XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

В современных условиях экономически целесообразно производство комбикормов максимально приближать к потребителю. При этом должны использоваться малоэнергоемкие технические средства, местное сырье и все технологические приемы, способствующие высокопродуктивному действию производимых комбикормов. В то же время действующая в настоящее время нормативная документация [1] не отвечает современному уровню научно-технологического развития отрасли. Поэтому для соответствия новым экономическим условиям, структуре управления, действующим в настоящее время строительным нормам, правилам, государственным и национальным стандартам в этой области необходимо актуализировать методические рекомендации по

технологическому проектированию предприятий по производству комбикормов, в которые должны быть включены все имеющиеся на данный момент времени инновационные достижения в комбикормовом производстве.

Общие требования к производственному процессу приготовления комбикормов. Организация технологического процесса производства комбикормов на всех его этапах должна обеспечить прием и рациональное использование сырья, оперативную подачу его в производство, требуемую технологическую подготовку и ввод всех компонентов в соответствии с рецептом, соблюдение режимов работы технологического оборудования, эффективную переработку сырья и выпуск продукции, по качеству отвечающей требованиям стандарта. По назначению комбикормовые предприятия классифицируются как [1, 2]:

- локальные - рассчитанные на нужды одного потребителя (хозяйства, фермы);

- межхозяйственные и межфермерские -рассчитанные на нужды нескольких потребителей.

При проектировании предприятий следует руководствоваться следующим основным рядом их часовой производительности (т/ч):

- специализированные (предназначенные для производства полнорационных комбикормов и комбикормов-концентратов в рассыпном и гранулированном видах):

а) для отдельных хозяйств (локальные) -0,5; 1,0; 2,0; 4,0;

б) межхозяйственные и межфермерские -2,0; 4,0; 8,0; 12,0;

- комплексные (предназначенные для производства полнорационных комбикормов и комбикормов-концентратов в рассыпном и гранулированном видах с линией послеуборочной обработки и хранения фуражного зерна):

а) для отдельных хозяйств (локальные) -2,0; 4,0;

б) межхозяйственные и межфермерские -2,0; 4,0; 8,0; 12,0; 16,0;

- комплексные (предназначенные для производства брикетированных и гранулированных кормов с линиями производства комбикормов-концентратов и подготовки грубых кормов): локальные, межфермерские и межхозяйственные - 1,5; 3,0; 6,0; 9,0;

- специализированные (предназначенные для производства брикетированных и гранулированных кормов): локальные, межфермерские и межхозяйственные - 1,5; 3,0; 6,0.

Анализ технологического обеспечения отрасли показал, что в производственный процесс приготовления комбикормов современного предприятия целесообразно включение следующих основных операций:

- подготовка сырья (прием, взвешивание, размещение, хранение и обработка);

- приготовление рассыпных комбикормов (дополнительная обработка пленчатых культур, углубленная обработка компонентов [3], измельчение, дозирование, смешивание ком-

понентов, затаривание, хранение, взвешивание и отпуск готовой продукции);

- дополнительная гранулометрическая подготовка (контроль размеров частиц продукции, ввод жидких видов сырья в комбикорма, гранулирование или брикетирование, затаривание, хранение, взвешивание и отпуск готовой продукции).

При этом углубленная обработка компонентов (как правило, тепловая обработка) осуществляется при производстве престартерных и стартерных комбикормов, комбикормов для высокопродуктивных животных.

Для обеспечения эффективной работы предприятия и высокого качества готовой продукции рекомендуются следующие варианты организации технологического процесса производства комбикормов [4]:

- с подготовкой каждого вида сырья в отдельности и дозированием на заключительном этапе (однокомпонентное измельчение -одноэтапное дозирование);

- с формированием предварительных смесей компонентов, двухэтапным дозированием (многокомпонентное измельчение - двухэтапное дозирование) (рис. 1);

- с совместной переработкой сырья, требующего измельчения, подготовкой остальных компонентов, одноэтапным дозированием (многокомпонентное измельчение одноэтапное дозирование);

- с дозированием всех видов сырья и их совместной переработкой (одноэтапное дозирование - многокомпонентное измельчение).

При реализации на предприятии технологического процесса производства комбикормов по схеме с формированием предварительных смесей компонентов складские емкости желательно совмещать с наддозаторными. При этом технология приготовления предсмеси предусматривает дозирование компонентов, смешивание их, измельчение и подачу в бункеры основной линии дозирования как один компонент. Для повышения точности дозирования, улучшения технологических свойств трудносыпучего белкового и минерального сырья рекомендуется составление из них предварительных смесей, которые далее перерабатывают как один компонент.

Технологический процесс производства комбикормов по схеме с совместной порционной переработкой сырья предусматривает совмещение складских силосных емкостей с наддозаторными.

Приготовленные виды сырья накапливают в наддозаторных бункерах. Порция компонентов, сдозированных на многокомпонентных весовых дозаторах, подвергается очистке от металломагнитных примесей, совместному измельчению и накапливанию в бункере перед смесителем. Порцию сдозированных компонентов направляют на просеивающую машину с установкой сит, обеспечивающих требуемую по стандарту крупность, сходовую фракцию измельчают на дробилке, объединяют с проходовой и передают в наддозаторный бункер.

В технологическом процессе производства комбикормов по схеме с дозированием всех видов сырья и их совместной переработкой в смеси очищенные от некормовых и металломагнитных примесей зерновые, гранулированные, мучнистые виды сырья, жмыхи и предсмесь белкового и минерального сырья сначала дозируют, смешивают, а затем измельчают до требуемой крупности.

Требования к основным технологическим линиям.

Для выполнения операций производственного процесса на комбикормовом предприятии в соответствии с заданием на проектирование предусматривают технологические линии, которые предназначаются для переработки сырья с близкими тех-

нологическими свойствами, одинаковыми способами очистки, измельчения и другими видами обработки. Разделительными границами линий являются емкости для складирования, накопления или оперативного хранения сырья и подготовленных компонентов.

Линия подготовки зернового сырья. На линии должны быть предусмотрены следующие операции:

- очистка от крупных органических, минеральных и металлических примесей;

- углубленная обработка зернового сырья на одном или нескольких технологических участках (экструдирование, экспандирование, микронизация, влаготепловая обработка);

- измельчение.

Для измельчения зернового сырья, помимо дробилок, допускается использование вальцовых станков (плющилок). При поступлении зернового сырья, не отвечающего требованиям действующих ГОСТов и ТУ по кондиции (например, непосредственно от комбайна), на линии необходимо предусмотреть дополнительные операции очистки и сушки зерна, которые следует произвести до его загрузки в склад.

Допускается влажное фуражное зерно после очистки подвергать плющению с последующим химическим консервированием и загрузкой в склад на хранение. Хлопья в дальнейшем используются для кормления сельскохозяйственных животных как в натуральном виде, так и измельченными в составе кормосмесей [5]. Для очистки сырья от металлических примесей в линии следует предусмотреть установку электромагнитных сепараторов или магнитных колонок с постоянными магнитами.

Экструдирование зерна рекомендуется применять, как правило, при производстве престартерных и стартерных комбикормов и заменителей цельного молока для молодняка животных. Возможно применение экструдирования зерна при производстве комбикормов для высокопродуктивных животных [3].

Экструдирование включает следующие операции:

- подготовка зерна к экструдированию;

- экструдирование зерна;

- охлаждение экструдата (до температуры, не превышающей температуру окружающей среды более чем на 10°С);

- измельчение зкструдата.

Подготовка зерна к экструдированию включает очистку от сорных, минеральных и металломагнитных примесей, шелушение (при экструдировании пленчатых культур), отсеивание пленок, измельчение.

Рекомендуется перед экструдированием проводить увлажнение зернового сырья водой или паром до влажности 17-18%. Разрешается экструдирование неизмельченного зерна и нешелушенных пленчатых культур (наличие пленок в готовом продукте при этом допускается). Допускается экструдирование рассыпных комбикормов (экструдеры должны быть обязательно оснащены пропаривателями). Экспандирование зерна рекомендуется применять при производстве престартерных и стартерных комбикормов. Возможно применение экспандирования зерна при производстве комбикормов для высокопродуктивных животных [3].

Экспандирование включает следующие операции:

- подготовка зерна к экспандированию;

- экспандирование зерна;

- структурирование экспандата;

- гранулирование экспандата;

- охлаждение гранулированного экспандата (до температуры, не превышающей температуру окружающей среды более чем на 10°С);

- измельчение гранулированного экспандата.

Подготовка зерна к экспандированию включает очистку от сорных, минеральных и металломагнитных примесей, шелушение (при экспандировании пленчатых культур), отсеивание пленок, измельчение, дозирование и смешивание с жидкими добавками, увлажнение водой и паром.

На практике применяются технологии производства комбикормов, согласно которым экспандер может использоваться как в сочетании с пресс-гранулятором, так и без него. В обоих случаях предварительное смешивание исходного кормового сырья с жидкими добавками осуществляется в специальном смесителе, установленном перед экспандером. Это позволяет повысить однородность корма перед обработкой, а следовательно, и качество готового продукта [3].

Взаимодействие экспандера с гранулятором позволяет значительно увеличить производительность последнего (до 30%), так как в этом случае пресс осуществляет только формование гранул. При этом появляется возможность уменьшения толщины матрицы. Кроме того, такое взаимодействие позволяет использовать кормовое сырье с высоким содержанием клетчатки, а также значительно увеличить количество вводимых жидких добавок.

Отказаться от использования в технологической линии прессгранулятораможно при экспандировании кормового сырья с большим содержанием крахмала. Модифицированный крахмал формует частицу, в которой все ценные компоненты, и прежде всего протеин и микроэлементы, тесно связаны друг с другом. В этом случае себестоимость получаемого комбикорма значительно ниже, так как уменьшаются размеры необходимых капиталовложений и расходы на эксплуатацию оборудования.

Микронизацию (тепловая обработка зерна инфракрасным (ИК) излучением или электромагнитными полями сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ) рекомендуется применять при производстве комбикормов для молодняка и других возрастных групп животных [3, 6, 7].

Микронизация включает следующие операции: подготовка зерна к микронизации;

увлажнение зерна (водой или паром) с последующим отволаживанием; обработка зерна инфракрасным излучением; плющение обработанного зерна; охлаждение (до температуры, не превышающей температуру окружающей среды более чем на 10°С); измельчение готового продукта.

Подготовка зерна к микронизации включает очистку от сорных, минеральных и металломагнитных примесей, шелушение (при микронизации пленчатых культур), отсеивание пленок. Разрешается подвергать микронизации законсервированное химическим способом влажное зерно [8, 9, 12]. Допускается микронизация сухого и нешелушенного зерна. Допускается использовать неизмельченные микронизированные хлопья зерна при производстве комбикормов для высокопродуктивных коров. СВЧ-обра-ботку рекомендуется проводить при выработке вспученных кормов [10, 11].

Технологический процесс производства хлопьев из зерна (влаготепловая обработка) включает: очистку зерна от металлических и минеральных примесей, крупных, мелких и легких незерновых примесей; увлажнение и отволаживание зерна; пропаривание зерна; плющение зерна; сушку хлопьев; измельчение. Допускается использовать неизмельченные хлопья при производстве комбикормов для высокопродуктивных коров.

Процесс измельчения исходных компонентов комбикормов может быть построен, в зависимости от требований технологий и возможностей заказчика, по одной из трех технологических схем [4]: через общую дробильную установку последовательно по компонентам; через общую дробильную установку с предварительным дозированием и смешиванием компонентов (схема с приготовлением предсмесей); через дробилки технологических линий (если их количество более 1).

При последовательной подготовке каждой зерновой культуры через общую дробилку рекомендуются следующие варианты измельчения [4]: одноступенчатое; одноступенчатое с контролем крупности; двухступенчатое; двухступенчатое с контролем крупности.

При одноступенчатом варианте измельчение каждого вида сырья производят за один проход. При одноступенчатом с контролем крупности варианте измельчения продукт направляется на просеивающую машину, сход с которой направляется на повторное измельчение на этот же измельчитель, а проходовая фракция - в наддозаторный бункер.

При двухступенчатом измельчении сырье измельчают в два этапа с промежуточным просеиванием. Для равномерной загрузки измельчителей целесообразно применять автоматическое регулирование подачи сырья в зависимости от нагрузки двигателя. Вместимость и количество бункеров над измельчи-тельными машинами, а также режим загрузки бункеров необходимо принимать, исходя из условий обеспечения непрерывной работы линии.

При расчете емкости и конструкции бункеров принимать: усредненную объемную массу сырья - 0,65 т/м ; угол наклона днищ бункеров - 45°; коэффициент использования объема - 85%.

Линия приготовления обогатительных добавок. Линия предусматривается при отсутствии централизованной доставки БВМД. Процесс приготовления обогатительных добавок (в том числе БВМД) должен включать следующие операции: раздельное взвешивание (дозирование) микрокомпонентов и наполнителя (измельченное зерно, отруби, дрожжи кормовые, шроты и т.п.), их измельчение, просеивание и смешивание. Измельчение стабилизированных витаминов при этом не предусматривать. В случае снабжения предприятия отдельными микрокомпонентами (витамины, микроэлементы, антибиотики) следует приготавливать предсмесь микрокомпонентов. При соответствующем технико-экономическом обосновании, согласованном с заказчиком, на линии может быть предусмотрена возможность приготовления кормолекарственных смесей с двухстадийным смешиванием лекарственных препаратов с наполнителем. Состав кормолекарственных смесей должен быть определен заданием на проектирование.

Линия подготовки и ввода жидких компонентов. На линии должны быть предусмотрены следующие операции: прием, подогрев, учет, очистка (мелассы и кормового жира), дозирование и смешивание жидких компонентов с рассыпным комбикормом или ввод их в гранулированные комбикорма.

При необходимости в состав линии дополнительно могут быть включены прием, взвешивание и растворение в воде карбамида, смешивание водного раствора карбамида и мелассы и ввод их в гранулированные комбикорма. Температура нагрева мелассы и жира в процессе производства должна составлять соответственно:

- при транспортировании - 20-25°С и 40-50°С;

- при введении в смесь - 35-70°С (в зависимости от содержания сухого вещества) и 70-80°С.

Вся арматура (трубопроводы, баки и т.п.), соприкасающаяся с жиром, должна быть выполнена из антикоррозионных материалов и обогреваться по всей трассе.

Дозирование жидких компонентов в гранулированные комбикорма осуществляется насосами-дозаторами, контроль и настройка - расходомерами или с помощью других приемов (например, мерных емкостей).

Линия дозирования и смешивания. Дозирование компонентов допускается весовое (предпочтительно) и объемное с погрешностью не более 3%. На одном дозаторе допускается дозировать только один компонент или предварительную смесь компонентов. Если в состав комбикорма вводится большое количество какого-либо компонента, то в этом случае используется несколько дозаторов. Каждый из подготовленных к дозированию компонентов должен поступать в отдельные бункеры над дозаторами.

При дозировании компонентов комбикорма или обогатительной добавки по весовому принципу рекомендуется применять однокомпонентные и многокомпонентные весовые дозаторы и весовые дозаторы непрерывного действия. При многокомпонентном весовом дозировании для обеспечения требуемой точности дозирования всех компонентов в линии следует предусматривать размещение нескольких различных по диапазону дозирования весов.

Емкость наддозаторных бункеров должна быть рассчитана не менее чем на шестичасовой запас компонентов. При расчете емкости бункеров принимать:

- для мучнистых компонентов - усредненную объемную массу 0,5 т/м ; угол наклона днищ бункеров: двух - под углом 60° и двух других - 90°;

- для минеральных компонентов - объемную массу 1 т/м3; угол наклона днищ бункеров 60°. Внутреннюю поверхность бункеров для минералов покрывают эпоксидной смолой;

- для травяной, сенной и хвойной муки -объемную массу 0,18 т/м3; угол наклона днищ бункеров: двух - под углом 60° и двух других - 90°.

Рабочий цикл смесительного оборудования должен соответствовать характеру процесса дозирования: непрерывный процесс -непрерывное смешивание; дискретный процесс - порционное смешивание.

Допускается использование непрерывного смешивания при объемном дозировании, при применении которого компоненты после дозатора должны направляться в сборный транспортный механизм, оттуда - в смеситель непрерывного действия. В линии могут быть установлены один смеситель или два -последовательно или параллельно.

Линия гранулирования. На линии должны быть предусмотрены следующие операции: очистка комбикорма от крупных и металломагнитных примесей, пропаривание и смешивание комбикорма с жидкими компонентами, гранулирование, охлаждение гранул, просеивание гранул для отделения мелких частиц, измельчение гранул (при выработке крупки) и сортирование крупки.

Гранулирование комбикормов целесообразно применять на предприятиях производительностью 4 т/ч и более. Выработка гранулированных комбикормов возможна без применения пара при использовании местного сырья, воды, мелассы или других связующих добавок (рис. 4).

Комбикорма в виде крупки рекомендуется вырабатывать для молодняка птицы и свиней, гранулометрический состав крупки для различного возраста указан в действующей нормативной документации. Для кур-несушек, а также остальной сельскохозяйственной птицы и свиней рекомендуется вырабатывать комбикорм выравненной крупности. Выработка комбикорма выравненной крупности должна осуществляться по отдельному технологическому регламенту и выполняться на переоборудованной линии гранулирования рассыпного комбикорма, которая должна обеспечивать возможность выработки комбикорма выравненной крупности и крупки из гранул по традиционной технологии. При производстве комбикормов для молодняка животных допускается его обработка методом двойного гранулирования.

Рис. 4. Технологическая схема приготовления гранулированных кормосмесей с использованием местного сырья: 1 - бак для мелассы; 2, 3, 4 -бункер-питатель; 5 - линия пневмотранспортера; 6 - смеситель; 7 - измельчитель; 8, 9, 10, 11 -дозаторы; 12 - бункер-дозатор; 13 - вентилятор высокого давления; 14 - циклон-смеситель;

15 - циклон-разгрузитель; 16 - форсунка; 17 - шнек-смеситель; 18, 20 - транспортеры; 19 - пресс-гранулятор; 21 - кормораздатчик

Емкость бункера над гранулятором должна быть рассчитана не менее чем на часовой запас комбикормов. При расчете емкости бункера принимать: объемную массу рассыпных комбикормов - 0,5 т/м3; коэффициент использования объема бункера - 0,9; угол наклона днищ бункера 60°.

Число бункеров должно соответствовать числу грануляторов. При гранулировании комбикормов, содержащих муку грубых кормов, надгрануляторный бункер должен быть оборудован ворошителем, а гранулятор - подпрессовщиком.

Заключение.

Для соответствия новым экономическим условиям разработаны предложения по актуализации методических рекомендаций по технологическому проектированию предприятий по производству комбикормов, в которые включены все имеющиеся на данный момент времени инновационные достижения отрасли. Совершенствование технологического оснащения предлагается в первую очередь осуществлять за счет расширения перечня основных операций и

использования современных вариантов организации технологического процесса производства комбикормов.

Наряду с традиционными технологиями производства рассыпных комбикормов предлагаются различные инновационные способы углубленной обработки подготовки зернового сырья, которые позволяют получать комбикорма высокого качества для молодняка и высокопродуктивных животных.

Использование разработанных предложений на практике позволит обеспечить поточность комбикормового производства, минимально допустимую продолжительность технологического цикла, комплексную механизацию и автоматизацию процессов, эффективное использование оборудования, защиту окружающей среды и благоприятные условия труда обслуживающего персонала.

ЛИТЕРАТУРА

1. Нормы технологического проектирования сельскохозяйственных предприятий по производству комбикормов. НТП-АПК 1.10.16.002-03. М., 2003. 81 с.

2. Мишуров Н.П. Технологии и оборудование для производства комбикормов в хозяйствах: справочник. М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2012. 204 с.

3. Мишуров Н.П. Перспективные технологии тепловой обработки комбикормов. М., 2006. 84 с.

4. Правила организации и ведения технологических процессов производства продукции комбикормовой промышленности. М.: ВНИИКП, 1997. 256 с.

5. Мишуров Н.П. Ресурсосберегающие технологии и оборудование для консервирования и плющения влажного фуражного зерна. М., 2012. 84 с.

6. Мишуров Н.П. Биоэнергетическая оценка и основные направления снижения энергоемкости производства молока. М., 2010. 152 с.

Код для цитирования: Скопировать