучено еще недостаточно. По мнению одних авторов, для успешного ведения процесса смешивания наиболее благоприятной является шарообразная форма частиц, другие считают, что компоненты с шарообразными частицами быстрее расслаиваются, чем компоненты с частицами удлиненной формы.

Изменение влажности смешиваемых компонентов оказывает большое влияние на качество смешивания: добавление жидких компонентов в количестве до 3% в горизонтальные смесители ДСГ и СГК приводит к увеличению времени смешивания до 6 мин. и более (8-10 мин.) в зависимости от свойств вводимого жидкого компонента. Высокая влажность ухудшает сыпучесть, вызывает слеживание и комкование комбикормов и в конечном итоге снижает однородность готовой продукции.

Анализ работы смесителей этого типа показывает, что:

1. Однородность комбикормов при увеличении длины камеры смешивания улучшается, стабилизируется.
2. При увеличении коэффициента заполнения камеры смешивания однородность рассыпных комбикормов снижается, а производительность смесителя увеличивается.
3. По мере увеличения частоты вращения лопастного вала однородность комбикормов резко возрастает и при 400 об/мин становится оптимальной, а затем снова снижается.
4. Аналогичная зависимость проявляется и при изменении угла наклона лопаток к валу. Однородность комбикормов увеличивается только до оптимального угла наклона, равного 40-45 градусов, после которого она снижается.

Перспективные направления в конструировании и создании смесителей нового поколения

Повышение требований к качеству выпускаемых комбикормов по однородности потребовало создания смесителей нового поколения: «Спидмикс» фирмы Бюлер; параметрического ряда смесителей ОАО «ВНИИКП»; смесителя совершенной конструкции фирмы Амандус Каль; параметрическго ряда смесителей «Технэкс» и др. Достоинство новых смесителей периодического действия состоит в том, что в них использован наиболее прогрессивный принцип псевдоожижения материала, при котором распределение компонентов наступает намного быстрее. Вращение рабочих органов в таком слое создает интенсивную внутреннюю циркуляцию всей смеси по спиральным траекториям. При этом различная плотность и разные размеры и форма частиц компонентов смеси не оказывают существенного влияния на процесс смешивания.

Условия псевдоожиженного состояния частиц смеси создаются конструктивно-кинематическими параметрами рабочего органа смесителя.

Рабочие органы новых смесителей обеспечивают быстрое противоточное движение смеси компонентов вдоль оси вала и сложные движения, способствующие многократному изменению положения частиц относительно друг друга. Лопастной вал обеспечивает интенсивную циркуляцию частиц по спиральным траекториям.

Главные достоинства таких смесителей — эффективность, компактность и простота. Однородность получаемой смеси достигает 95-98% при продолжительности процесса смешивания 1,5-2 мин.

Современный смеситель должен соответствовать более строгим нормативам, касающимся в первую очередь самосортирования готовой продукции, более строгим санитарно-гигиеническим нормам; обладать повышенной гибкостью при эксплуатации; быть способным производить продукцию небольшими партиями; иметь короткий цикл смешивания. Однородность рассыпных комбикормов должна быть не ниже 95-98% при продолжительности процесса смешивания 1,5-2 мин.

Скоростной смеситель «Спидмикс» фирмы Бюлер. Недавно выпущенный на рынок скоростной смеситель новой конструкции «Спидмикс» соответствует вышеуказанным требованиям. Благодаря оптимальной геометрии корпуса и лопастей смесителя стало возможным получать комбикорма с коэффициентом вариации менее 5% за 90 с. при точности смешивания 1:100000.

Сам смеситель имеет компактные размеры и оригинальную форму. Смеситель «Спидмикс» производится четырех типоразмеров вместимостью от 0,5 до 3,0 тонн, охватывая весь диапазон смешивания от 1 до 60 тонн готовой продукции в час; работает с регулируемыми и сменными лопастями.

• безупречное санитарное состояние: уменьшены мертвые зоны; дизайн и конструкция смесителя обеспечивают легкость и быстроту очистки внутренних поверхностей корпуса смесительной камеры и лопастей, гарантируют отсутствие недоступных зон;
• сдвоенная выпускная задвижка с большим выпускным отверстием для выпуска готовой продукции и наличие дверцы для очистки камеры смешивания смесителя;
• небольшой объем ремонтных работ при технической эксплуатации;
• наличие сменных лопастей;
• небольшое количество сменных деталей;
• легкий доступ к внутренним узлам;
• загрузка компонентов производится на всю высоту смешивающей камеры; допускается частичное заполнение камеры смешивания сдозированными компонентами до 20%;
• высокая степень безопасности эксплуатации.

В зависимости от физико-механических свойств сухих и жидких компонентов, в смеситель можно вводить до 5-8% жидкости. Для этого предназначены специально разработанные системы впрыскивания:

• Простой форсуночный распылитель для ввода одной жидкости.
• Двойной форсуночный распылитель для одновременного ввода двух жидкостей.

Форсуночный распылитель оснащен системой электрообогрева.

Смесители ОАО ВНИИКП. Сотрудники ВНИИКП разработали смесители периодического и непрерывного действия, которые относятся к универсальным машинам, позволяющим смешивать компоненты комбикормов, белково-витаминно-минеральных добавок и премиксов.

Достоинство новых смесителей периодического действия УЗ-ДСП состоит в том, что в конструкции их использован наиболее прогрессивный принцип смешивания компонентов комбикормов в псевдоожиженном состоянии. Этот метод обеспечивает получение однородной смеси компонентов с разной объемной массой и различными размерами частиц за короткий промежуток времени.

Минимальное необходимое время смешивания сухих компонентов в таких смесителях составляет 40-60 с., при вводе жидкостей 2-5 мин., однородность полученных комбикормов — не менее 95%.

Смесители УЗ-ДСП девяти типоразмеров выпускают в двух исполнениях:

• для смешивания сыпучих компонентов комбикормов;
• для смешивания сыпучих компонентов с жидкими.

Во втором исполнении в смесителе дополнительно устанавливают ротационный разрыхлитель и распределительный коллектор с соплами.

Корпус смесителя представляет сварную конструкцию, нижняя часть которой имеет форму двух взаимопересекающихся полуцилиндров. Внутри корпуса размещены два горизонтальных вала, вращающихся в противоположные стороны.

На каждом валу имеется четыре ряда лопастей, расположенных по винтовой линии. Лопасти одного вала сдвинуты относительно лопастей другого вала на 45 градусов. Угол поворота основных лопастей относительно оси вала 45 градусов, торцевых — 15 градусов.

Роторный разрыхлитель в смесителях второго типа представляет собой вал, на котором расположены стержни цилиндрической формы по винтовой линии. Вращение вала производится непосредственно от электродвигателя.

Разрыхлитель предназначен для создания зоны туманного состояния продукта, в которую подается жидкость из распределительного коллектора через сопла.

Такая технология обеспечивает обволакивание частиц продукта жидкостью, предотвращает непосредственное попадание жидкости на рабочие органы и корпус смесителя и способствует получению однородной сыпучей среды.

Разработан параметрический ряд одновальных лопастных смесителей периодического действия УЗ-ДСО вместимостью 1,0, 1,5 и 3,2 тонны.

По сравнению с одновальными отечественными смесителями типа ДСГ и СГК смеситель УЗ-ДСО имеет простую конструкцию смесительного органа: ленточные спирали заменены шестью плоскими лопастями. Однородность смеси составляет 92% за 3 мин. Выгрузка готовой продукции производится по всей длине смесителя и занимает 10 с.

Высокие технологические показатели этого смесителя достигаются его конструктивно-кинематическими параметрами и использованием квазивихревого метода смешивания.

Рабочий орган смесителя обеспечивает быстрое противоточное движение продукта вдоль оси вала и сложные движения, способствующие многократному изменению положения частиц относительно друг друга, в результате чего достигается высокая эффективность смешивания за достаточно короткий промежуток времени.

Институт создал параметрический ряд смесителей непрерывного действия УЗ-ДСНД, предназначенных для непрерывного смешивания сыпучих компонентов с жидкими. Количество ввода жидких компонентов составляет 10%.

В основу принципа работы смесителя положен вихревой метод смешивания.

Конструкция рабочего органа создает сложные многократные взаимопересекающиеся вихревые движения частиц продукта и обеспечивает получение качественной смеси, однородность которой составляет 90%.

Жидкие компоненты вводят в смеситель через штуцеры без использования форсунок. Частицы жидкости попадают в вихревой поток продукта, обволакиваются им и благодаря тонкому слою вихревого потока равномерно пропитывают сыпучий продукт, образуя однородную смесь.

Большая частота вращения лопастного вала предотвращает налипание продукта, содержащего жидкие компоненты, на вал и лопасти.

В смесителе непрерывного действия лопасти на валу установлены по винтовой линии с различными углами поворота относительно оси, перпендикулярной оси вала. Совокупность определенного количества лопастей характеризует разные зоны смешивания:

• предварительную;
• интенсивную турбулентную;
• разгрузочную с различным характером движения продукта, обусловленным разными углами поворота лопастей.

Зона предварительного смешивания обеспечивает подачу продукта в интенсивную зону смешивания с постепенным нарастанием скорости движения продукта.

В разгрузочной зоне продукт изменяет направление своего движения, начинается активное его торможение с выбрасыванием в выходной патрубок посредством лопастей с отрицательными углами поворота.

Скоростные смесители фирмы «ТЕХНЭКС». Смесители предназначены для смешивания компонентов комбикормов, белково-витаминно-минеральных добавок и премиксов. Вместимость таких смесителей от 0,005 до 2,0 тонн.

Смешивание компонентов производится лопастным валом. По сравнению со смесителями типа СГК и ДСГ время смешивания сокращается с 6 мин. до 1,5-2 мин.

Смесители снабжены пневматической заслонкой, открывающейся по всей длине. Через такую заслонку готовая продукция полностью выгружается в течение нескольких секунд. Форма смесителя и малые зазоры (1-3 мм) обеспечивают отсутствие мертвых зон и налипания продукта на стенках смесительной камеры. Для ввода жидкостей они комплектуются специальными форсунками под разные жидкие компоненты.

Выводы

В настоящее время для смешивания компонентов комбикормов на комбикормовых заводах в основном используют горизонтальные смесители непрерывного действия лопастного типа и горизонтальные лопастные и спирально-ленточные порционного типа. Процесс смешивания в последних происходит в результате механического воздействия рабочих органов на сыпучие компоненты, а перераспределение отдельных групп частиц, в основном, за счет конвекции смеси. Максимальное значение однородности в таких смесителях не превышает 90%, что недостаточно для распределения в готовом комбикорме микрокомпонентов.

Для получения комбикорма с однородностью не ниже 95%, как требуют сегодня животноводческие и птицеводческие хозяйства, необходимо такое воздействие на смешиваемые компоненты, которое обеспечивало бы эффективное конвективное и диффузионное смешивание одновременно. Такие условия можно создать при смешивании сыпучих компонентов в псевдоожиженном состоянии, т. е. при интенсивной циркуляции всей смеси по спиральным траекториям.

Действующие сегодня смесители ДСГ, СГК и БСГ не позволяют вводить в комбикорма более 3% жидких компонентов. В смесителях с псевдоожижением их ввод достигает 15%.

Смесители нового поколения могут быть рекомендованы в производстве комбикормов только при наличии сертификатов качества.

Литература

1. Афанасьев В.А. Технологическое оборудование для комбикормовыхпредприятий. Сборник докладов Третьей международной конференции «Современное комбикормовое производство и перспективы его развития. Комбикорма-2002», Россия, Москва, МПА.
2. Демидов П.Г. Технология комбикормового производства. — М.: Колос,
3. Данилин А.С. Производство комбикормов за рубежом. М: Колос,
4. Жислин Я.М. Оборудование для производства комбикормов, обогатительных смесей и премиксов. — М.: Колос, 1981.
5. Жислин Я.М., Давыдов Н.С., Пикус Б.И. Эксплуатация и ремонт оборудования комбикормовых заводов. — М.: Агропромиздат, 1985.
6. Кожарова Л.С. Основы комбикормового производства. — М.: Пищепромиздат, 2004.
7. Соколов А.Я. Комбикормовые заводы. — М.: Колос, 1970.
8. Соколов А..Я. Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна. — М.: Колос, 1975.
9. Симмонс Н.О. Комбикормовое производство. — М.: Хлебоиздат, 1960.
10. Черняев Н.П. Технология комбикормового производства. — М.: Колос, 1992.
11. Черняев Н.П., Гавриченков Ю.Д. Пневматическое смешивание, состояние и перспективы использования в технологии производства комбикормов. ЦНИИТЭИ Минхлебопродукта СССР. — М., 1989.

Кожарова Л. С., профессор кафедры зерна и продуктов его переработки МПА

Парфенов В. Н., доцент кафедры зерна и продуктов его переработки МПА