Технология диспергирования кормов с помощью роторного измельчителя-диспергатора кормов ООО НПП "Белама плюс"

  • Главная / 
  • Новости / 
  • Технология диспергирования кормов с помощью роторного измельчителя-диспергатора кормов ООО НПП "Белама плюс"
В настоящее время перед сельскохозяйственными предприятиями поставлена задача снизить себестоимость и энергоемкость животноводческой продукции. Одним из путей ее решения является переход на использование кормов собственного производства. Из всех известных технологий заготовки концентрированных кормов наиболее привлекательно выглядит технология консервирования плющеного зерна. Она позволяет полностью исключить затраты топлива и электрической энергии на сушку зерна, которая является необходимой при хранении фуража традиционным методом. Каждая тонна зерна, законсервированного по технологии плющения, экономит до 8 кг топлива (10 м3 природного газа) и до 3 кВт•ч электроэнергии.
Плющеное зерно хорошо вписывается в технологию кормления крупного рогатого скота, однако его применение для кормления свиней имеет ряд трудностей.

По зоотехническим требованиям, при кормлении свиней жидкими кормосмесями, частицы корма не должны превышать 1 мм. Гранулометрический анализ плющеной кукурузы показал, что только 7,2% зерна удовлетворяет данным требованиям.



Определена зависимость между размером частиц корма и переваримостью, согласно которой средняя переваримость плющеной кукурузы без дополнительного измельчения составляет 70,1%. 



Таким образом, для увеличения переваримости плющеное зерно должно подвергаться дополнительной обработке (измельчению).
Плющеное зерно имеет повышенную влажность 30–35%, что делает невозможным его измельчение традиционными методами с использованием молотковых дробилок зерна (влажность измельчаемого зерна не более 17–20%).
В связи с вышесказанным, для эффективного измельчения плющеного зерна была разработана технология диспергирования кормов и оборудование для ее осуществления.

В процессе диспергирования кормов происходит измельчение компонентов кормовой смеси, гомогенизация и разогрев кормосмеси, повышение доступности и переваримости питательных веществ, обеззараживание, уничтожение патогенной микро- и макрофлоры.
Данные результаты достигаются за счет комбинированного механического, гидродинамического и кавитационного воздействия на кормовую смесь.



Механическое измельчение Поток кормосмеси движется из канала ротора в канал статора. Т.к. статор установлен неподвижно, а ротор вращается, то его каналы периодически сообщаются с каналами статора (открываются) либо перекрыты перемычкой статора. В момент перекрытия канала ротора происходит измельчение плющеного зерна при защемлении между стенками каналов ротора и статора, как показано на рисунке. Механически зерно эффективно измельчается до размеров частиц порядка 1,0…1,5 мм.



Гидродинамическое измельчение. Данный тип измельчения обеспечивается за счет воздействия на частички зерна прямых и обратных гидроударов. В момент перекрытия канала статора перемычкой ротора, в канале ротора формируется прямой гидроудар (резкое повышение давления жидкости) вызывая сжатие и сплющивание частиц зерна, находящихся в нем. В этот же момент времени, в канале статора происходит обратный гидроудар (резкое снижение давления), который вызывает растяжение и разрыв частиц зерна. Гидродинамически возможно разрушать частицы зерна в диапазоне размеров 2,0…0,3 мм.



Кавитационное измельчение. Кавитацией называют образование кавитационных пузырьков в жидкости. Кавитация или "холодное кипение" имеет некоторое сходство со всем известным обычным кипением воды, с тем отличием, что кипение воды в чайнике происходит за счет повышения температуры воды до точки кипения, а кавитация – за счет снижения давления жидкости, которое обеспечивает обратный гидроудар в канале статора. Жидкость в канале статора "вскипает", образуя при этом множество кавитационных пузырьков. Данные пузырьки крайне неустойчивы, и начинают схлопываться при повышении давления. Схлопывание сопровождается образованием кумулятивной струйки, которая ударяя в частицы зерна "выбивает" из них мельчайшие осколки. Учитывая тот факт, что вода практически несжимаема, на конечном этапе схлопывания кавитационного пузырька его стенки ударяясь друг о друга вызывают локальное повышение давления до 100 МПа и температуры до 1000°С, образуется ультразвуковая ударная волна, в связи с чем измельчитель-диспергатор работает с характерным высоким звуком. Ударная волна способна разрушать не только частицы зерна, но и оболочки патогенов, производить инактивацию антипитательных веществ (ингибиторы трипсина, фермент уреаза), разрывать молекулы сложных веществ таких как крахмал и клетчатка до простых сахаров, что значительно увеличивает степень конверсии корма организмом животного.

В С/к "Сож" реализована следующая технологическая схема приготовления кормовых смесей на основе диспергированного зерна



1 – плющеное зерно в ПВХ рукаве; 2 – погрузчик "Амкодор" 208В; 3 – транспортное средство МТТ-9; 4 – трактор МТЗ-1221; 5 – кормоприготовительный бак; 6 – мешалка; 
7 – измельчитель-диспергатор кормов ИДК-Ф-1; 8 – задвижки; 9 – смесительные ванны

Измельчитель-диспергатор кормов ИДК-Ф-1

Техническая характеристика

Подача, м3/ч 36
Напор, м 80
Кратность прохождения кормовой смеси через диспергатор 3
Производительность:  
– по плющеному зерну (30…35% влажности), т/ч 6-8
– по диспергированию,  м3/ч 12
Мощность электродвигателя, кВт 45
Удельный расход электроэнергии:  
– по плющеному зерну (30…35% влажности), кВт•ч/т 5,6-7,5
– по диспергированию,  кВт•ч/м3 3,8
Масса, кг 650


Предложенная технологическая схема предполагает следующие технологические операции:

  • Погрузка плющенной кукурузы из рукава 1 в транспортное средство 3. Для выполнения данной операции используется погрузчик "Амкодор" 208В и 2 вспомогательных рабочих. Продолжительность операции 15 мин.
  • Транспортировка кукурузы в кормоцех. Задействован трактор МТЗ-1221 и транспортно-технологическая машина МТТ-9. Продолжительность операции 15 минут.
  • Выгрузка кукурузы в кормоприготовительный бак 5. Для данной операции используется трактор МТЗ-1221, транспортное средство МТТ-9 и 1 работник кормоцеха. Перед началом выгрузки  кукурузы в бак 5 включают мешалку 6 и диспергатор 7. Продолжительность операции 5 минут.
  • Диспергирование кукурузы. Во время данной операции поток кормосмеси из бака 5, создаваемый диспергатором 7, задвижками 8 направляется обратно в бак. Производительность оборудования на операции диспергирования составляет 12 м3/ч, т.е. при заполнении бака в 6 м3 время операции равно 30 минутам.
  • Перекачивание диспергированной кормосмеси из бака 5 в смесительные ванны 9. Для выполнения данной операции задвижками 8 направляют поток корма из бака 5 в смесительные ванны 9. Производительность оборудования на данной операции составляет 36 м3/ч, т.е. при заполнении бака в 6 м3 время операции равно 10 минутам.

Далее производится смешивание диспергированной кормосмеси с компонентами на основе комбикорма в ваннах 9 и подача кормосмеси в свинарник для кормления животных.
Производится очистка кормоприготовительного бака 5, мешалки 6 и измельчителя-диспергатора 7. Для выполнения данной операции требуется 1 работник кормоцеха. Время выполнения операции равно 10 минутам.
Исследования диспергированной кормосмеси на основе плющеной кукурузы дали следующие результаты:

  •  диспергирование позволяет значительно улучшить гранулометрический состав кормосмеси. Содержание фракции с размером частиц менее 1 мм увеличивается более чем в 8 раз, по сравнению с плющеной кукурузой без обработки;
  • с улучшением гранулометрического состава соответственно улучшается и конверсия корма с 70,1 до 82,1%, увеличение на 17,1%;

  • воздействие ударных волн схлопывающихся кавитационных пузырьков и ультразвука на кормовую смесь вызывают гибель патогенной микро- и макрофлоры, иннактивацию антипитательных веществ, декстринизацию крахмала что придает диспергированным кормам уникальные качества;
  • диспергированная кормосмесь имеет гомогенную структуру, высокую устойчивость к расслаиванию и выпадению плотного осадка. Приведены фотографии диспергированной кормосмеси и кормосмеси приготовленной смешиванием, а также проведено сравнение их осадка.
   
 без обработки  диспергированная
   

Эффективность технологии кормления в первую очередь определяется величиной среднесуточных привесов. Оптимальный рацион кормления и использование экспериментальной линии диспергирования кормов позволили С/к "Сож" достичь среднесуточных привесов в 650…680 г.

Динамика привесов приведена в таблице

Наименование показателя

контрольная группа

экспериментальная группа

Среднесуточный привес на откорме, г

550…570

650…680

Дополнительный среднесуточный привес, г

80…130

Увеличение привесов, %

14…23

Как видно, применение технологии диспергирования позволяет увеличить привесы до 23%.
Для определения экономического эффекта определены энергозатраты на   1 т зерна 15% влажности по традиционной технологии и с использованием комбинации технологий плющения и диспергирования зерна. Расчет приведен в таблице


Наименование операции

Удельные энергозатраты на 1 т зерна 15% влажности

традиционная технология

экспериментальная технология

Сушка зерна

15…18 кг жидкого топлива 
+ 2,0…2,2 кВт•ч

Плющение зерна

3,5…5,8 кВт•ч

Измельчение зерна

12…14 кВт•ч/т

Смешивание измельченного зерна с водой

1,8…2,1 кВт•ч

1,8…2,1 кВт•ч

Диспергирование плющеного зерна

6,6…8,8 кВт•ч

Суммарные энергозатраты

15…18 кг жидкого топлива 
+ 15,8…18,3 кВт•ч

11,9…16,7 кВт•ч

Экономия энергозатрат

15…18 кг жидкого топлива