В кормовых рационах сельскохозяйственных животных широко применяются корнеклубнеплоды: картофель, морковь, свекла, брюква, турнепс, топинамбур (земляная груша), батат (сладкий картофель) и др. [2].
Технологический процесс подготовки корнеклубнеплодов к скармливанию сельскохозяйственным животным включает ряд операций – мойку, измельчение, запаривание, дрожжевание, разминание и смешивание. Измельчение корнеклубнеплодов является одной из наиболее значимых операций в технологии подготовки корнеклубнеплодов к скармливанию сельскохозяйственным животным. Благодаря ей достигается лучшая перевариваемость и более полное усвоение энергии корма [1, 7]. Для осуществления данной операции применяют корнерезки, корнетёрки и различные измельчители, отличающиеся друг от друга устройством рабочих органов и степенью измельчения материала. В настоящее время широкое распространение и внедрение получили корнеклубнемойки с измельчающим аппаратом ИКМ-Ф-10.
Корнеклубнемойки с измельчающим аппаратом ИКМ-Ф-10 состоят из ванны, измельчающего аппарата, винтового конвейера, транспортера для удаления камней, электродвигателей и шкафа управления. Измельчающий аппарат состоит из литого корпуса и двух дисков: верхнего и нижнего. На верхнем установлено два горизонтальных ножа, на нижнем – две выгрузные лопатки. Оба диска установлены на валу электродвигателя и закреплены болтом.
Для оценки эффективности работы измельчителей кормов и отыскания оптимальных режимов их работы применяется обобщенный оценочный показатель – удельная энергоемкость измельчения  [6]

,

где  – потребная мощность измельчителя, Вт,  – производительность измельчителя, кг/с,  – степень измельчения.
Эффективность рабочего процесса  измельчающего аппарата корнеклубнемоек ИКМ-Ф-10 зависит от его конструктивно-технологических параметров [3, 4]:
– частота вращения измельчающего аппарата n, мин^–1;
– количество ножей m, шт.;
– зазор в измельчающем аппарате δ, мм.
Вследствие чего, наиболее перспективными путями совершенствования (посредством повышения эффективности) рабочего процесса измельчающего аппарата корнеклубнемоек ИКМ-Ф-10 является исследование и оптимизация этих параметров.
Данная работа посвящена исследованию влияния частота вращения измельчающего аппарата n на удельную энергоемкость измельчения . Для осуществления данного исследования была изготовлена экспериментальная установка на базе измельчающего аппарата корнеклубнемоек ИКМ-Ф-10 (рис. 1). 
С целью выявления влияния частота вращения измельчающего аппарата n на удельную энергоемкость измельчения  во время проведения опытов изменяли частоту вращения измельчающего аппарата n в пределах от 500 мин^–1 до 1000 мин^–1 с шагом 100 мин^–1, посредством частотного преобразователя Powtran серии PI8100а с векторным управлением.

а

б

Рисунок 1 – Измельчающий аппарат корнеклубнемоек ИКМ-Ф-10: а – общий вид, б – верхний и нижний диски

Методика проведения исследования была следующей. На верхний диск измельчающего аппарата устанавливали горизонтальные ножи. Запускали электродвигатель измельчающего аппарата и устанавливали посредством частотного преобразователя заданную в соответствие с планом эксперимента частоту вращения. Далее в корпус измельчающего аппарата подавали очищенные от внешних загрязнений корнеклубнеплоды. В процессе измельчения корнеклубнеплодов фиксировали: потребную мощность измельчающего аппарата , посредством трехфазного счетчика электрической энергии Меркурий 236 ART; производительность измельчающего аппарата , посредством предварительного взвешивания корнеклубнеплодов на лабораторных весах ВМ5101, и замера времени измельчения электронным секундомером Recall PC2810; степень измельчения , посредством определения размеров измельченных (методом ситового анализа) и неизмельченных корнеклубнеплодов [8].
В ходе исследования осуществлялась пятикратная повторность опыта.
По окончании исследований была получена выборка данных потребной мощности измельчающего аппарата , производительности измельчающего аппарата  и степени измельчения . Статистическая обработка полученных данных произведена общепринятыми методами математической статистики [5] для 5%-го уровня значимости. Далее средние значения  ,  и  были подставлены в выражение для определения  (см. выше). Результаты представлены на рис. 2.

Рисунок 2 – График изменения удельную энергоемкость измельчения   в зависимости от частоты вращения измельчающего аппарата n

Анализ рис. 2 позволил установить следующее: между удельной энергоемкостью измельчения  и частотой вращения измельчающего аппарата n существует сложная зависимость. Так, в диапазоне от 500 до 700 мин^–1 наблюдается незначительное снижение , а в диапазоне от 700 до 1000 мин^–1 резкое снижение . Наиболее близко описывает полученную на рис. 2 кривую уравнение

.

Результаты исследования влияния частоты вращения измельчающего аппарата n на удельную энергоемкость измельчения  позволяют сделать вывод, что для повышения эффективности рабочего процесса измельчающего аппарата корнеклубнемоек ИКМ-Ф-10 необходимо, чтобы частота вращения измельчающего аппарата приближалась к n = 1000 мин^–1.

1. Белицкая О. И., Филатов М. И. Анализ и исследование факторов, влияющих на качество измельчения корнеклубнеплодов. – Известия Оренбургского государственного аграрного университета. – 2007. – №14-1. – С. 53–55.
2. Владимиров Н. И. Кормление сельскохозяйственных животных: учебное пособие / Н. И. Владимиров, Л. Н. Черемнякова, В. Г. Луницын, А. П. Косарев, А. С. Попеляев. – Барнаул: Изд-во АГАУ, 2008. – 211 с.
3. Ведищев С. М., Брусенков А. В., Прохоров А. В. Совершенствование измельчающего аппарата для клубнемойки ИКМ-5М. – Сельский механизатор. – 2009. – №6. – С. 25.
4. Изучение измельчителей корнеклубнеплодов: лабораторные работы / сост.: С. М. Ведищев, А.В. Прохоров, А.В. Брусенков. – Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2008. – 36 с.
5. Лакин, Г. Ф. Биометрия / Г. Ф. Лакин. – М.: Высш. школа, 1980. – 293 с.
6. Мельников С. В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм: учебное пособие для вузов / С. В. Мельников. – Л.: Колос, 1978. – 560 с.
7. Новиков В. В., Камышева О. А. Технология измельчения корнеклубнеплодов. – Фундаментальные основы научно-технической и технологической модернизации АПК: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. – Уфа: Изд-во БГАУ, 2013. – С. 247–253.
8. Хайдаров Р. Р., Зиганшин Б. Г. Оценка качества измельчения корнеклубнеплодов. – 2013. – № 1 (27). – С. 84–87.

Все статьи автора «Яблочков Владимир Иванович»