DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2025.12(43).1.187-194
Research on the Influence of Mixer Design Parameters on the Quality of Feed Mixture Preparation
About the Authors
Ruslan Kisilyov, Associate Professor, PhD in Technical Sciences (Candidate of Technical Sciences), Associate Professor of the Department of Agricultural Machine Building, Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1502-0034, e-mail: ruslan_vik@ukr.net
Petro Luzan, Associate Professor, PhD (Candidate of Technical Sciences), Associate Professor of the Department of Agricultural Machine Building, Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1819-999X, e-mail: luzanpg@ukr.net.
Volodymyr Amosov, Associate Professor, PhD (Candidate of Technical Sciences), Associate Professor of the Department of Agricultural Machine Building, Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0154-2886, e-mail: v_vas_a@ukr.net
Mykhailo Vasylkovskyi, Professor, PhD in Technical Sciences (Candidate of Technical Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9590-742X, e-mail: olexa74@ukr.net
Abstract
In connection with the transition of livestock farming to market principles, a long-term national program was developed aimed at increasing milk and beef production, reducing the cost of production, improving its quality, and comprehensive intensification of livestock farming. The main objectives of the program are to form a reliable feed base, increase its productivity and yield of grain and fodder crops, introduce modern feeding technologies, prepare feed for feeding, produce highly nutritious feed mixtures, and widely use complex mechanization and automation of production processes on farms and livestock complexes. Successful implementation of technical and breeding progress in high-yield milk and beef production primarily involves providing livestock with a sufficient amount of high-quality and biologically complete feed. Such rations must be balanced in terms of the content of organic nutrients, minerals, biologically active components, trace elements and micronutrients in accordance with the planned productivity, while maintaining the necessary level of vital activity and physiological state of the animals.
A generalized analysis of traditional machines and technical means for preparing feed mixtures for cattle showed that the existing mixers do not fully provide the necessary quality indicators in the manufacture of wet feed mixtures and have a number of significant shortcomings. In particular, the designs of mobile mixers are characterized by exceeding the regulatory indicators of specific metal content by 1,5-2 times, and energy consumption for driving the working elements by 3-4 times. Such significant shortcomings significantly limit the possibilities of their effective use on cattle farms.
The article considers a systematic approach to the technological process of mixing various components, which is presented in the form of a deterministic model of the functioning of a batch feed mixer at all stages of its operation - from loading raw materials to obtaining and unloading the finished mixture. Based on the conducted research, a technological scheme of a paddle mixer is substantiated, the design of which includes a housing with a loading neck and an unloading screw. Along the working chamber, flat blades with an appropriate pitch are rigidly fixed on the supports, ensuring mixing of the components. The lower part of the supports is equipped with radial fingers for loosening the compacted masses of the mixture in the housing. The blades are installed at the right and left angles of inclination of their working surface relative to the shaft axis, which contributes to intensive and uniform mixing.
Experimental studies have shown that the developed and substantiated technological scheme of the combined flat-blade feed mixer provides effective preparation of balanced complete feed mixtures for cattle to the degree of homogeneity established by the regulations.
During the studies, rational parameters of the mixer operation were determined: blade width - 45 mm, angle of inclination to the shaft axis - 50°, mixer shaft rotation frequency - 90 rpm, duration of the mixture formation process - 7 min. Taking into account the specified parameters, the design of the mixer provides a level of homogeneity of the feed mixture at the level of 92%.
Keywords
feed mixer, feed mixture, daily ration, zootechnical requirements, livestock farming, feed mixture homogeneity
Full Text:
PDF
References
1. Ibatullin, I. I., Melnyk, Yu. F., & Otchenashko, V. V. (2015). Praktykum z hodivli silskohospodarskykh tvaryn [Workshop on feeding farm animals] (I. I. Ibatullin, Ed.). Kyiv. [in Ukrainian].
2. Revenko, I. I., Khmelovskyi, V. S., & Zabolotko, O. O. (2019). Mashyny i obladnannia dlia tvarynnytstva [Machines and equipment for animal husbandry]. Kyiv: State Scientific and Methodological Center for Higher and Professional Pre-Higher Education. [in Ukrainian].
3. Kisilov, R. V. (2011). Teoretychni doslidzhennia protsesu zmishuvannia kormiv strichkovo-lopatevym zmishuvachem [Theoretical studies of the feed mixing process with a belt-blade mixer]. Tekhnika v silskohospodarskomu vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannia, avtomatyzatsiia: zb. nauk. prats, 24(1), 167–175. Kropyvnytskyi: KNTU. [in Ukrainian].
4. Lazarevych, A. P. (2007). Odnotypovi kormosumishi dlia molochnoi khudoby [Uniform feed mixtures for dairy cattle]. Tvarynnytstvo Ukrainy, 4, 33–35. [in Ukrainian].
5. Kisilov, R. V., Matvieiev, K. D., Luzan, P. H., & Matvieieva, V. O. (2011). Analiz konstruktyvno- tekhnolohichnykh i kinematychnykh parametriv zmishuvannia kormiv dlia VRKh [Analysis of structural- technological and kinematic parameters of feed mixing for cattle]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn, 41(2), 167–173. Kropyvnytskyi: KNTU. [in Ukrainian].
6. Khmelovskyi, V. S. (2017). Otsinka rivnomirnosti zmishuvannia kormiv [Assessment of the uniformity of feed mixing]. In Proceedings of the XII International Scientific and Practical Conference, Kyiv: NUBiP of Ukraine, 77–78. [in Ukrainian].
7. Revenko, I., & Revenko, Yu. (2013). Yakist pryhotuvannia ta efektyvnist vykorystannia kontsentrovanykh ta kombinovanykh kormiv [Quality of preparation and efficiency of using concentrated and combined feeds]. MOTROL, 3, 356–361. Lublin–Rzeszow. [in Ukrainian].
8. Naumenko, O. A., Boiko, I. H., Hrydasov, V. I., & Dziuba, A. I. (2009). Proiektuvannia tekhnolohii i tekhnichnykh zasobiv dlia tvarynnytstva [Design of technologies and technical means for animal husbandry] (O. P. Skoryk & V. M. Polupanov, Eds.). Kharkiv: KhNTUSG. [in Ukrainian].
9. Shevchenko, I. A., Pavlichenko, V. M., Lykhodid, V. V., & Zabudchenko, V. M. (2013). Analiz konstruktsii tekhnichnykh zasobiv dlia vyrobnytstva volohykh vysokozasvoiuvanykh kormiv [Analysis of technical means designs for the production of moist, highly digestible feed]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn, 43, 179–185. [in Ukrainian].
10. Revenko, I. I., Brahinets, M. V., & Rebenko, V. I. (2009). Mashyny ta obladnannia dlia tvarynnytstva [Machines and equipment for animal husbandry]. Kyiv: Kondor. [in Ukrainian].
11. Shatskyi, V. V., Milko, D. A., Boltianskyi, B. V., Kolomiiets, S. M., & Sementsov, V. I. (2013). Yakist zmishuvannia komponentiv ratsionu – osnova pidvyshchennia produktyvnosti tvaryn [The quality of feed ration mixing components as the basis for increasing animal productivity]. Zb. nauk. prats Tavriiskoho derzh. ahrotekhnol. un-tu, 1(3), 43–50. Melitopol. [in Ukrainian].
12. Shatskyi, V. V. (2012). Matematychne modeliuvannia dynamichnosti shchilnosti ta yakosti kormovoii sumishi dlia tvaryn [Mathematical modelling of density dynamics and feed mixture quality for animals]. Nauk. visnyk Tavriiskoho derzh. ahrotekhnol. un-tu, 2(2), 3–19. Melitopol. [in Ukrainian].
13. Shabelnyk, B. P. (2002). Teoriia ta rozrakhunok mashyn dlia tvarynnytstva [Theory and calculation of machines for animal husbandry]. Kharkiv: KhDTUSG. [in Ukrainian].
14. Chernovol, M. I., Sviren, M. O., & Kisilov, R. V. (2018). Pryhotuvannia kormovykh sumishei kombinovanym zmishuvachem [Preparation of feed mixtures with a combined mixer]. Visnyk ahrarnoi nauky, 2, 54–59 [in Ukrainian].
Citations
1. Ібатуллін І. І., Мельник Ю. Ф., Отченашко В. В. Практикум з годівлі сільськогосподарських тварин : навч. посіб. / за ред. акад. НААН України І. І. Ібатулліна. Київ, 2015. 422 с.
2. Ревенко І. І., Хмельовський В. С., Заболотько О. О. Машини і обладнання для тваринництва : електрон. підручник. Київ : ДУ «Науково-методичний центр вищої та фахової передвищої освіти», 2019.
3. Кісільов Р. В. Теоретичні дослідження процесу змішування кормів стрічково-лопатевим змішувачем. Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація : зб. наук. праць. Кропивницький : КНТУ, 2011. Вип. 24, ч. 1. С. 167–175.
4. Лазаревич А. П. Однотипові кормосуміші для молочної худоби. Тваринництво України. 2007. № 4. С. 33–35.
5. Кісільов Р. В., Матвєєв К. Д., Лузан П. Г., Матвєєва В. О. Аналіз конструктивно-технологічних і кінематичних параметрів змішування кормів для ВРХ. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин : загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. Кропивницький : КНТУ, 2011. Вип. 41, ч. 2. С. 167–173.
6. Хмельовський В. С. Оцінка рівномірності змішування кормів. Зб. тез доп. XII Міжнар. наук.-практ. конф. Київ : НУБіП України, 2017. С. 77–78.
7. Ревенко І., Ревенко Ю. Якість приготування та ефективність використання концентрованих та комбінованих кормів. MOTROL. Lublin-Rzeszow, 2013. Вип. 3. С. 356–361.
8. Науменко О. А., Бойко І. Г., Грідасов В. І., Дзюба А. І. Проєктування технологій і технічних засобів для тваринництва / за ред. О. П. Скорика, В. М. Полупанова. Харків : ХНТУСГ, 2009. 429 с.
9. Шевченко І. А., Павліченко В. М., Лиходід В. В., Забудченко В. М. Аналіз конструкцій технічних засобів для виробництва вологих високозасвоюваних кормів. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин : загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. 2013. Вип. 43. С. 179–185.
10. Ревенко І. І., Брагінець М. В., Ребенко В. І. Машини та обладнання для тваринництва. Київ : Кондор, 2009. 730 с.
11. Шацький В. В., Мілько Д. А., Болтянський Б. В., Коломієць С. М., Семенцов В. І. Якість змішування компонентів раціону – основа підвищення продуктивності тварин. Зб. наук. праць Таврійського держ. агротехнол. ун-ту. Мелітополь, 2013. Вип. 1, т. 3. С. 43–50.
12. Шацький В. В. Математичне моделювання динамічності щільності та якості кормової суміші для тварин. Наук. вісник Таврійського держ. агротехнол. ун-ту. Мелітополь, 2012. Вип. 2, т. 2. С. 3–19.
13. Шабельник Б. П. Теорія та розрахунок машин для тваринництва : монографія. Харків : ХДТУСГ, 2002. 216 с.
14. Черновол М. І., Свірень М. О., Кісільов Р. В. Приготування кормових сумішей комбінованим змішувачем. Вісник аграрної науки. 2018. № 2. С. 54–59.
Copyright (©) 2025, Ruslan Kisilyov, Petro Luzan, Volodymyr Amosov, Mykhailo Vasylkovskyi
Research on the Influence of Mixer Design Parameters on the Quality of Feed Mixture Preparation
About the Authors
Ruslan Kisilyov, Associate Professor, PhD in Technical Sciences (Candidate of Technical Sciences), Associate Professor of the Department of Agricultural Machine Building, Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1502-0034, e-mail: ruslan_vik@ukr.net
Petro Luzan, Associate Professor, PhD (Candidate of Technical Sciences), Associate Professor of the Department of Agricultural Machine Building, Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1819-999X, e-mail: luzanpg@ukr.net.
Volodymyr Amosov, Associate Professor, PhD (Candidate of Technical Sciences), Associate Professor of the Department of Agricultural Machine Building, Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0154-2886, e-mail: v_vas_a@ukr.net
Mykhailo Vasylkovskyi, Professor, PhD in Technical Sciences (Candidate of Technical Sciences), Central Ukrainian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9590-742X, e-mail: olexa74@ukr.net
Abstract
Keywords
Full Text:
PDFReferences
1. Ibatullin, I. I., Melnyk, Yu. F., & Otchenashko, V. V. (2015). Praktykum z hodivli silskohospodarskykh tvaryn [Workshop on feeding farm animals] (I. I. Ibatullin, Ed.). Kyiv. [in Ukrainian].
2. Revenko, I. I., Khmelovskyi, V. S., & Zabolotko, O. O. (2019). Mashyny i obladnannia dlia tvarynnytstva [Machines and equipment for animal husbandry]. Kyiv: State Scientific and Methodological Center for Higher and Professional Pre-Higher Education. [in Ukrainian].
3. Kisilov, R. V. (2011). Teoretychni doslidzhennia protsesu zmishuvannia kormiv strichkovo-lopatevym zmishuvachem [Theoretical studies of the feed mixing process with a belt-blade mixer]. Tekhnika v silskohospodarskomu vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannia, avtomatyzatsiia: zb. nauk. prats, 24(1), 167–175. Kropyvnytskyi: KNTU. [in Ukrainian].
4. Lazarevych, A. P. (2007). Odnotypovi kormosumishi dlia molochnoi khudoby [Uniform feed mixtures for dairy cattle]. Tvarynnytstvo Ukrainy, 4, 33–35. [in Ukrainian].
5. Kisilov, R. V., Matvieiev, K. D., Luzan, P. H., & Matvieieva, V. O. (2011). Analiz konstruktyvno- tekhnolohichnykh i kinematychnykh parametriv zmishuvannia kormiv dlia VRKh [Analysis of structural- technological and kinematic parameters of feed mixing for cattle]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn, 41(2), 167–173. Kropyvnytskyi: KNTU. [in Ukrainian].
6. Khmelovskyi, V. S. (2017). Otsinka rivnomirnosti zmishuvannia kormiv [Assessment of the uniformity of feed mixing]. In Proceedings of the XII International Scientific and Practical Conference, Kyiv: NUBiP of Ukraine, 77–78. [in Ukrainian].
7. Revenko, I., & Revenko, Yu. (2013). Yakist pryhotuvannia ta efektyvnist vykorystannia kontsentrovanykh ta kombinovanykh kormiv [Quality of preparation and efficiency of using concentrated and combined feeds]. MOTROL, 3, 356–361. Lublin–Rzeszow. [in Ukrainian].
8. Naumenko, O. A., Boiko, I. H., Hrydasov, V. I., & Dziuba, A. I. (2009). Proiektuvannia tekhnolohii i tekhnichnykh zasobiv dlia tvarynnytstva [Design of technologies and technical means for animal husbandry] (O. P. Skoryk & V. M. Polupanov, Eds.). Kharkiv: KhNTUSG. [in Ukrainian].
9. Shevchenko, I. A., Pavlichenko, V. M., Lykhodid, V. V., & Zabudchenko, V. M. (2013). Analiz konstruktsii tekhnichnykh zasobiv dlia vyrobnytstva volohykh vysokozasvoiuvanykh kormiv [Analysis of technical means designs for the production of moist, highly digestible feed]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn, 43, 179–185. [in Ukrainian].
10. Revenko, I. I., Brahinets, M. V., & Rebenko, V. I. (2009). Mashyny ta obladnannia dlia tvarynnytstva [Machines and equipment for animal husbandry]. Kyiv: Kondor. [in Ukrainian].
11. Shatskyi, V. V., Milko, D. A., Boltianskyi, B. V., Kolomiiets, S. M., & Sementsov, V. I. (2013). Yakist zmishuvannia komponentiv ratsionu – osnova pidvyshchennia produktyvnosti tvaryn [The quality of feed ration mixing components as the basis for increasing animal productivity]. Zb. nauk. prats Tavriiskoho derzh. ahrotekhnol. un-tu, 1(3), 43–50. Melitopol. [in Ukrainian].
12. Shatskyi, V. V. (2012). Matematychne modeliuvannia dynamichnosti shchilnosti ta yakosti kormovoii sumishi dlia tvaryn [Mathematical modelling of density dynamics and feed mixture quality for animals]. Nauk. visnyk Tavriiskoho derzh. ahrotekhnol. un-tu, 2(2), 3–19. Melitopol. [in Ukrainian].
13. Shabelnyk, B. P. (2002). Teoriia ta rozrakhunok mashyn dlia tvarynnytstva [Theory and calculation of machines for animal husbandry]. Kharkiv: KhDTUSG. [in Ukrainian].
14. Chernovol, M. I., Sviren, M. O., & Kisilov, R. V. (2018). Pryhotuvannia kormovykh sumishei kombinovanym zmishuvachem [Preparation of feed mixtures with a combined mixer]. Visnyk ahrarnoi nauky, 2, 54–59 [in Ukrainian].
Citations
1. Ібатуллін І. І., Мельник Ю. Ф., Отченашко В. В. Практикум з годівлі сільськогосподарських тварин : навч. посіб. / за ред. акад. НААН України І. І. Ібатулліна. Київ, 2015. 422 с.
2. Ревенко І. І., Хмельовський В. С., Заболотько О. О. Машини і обладнання для тваринництва : електрон. підручник. Київ : ДУ «Науково-методичний центр вищої та фахової передвищої освіти», 2019.
3. Кісільов Р. В. Теоретичні дослідження процесу змішування кормів стрічково-лопатевим змішувачем. Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація : зб. наук. праць. Кропивницький : КНТУ, 2011. Вип. 24, ч. 1. С. 167–175.
4. Лазаревич А. П. Однотипові кормосуміші для молочної худоби. Тваринництво України. 2007. № 4. С. 33–35.
5. Кісільов Р. В., Матвєєв К. Д., Лузан П. Г., Матвєєва В. О. Аналіз конструктивно-технологічних і кінематичних параметрів змішування кормів для ВРХ. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин : загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. Кропивницький : КНТУ, 2011. Вип. 41, ч. 2. С. 167–173.
6. Хмельовський В. С. Оцінка рівномірності змішування кормів. Зб. тез доп. XII Міжнар. наук.-практ. конф. Київ : НУБіП України, 2017. С. 77–78.
7. Ревенко І., Ревенко Ю. Якість приготування та ефективність використання концентрованих та комбінованих кормів. MOTROL. Lublin-Rzeszow, 2013. Вип. 3. С. 356–361.
8. Науменко О. А., Бойко І. Г., Грідасов В. І., Дзюба А. І. Проєктування технологій і технічних засобів для тваринництва / за ред. О. П. Скорика, В. М. Полупанова. Харків : ХНТУСГ, 2009. 429 с.
9. Шевченко І. А., Павліченко В. М., Лиходід В. В., Забудченко В. М. Аналіз конструкцій технічних засобів для виробництва вологих високозасвоюваних кормів. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин : загальнодерж. міжвід. наук.-техн. зб. 2013. Вип. 43. С. 179–185.
10. Ревенко І. І., Брагінець М. В., Ребенко В. І. Машини та обладнання для тваринництва. Київ : Кондор, 2009. 730 с.
11. Шацький В. В., Мілько Д. А., Болтянський Б. В., Коломієць С. М., Семенцов В. І. Якість змішування компонентів раціону – основа підвищення продуктивності тварин. Зб. наук. праць Таврійського держ. агротехнол. ун-ту. Мелітополь, 2013. Вип. 1, т. 3. С. 43–50.
12. Шацький В. В. Математичне моделювання динамічності щільності та якості кормової суміші для тварин. Наук. вісник Таврійського держ. агротехнол. ун-ту. Мелітополь, 2012. Вип. 2, т. 2. С. 3–19.
13. Шабельник Б. П. Теорія та розрахунок машин для тваринництва : монографія. Харків : ХДТУСГ, 2002. 216 с.
14. Черновол М. І., Свірень М. О., Кісільов Р. В. Приготування кормових сумішей комбінованим змішувачем. Вісник аграрної науки. 2018. № 2. С. 54–59.
Copyright (©) 2025, Ruslan Kisilyov, Petro Luzan, Volodymyr Amosov, Mykhailo Vasylkovskyi