DOI: https://doi.org/10.32515/2414-3820.2023.53.112-121
Justification of the Structural and Technological Parameters of the Belt-screw Mixer of Loose Fodder
About the Authors
Volodymyr Dudin, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine, e-mail: dudin.v.yu@dsau.dp.ua, ORCID ID: 0000-0002-1414-7690
Volodymyr Govorukha, Professor, Doctor in Physical & Mathematicals (Doctor of Physical & Mathematical Sciences), Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine, e-mail: hovorukha.v.b@dsau.dp.ua, ORCID ID:0000-0002-0936-9272
Abstract
The purpose of the work was to substantiate the operational parameters of the belt-screw mixer of bulk feed on the basis of experimental studies of the process.
As a result of experimental studies of the process of mixing loose feed with an experimental mixer, the following was established. With increasing time and rotation frequency, the homogeneity of the mixture increases and reaches a maximum of 97.8% at n = 48 min-1 and t = 3.2 min. after which there is a slight decrease. The nature of the process is close to the typical kinetics of mixing loose materials. The energy consumption for the process is non-linear in nature, while the optimum (the smallest value) is located at the point corresponding to the value of the rotation frequency of 40.5 min-1, and not at the minimum n. At minimum k, energy consumption for the process is 2.25 kW/cycle, and at maximum – 3.66 kW/cycle. The mixing time will be different for different contents of the smallest component and is within 2.9–3.56 min.
Based on the obtained data, the rational parameters of the mixer under development were established.
Keywords
feed, mixing, loose components, experiment, parameters, quality of mixing, energy consumption, rotation frequency, duration of the process
Full Text:
PDF
References
1.Ibatullin, I.I., Melnychuk, D.O. & Bohdanov, H.O. (2007). Hodivlia silskohospodarskykh tvaryn: pidruchnyk [Feeding of farm animals: a textbook]. Vinnytsia: Nova knyha [in Ukrainian].
2.Bomko, V.S., Syvachenko, Ye.V., Smetanina, O.V. (2023). Kormy i kormovi dobavky ta efektyvnist yikh vykorystannia v hodivli tvaryn: navch. Posibnyk [Fodder and feed additives and the effectiveness of their use in animal feeding: training. manual]. Bila Tserkva. Retrieved from https://rep.btsau.edu.ua/bitstream/BNAU/8420/1/Korm_dobavky.pdf [in Ukrainian].
3.Behma, N. A. (2018). Vykorystannia kormiv: navchalnyi posibnyk [The use of fodder: a study guide]. Dnipro: DDAEU. Retrieved from https://dspace.dsau.dp.ua/handle/123456789/1362 [in Ukrainian].
4.Aliiev, E. B., Mykolenko, S. Yu., Sova, N. A. et al. (2022). Tekhniko-tekhnolohichne zabezpechennia bezvidkhodnoi pererobky zernovoi syrovyny u kharchovi produkty i kormy: kolektyvna monohrafiia [Technical and technological support for waste-free processing of grain raw materials into food products and fodder: collective monograph] / za zah. red. E. B. Aliieva. Dnipro: LIRA. Retrieved from http://aliev.in.ua/doc/knigi/kniga_6.pdf [in Ukrainian].
5.Aliiev, E.B., Patsula, O.M. & Hrytsenko, V.T. (2017). Tekhnolohiia kompleksnoi bezvidkhidnoi pererobky makukhy z nasinnia oliinykh kultur z oderzhanniam vysokoiakisnykh povnotsinnykh proteinovykh dobavok u vyhliadi pelet ta tverdoho biopalyva [Technology of complex waste-free processing of cake from oilseeds to obtain high-quality complete protein supplements in the form of pellets and solid biofuel]: Naukovo-metodychni rekomendatsii. Instytut oliinykh kultur Natsionalnoi akademii ahrarnykh nauk Ukrainy. Elektronnyi analoh drukovanoho vydannia (elektronna knyha). Zaporizhzhia : STATUS. Retrieved from http://aliev.in.ua/doc/knigi/kniga_2.pdf [in Ukrainian].
6.Shevchenko, I. & Aliiev, E. (2020). Improving theefficiency ofthe process ofcontinuous flowmixing of bulkcomponents. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 6/1 (108), 6–13. DOI: 10.15587/1729-4061.2020.216409
7.Liao, C. C., Hsiaub, S. S. & Nien, H. C. (2015). Effects of density ratio, rotation speed, and fill level on density-induced granular streak segregation in a rotating drum. Powder Technol, 284, 514–520. DOI: 10.1016/j.powtec.2015.07.030.
8.Bakalov, V.H., Cherednichenko, P.I. & Bakalov O.V. (2013). Zmishuvachi dlia sypkykh materialiv i metody otsiniuvannia yakosti sumishi: monohrafiia [Mixers for loose materials and methods of evaluating the quality of the mixture: a monograph]. Chernihiv: ChDTU. Retrieved from http://ir.stu.cn.ua/bitstream/handle/123456789/9028/%D0%9C%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D1%8F_%D0%91%D0%B0%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B2_%D1%81%D0%BC%D0%B5%D1%88%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_2013.pdf [in Ukrainian].
9.Revenko, I. I., Brahinets, M. V., Khmelovskyi, V. S., Rebenko, V. I., Zabolotko O. O., Potapova, S. Ye., Achkevych, O. M. & Radchuk V. V. (2018). Mashyny ta obladnannia dlia tvarynnytstva: Pidruchnyk [Machinery and equipment for animal husbandry: Textbook]. K.: TsP «Komprynt» [in Ukrainian].
10.Avramenko, V.V. (2021). Obgruntuvannia parametriv spiralnoho dozatora sypkykh kormiv [Justification of the parameters of the spiral bulk feed dispenser]. Poiasniuvalna zapyska do dyplomnoi roboty osvitnoho stupenia «Mahistr». Kerivnyk: Dudin V. Yu. DDAEU. Retrieved from https://dspace.dsau.dp.ua/bitstream/123456789/3831/1/%D0%90%D0%B2%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%BA%D0%BE%20%D0%92.%D0%92..pdf [in Ukrainian].
11.Dudin, V. Yu. & Korniienko, A. A. (2016). Eksperymentalni doslidzhennia protsesu zmishuvannia sypkykh kormiv [Experimental studies of the process of mixing loose fodder]. Materiały XII Międzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji «Kluczowe aspekty naukowej działalności – 2016» Volume 8. Matematyka. Fizyka. Budownictwo i architektura. Rolnictwo. Techniczne nauki (7–15 stycznia 2016 roku). Przemyśl. Nauka i studia: 30–32. [in Ukrainian].
12.Kisilov, R. V., Matvieiev, K. D., Luzan, P. H. (2013). Doslidzhennia tekhnolohichnoi efektyvnosti zmishuvannia kormiv dvostupenevym odnovalnym kombinovanym zmishuvachem periodychnoi dii [Study of the technological efficiency of feed mixing with a two-stage single-phase combined mixer of periodic action]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn Design, manufacture and operation of agricultural machinery, Issue 43 (II), 108–112. [in Ukrainian].
Citations
1. Ібатуллін І.І., Мельничук Д.О., Богданов Г.О. Годівля сільськогосподарських тварин: підручник. Вінниця: Нова книга, 2007. 612 с.
2. Бомко В.С., Сиваченко Є.В., Сметаніна О.В. Корми і кормові добавки та ефективність їх використання в годівлі тварин: навч. посібник. Біла Церква, 2023. 225 с. URL: https://rep.btsau.edu.ua/bitstream/BNAU/8420/1/Korm_dobavky.pdf (дата звернення: 15.08.2023)
3. Бегма Н.А. Використання кормів: навч. посіб. Дніпро: ДДАЕУ, 2018. 168 с. URL: https://dspace.dsau.dp.ua/handle/123456789/1362 (дата звернення: 16.08.2023)
4. Техніко-технологічне забезпечення безвідходної переробки зернової сировини у харчові продукти і корми: колективна монографія / Е. Б. Алієв та ін. ; за заг. ред. Е. Б. Алієва. Дніпро: ЛІРА, 2022. 192 с. URL: http://aliev.in.ua/doc/knigi/kniga_6.pdf (дата звернення: 15.08.2023)
5. Алієв Е.Б., Пацула О.М., Гриценко В. Т. Технологія комплексної безвідхідної переробки макухи з насіння олійних культур з одержанням високоякісних повноцінних протеїнових добавок у вигляді пелет та твердого біопалива: Науково-методичні рекомендації. Інститут олійних культур Національної академії аграрних наук України. Електронний аналог друкованого видання (електронна книга). Запоріжжя : СТАТУС. 2017. URL: http://aliev.in.ua/doc/knigi/kniga_2.pdf (дата звернення: 19.08.2023)
6. Shevchenko I., Aliiev E. Improving theefficiencyofthe process ofcontinuousflowmixing of bulkcomponents. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020. 6/1 (108). Pp. 6–13. DOI: 10.15587/1729-4061.2020.216409
7. Liao C.C., Hsiaub S.S., Nien H.C. Effects of density ratio, rotation speed, and fill level on density-induced granular streak segregation in a rotating drum. Powder Technol. 2015. 284. Pp. 514–520. DOI: 10.1016/j.powtec.2015.07.030.
8. Бакалов В.Г., Чередніченко П.І., Бакалов О.В. Змішувачі для сипких матеріалів і методи оцінювання якості суміші: монографія. Чернігів: ЧДТУ, 2013. 159 с. URL: http://ir.stu.cn.ua/bitstream/handle/ 123456789/9028/%D0%9C%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D1%8F_%D0%91%D0%B0%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B2_%D1%81%D0%BC%D0%B5%D1%88%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_2013.pdf (дата звернення: 21.08.2023)
9. Машини та обладнання для тваринництва: підручник / І.І.Евенко та ін. К.: ЦП «Компринт», 2018. 567 с.
10.Авраменко В.В. Обґрунтування параметрів спірального дозатора сипких кормів. Пояснювальна записка до дипломної роботи освітнього ступеня «Магістр». Керівник: Дудін В. Ю. ДДАЕУ, 2021. 102 с. URL: https://dspace.dsau.dp.ua/bitstream/123456789/3831/1/%D0%90%D0%B2%D1%80%D0%B0 %D0% BC%D0%B5%D0%BD%D0%BA%D0%BE%20%D0%92.%D0%92..pdf (дата звернення: 19.08.2023)
11. Дудін В.Ю., Корнієнко А.А. Експериментальні дослідження процесу змішування сипких кормів. Kluczoweaspektynaukowejdziałalności – 2016 : Materiały XII Międzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji , Vol. 8. Matematyka. Fizyka. Budownictwo i architektura. Rolnictwo. Technicznenauki (7–15 stycznia 2016 roku). Przemyśl. Nauka i studia, 2016. С. 30–32.
Copyright (c) 2023 Volodymyr Dudin, Volodymyr Govorukha
Justification of the Structural and Technological Parameters of the Belt-screw Mixer of Loose Fodder
About the Authors
Volodymyr Dudin, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine, e-mail: dudin.v.yu@dsau.dp.ua, ORCID ID: 0000-0002-1414-7690
Volodymyr Govorukha, Professor, Doctor in Physical & Mathematicals (Doctor of Physical & Mathematical Sciences), Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine, e-mail: hovorukha.v.b@dsau.dp.ua, ORCID ID:0000-0002-0936-9272
Abstract
Keywords
Full Text:
PDFReferences
1.Ibatullin, I.I., Melnychuk, D.O. & Bohdanov, H.O. (2007). Hodivlia silskohospodarskykh tvaryn: pidruchnyk [Feeding of farm animals: a textbook]. Vinnytsia: Nova knyha [in Ukrainian].
2.Bomko, V.S., Syvachenko, Ye.V., Smetanina, O.V. (2023). Kormy i kormovi dobavky ta efektyvnist yikh vykorystannia v hodivli tvaryn: navch. Posibnyk [Fodder and feed additives and the effectiveness of their use in animal feeding: training. manual]. Bila Tserkva. Retrieved from https://rep.btsau.edu.ua/bitstream/BNAU/8420/1/Korm_dobavky.pdf [in Ukrainian].
3.Behma, N. A. (2018). Vykorystannia kormiv: navchalnyi posibnyk [The use of fodder: a study guide]. Dnipro: DDAEU. Retrieved from https://dspace.dsau.dp.ua/handle/123456789/1362 [in Ukrainian].
4.Aliiev, E. B., Mykolenko, S. Yu., Sova, N. A. et al. (2022). Tekhniko-tekhnolohichne zabezpechennia bezvidkhodnoi pererobky zernovoi syrovyny u kharchovi produkty i kormy: kolektyvna monohrafiia [Technical and technological support for waste-free processing of grain raw materials into food products and fodder: collective monograph] / za zah. red. E. B. Aliieva. Dnipro: LIRA. Retrieved from http://aliev.in.ua/doc/knigi/kniga_6.pdf [in Ukrainian].
5.Aliiev, E.B., Patsula, O.M. & Hrytsenko, V.T. (2017). Tekhnolohiia kompleksnoi bezvidkhidnoi pererobky makukhy z nasinnia oliinykh kultur z oderzhanniam vysokoiakisnykh povnotsinnykh proteinovykh dobavok u vyhliadi pelet ta tverdoho biopalyva [Technology of complex waste-free processing of cake from oilseeds to obtain high-quality complete protein supplements in the form of pellets and solid biofuel]: Naukovo-metodychni rekomendatsii. Instytut oliinykh kultur Natsionalnoi akademii ahrarnykh nauk Ukrainy. Elektronnyi analoh drukovanoho vydannia (elektronna knyha). Zaporizhzhia : STATUS. Retrieved from http://aliev.in.ua/doc/knigi/kniga_2.pdf [in Ukrainian].
6.Shevchenko, I. & Aliiev, E. (2020). Improving theefficiency ofthe process ofcontinuous flowmixing of bulkcomponents. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 6/1 (108), 6–13. DOI: 10.15587/1729-4061.2020.216409
7.Liao, C. C., Hsiaub, S. S. & Nien, H. C. (2015). Effects of density ratio, rotation speed, and fill level on density-induced granular streak segregation in a rotating drum. Powder Technol, 284, 514–520. DOI: 10.1016/j.powtec.2015.07.030.
8.Bakalov, V.H., Cherednichenko, P.I. & Bakalov O.V. (2013). Zmishuvachi dlia sypkykh materialiv i metody otsiniuvannia yakosti sumishi: monohrafiia [Mixers for loose materials and methods of evaluating the quality of the mixture: a monograph]. Chernihiv: ChDTU. Retrieved from http://ir.stu.cn.ua/bitstream/handle/123456789/9028/%D0%9C%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D1%8F_%D0%91%D0%B0%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B2_%D1%81%D0%BC%D0%B5%D1%88%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_2013.pdf [in Ukrainian].
9.Revenko, I. I., Brahinets, M. V., Khmelovskyi, V. S., Rebenko, V. I., Zabolotko O. O., Potapova, S. Ye., Achkevych, O. M. & Radchuk V. V. (2018). Mashyny ta obladnannia dlia tvarynnytstva: Pidruchnyk [Machinery and equipment for animal husbandry: Textbook]. K.: TsP «Komprynt» [in Ukrainian].
10.Avramenko, V.V. (2021). Obgruntuvannia parametriv spiralnoho dozatora sypkykh kormiv [Justification of the parameters of the spiral bulk feed dispenser]. Poiasniuvalna zapyska do dyplomnoi roboty osvitnoho stupenia «Mahistr». Kerivnyk: Dudin V. Yu. DDAEU. Retrieved from https://dspace.dsau.dp.ua/bitstream/123456789/3831/1/%D0%90%D0%B2%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%BA%D0%BE%20%D0%92.%D0%92..pdf [in Ukrainian].
11.Dudin, V. Yu. & Korniienko, A. A. (2016). Eksperymentalni doslidzhennia protsesu zmishuvannia sypkykh kormiv [Experimental studies of the process of mixing loose fodder]. Materiały XII Międzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji «Kluczowe aspekty naukowej działalności – 2016» Volume 8. Matematyka. Fizyka. Budownictwo i architektura. Rolnictwo. Techniczne nauki (7–15 stycznia 2016 roku). Przemyśl. Nauka i studia: 30–32. [in Ukrainian].
12.Kisilov, R. V., Matvieiev, K. D., Luzan, P. H. (2013). Doslidzhennia tekhnolohichnoi efektyvnosti zmishuvannia kormiv dvostupenevym odnovalnym kombinovanym zmishuvachem periodychnoi dii [Study of the technological efficiency of feed mixing with a two-stage single-phase combined mixer of periodic action]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn Design, manufacture and operation of agricultural machinery, Issue 43 (II), 108–112. [in Ukrainian].
Citations
1. Ібатуллін І.І., Мельничук Д.О., Богданов Г.О. Годівля сільськогосподарських тварин: підручник. Вінниця: Нова книга, 2007. 612 с.
2. Бомко В.С., Сиваченко Є.В., Сметаніна О.В. Корми і кормові добавки та ефективність їх використання в годівлі тварин: навч. посібник. Біла Церква, 2023. 225 с. URL: https://rep.btsau.edu.ua/bitstream/BNAU/8420/1/Korm_dobavky.pdf (дата звернення: 15.08.2023)
3. Бегма Н.А. Використання кормів: навч. посіб. Дніпро: ДДАЕУ, 2018. 168 с. URL: https://dspace.dsau.dp.ua/handle/123456789/1362 (дата звернення: 16.08.2023)
4. Техніко-технологічне забезпечення безвідходної переробки зернової сировини у харчові продукти і корми: колективна монографія / Е. Б. Алієв та ін. ; за заг. ред. Е. Б. Алієва. Дніпро: ЛІРА, 2022. 192 с. URL: http://aliev.in.ua/doc/knigi/kniga_6.pdf (дата звернення: 15.08.2023)
5. Алієв Е.Б., Пацула О.М., Гриценко В. Т. Технологія комплексної безвідхідної переробки макухи з насіння олійних культур з одержанням високоякісних повноцінних протеїнових добавок у вигляді пелет та твердого біопалива: Науково-методичні рекомендації. Інститут олійних культур Національної академії аграрних наук України. Електронний аналог друкованого видання (електронна книга). Запоріжжя : СТАТУС. 2017. URL: http://aliev.in.ua/doc/knigi/kniga_2.pdf (дата звернення: 19.08.2023)
6. Shevchenko I., Aliiev E. Improving theefficiencyofthe process ofcontinuousflowmixing of bulkcomponents. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020. 6/1 (108). Pp. 6–13. DOI: 10.15587/1729-4061.2020.216409
7. Liao C.C., Hsiaub S.S., Nien H.C. Effects of density ratio, rotation speed, and fill level on density-induced granular streak segregation in a rotating drum. Powder Technol. 2015. 284. Pp. 514–520. DOI: 10.1016/j.powtec.2015.07.030.
8. Бакалов В.Г., Чередніченко П.І., Бакалов О.В. Змішувачі для сипких матеріалів і методи оцінювання якості суміші: монографія. Чернігів: ЧДТУ, 2013. 159 с. URL: http://ir.stu.cn.ua/bitstream/handle/ 123456789/9028/%D0%9C%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D1%8F_%D0%91%D0%B0%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D0%BE%D0%B2_%D1%81%D0%BC%D0%B5%D1%88%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_2013.pdf (дата звернення: 21.08.2023)
9. Машини та обладнання для тваринництва: підручник / І.І.Евенко та ін. К.: ЦП «Компринт», 2018. 567 с.
10.Авраменко В.В. Обґрунтування параметрів спірального дозатора сипких кормів. Пояснювальна записка до дипломної роботи освітнього ступеня «Магістр». Керівник: Дудін В. Ю. ДДАЕУ, 2021. 102 с. URL: https://dspace.dsau.dp.ua/bitstream/123456789/3831/1/%D0%90%D0%B2%D1%80%D0%B0 %D0% BC%D0%B5%D0%BD%D0%BA%D0%BE%20%D0%92.%D0%92..pdf (дата звернення: 19.08.2023)
11. Дудін В.Ю., Корнієнко А.А. Експериментальні дослідження процесу змішування сипких кормів. Kluczoweaspektynaukowejdziałalności – 2016 : Materiały XII Międzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji , Vol. 8. Matematyka. Fizyka. Budownictwo i architektura. Rolnictwo. Technicznenauki (7–15 stycznia 2016 roku). Przemyśl. Nauka i studia, 2016. С. 30–32.