Abstract
A mathematical model of the diffusion process of liquid components into extruded pellets of feed stuff for prime fish species under vacuum spraying is considered. This will increase the fat content up to 40% and improve the digestibility and nutritive properties of the feed stuff. It is suggested to use the differential equation of molecular diffusion with boundary conditions of the third kind to describe the process of diffusion of liquid in porous pellets. For a mathematical description, the solution of the equation of unsteady molecular diffusion for bodies with the geometric shape of an unbounded cylinder (extruded pellets can be considered such bodies) was used. The studies carried out with values of the Bio criterion over 100 showed that the concentration of liquid additives inside the extruded pellets becomes equal to the concentration of liquid additives on their surface. Given a constant concentration of liquid additives on the surface of extruded pellets, this solution takes place in the form of a rapidly converging series. Considering that for Fourier numbers greater than 0.3 the series converges quickly, then all the members of the series can be discarded except the first one. Thus, the obtained solution of the equation of unsteady molecular diffusion at a constant concentration of liquid additives on the surface of pellets had the form of a rapidly converging series. Taking the logarithm of the obtained equation and solving its Fourier criterion, we attained the expression for determining the duration of the diffusion process. Comparison of the calculated curves and experimental data showed that the root mean square deviation did not exceed 14.3%. The use of vacuum spraying of liquid additives on the surface of pellets made it possible to increase the diffusion coefficient from 4.78?10e-4 to 6.112?10e-4 м2/с in comparison with the traditional technology of pelleting in a drum apparatus.
Highlights
Разработаны система вакуумного напыления, с помощью которых возможен ввод жидких компонентов до 42% без ущерба для характеристик текучести готового продукта
It is suggested to use the differential equation of molecular diffusion with boundary conditions
of the third kind to describe the process of diffusion of liquid
Summary
Оригинальная статья/Research article Open Access Available online at vestnik-vsuet.ru. Рассмотрена математическая модель процесса диффузии жидких компонентов внутрь экструдированных гранул комбикорма для ценных пород рыб в условиях вакуумного напыления. 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. Полученное решение уравнения нестационарной молекулярной диффузии при постоянстве концентрации жидких добавок на поверхности гранул имело вид быстросходящегося ряда. 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. Ключевые слова: математическая модель, диффузия, жидкости, вакуумное напыление, экструдированные гранулы
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callMore From: Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
