В настоящее время всё большую популярность получают пищевые полуфабрикаты из сыпучих материалов (СМ). С увеличением объема их производства порошкообразные материалы целесообразно смешивать в смесителях непрерывного действия (СНД). Для установившихся режимов работы СНД движение материала внутри аппарата принято считать случайными стационарными процессами, между которыми существует причинно-следственная связь. Основными показателями для ее оценки является коэффициент корреляции, математическое ожидание и дисперсия. Связь между входящим и выходящим из аппарата сигналами устанавливают с помощью уравнений материального баланса, описывая расходы потоков сыпучего материала случайными стационарными функциями X(t). Далее, находя вероятностные характеристики входящего и выходящего сигналов, можно судить о «качестве» работы смесителя или подбирать требуемую топологию потоков внутри аппаратной среды путем сравнения отношений их дисперсий или среднеквадратичных отклонений. В данной работе рассмотрена схема движения материальных потоков в разработанном нами смесителе, реализующем метод "последовательного разбавления". При помощи системы уравнений материального баланса, отображающего процесс движения материала в СНД вибрационного типа, рассмотрено влияние рециркуляции на сглаживающие свойства аппарата. Приведены значения величины сглаживающей способности S от коэффициента рециркуляции ? и количества витков n. Выявлено, что увеличение сглаживающей способности ведет к возрастанию количества витков, а соответственно и самих габаритов СНД вибрационного типа, следовательно, целесообразно использовать смеситель с количеством витков равном 6 и коэффициентом рециркуляции равным 0,7, так как при этом сглаживающей способности равной 1753 достаточно для получения качественной готовой смеси при соотношении компонентов 1:50. С помощью корреляционного анализа возможно прогнозировать однородность материального потока на выходе аппарата при известных значениях времени нахождения в нем материала, коэффициентах рециркуляции и дисперсии входного сигнала.

смеситель, сыпучие материалы, последовательное разбавление, корреляционный анализ, математическая модель

1. Dubey A. Powder flow and blending // Predictive Modeling of Pharmaceutical Unit Operations. 2017. P. 39–69.

2. Николаев В.Н., Фетисов Е.О., Зязев Е.В. Анализ вибрационных смесителей сыпучих кормов // Инновации, технологии, наука: сб. статей международной научно-практической конференции. Самара, 2015. С. 302.

3. Коробчук М.В., Веригин А.Н., Джангирян В.Г., Фадеев Д.В. и др. Современное смесительное оборудование для приготовления многокомпонентных энергонасыщенных композиций // Вестник Казанского технологического университета. 2013. С. 240–243.

4. Ляшенко В.С. Обзор и анализ смесителей сыпучих кормов // Вестник Омского государственного аграрного университета. 2015. С. 56–60.

5. Пушко В.А., Бойко И.Г. Перспективы применения смесительного оборудования вибрационного типа в условиях инновационного комбикормового производства // Вестник ВНИИМЖ. 2017. № 1 (25). С. 78–82.

6. Ivanets V.N., Borodulin D.M., Shyshpannikov A.B., Sukhorukov D.V. Intensification of bulk material mixing in new designs of drum, vibratory and centrifugal mixers // Foods and Raw Materials. 2015. V. 3. № 1. P. 62–69.

7. Rogers A., Lerapetritou M.G. Discrete element reduced?order modeling of dynamic particulate systems // American Institute of Chemical Engineers Journal. 2014. № 60. P. 3184–3194.

8. Sen M., Dubey A., Singh R., Ramachandran R. Mathematical Development and Comparison of a Hybrid PBM-DEM Description of a Continuous Powder Mixing Process // Journal of Powder Technology. 2013. P. 1–11.

9. Селиванов Ю.Т., Поляков Б.Е. Оптимизация процесса смешивания сыпучих материалов в смесителях непрерывного действия // Математические методы в технике и технологиях – ММТТ-27: сборник трудов XXVII Международной научной конференции. Тамбов, 2014. Т. 1. С. 66–69.

10. Ильиных Г.В., Устьянцев Е.А., Вайсман Я.И. Построение материального баланса линии ручной сортировки твердых бытовых отходов // Экология и промышленность России. 2013. №1. С. 22–25.

11. Киселев Д.И., Козымаев А.С Влияние организации направленного движения материальных потоков в центробежно-шнековом смесителе // Пищевые инновации и биотехнологии: материалы международной научной конференции. Кемерово, 2015. С. 159–161.

12. Бакин М.В., Капранова А.Б., Верлока И.И. Современные методы математического описания процесса смешивания сыпучих материалов // Фундаментальные исследования. 2014. № 5. С. 923–927.

13. Пат. № 2626415, RU, В01F 11/00. Вибрационный смеситель / Шушпанников А.Б., Зорина Т.В., Шушпанников Е.А., Шушпанникова А.С. Заявл. 2016149970; Опубл. 27.07.2017, Бюл. № 21.

14. Fedorovich V.A., Mitsyk A.V. Mathematical Simulation of Kinematics of Vibrating Boiling Granular Medium at Treatment in the Oscillating Reservoir // Key Engineering Materials. 2014. V. 581. P. 456–461.

15. Бородулин Д.М., Ратников С.А., Козымаев А.С., Андрюшкова Е.А. и др. Моделирование движения материальных потоков в центробежно-шнековом смесителе // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2015. № 1. С. 102–108.