Смешивание компонентов комбикормов

Смешивание – механический процесс, обеспечивающий распределение всех компонентов по всему объему смеси. В результате смешивания получают однородную смесь компонентов. Любая часть корма (в том числе и самая небольшая) должна содержать все вещества, предусмотренные рецептом. При неоднородном составе питательная ценность комбикормов будет различная. Особенно важно равномерно распределить компоненты, имеющие высокую биологическую активность, т. е. витамины, соли микроэлементов и др.

На эффективность смешивания влияют физико-механические свойства компонентов. Чем ближе по этим признакам свойства частиц, тем быстрее происходит их смешивание. Частицы компонентов, имеющих разные размеры, разную плотность и т. д., смешиваются дольше при прочих равных условиях. Дольше происходит смешивание, если какие-либо компоненты находятся в смеси в малых количествах.

Проследить за концентрацией каждого из компонентов в любом объеме смеси невозможно, так как нет методов, позволяющих определить соотношение всех компонентов. Поэтому степень однородности смеси определяют по равномерности распределения в массе комбикорма одного или двух компонентов-индикаторов, вводимых в небольших количествах (например, соль, мел). Экспериментально установлено, что равномерное распределение одного компонента свидетельствует о полноте смешивания всей массы.

Эффективность смешивания оценивают по коэффициенту вариации распределения компонента-индикатора. Коэффициент вариации практически определяют следующим образом: из смеси в нескольких местах отбирают пробы (не менее 10), которые анализируют на содержание компонента-индикатора. Затем, зная заданное количество компонента (по рецепту) или определив среднее арифметическое значение, рассчитывают коэффициент вариации.

Смешивание, как и дозирование, может быть непрерывным и периодическим. При непрерывном смешивании компоненты постоянно подаются в смеситель и постоянно из него выдается готовая смесь. При периодическом смешивании в смеситель поступают заранее отмеренные порции компонентов, которые смешивают в течение определенного времени, затем выдается порция смеси.

Обычно непрерывное смешивание используется при непрерывном дозировании, а периодическое – при периодическом дозировании.

Различают три механизма смешивания: диффузионное – харак­теризуется беспорядочным движением отдельных частиц в ограниченном пространстве, при этом каждая частица имеет равные возможности отклониться в любую сторону; конвективное – перемещение групп смежных частиц из одного места смеси в другое посредством скольжения слоев; смешивание сдвигом – смежные слои частиц движутся относительно друг друга.

В разных типах смесителей преобладает тот или иной механизм смешивания. Но, как правило, в процессе смесеобразования в большей или меньшей степени одновременно участвуют все три механизма. Наряду с процессами, приводящими к равномерному распределению компонентов, особенно на заключительной стадии смешивания, существует сегрегация (расслоение) частиц, отличающихся физико-механическими свойствами. Смешивание теряет смысл, когда процессы распределения частиц и их сегрегация уравновешиваются. Окончание процесса смешивания следует устанавливать в тот момент, когда явление сегрегации еще не нача­ло заметно проявляться.

Цикл смешивания обычно составляет 4...6 мин. При вводе жидких компонентов, особенно высоковязких, длительность цикла может быть увеличена до 10 мин.

Прессование комбикормов

Под прессованием понимают обработку различных продуктов давлением при помощи специальных механических устройств – прессов. При прессовании продукту можно придать необходимую форму. Прессованием получают из рассыпных комбикормов гранулы, крупки, брикеты, шаровидные или другой формы продукты.

В процессе прессования сыпучие смеси уплотняются, увеличивается объемная масса, что повышает вместимость складов и транспортных средств. Прессование позволяет улучшить товарный вид продукта, приспособить его к физиологическим особенностям кормления различных животных, птицы, рыбы, пушных зверей, и др.; создает условия для механизации процесса кормления; уменьшает распыл продукции при её отпуске, разгрузке и перегрузке. Эффективность использования комбикормов увеличивается в результате улучшения поедаемости и повышения усвояемости прессованных комбикормов. Гранулы, содержащие полный набор всех компонентов комбикорма, птицы и рыбы поедают целиком, а при кормлении рассыпными комбикормами птицы склевывают главным образом частицы зерна и другие крупные компоненты, оставляя много мелкоизмельченных питательных компонентов, особенно микродобавок.

При кормлении рыб рассыпным комбикормом в воде происходит самосортирование компонентов, они расплываются, часть питательных веществ растворяется в воде, увеличивая потери корма. Гранулы же довольно долго могут находиться в воде, так как они водостойки. Гранулированные комбикорма полезны и для кормления животных, так как пережевывание гранул способствует лучшей деятельности пищеварительного тракта.

Технологический процесс изготовления из рассыпных комбикормов гранул сопровождается структурно-механическими изменениями, превращающими рассыпной продукт в гранулы.

Сыпучие продукты перед прессованием состоят из двух (твердой и газообраз­ной) или трех (твердой, жидкой, газообразной) фаз. При приложе­нии внешних сил сыпучий продукт уплотняется в результате относительного смещения составляющих его частиц, вытеснения газо­образной фазы, более равномерного распределения жидкой, а также деформирования твердых частиц. Достаточно прочные брикеты или гранулы образуются при сближении частиц из-за возникновения сил сцепления.

Сцепление частиц объясняется разными причинами. Существует ряд гипотез, объясняющих этот процесс. По наиболее распространенной гипотезе сцепление отдельных частиц – результат проявления сил межмолекулярного взаимодействия. Эти силы возникают лишь при тесном сближении частиц между собой. Наибольшие силы сцепления проявляются при большом числе контактов между частицами, которые могут быть при большей дисперсности продуктов. Наиболее прочные гранулы получают при размере частиц продуктов 0,5...1,0 мм.

Другая – капиллярная теория объясняет сцепление частиц силами поверхностного натяжения жидкости, находящейся в капиллярных каналах между твердыми частицами. Капиллярные силы могут проявиться лишь при достаточном количестве жидкости. Оптимальные результаты по качеству прессования, производительности пресса и расходу электроэнергии достигаются при поступлении на прессование рассыпного комбикорма влажностью 15...18%.

В зерноперерабатывающей промышленности сыпучие продукты подвергают прессованию сухим способом, т. е. прессуют продукты с влажностью 16...18%, предварительно прогревая и увлажняя их, например, паром, добавляя небольшое (1...2%) количество жидкости для связи. Кроме того, существует так называемое влажное прессование, которое заключается в добавлении значительного количества влаги в сыпучие продукты, при котором образуется тесто влажностью 28...32%; это тесто затем формуется в частицы нужной формы и размеров. Гранулы высушиваются до нормальной влажности.

Гранулирование. Гранулы представляют собой небольшие частицы в форме цилиндра диаметром 2,4...20 мм, длина их не превышает
1,5...2 диаметров. Размеры гранул зависят от применения. Мелкие гранулы предназначены в основном для кормления молодняка птицы (цыплят, утят, индюшат и др.), гранулы диаметром около 5 мм – для взрослой птицы и рыб, более крупные гранулы – для свиней, крупного рогатого скота и т. д.

Гранулы должны быть достаточно прочными, чтобы не крошились при транспортировании, загрузке, выгрузке, раздаче кормов. Чрез­мерно прочными гранулы тоже не должны быть, так как их хуже поедают животные, и на их изготовление расходуется излишняя электроэнергия.

Для улучшения условий прессования направленно изменяют физико-механические свойства рассыпных комбикормов, регулируя их влажность, температуру, дисперсность, добавляют связующие компоненты, облегчающие прессование.

Различают два основных способа изготовления гранул: сухое и влажное гранулирование.

Сухое гранулирование. Наиболее распространенный способ – сухое гранулирование. Он предусматривает выполнение следующих технологических операций: отделение металломагнитных примесей; обработку рассыпного комбикорма паром; непосредственно процесс гранулирования; охлаждение в вертикальных или горизонтальных охладителях; контрольное просеивание для отсева крошки, пылевидных частиц, взвешивание гранул на автоматических весах и направление готовых гранул в бункера хранения готовой продукции.

Для этой цели используют специальные прессы-грануляторы, рабочими органами которых являются вращающиеся кольцевые матрицы и прессующие валки (рисунок 36). Валки могут быть одинакового или разного диаметра, число валков равно двум или трем.

1 — матрица; 2 — прессующие валки

 

Рисунок 36 – Рабочие органы прессов-грануляторов

 

Матрица представляет собой толстостенное кольцо, в котором по радиусу или с уклоном до 20° проделаны отверстия, представляющие собой каналы, или фильеры, круглого сечения. Между внутренней поверхностью матрицы и прессующими валками образуются клиновидные зазоры. В эти зазоры поступает продукт, в результате вращения матрицы и трения продукта начинают вращаться прессующие валки.

Для повышения коэффициента трения между продуктом и валком на поверхности валка имеется продольная нарезка. Продукт продавливается через отверстия матрицы, предварительно уплотняясь в клиновидном зазоре. По мере движения продукта в зазоре повышается давление, а когда напряже­ния сжатия превысят сопротивление продукта, ранее запрессованного в каналах (фильерах) матрицы, очередная порция продукта начинает продавливаться в каналы. Проходя через каналы, продукт приобретает размеры и форму, соответствующие размерам и форме каналов. Выходящие из каналов гранулы срезаются специальными ножами.

Пресс-гранулятор, кроме прессующего узла, имеет узел дозирования – смешивания продукта. В смесителе из форсунок непосредственно в продукт подается пар под давлением 0,2...0,4 МПа (при гранулировании рассыпного комбикорма давление пара 0,34...0,4 МПа). В результате пропаривания влажность комбикорма повышается с 11... 13 до 15...17%, а температура – до 75...85°С.

Для повышения прочности гранул и снижения энергоемкости добавляют в рассыпной комбикорм связующие вещества, а именно: мелассу и жир в количестве 3 % массы продукта. Продукты с добавлением связующих веществ можно не пропаривать, хотя при пропаривании результаты прессования получаются лучше. В отдельных случаях в качестве связующих веществ применяют бентониты.

Прочность гранул можно регулировать, изменяя зазор между матрицей и прессующим валком. С уменьшением зазора повышается давление в зоне прессования и гранулы получаются более прочными.

Важное значение имеют конструктивные особенности фильер: их диаметр, длина (определяемая толщиной матрицы), форма и т. д.

Получению прочных гранул способствует равномерный дисперсный состав продукта. При прессовании выровненного по крупности продукта расход электроэнергии снижается на 20...25%.

Гранулы, выходящие из пресса, имеют высокую температуру и влажность, поэтому они непрочны и легко разрушаются. Их необходимо охлаждать в специальных охладительных устройствах. Температура выходящих из охладителя гранул должна быть не более чем на 10 ⁰С выше температуры окружающей среды. После охлаждения гранулы обычно просеивают на ситах для отделения крошки и мучнистых частиц, которые направ­ляют на повторное прессование.

Гранулы должны быть достаточно прочными. Прочность гранул можно оценить раздавливанием,

Для кормления молодняка птицы, кур-несушек и рыбы вырабатывают комбикорма в виде крупки, гранулометрический состав которой для различных возрастов указан в соответствующих стандартах (0,2...0,4; 0,4...0,6 мм и более). Крупки получают, измельчая охлажденные гранулы комбикорма с последующим отсеиванием на ситах нужных фракций. Гранулы измельча­ют в вальцовых измельчителях специальной конструкции или в вальцовых станках.

Если комбикорма предназначены для рыб, то важным их свойством является водостойкость, которая характеризуется временем размягчения гранул в воде. Для определения водостойкости применяют специальные приборы. Водостойкость гранул можно повысить вводом в комбикорма специальных компонентов, нанесением их на поверхность гранул (например, жира) в специальных аппаратах, подготовкой компонентов определенной крупности

Влажное гранулирование. Применяют его для получения комбикормов: для домашних животных – кошек и собак, пушных зверей – норок и лисиц и специальных комбикормов для рыбы. Сущность его заключается в увлажнении продукта до влажности 28...32 %, прессовании теста в гранулы, сушке их и охлаждении. Основной машиной для производства гранул методом влажного прессования служит пресс-экструдер. Гранулы производят в шнековых прессах, состоящих из двух узлов. В смесителе замешивается тесто с горячей водой; в прессующей части тесто продавливается шнеком через отверстия матрицы, при выходе из матрицы срезается специальными вращающимися ножами. Затем гранулы высушивают в воздушных сушилках, охлаждают и сортируют, выделяя крошку и мучку.

Гранулы, полученные влажным способом, обладают большой водостойкостью. Изменяя влажность теста, применяя связующие вещества и т. д., можно регулировать плотность гранул. Гранулы могут быть плотнее воды, они тонут в воде и предназначены для рыб, берущих корм со дна. Гранулы, имеющие плотность, равную плотности воды (зависающие), медленно тонут, и рыбы их берут в толще воды. Также, могут быть изготовлены гранулы, имеющие плотность ниже плотности воды; они плавают на поверхности и рыбы берут корм с поверхности воды. Такие гранулы выпускают для рыб в зависимости от строения рта и способа кормления: с поверхности воды, дна или в толще воды.

Недостатками такого способа являются низкая производительность линии гранулирования, а также большая энергоемкость процесса, главным образом за счет сушки.

Брикетирование комбикормов. Это процесс изготовления относительно больших брикетов прямоугольной или цилиндрической формы. Наиболее широко брикетируют комбикорма с большим содержанием грубых волокнистых веществ (сена, соломы, лузги, стержней початков кукурузы и т. д.), с добавлением зерна, мучек, шротов сырья минерального происхождения, связующих добавок, таких как меласса, а также карбамида и его производных. Брикетированные комбикорма применяют для жвачных животных, и прежде всего для крупного рогатого скота. Получают брикеты в штоковых или штемпельных прессах. В этих прессах продукт поступает в матричный канал и штемпелем проталкивается в канал, а затем в транспортирующий лоток (мундштук) длиной 20...30 м. Так как матричный канал и мундштук открыты со стороны выхода брикетов, сопротивление давлению штемпеля создается в результате трения столба брикетов о стенки каналов. Большая длина мундштука позволяет увеличить сопротивление. Регулируют плотность и прочность брикетов изменением площади поперечного сечения в результате перемещения одной из стенок канала. Для повышения плотности и прочности брикетов применяют также связующие вещества, прогревают горячей водой стенки матричных каналов.

Размеры брикетов, получаемых в прессе В-8230, – 160 х 130 х 68 мм, а в прессе БПС-3 — 140 X 160 х 40 мм. Более мелкие брикеты получают в прессах-грануляторах.

Прессование является энергоемким процессом при производстве комбикормов, расход энергии на гранулирование 1 т комбикормов достигает 10...30 кВт ч. В ряде технологически схем на гранулирование расходуется до 60 % общих энергозатрат. Поэтому снижение энергоемкости является одним из путей совершенствования прессования. К снижению энергоемкости ведет автоматизация контроля загрузки пресса с использованием микропроцессорной техники.

Для снижения расхода электроэнергии применяют связующие вещества, изменяющие реологические свойства прессуемого продукта; оптимальное их дозирование; выбирают наиболее подходящие для этой цели пластификаторы. Введение 1...2 % кормового жира в состав комбикормов существенно повышает производительность пресса, снижает износ матриц. Перспективными пластификаторами являются водорастворимые целлюлозные эфиры. При введении в состав комбикормов 0,05....0,15 % пластификаторов производительность пресса увеличивается на 18...20 %, а истираемость гранул снижается на 36... 60 %. Снизить энергию прессования можно, разрабатывая новые конструкции машин, совершенствуя рабочие органы, повышая их износостойкость, применяя новые материалы, разрабатывая более совершенные профили фильер для прессования разных продуктов.

 

⇐ Предыдущая12131415161718192021Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: