Оптимизация процесса экструдирования при производстве кормовых добавок для жвачных животных
Одним из путей восполнения дефицита кормового протеина до 25.30% является использование синтетических азотосодержащих веществ (САВ) в питании жвачных животных [4]. Однако, их скармливание в чистом виде или составе кормосмеси не даёт ожидаемого эффекта, так как, попадая в желудок животного, под действием микрофлоры он распадается в 4 раза быстрее, чем его успевает усваивать организм, что может приводить к отравлению животного.
В настоящее время в СССР и за рубежом широкое применение получило производство амидо-концентратной кормовой добавки (карбамидного концентрата) методом экструдирования. В одиннадцатой пятилетке предусматривается довести его производство до 6,3 млн.тонн, из них 4,3 млн.тонн в условиях совхозов, колхозов и межхозяйственных комбикормовых заводов [5].
Несмотря на известные успехи в механизации экструдирования кормов, возник ряд вопросов, решение которых требует дальнейших исследований процесса с позиции энергосберегающей технологии с учетом качества вырабатываемой продукции. Так,до настоящего времени не оптимизирован состав исходной кормосмеси, не рассмотрены возможности включения дешевых местных источников сырья (зерноотходы, соломистая масса, свекловичный жом, травяная мука и др.-), недостаточно изучен температурный режим процесса производства экструдированных добавок в кормоперераба-тывающих предприятиях, а также несовершенна система контроля за процессом, отсутствуют средства ускоренной оценки качества готовой кормовой добавки.
В связи с этим, данная работа выполнялась по целевой комплексной программе НИР по решению научно-технической проблемы 0,51.04 ВО ВАС2НИЛ, разд. 05 .К4 "Обосновать средства механизации для приготовления и раздачи полнорационных кормов" и плану НИР института на 1981-1985 гг. по теме "Разработать и внедрить эффективные средства механизации основных производственных процессов в овцеводстве Юго-Востока Казахстана" (№ гос.регистрации 81018437)
Целью работы является совершенствование технологического процесса экструдирования при производстве кормовых добавок для жвачных животных, обеспечивающее снижение затрат энергии с учетом качества продукции.
Новизна результатов и основные положения диссертации, которые выносятся на защиту. Оптимизирован состав кормосмеси на основе местного сырья, теоретически и экспериментально обоснован температурный режим рабочего процесса, разработан метод и прибор экспресс-оценки экструдированной кормовой добавки по комплексному критерию качества. Предложена методика оптимизации 3-х компонентной кормосмеси через их соотношения с последующим анализом моделей в треугольной диаграмме. С применением теории планирования экстремальных экспериментов получены математические модели основных физико-механических и реологических характеристик смеси и процесса экструдования.
Результаты исследований апробированы и внедрены в кормопе-рерабатывающих предприятиях овцесовхозов им.Ильича Талды-Курганской, им.26 съезда КПСС Павлодарской областей, на Актюбинском комбикормовом заводе и заводе "Актюбсельмаш" со средним годовым экономическим эффектом 7265,7 рублей на одну линию.
Работа выполнена в Казахском ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственном институте в период с 1981 по 1984гг., изложена на 202 е., содержит 19 таблиц, 51 иллюстрацию, 29 приложений. Список использованных источников включает 130 наименований, из них 4 - иностранных.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
Экструдирование является эффективным способом производства азотосодержащих кормовых добавок для жвачных животных. Несмотря на известные успехи в механизации процесса, до настоящего времени недостаточно изучены режимы экструдирования кор-мосмесей, возможности включения местного сырья, требуется совершенствование системы оценки качества вырабатываемого продукта.
При оценке энергоемкости процесса рационально применить выражения (21).(35), а производительность определять по (43) с учетом коэффициента экструзии Кс кормосмеси, принимающего значения 0,75.О,55, причем меньшее его значение соответствует большей температуре экструдирования.Компромисное решение задачи оптимизации процесса экструдиырования целесообразно осуществить по обобщенному критерию Эк.
Оптимальный состав смеси для производства ЭКд: измельченный ячмень 74.76%, карбамид 20.22%, соломистая масса (влажностью 9.13%, частицы размером 0,5.1,5 мм)-4.6% в качестве сорбента, который обеспечивает температурный режим процесса при качестве продукта, не уступающего эталону. При оптимизации состава трехкомпонентных смесей рекомендуется использовать разработанную треугольную диаграмму.
Экструдирование кормосмеси в режиме растворения карбамида при температуре 378.388 К и давлении 2.2,5 МПа обеспечивает энергоемкость процесса 72*.75 кВт.ч/т, что на 15.18% меньше по сравнению с базовым. Установлено, что требуемое качество кормовой добавки обеспечивается при 378 К и дальнейшее её повышение незначительно влияет на эффективность процесса.
Для оценки влияния физико-механических и реологических характеристик кормосмесей при экструдировании разработаны прибор трения и вискозиметр, позволяющие моделировать реальные процессы и снижающие погрешности измерения на 20.25% по сравнению с имеющимися техническими решениями.
Рекомендуемые метод и прибор экспресс-оценки позволяют оперативно вести контроль качества ЭКд по комплексному критерию и обеспечить протекание технологического процесса в оптимальном режиме.
Предлагаемая технология производства кормовых добавок экструдированием оолее экономична по сравнению с базовой,что видно из результатов производственной проверки, и позволяет сэкономить до 15 руб. 13 коп. на каждой тонне вырабатываемого продукта. Годовой эффект от внедрения одной линии составляет 7265,7 руб. на типовом овцекомплексе на 30000 голов.