Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Математическое моделирование процесса диффузии жидких добавок внутрь экструдированных гранул комбикорма для рыб ценных пород

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2020-3-19-23

Полный текст:

Аннотация

Рассмотрена математическая модель процесса диффузии жидких компонентов внутрь экструдированных гранул комбикорма для ценных пород рыб в условиях вакуумного напыления. Это позволит увеличить содержание жира до 40% и повысить усвояемость и питательные свойства комбикорма. Предложено для описания процесса диффузии жидкости в пористых гранулах использовать дифференциальное уравнение молекулярной диффузии с граничными условиями третьего рода. Для математического описания было использовано решение уравнения нестационарной молекулярной диффузии для тел, имеющих геометрическую форме неограниченного цилиндра (такими телами можно считать экструдированные гранулы). Проведенные исследования при значениях критерия Био свыше 100, показали, что концентрация жидких добавок внутри экструдированных гранул становится равной концентрации жидких добавок на их поверхности. Данное решение при постоянстве концентрации жидких добавок на поверхности экструдированных гранул имеет вид быстросходящегося ряда. Учитывая, что при числах Фурье больше 0.3 ряд быстро сходится, то можно отбросить все члены ряда, кроме первого. Таким образом, полученное решение уравнения нестационарной молекулярной диффузии при постоянстве концентрации жидких добавок на поверхности гранул имело вид быстросходящегося ряда. Логарифмируя данное уравнение и решая его относительно критерия Фурье, получили выражение для определения продолжительности процесса диффузии. Сравнение расчетных кривых и экспериментальных данных показало, что среднеквадратичное отклонение не превышало 14.3%. Применение вакуумного напыления жидких добавок на поверхность гранул позволило увеличить коэффициент диффузии с 4.78?10e-4 до 6.112?10e-4 м2/с по сравнению с традиционной технологией дражирования в барабанном аппарате.

Об авторах

А. Н. Остриков
Воронежский государственный университет инженерных технологий
Россия
д.т.н., профессор, заведующий кафедрой, кафедра технологии жиров, процессов и аппаратов химических и пищевых производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


И. С. Богомолов
Научно-производственный центр «ВНИИ комбикормовой промышленности»
к.т.н., первый заместитель генерального директора, пр-т Труда, 91, г.Воронеж, 394026, Россия


П. В. Филипцов
Научно-производственный центр «ВНИИ комбикормовой промышленности»
старший инженер, сектор специальных технологий и оборудования производства комбикормов. БВД и премиксов, пр-т Труда, 91, г. Воронеж, 394026, Россия


Список литературы

1. Жилин А.А., Федоров А.В. Физико-математическое моделирование процессов капиллярной пропитки пористых материалов // Прикладная механика и техническая физика. 2009. Т. 50. № 1. С. 42–51.

2. Мейрманов А.М., Зимин Р.Н., Гальцева О.В., Гальцев О.А. Математические модели диффузии в пороупругих средах // Научные ведомости. Серия: Математика. Физика. 2012. № 17(136). С. 77–90.

3. Королев Л.В., Бытев Д.О. Моделирование субдиффузионного процесса массопереноса // МНТФ Первые Косыгинские чтения. 2017. Т. 7. С. 1826–1828.

4. Королев Л.В., Бытев Д.О. Случайный перенос в пористой сорбирующей среде // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. 2013. Т. 56. № 6. С. 86–89.

5. Shrinivasa D. J., Mathur S. M. Compound feed production for livestock // Current science. 2020. V. 118. № 4. P. 553.

6. Iegorov B. et al. Condition and prospects of development of compound feed production for salmonidae // Grain Products and Mixed Fodder’s. 2020. V. 20. № 1. P. 31-35.

7. Афанасьев В.А. Руководство по технологии комбикормов, белково-витаминно-минеральных концентратов и премиксов. В 2-х т. Воронеж: Элист, 2008. 490 с.

8. Peng W.X., Marchal J.L.M., Van der Poel A.F.B. Strategies to prevent and reduce mycotoxins for compound feed manufacturing // Animal Feed Science and Technology. 2018. V. 237. P. 129-153.

9. Афанасьев В.А., Остриков А.Н., Василенко В.Н., Фролова Л.Н. и др. Оценка эффективности технологии получения зерновых хлопьев для производства комбикормов для молодняка крупного рогатого скота // Кормопроизводство. 2017. № 6. С. 33-38.

10. Селезнева Н.В., Ижболдина С.Н. Использование престартерных и стартерных комбикормов при выращивании молодняка крупного рогатого скота // Кормление сельскохозяйственных животных и кормопроизводство. 2016. № 9. С. 17-24.

11. Lohri C.R. et al. Treatment technologies for urban solid biowaste to create value products: a review with focus on low-and middle-income settings // Reviews in Environmental Science and Bio/Technology. 2017. V. 16. № 1. P. 81-130.

12. Oskui S.M. Resonating mass sensors for detecting microgram scale objects in fluids. Riverside, 2016.

13. Закурдаева А.В., Резанова Е.В. Численное моделирование процесса формирования жидкого сферического микробаллона, содержащего пузырек газа. 2017.

14. Гаджизаде С.М., Зейналова С.Х., Агаева Т.Ф. Математическое моделирование процесса получения жидких продуктов из газов каталитического крекинга на цеолитсодержащем катализаторе, модифицированном металлами vi и viii групп // Кинетика и катализ. 2017. Т. 58. №. 4. С. 438-446.

15. Копылов М.В., Татаренков Е.А., Ткачев О.А., Горбатова А.В. Оптимизация процесса отжима растительного масла методом математического моделирования // Вестник ВГУИТ. 2017. Т. 79. № 1. С. 28-33. doi: 10.20914/2310-1202-2017-1-28-33


Для цитирования:


Остриков А.Н., Богомолов И.С., Филипцов П.В. Математическое моделирование процесса диффузии жидких добавок внутрь экструдированных гранул комбикорма для рыб ценных пород. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2020;82(3):19-23. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2020-3-19-23

For citation:


Ostrikov A.N., Bogomolov I.S., Filiptsov P.V. Mathematical modeling of the diffusion process of liquid additives into extruded pellets of feed stuff for prime fish species. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2020;82(3):19-23. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2020-3-19-23

Просмотров: 55


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)