Файл: диплом контроль дозирования субстрата и гранул в грануляторе.docx

Навоз состоит из твердых и жидких выделений животных и подстилки. Состав и удобрительная ценность его зависят oт вида животных, состава кормов, качества и количества подстилки и способа хранения навоза. В 1 тонне навоза содержится 4-5 кг азота, 2-2,5 кг фосфора и 5-7 кг калия. Азот считается наиболее важным элементом. Из 1 тонны свежего навоза получается 0,8 тонны полуперепревшего, 0,5 тонны перепревшего и 0,3 тонны перегноя, а общее содержание азота в этой массе навоза разной степени разложения составит 5 кг в свежем навозе, 4,2 кг в полуперепревшем, 3,3 кг в перепревшем и 2,5 кг в перегное. Таким образом, при доведении навоза до стадии перепревшего и перегноя теряется 40 и 60% исходного количества азота.

Не рекомендуется вносить в почву и соломистый свежий навоз, так как разложение соломы в почве сопровождается развитием большого количества микроорганизмов и потреблением ими растворимых соединений азота из почвы для разложения клетчатки соломы. Внесение соломистого навоза незадолго перед посевом приводит к снижению урожая первой культуры возделывания.

Кроме того, навоз любой формы содержит большое количество семян сорных растений, и если навоз пролежал под открытым небом более года, то содержание семян сорных растений возрастает в десятки и сотни раз. И эти семена в дальнейшем попадают на поля сельскохозяйственных предприятий при внесении разбрасывателями органических удобрений. По данным ВНИИ, в 1 тонне навоза содержание и количество всхожих семян сорняков достигает почти миллиона штук. Засоренность посевов в этом случае становится в десятки и сотни раз больше. В связи с этим возникает необходимость применения мер борьбы с сорной растительностью, с помощью химических препаратов – гербицидов.

Проведем несложные расчеты. Например, необходимо подготовить почву под посев зерновых культур после внесения навоза. Первое, что нужно сделать, это внести при предпосевной обработке почвы препарат Торнадо 500 (например, фирмы «Август») сплошного действия для уничтожения всех видов однолетних и многолетних двудольных и злаковых сорняков. Норма внесения данного препарата 4 литра на 1 га стоимость препарата при перерасчете на 1 га – 725 руб. (по прайсу фирмы «Август» на 01.06.16 г. После посева зерновых культур необходимо провести еще две обработки: применить препарат системного действия Балерина (той же фирмы) для борьбы с однолетними двудольными, в том числе устойчивыми к 2,4-Д и МЦПА, и некоторми многолетними корнеотпрысковых сорняков в посевах зерновых культур с нормой внесения 0,4 литра на 1 га и стоимостью препарата 1357 руб./га; далее применяем препарат системного действия Граминион (той же фирмы) для борьбы со злаковыми сорняками в посевах многих сельскохозяйственных культур с нормой внесения 0,8 литра на 1 га и стоимостью 1534 руб./га. Итого, финансовые затраты только по гербицидам составят 3616 рублей на 1 га! А если учесть еще накладные расходы, то затраты при использовании навоза в качестве органического удобрения возрастают в несколько раз, даже если в хозяйстве есть фермы крупного рогатого скота и за навоз не приходится платить [13].

Отработанный субстрат после выращивания вешенки имеет ряд важных преимуществ перед навозом крупного рогатого скота: не содержит семян сорняков, яиц гельминтов и спор, опасных для здоровья человека бактерий.

Отработанный субстрат (пшеничная солома) вешенки может служить превосходным органическим удобрением, и на его основе в сочетании с минеральными удобрениями, гуматами и другими препаратами возможно создание широкого спектра продуктов, улучшающих плодородие почвы [15,16,17].

Нами были проведены исследования отработанного субстрата на основе пшеничной соломы после первой волны плодоношения грибов вешенки на содержание азота, фосфора и калия. В 1 тонне органического удобрения, произведенного из отработанного субстрата вешенки, содержится 6,3 кг азота, 2,3 кг фосфора и 8,3 кг калия. По содержанию основного элемента питания растений – азота отработанный субстрат на основе пшеничной соломы превосходит навоз.

Предварительная расчетная норма внесения органического удобрения из отработанного субстрата составляет 15 – 18 тонн на 1 гектар. С учетом того, что ,по выше приведенным данным, в стране производится свыше 19 тыс. тонн субстрата можно внести в почву органическое удобрение данного вида на площади более 1,2 млн. гектаров.

Возможно внесение органического удобрения из отработанного субстрата вешенки и вместе с минеральными удобрениями. При этом действие гранул и минеральных удобрений заметно возрастет. Исследования показывают, что совместное внесение наполовину уменьшенных норм органических и минеральных удобрений обеспечивает более высокие прибавки урожая (на 20-60%), чем при раздельном внесении полных норм этих удобрений. Трактуется это тем, что при совместном внесении основываются более благоприятные условия питания растений, чем при раздельном. За счет минеральных удобрений обеспечивается питание растений в первый период вегетации, а гранулы, постепенно разлагаясь в почве, обеспечивают растения питательными веществами ко времени наибольшей потребности в них. Кроме всего прочего, вследствие уменьшения вдвое нормы минеральных удобрений исключается отрицательное действие на отдельные растения повышенной концентрации солей, очень опасной в начальный период роста.

2.3. Предлагаемая технология производства гранул из отработанного субстрата вешенки с использованием дозатора.

Организация полностью безотходного цикла выращивания грибов вешенки, переработки отработанного субстрата вешенки с использованием дозатора в составе гранулятора позволит усовершенствовать производительность производства гранул и уменьшит расходы на обслуживание линии по их производству, что в свою очередь улучшит экологическую обстановку, что важно в нынешних экономических условиях и увеличит прибыль грибоводческого предприятия.

Поэтому, рассмотрим и разработаем технологию производства органического удобрения в виде гранул из отработанного субстрата вешенки.

Технология производства органического удобрения из отработанного субстрата вешенки будет содержать следующие операции:

1) Приём отработанного субстрата вешенки из транспортного средства.

2) Отделение от полиэтиленовой упаковки.

3) Измельчение (по требованию)

4) Обезвоживание отработанного субстрата.

5) Дозирование субстрата в гранулятор.

6) Изготовление гранул.

7) Затаривание в тару (биг-беги)

Состав линии. Линия гранулирования с производительностью 1 - 4,5 т/ч предназначена для сушки, измельчения и прессования в гранулы диаметром 4 - 12 мм из отходдов производства после выращивания грибов вешенки установленной влажности. Линия может так же использоваться для производства топливных гранул из различных сельскохозяйственных отходов, а так же для производства гранулы витаминно-травяной муки.

Рисунок 2.1 - Линия для производства органического удобрения в виде гранул

Схема технологического процесса производственной линии гранулированного корма: Сырье → Отделение от полиэтиленовой упаковки → Измельчение → Обезвоживание →Дозирование→ Гранулирование → Упаковка гранул

Необходимое оборудование для производственной линии гранулированного удобрения: Измельчитель → Сушилка → Ленточный конвейер →Дозатор→ Гранулятор → Ковшовый элеватор → Охладитель → Упаковочная машина (биг-беги).

Процесс дозирования: является важным процессом, который позволяет увеличить производительность работы гранулятора и уменьшить износ подшипников вертикального приводного вала, путем равномерного распределения субстрата на вращающейся матрице.

Процесс измельчения: измельчитель для отработанных блоков измельчает частицы сырья (отработанных блоков на основе пшеничной соломы) до требуемого размера, а соответствие перемалывания может отличается от различных измельчителей.

Процесс грануляции: гранулятор является ключевым оборудованием всей производственной линии. В основном есть два вида грануляторов: гранулятор с волочильным кольцом и гранулятор с плоской матрицей. Если вам нужен большой объем производства, то гранулятор с волочильным кольцом является идеальным выбором. А если требуется маленький объем, гранулятор с плоской матрицей будет лучшим решением.

Процесс обезвоживания. На сегодняшний день в аналогичных технологиях переработки подобных материалов используются различные физические методы и способы снижения влажности.

Процесс сортировки: измельченные гранулы обладают различными размерами, а некоторые из них могут выйти в виде порошка. Распределяющее вибрационное сито может быть использовано для скрининга и сортировки гранул.

Процесс упаковки: упаковка гранул должна быть для транспортировки, хранения и реализации. Машина для автоматического взвешивания и упаковки автоматически взвешивает и упаковывает гранулы с высокой точностью/

Автоматическая система управления ПЛК (программируемые логические контроллеры). Благодаря автоматической системой управления ПЛК. Производственная линия обладает высокой эксплуатационной гибкостью и регулируемой скоростью, более низкими требованиями к рабочей силе, меньшими затратами времени, а также более эффективным контролем за производственным процессом [8].

2.4. Описание гранулятора для производства гранул и его недостатки

2.4.1 Устройство и принцип работы гранулятора

Гранулятор состоит из корпуса 1, внутри которого горизонтально установлена плоская матрица 6. На вертикальном валу 8 установлена скользящая муфта 7, в отверстие которой впрессована ось 4. На оси установлены бегунки 3. С помощью регулировочного болта 16 устанавливается и фиксируется положение скользящей муфты, обеспечивая тем самым необходимый для прессования зазор между бегунками и матрицей. Величина этого зазора определяется экспериментально для каждого материала отдельно. Под матрицей на валу 8 располагается разгрузочный диск 9. Приводной механизм гранулятора находится в корпусе станины. Необходимая для гранулирования масса подается в загрузочный бункер – 2. При этом материал, подаваемый на гранулирование должен быть измельчен до фракции 1-2 мм. И подсушен до остаточной влажности 14-16 %. Некоторые материалы перед прессованием дополнительно увлажняются.

Загруженный материал попадает под бегунки и продавливается ими через отверстия в матрице. Диаметр гранул равняется диаметрам отверстий в матрице, а длина гранул приблизительно равняется расстоянию от матрицы до выбрасывающего диска – 9. При необходимости укоротить длину гранул, устанавливается отсекающий нож. Гранулы с выбрасывающего диска за счет центробежной силы выбрасываются через разгрузочное окно в контейнер.

Скорость вращения бегунков составляет от 80 до 250 об./мин.

Гранулятор состоит из цилиндрического корпуса, разделенного на две части пластинчатой матрицей, поверх которой установлены прессующие вальцы, насаженные на горизонтальный вал. При этом вал с прессующими вальцами укладывают поперек цилиндра, прямо над разделительной пластиной. А в расположенной параллельно валу матрице просверливают отверстия диаметром от 6 до 10 миллиметров – они соответствуют габаритам цилиндрических гранул. Крутящий момент вала гранулятора передается прессующим роликам, посредством червячной или конической зубчатой передачи. Вращающиеся ролики продавливают сквозь матрицу попавшую «под каток» порцию субстрата, формируя гранулу. В нижней части цилиндрического корпуса гранулятора стоит лоток для сбора готовых гранул.

Рисунок 2.2 - Конструкция существующего гранулятора