Введение
1 Состояние проблемы и задачи исследования 10
1.1 Технологии приготовления сухих животных кормов в звероводстве и птицеводстве 10
1.1.1 Анализ кормовой базы звероводства и перспективы производства сухих животных кормов в отрасли 10
1.1.2 Анализ кормовой базы птицеводства и перспективы производства сухих животных кормов в отрасли 16
1.1.3 Зоотехнические требования к процессу приготовления сухих животных кормов 18
1.1.4 Способы производства сухих животных кормов 21
1.1.5 Опыт производства сухих животных кормов в хозяйствах 28
1.2 Машины и оборудование для приготовления сухих животных кормов (СЖК) 32
1.2.1 Составы рекомендуемой технологической линии и режимы их работы 32
1.2.2 Технические характеристики машин и оборудования для приготовления сухих животных кормов 33
1.3 Машины и оборудование для измельчения мясокостного сырья 35
1.3.1 Виды измельчения и характеристики измельчителей 35
1.3.2 Обзор способов измельчения сырья 41
1.3.3 Классификация измельчителей мясокостного сырья 43
1.4 Ресурсосберегающий, энергосберегающий и экологический аспекты проблемы 45
1.5 Краткий анализ проведенных исследований по механизации переработки мясокостного сырья в сухие животные корма 46
Цель и задачи исследования 55
2 Теоретические предпосылки к обоснованию и разработке ресурсосберегающих процессов и технических средств переработки мясокостных отходов звероводства и птицеводства 57
2.1 Методические основы ресурсосбережения при переработке мясокостных отходов звероводства и птицеводства 57
2.2 Системный подход к исследованию режимов работы ПТЛ и оптимизации их состава 68
2.3 Анализ факторов, определяющих формирование входного потока ПТЛ сухих кормов 75
2.3.1 Объект исследования и внешние факторы ПТЛ 75
2.3.2 Формирование входных параметров ПТЛ сухих кормов (статистические модели С, W,d) 80
2.4 Аналитический расчет производительности взаимодействующих в ПТЛ машин 82
2.5 Моделирование работы технологической линии для приготовления СЖК из жирового сырья 91
2.5.1 Основные принципы построения моделей 91
2.5.2 Критерий эффективности работы линии 93
2.5.3 Блок-схема моделирования взаимодействия машин в ПТЛ 94
2.6 ПТЛ сухих кормов как система массового обслуживания 98
2.7 Моделирование работы технологической линии приготовления сухих кормов из маложирного сырья 102
2.7.1 Марковские процессы как динамика вероятностей 102
2.7.2 Вероятности состояний ПТЛ по результатам наблюдений 108
3 Теоретические предпосылки к обоснованию и оптимизации рабочих органов и режимов работы измельчителей технологических линиях СЖК 111
3.1 Аналитическое описание процесса измельчения кости различными рабочими органами 111
3.1.1 Анализ воздействия режущего инструмента на кость 111
3.1.2 Анализ воздействия молотков на кость 123
3.1.3 Анализ воздействия на кость рабочих органов вальцовой мельницы 126
3.2 Обоснование конструктивно-технологической схемы измельчителя с плосковращательным режущим аппаратом 130
3.3 Идентификация рабочего процесса работы измельчителя мясокостного сырья 134
3.3.1 Технологический процесс работы измельчителя как сложной динамической системы 135
3.3.2 Модели функционирования измельчителя в реальных условиях эксплуатации 140
3.3.3 Вероятностно-статистические оценки технологического процесса измельчителя 142
3.4 Моделирование процесса измельчения кости методом «накопления повреждений» 145
4 Методика и результаты экспериментального исследования и моделирования работы технологических линий приготовления СЖК 151
4.1 Оптимизация состава ПТЛ сухих кормов для переработки жирового сырья в звероводстве методом статистического моделирования 151
4.1.1 Методика экспериментальных исследований 153
4.1.2 Статистические модели входного потока ПТЛ 157
4.1.3 Эксплуатационные показатели и статистические модели работы машин в ПТЛ 160
4.1.4 Моделирование взаимодействия машин в ПТЛ 168
4.2 График-номограмма для определения оптимального состава ПТЛ по производительности ее участков 172
4.3 Оптимизация состава ПТЛ сухих кормов для переработки маложирного сырья в птицеводстве методом моделирования дискретными марковскими цепями 177
4.3.1 Методика исследования работы линии 177
4.3.2 Методика и результаты моделирования 177
Выводы 181
5 Методика и результаты экспериментальных исследований процессов и рабочих органов машин в линии производства СЖК 184
5.1 Исследование процесса измельчения кости пушных зверей и птицы в лабораторных условиях 184
5.1.1 Экспериментальное определение разрушающих напряжений при сжатии кости 184
5.1.2 Экспериментальное определение касательных напряжений среза при резании кости 189
5.2 Определение удельной работы резания костного сырья 195
5.3 Исследование и оптимизация процесса измельчения кости различными рабочими органами 201
5.3.1 Приборы и методика экспериментальных исследований 201
5.3.2 Оптимизация рабочего процесса измельчителя с плосковращательным режущим аппаратом 203
5.3.3 Оптимизация рабочего процесса молотковой дробилки 210
5.3.4 Оптимизация рабочего процесса вальцового измельчителя 220
5.4 Методика и результаты моделирования процесса измельчения поглощающими марковскими цепями 224
5.5 Методика и результаты идентификации измельчителя с режущим аппаратом 227
5.6 Исследование рабочего процесса горизонтальных вакуумных котлов 237
5.6.1 Задачи и методика исследования 237
5.6.2 Анализ полученных зависимостей 237
5.6.3 Определение времени и скорости рабочего процесса 240
5.7 Интенсификация процесса измельчения и тепломассообмена в горизонтальных вакуумных котлах 243
5.7.1 Обоснование конструкции рабочих органов смесителя котла 243
5.7.2 Эксергетический анализ замкнутой теплоаккумулирующей системы для горизонтальных вакуумных котлов 249
5.7.2.1 Аккумулирование теплоты соковых паров для последующего разогрева сырья в котле 249
5.7.2.2 Диссипация полезной работы в процессе аккумулирования энергии 252
5.7.2.3 Общий анализ цикла аккумулирования 253
5.7.2.4 Определение примерных характеристик процесса теплообмена при разогреве сырья для котлов КВМ-4,6 256
5.8 Обоснование конструкции шнекового рабочего органа для транспортирования сырья и шквары 260
Выводы 263
6 Экономическая эффективность производства сухих животных кормов в условиях сельскохозяйственных предприятий 265
6.1 Типоразмерный ряд ПТЛ приготовления сухих кормов 265
6.2 Оптимальное размещение цеха СЖК для зверохозяйств Республики Карелия 270
6.3 Сравнительная оценка измельчителей 275
6.4 Экономическая оценка и реализация результатов исследований 280
Общие выводы и предложения 283
Список используемой литературы 286
