Оптимизация энергоемкости процесса влажного гранулирования корма в корзинном грануляторе

Влажное гранулирование растительного сырья с целью приготовления гранулированного корма малого диаметра для рыб и их мальков целесообразно проводить в корзинном грануляторе. Экспериментальные исследования проведены с целью установления рациональных значений факторов влажного гранулирования, обеспечивающих его низкую удельную энергоемкость. В корзинном грануляторе корм из растительного сырья для мальков рыб гранулировали, получая гранулы диаметром 2 мм и длиной 4 мм. В результате предварительных исследований установлены три наиболее значимых фактора, влияющих на процесс влажного гранулирования растительного сырья и удельную энергоемкость гранулирования: влажность сырья, модуль помола сырья и частота вращения рабочих органов корзинного гранулятора. В качестве критерия оптимизации процесса влажного гранулирования растительного сырья была принята удельная энергоемкость процесса. Эксперимент проводили при следующих значениях факторов: влажность корма – 30, 35 и 40%; модуль его помола – 0,82, 1,24 и 1,66 мм; частота вращения рабочих органов гранулятора – 40, 50 и 60 мин^-1. Полученное уравнение регрессии адекватно описывает процесс влажного гранулирования корма. Установленные оптимальные значения удельной энергоемкости влажного гранулирования кормов, равные 1,9…2,3 кВт·ч/т, достигаются при следующих рациональных значениях факторов: влажность сырья – 40…42%; модуль его помола – 1,6…1,7 мм; частота вращения рабочих органов гранулятора – 60…62 мин^-1. При соблюдении указанных значений получаются водостойкие гранулы и обеспечивается минимальная удельная энергоемкость гранулирования.

1. Куликов А.В., Литвинчук А.А., Куликова О.М. и др. Исследование возможности и определение параметров получения микрогранул рыбных комбикормов для выращивания мальков // Пищевая промышленность: наука и технологии. 2019. Т. 12, № 2. С. 43-51. https://foodindustry.belal.by/jour/article/view/402 EDN: XDDUJT

2. Blagov D.A., Gizatov A.Y., Smakuyev D.R. et al. Overview of feed granulation technology and technical means for its implementation. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020;613:012018. https://doi.org/10.1088/1755-1315/613/1/012018

3. Kumaraguru Vasagam K.P., Ambasankar K., Dayal J.S. An overview of aquafeed formulation and processing. Advances in Marine and Brackishwater Aquaculture. 2015:227-240. https://doi.org/10.1007/978-81-322-2271-2_21

4. Nielsen S.K., Mando M., Rosenorn A.B. Review of die design and process parameters in the biomass pelleting process. Powder Technology. 2020;364:971-985. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2019.10.051

5. Dujmović M., Šafran B., Jug M. et al. Biomass Pelletizing Process: A Review. Drvna Industrija. 2022;73(1):99-106. https://doi.org/10.5552/drvind.2022.2139

6. Zukowski S.R., Kodam M., Khurana S. et al. Performance comparison of dome and basket extrusion granulation. Chemical Engineering Research and Design. 2020;160:190-198. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2020.04.037

7. Fekete R., Peciar P., Juriga M. et al. Pressure and liquid distribution under the blade of a basket extruder of continuous wet granulation of model material. Journal of Manufacturing and Materials Processing. 2024;8(3):127. https://doi.org/10.3390/jmmp8030127

8. Durakovic B. Design of experiments application, concepts, examples: State of the art. Periodicals of Engineering and Natural Sciences (PEN). 2017;5(3):421-439.

9. Анисимов Н.П. Об использовании методики планирования эксперимента в соответствии с трехуровневыми планами Бокса-Бенкена // Вестник магистратуры. 2017. № 2-2. С. 32-36. (In Russ.) EDN: ZBMSQR

10. Szpisják-Gulyás N., Al-Tayawi A.N., Horváth Z.H. et al. Methods for experimental design, central composite design and the Box–Behnken design, to optimise operational parameters: A review. Acta Alimentaria. 2023;52(4):521-537. https://doi.org/10.1556/066.2023.00235

11. Kleijnen J.P. Response surface methodology for constrained simulation optimization: An overview. Simulation Modelling Practice and Theory. 2008;16(1):50-64. https://doi.org/10.1016/j.simpat.2007.10.001

12. Gageanu I., Cujbescu D., Persu C. et al. Influence of input and control parameters on the process of pelleting powdered biomass. Energies. 2021;14:4104. https://doi.org/10.3390/en14144104

13. Ungureanu N., Vladut V., Voicu G. et al. Influence of biomass moisture content on pellet properties – review. Engineering for Rural Development. 2018;17:1876-1883. https://doi.org/10.22616/ERDev2018.17.N449