Жигжитов А.В. Механизация процессов консервирования и приготовления кормов

Подождите немного. Документ загружается.

2.7.2. Гранулирование кормов

Гранулирование — это процесс сжатия рассыпных кормов до определенных

плотностей с получением гранул различной формы: цилиндр, шар, куб.

Изготовление гранул из сыпучих кормов можно осуществить окатыванием и

прессованием.

Для изготовления гранул окатыванием применяют эллипсовидные,

цилиндрические (барабанные) и тарельчатые (чашечные) грануляторы. Для

получения таких гранул материал должен быть тонко измельчен и увлажнен до

30…35 %. После окатывания гранулы сушат. Как видим, технологический

процесс усложнен. Поэтому промышленное производство таких гранул-окатышей

из комбикормов не получило широкого распространения. При сухом прессовании

прочные гранулы получаются, если исходное сырье обработать паром и добавить

в него мелассу или другое связующее вещество.

Прессы для гранулирования кормов классифицируются:

9 по принципу прессования — на прессы с закрытой и открытой камерами, в

которых противодавление создается соответственно глухой стенкой и силой

трения о боковую стенку камеры;

9 по типу рабочих органов, создающих усилие прессования, на следующие:

Формирующие прессы, образование гранул в которых происходит при

прохождении продукта между двумя вращающимися навстречу друг другу

ячеистыми вальцами (рис. 2.23).

Естественно, что форма ячеек может быть самой разнообразной. Продукт,

попадая в ячейки вальцов, подвергается обжатию, а затем выпадает из них в виде

спрессованных гранул определенной формы. Вследствие кратковременного

усилия гранулы получаются непрочными. К недостаткам таких прессов относится

также низкая производительность и большая энергоемкость. Поэтому такие

прессы нашли лишь ограниченное применение.

Шестеренчатые прессы. Рабочим органом шестеренчатых прессов служит

пара зубчатых колес, находящихся в зацеплении вращающихся навстречу друг

другу. У основания зубьев имеются сквозные радиальные отверстия, через

которые продавливается прессуемый материал. Выходящие из отверстий гранулы

срезаются неподвижными ножами. Диаметр гранул 10…13,5 мм (рис. 2.24).

Рис. 2.23. Формирующий пресс Рис. 2.24. Шестеренчатый пресс

Шнековые грануляторы могут быть цилиндрическими и коническими,

одно- и двухшнековыми, с горизонтальным и вертикальным расположением

шнеков. В любом из них сырье захватывается шнеком, перемешивается,

нагнетается к матрице и продавливается через отверстия соответствующего

диаметра. Выходящие из матрицы гранулы срезаются вращающимися ножами. В

конических шнеках масса предварительно подпрессовывается. Матрицы могут

быть плоские, сферические и сегментные. Шнековые прессы применяют главным

образом для гранулирования влажного исходного сырья (влажный способ) (рис.

2.25).

Прессы с плоской горизонтальной вращающейся матрицей, через отверстия

которой материал продавливается прессующими вальцами и формируется в

гранулы. Вальцы могут быть коническими и цилиндрическими с активным и

пассивным приводом. В прессах с цилиндрическими вальцами из-за разности

окружных скоростей неравномерно изнашиваются матрицы и вальцы.

Недостатком является при определенной окружной скорости относ материала под

действием центробежных сил к периферии матрицы и, как следствие,

неравномерная нагрузка на ее рабочую поверхность (рис. 2.26).

Рис. 2.25. Шнековый пресс

Рис. 2.27. Прессы с кольцевой

горизонтальной или вертикальной

вращающейся матрицей

Рис. 2.26. Прессы с плоской горизонтальной

вращающейся матрицей

Прессы с кольцевой горизонтальной или вертикальной вращающейся

матрицей (рис. 2.27). Через формирующие отверстия последний материал

продавливается прессующими вальцами активными или пассивными.

Главной особенностью такого рабочего органа является равенство окружных

скоростей по линии контакта матрицы и вальца, поэтому трение между ними

отсутствует и вся энергия тратится на прессование. По такому принципу

работают наиболее распространенные прессы: ДГ; ОГМ-0,8; ОГМ-1,5; Бб-ДГЛ;

"Сайзер", "Орбит". Прессы с вертикальной кольцевой матрицей (ДГ) гранулируют

комбикорма сухим способом.

Их преимущества: возможность быстрой и легкой замены матриц и вальцов

при переходе с одного диаметра гранул на другой.

Комплектуется семью матрицами с различными отверстиями (3…19 мм).

Производительность гранулятора 8…10 т/ч, мощность 78 кВт, расход пара

500…600 кг/ч.

Производительность грануляторов с вращающейся матрицей:

(2.48)

где: d

— диаметр формирующего отверстия матрицы, м;

Δl — толщина запрессованного в отверстие матрицы слоя материала за один

проход вальца, обычно равна (4…6)·10-4м;

— число формирующих отверстий в матрице;

— число вальцов;

ρ - плотность запрессованного в отверстие материала, кг/м

;

n — частота вращения матрицы относительно вальцов, с

-1

;

2.7.3. Брикетирование кормов

Брикет готовят из смесей грубых кормов (соломы, стержней кукурузных

початков, овсяной, ячменной и гороховой лузги) 83…85 % с концентратами 15 %

и минеральными добавками (соль, мел, карбамид). Наиболее ценными являются

брикеты из зеленой массы искусственной сушки, ячменя, свекловичного жома,

шротов, премиксов и др. компонентов. Количество концентратов в них является

полнорационным кормом и наиболее охотно поедается животными.

Процесс брикетирования не сопровождается значительным увеличением

температуры корма, поэтому исключена возможность порчи нетермостойких

элементов.

Для брикетирования кормов применяют следующие типы прессов:

штемпельные с закрытой и открытой камерами, вальцовые, кольцевые, шнековые

и мундштучные.

В комбикормовой промышленности применяются прессы штемпельного

типа одно-, двух- и четырехштемпельные. Для приготовления полнорационных

брикетов применяются штемпельные и кольцевые прессы. Штемпельные прессы

относятся к прессам периодического действия, остальные все — к прессам

непрерывного действия. Превращение сыпучей массы в брикет в штемпельных

прессах осуществляется в матричном канале под воздействием штемпеля,

совершающего возвратно-поступательное движение. Поперечное сечение

матричного канала определяет форму брикета. Длина канала определяется

плотностью брикета и временем релаксации.

Широкое применение для брикетирования кормов получило оборудование

ОПК-2. Оно снабжено сменными матрицами для брикетов и для гранул.

Теоретическая производительность штемпельного пресса

Q = i n m кг/с, (2.49)

где: i — количество штемпелей у пресса;

n — число ходов штемпеля в секунду;

m — масса одного брикета, в кг.

2.7.4. Производство амидо-концентрированных добавок

Наукой и практикой установлено, что протеиновую недостаточность

кормовых рационов можно восполнить путем скармливания карбамида

животным. Карбамид или мочевина — белое кристаллическое азотосодержащее

вещество, которое само белка не содержит, но в результате гидролиза в рубце

животного выделяется азот. Последний под действием микроорганизмов рубца

синтезируется в бактериальный усваиваемый белок. Простая добавка карбамида к

кормам может оказаться токсичной вследствие быстрого гидролиза его и

интенсивного выделения аммиака. Поэтому его используют в ограниченных

дозах.

Разработан способ, при котором карбамид скармливают в виде амидо-

концентратной добавки (АКД), состоящей из карбамида (20…25 %), комбикорма

(70…75 %) и бентонита натрия (5 %). Бентонит — это высушенная и тонко

измельченная белая глина.

Процесс производства АКД сводится к следующему. Материал в экструдере

(шнек высокого давления) сдавливается до 1,4…1,5 Мпа при проталкивании его

через щели 2,5…5 мм, образованные специальными диафрагмами, поставленными

в 2…3 местах по пути движения обрабатываемой смеси. От трения смесь

нагревается до 127…147 °С. Под влиянием высокого давления и температуры

происходит клейстеризация крахмала, плавление карбамида, абсорбция его

бентонитом и внедрение азота в массу клейстеризованного крахмала. Частицы

карбамида обволакиваются пленкой крахмала, что не позволяет ему быстро

гидролизоваться в рубце. Гидролиз происходит за 3…4 часа.

Экструдирование карбамида повышает эффективность его использования в 3…3,5

раза. В России выпускается экструдер КМЗ-2 с коническим шнеком. Процесс

экструдирования длится одну минуту — время прохождения массы через

экструдер.

2.7.5. Машины для гранулирования кормов

Гранулятор ОГМ-0,8А входит в комплект установки с агрегатом АВМ-0,65.

Гранулятор (рис. 2.28) включает в себя шнековый дозатор с вариатором ско-

ростей, быстроходный лопастной смеситель-кондиционер, прессующее и

охладительно-сортировочное устройства, электродвигатели и механизм передач.

Технологический процесс превращения травяной муки в гранулы протекает

в такой последовательности. Мука из заборника 1 засасывается в циклон 2 и через

шлюзовой затвор проходит в бункер 4. Для более полного отделения муки от

воздуха, выбрасываемого циклоном 2, служит циклон 3, где мелкие частицы

продукта отделяются и через шлюзовой затвор проходят в бункер 4. Планетарная

мешалка 5 бункера обеспечивает равномерное поступление продукта в шнековый

дозатор 6, который приводится в действие через клиноременный вариатор

частоты вращения. Из дозатора мука поступает в смеситель 8, куда через

форсунку 7 вводят также и добавки. Смесь направляется в пресс 9 и

продавливается прессующими вальцами ротора через отверстия вращающейся

матрицы. Неподвижные ножи отрезают гранулы заданной длины. Гранулы,

Рис. 2.28. Схема технологического процесса (а) и схема пресс-гранулятора ОГМ-

0,8А (б):

1-заборник; 2, 3, 11-циклоны; 4-бункер; 5-мешалка; 6-шнековый дозатор;

7-форсунка; 8-смеситель; 9-пресс; 10-нория; 12-охладитель; 13-решета; 14-выход

гранул; 15-выход крошеных (частиц) гранул; 16-вариатор питателя; 17-редуктор;

18-электродвигатель.

Рис. 2.29. Устройство пресс-гранулятора ОГМ-8А:

1, 2, 6-валы; 3-срезной штифт; 4-шпонка; 5-шестерня; 7-сегмент; 8-матрица; 9-

прессующий валец; 10-приемная камера.

имеющие высокую температуру после прессования, норией 10 подаются в

воздушный охладитель 12. Здесь они сушатся в потоке воздуха, который выносит

из массы гранул мелкие частицы, проходящие в бункер 4 через циклон 11. Из

охладителя гранулы поступают па сортировку, через решета 13 которой проходит

мелкая крошка (сечка), отсасываемая от выхода 15 вентилятором циклона 11. С

сортировальных решет гранулы поступают на затаривание.Для обеспечения

условий нормального хранения готовые гранулы должны иметь влажность, не

превышающую 14,5%.

У пресс-гранулятора регулируют зазор между прессующими валиками и

матрицей (0.2...0.5 мм), длину гранул (перестановкой неподвижных ножей

относительно матрицы), частоту вращения матрицы - вариатором скоростей (с

помощью клиноременной передачи).

Осевые зазоры подшипников валов регулируют с помощью прокладок и оси

вальцов.

На рисунке 2.29 показан пресс-гранулятор ОГМ-8А. Вращение от двигателя

передается на вал 1 и от него на вал 6 через шестерню .5. К валу 6 сегментами 7

при помощи болтов прикреплена матрица 8; через него проходит неподвижный

вал 2, на котором размещены две плиты. На их осях имеются прессующие вальцы

9, установленные на роликовых подшипниках. При вращении матрицы вальцы

вращаются в подшипниках за счет сил трения о прессуемый материал, заклинен-

ный между вальцами и матрицей и продавливаемый через каналы в матрице.

Прессование сопровождается значительным нагревом продукта при прохождении

им каналов-фильер. В случае забивания пресса или заклинивания вальцов

возрастает вращающий момент па валу 2 и штифт 3 срезается, освобождая фланец

вала, который, поворачиваясь, нажимает толкатель конечного выключателя. При

этом обесточиваются все электродвигатели пресса.

Технические характеристики пресс-грануляторов ОГМ, а также возможные

неисправности в их работе приведены в таблицах 2.8 и 2.9.

Пресс-грануляторы могут использоваться в виде самостоятельных установок.

Технические характеристики пресс-грануляторов

Табл. 2.8

Значение показателя для пресс-

грануляторов

Наименование показателя

ОГМ-0,8А ОГМ-1,5

Производительность на

гранулировании, кг/ч:

травяной муки

комбикормов

Установленная мощность двигателей,

кВт

Средняя потребляемая мощность, кВт

в том числе гранулятором

Габариты (без выхлопных труб), мм

Масса, кг

в том числе гранулятора

800

2500

59,8

4570 × 3120 ×

5600

3860

560

1500

98,2

5385 × 4400 ×

6935

5400

1445

Возможные неисправности ОГМ-0,8А и способы их устранения

Табл. 2.9

Неисправность Причина Способ устранения

Срез предохранительных

штифтов

Забивание лотка подачи

муки от смесителя к прессу

Неравномерная подача муки

в смеситель

Перебои в подаче воды

Выход из строя

подшипников прессующих

вальцов

Неправильная регулировка

зазора между матрицей и

прессующими вальцами

Попадание постороннего

предмета в камеру

прессования, забивание

камеры или пуск машины с

неочищенной камерой и

забитыми отверстиями

матрицы

Увеличение подачи муки

Увеличение зазора между

матрицей и вальцом

Понижение

производительности пресса

(неисправность

прессующего вальца)

Срез пальцев шарнира

питателя или болта

Забивание пространства

между шнеком дозатора и

ротором смесителя в месте

ввода воды

Загрязнение магнитного

клапана или распылителя

Заменить подшипники

Отрегулировать зазор

Освободить камеру от

продукта, устранить

причину, поставить новые

штифты и пустить пресс в

работу

Уменьшить подачу

Отрегулировать зазор

Заменить валец

Заменить пальцы или болт

Очистить забитое

пространство

Очистить магнитный клапан

или распылитель