Исследование процесса гранулирования корма для рыб в корзинном грануляторе

Приготовление гранулированных кормов для аквакультуры из влажного сырья целесообразно выполнять в корзинном грануляторе. Процесс работы корзинного гранулятора плохо изучен, а рациональные параметры его работы не получили научного обоснования. Разработан корзинный гранулятор, обеспечивающий гранулирование влажного сырья и позволяющий получать корм для рыб и их мальков в виде гранул диаметром 0,5…2 мм и влажностью 25…40%. Выполнили экспериментальные исследования для установления рациональных параметров гранулирования, обеспечивающих высокую производительность. Исследования процесса гранулирования влажного сырья проводили при частоте вращения трех экструзионных лопастей гранулятора: 37,8; 45,8; 50,3 об/мин и производительности, соответственно, 231, 274 и 291 кг/ч. Экспериментально установлено, что процесс формирования гранул в корзинном грануляторе является циклическим и состоит из периодов формирования гранулы, обратного движения материала и релаксации. Увеличение частоты вращения рабочих органов гранулятора приводит к снижению продолжительности цикла воздействия рабочего органа на материал за счет уменьшения периода релаксации, в то время как продолжительность периодов формирования гранулы и обратного движения материала остается постоянной. При увеличении частоты вращения длительность периода релаксации и всего цикла воздействия рабочего органа снижается почти линейно, но при повышении частоты более 47 об/мин их продолжительность снижается незначительно. Производительность корзинного гранулятора может быть повышена за счет увеличения как количества рабочих органов, так и частоты их вращения, но эти способы имеют ограничения в связи с увеличением энергоемкости процесса и особенностью конструкции гранулятора. В дальнейших исследованиях для обоснования рациональной продолжительности периодов рабочего цикла корзинного гранулятора необходимо изучить влияние реологических свойств сырья и его влажности на процесс гранулирования.

1. Агеец В.Ю., Кошак Ж.В. Современное состояние и перспективы развития комбикормов для пресноводных рыб // Вопросы рыбного хозяйства Беларуси. 2016. № 32. С. 75-85. EDN: XRFTIH

2. Zukowski S.R., Kodam M., Khurana S., Taylor J., Frishcosy M., Hercamp J., Snedeker J., Williams E. 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

3. Wang F.Y., Cameron I.T. Review and future directions in the modelling and control of continuous drum granulation. Powder Technology. 2002;124(3):238-253. https://doi.org/10.1016/S0032-5910(02)00020-7

4. Роторный гранулятор для влажных материалов: Патент RU218265 U1, B01J 2/20, A23K 40/10 / В.И. Пахомов, С.В. Брагинец, О.Н. Бахчевников, К.А. Деев, № 23107808, заявл. 29.03.2023, опубл. 18.05.2023. EDN: FGDRKY

5. Куликов А.В., Литвинчук А.А., Куликова О.М., Данилюк А.С., Безущёнок А.А. Исследование возможности и определение параметров получения микрогранул рыбных комбикормов для выращивания мальков // Пищевая промышленность: наука и технологии. 2019. Т. 12, № 2. С. 43-51. EDN: XDDUJT

6. Пахомов В.И., Брагинец С.В., Алферов А.С., Бахчевников О.Н., Деев К.А. Корзинный гранулятор для приготовления кормов в аквакультуре // Техника и оборудование для села. 2022. № 12. С. 32-34. https://doi.org/10.33267/2072-9642-2022-12-32-34

7. Vesjolaja L., Glemmestad B., Lie B. Dynamic model for simulating transient behaviour of rotary drum granulation loop. Modeling, Identification and Control. 2020;41(2):65-77. https://doi.org/10.4173/mic.2020.2.3

8. Vesjolaja L., Glemmestad B., Lie B. Double-loop control structure for rotary drum granulation loop. Processes. 2020;8(11):1423. https://doi.org/10.3390/pr8111423

9. Muramatsu K., Massuquetto A., Dahlke F., Maiorka A. Factors that affect pellet quality: a review. Journal of Agricultural Science and Technology. 2015;9(2):717-722. https://doi.org/10.17265/2161-6256/2015.09.002

10. Shuijuan S., Kai W., Binbin P., Shuanhu W., Yu S. Mechanical model and FEA of ring die of three-roller pellet mill. 2010 International Conference on Mechanic Automation and Control Engineering, IEEE. 2010, рр. 76-80. https://doi.org/10.1109/MACE.2010.5535988

11. Holm J.K., Henriksen U.B., Hustad J.E., Sørensen L.H. Toward an understanding of controlling parameters in softwood and hardwood pellets production. Energy and Fuels. 2006;20(6):2686-2694. https://doi.org/10.1021/ef0503360