Информационно-образовательный портал
e-mail: [email protected]

ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ СУШКИ БЕЛКОВО-ВИТАМИННОГО ГРАНУЛЯТА

Согласно принятой схеме технологического процесса сформированные белково-витаминные гранулы поступают на сушку в лотковую сушилку.

В процессе сушки из них удаляется количество влаги ∆W, равное

,(1)

Значение ∆W в любой момент времени Т определяется по зависимости

ΔW = Wгрн · e–СТ,(2)

Процесс формования и сушки белково-витаминных гранул характеризуется следующей функциональной зависимостью:

,(3)

Функциональную зависимость для указанного процесса в общем виде представим как

R(t) = f(Wгрк; T; t0) → opt,(4)

Представив конечную влажность гранул Wгрк как

Wгрк = Wгрн – e–СТ,(5)

, и приравняв правые части выражений (3) и (5), а также решив полученное равенство относительно Wгрн, определили зависимость, характеризующую значение начальной влажности гранул:

Wгрн = Wгропт (1 – e–R(t))e–СТ.(6)

Анализ данного выражения показывает, что значение Wгрн должно быть не более чем в e–ст раз выше значения Wгропт.

Для подтверждения теоретических предпосылок изучен процесс получения сушеных гранул из двухкомпонентной смеси: НСМО + соломенная мука.

В качестве критерия оптимизации для данного процесса принята крошимость гранул – Кр, % (Y).

При этом на основании поисковых опытов были выделены наиболее значимые факторы, существенно влияющие на процесс сушки гранул. Такими факторами являются:

  • начальная влажность гранул Wн, %;
  • продолжительность сушки Т, мин;
  • температура сушки t, оС.

    Уровни и интервалы варьирования данных факторов приведены в таблице 1.

    Эксперимент проводился по стандартной матрице многофакторного эксперимента 23. Результаты эксперимента приведены в таблице 2.

    После реализации эксперимента согласно матрице и получения значений критерия оптимизации проведены математическая обработка результатов и построение математических моделей процесса сушки в виде уравнения регрессии.

    После отсеивания статистически незначимых коэффициентов в уравнении методом шагового анализа получили следующую модель процесса сушки в кодированной форме:

    .(7)

    Адекватность модели (7) оценена посредством критерия Фишера. Согласно неравенству FR > FT при коэффициенте корреляции R = 0,926 и доверительной вероятности Р = 0,95 модель (7) является адекватной.

    Перейдя от кодированных значений (Х1; Х2; Х3) к натуральным (Wн; Т; t), получили модель сушки в ее раскодированном виде:

    .(8)

    В результате решения задачи определены оптимальные значения независимых переменных, влияющих на процесс сушки: начальная влажность гранул Wн = 30%; продолжительность сушки Т = 50 мин; температура сушки t = 106–107 оС.

    При данных значениях параметров крошимость белково-витаминных гранул составляет Кр = 4,18%.

    Выводы

    Экспериментальным путем получены аналитические выражения и математическая модель процесса сушки белково-витаминных гранул и на ее основе определены оптимальные значения параметров исследуемого процесса. Данные значения параметров получены с учетом взаимосвязей таких параметров, как начальная влажность гранул, продолжительность и температура сушки в сушилке камерного типа с активным сушильным агентом, что позволяет использовать их при проектировании систем кормления для кролиководства.

    ЛИТЕРАТУРА

    1. Калугин Ю. А. Кормление кроликов. – М. : Агропромиздат, 1985. – 112 с.
    2. Пат. 2497381 Рос. Федерация. Способ приготовления кормов с использованием сои / С. М. Доценко, Р. В. Соболев [и др.] ; опубл. 10.11.2013. – Бюл. № 31.
    3. Пат. 2560946 Рос. Федерация. Способ приготовления белково-углеводного продукта для кроликов / С. М. Доценко, С. В. Вараксин [и др.] ; опубл. 20.08.2015. – Бюл. № 23.

Метки: Сельское и лесное хозяйство