Файл: диплом Разработка экструдера для производства гранулированных кормов.docx

Экструдеры различаются по мощности и производительности. Кормовые экструдеры для экструдирования пшеницы, ржи, ячменя, кукурузы и гороха используются на частных подсобных хозяйствах благодаря способности подавать до 100кг/ч комбикорма, компактным размерам и мощности электродвигателя 11 кВт. Экструдеры производительностью от 100 до 350 кг/ч имеют мощность электродвигателя от 18 до 37киловатт. Вес установки может достигать 520 кг. Экструдеры с производительностью 500-1250 кг/ч и мощностью электродвигателя 90кВт доступны для использования на крупных животноводческих фермах .

Экструзия является эффективным способом повышения питательной ценности зерновых и бобовых культур в комбикормах. В процессе подготовки кормового зерна оно подвергается кратковременному, но интенсивному механическому и бар термическому шоку под воздействием высоких температур 110-160°C и давления 50 бар. Это также позволяет полностью стерилизовать корм, что сводит к минимуму заболеваемость животных.

Экструдированный корм используется для откорма молодых животных, таких как свиньи, крупный рогатый скот и лошади. 90%смертности молодых животных связано с заболеваниями желудочно-кишечного тракта и инфекциями, которые проникают через пищеварительный тракт. Экструдированный корм практически стерилен даже после 3-4 месяцев хранения. Кормление молодняка экструдированными кормами снижает смертность от желудочно-кишечных заболеваний в 1,5-2 раза.

В процессе экструзии продукт может потерять до 50% от первоначального содержания влаги, что позволяет включать в состав комбикормов ингредиенты с высоким содержанием влаги (дешевые, питательные кормовые травы). Такие корма без предварительной обработки не используются в комбикормовой промышленности из-за короткого срока хранения и низкой приспособленности к производству. Кроме того, производство травяной муки, известный способ переработки кормовых трав, не рентабелен, так как сушка очень дорога.

Наиболее ценными кормами по количеству сырого протеина являются сено посевное люцерны - 149 г. сырого протеина на 1 кг, травяная мука, мука мясокостная, а также комбикорма - 170 г. сырого протеина на 1 кг корма. Показатели энергетических кормовых единиц наиболее высокие у жмыхов и шротов - 1,05 ЭКЕ для крупного рогатого скота на 1 кг корма, а также зерновые корма и комбикорма.

Балансирующие кормовые добавки представляют собой однородные смеси корма с высоким содержанием белка и микроэлементов, измельченных до нужной степени. В основном они используются при приготовлении зерновых комбикормов. Балансирующие кормовые добавки добавляются в зерновые смеси в количестве 10-30% по весу.

Премикс-это смесь различных веществ (минералов, аминокислот, витаминов, антибиотиков и т.д.), измельченных до нужного размера частиц, и является наполнителем, используемым для концентрирования комбикормов и белково-витаминных добавок. Премиксы вводятся в количестве 1-2% от веса смеси.

Минеральные добавки включают поваренную соль, ракушки, костную муку, кормовой фосфат, известняк, сапропель (озерный ил), фосфорно-кальциевые добавки, трикальций фосфат и кормовой осадок. Промышленность выпускает специальные брикеты, основными нгредиентом которых является соль с добавлением необходимых микроэлементов.

Концентраты витамина А и каротина добавляются в корм для удовлетворения потребностей животных в витаминах. Рыбий жир получают из печени трески путем добавления концентратов витаминов A и D. Кормовые дрожжи, содержащие витамины D2 и B, получают путем облучения суспензии дрожжей ультрафиолетовым светом.

По мнению ряда авторов (В.А. Колобов, 1982, Ф.А. Струтинский, 1982, М.П. Кирилов, 1984, О.Л. Томчук, 1991), изучавших влияние экструдированных кормов на эффективность производства животноводческой продукции, при кратковременном интенсивном воздействии высокой температуры и давления на зерно происходят значительные изменения в его составе. Сложные белки и углеводы распадаются на более простые, клетчатка – на вторичные сахара, а крахмал - на моносахариды. Белки в процессе кратковременной обработки не свертываются, витамины и питательные вещества в продукте сохраняются, а бактерии, грибки и инфекционные бациллы погибают.

Во время экструзии резкое падение давления при выходе нагретой зерновой массы из оборудования вызывает "взрыв" (увеличение объема) продукта, повышая перевариваемость переработанного корма и делая его более доступным для ферментов желудочно-кишечного тракта жвачных животных.

Последствия использования экструдированных кормов для кормления сельскохозяйственных культур:

- увеличивается усвояемость кормов на 20-40;

- повышается усвояемость кормов, что позволяет обеспечивать меньшими объемами корма большую продуктивность животных как мясных, так и молочных пород;

- улучшается потребление комбикормов в результате улучшения их вкусовых качеств многих кормовых средств, т.к. экструдирование обостряет вкус ароматических веществ;

- в состав комбикорма можно вводить до 80% бобовых, до 90% ржи и до 30% картофеля, которые содержат большой процент крахмала, так как при экструдировании происходит расщепление крахмала до декстринов и сахаров;

- кратковременное воздействие высокой температуры оказывает минимальное воздействие на качество белка и аминокислот;

- снижается себестоимость экструдированного комбикорма за счет возможности введения в его состав сечки клевера, люцерны, хвойной лапки.

Основным гарантом качества корма в свиноводстве является сбалансированность его белково-витаминно-минеральных компонентов. Производство свинины на предприятиях с различными формами собственности должно основываться на балансе кормов, включающем качественные и недорогие кормовые ингредиенты и соблюдении запланированных объемов производства. Несоблюдение этого принципа приводит к значительному снижению эффективности производства.

Структура кормовой базы должна обеспечивать разумное сочетание кормовых ингредиентов, обеспечивающих оптимальное количество питательных веществ и элементов питания для каждой половозрастной группы свиней. Зерновые должны составлять 60-65%, бобовые и крестоцветные 16,0-18,0% и переработанное растительное и животное сырье 27,0-34,0% кормовой базы.

1.2. Классификация и анализ существующих конструкций экструдеров

В настоящее время экструдеры широко используются для утилизации биологических отходов и приготовления кормов для животных и птицы. Экструдеры бывают самых разных конструкций. Они играют очень важную роль в сельском хозяйстве. Экструдированное зерно лучше усваивается животными, способствует увеличению веса, повышает среднесуточный прирост молодняка и приводит к снижению потребления зерна .

Например, высокая усвояемость, стерильность, нейтрализация кишечных инфекций и воспалений во время кормления, раздражения животных при кормлении кормом низкого качества, сокращение времени кормления, снижение расхода корма и возможность хранения полученного продукта в течение шести месяцев без изменения его свойств.

РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства» разработало пресс экструдер ЭК-100 (рисунок 1.1) для получения протеиновой кормовой добавки из зерна кукурузы и бобовых культур. Основной целью является сокращение объемов закупок белковых компонентов, входящих в состав комбикормов .

Рисунок 1.1 – Пресс экструдер ЭК-100

Компания «Фавор» занимается производством экструдеров исходя из требований потребителей (рисунок 1.2) .

Рисунок 1.2 – Пресс экструдер ЭК-500

Кормовой экструдерЭK-500 предназначен для производства заводских кормов для животных из зерна, бобовых, масличных культур, различных зерновых смесей), отходов переработки мяса, птицы и рыбы, а также различных растительных наполнителей, влажной плесени и гнилого зерна с запахом аммиака .

Данный экструдер ЭК-500 укомплектован обрезчиком.

Результатом работы экструдера является натуральный и экологически чистый корм для сельскохозяйственных культур.

Популярность пользуются экструдеры компании «ЖАСКО» (рисунок 1.3). Их использование позволяет сделать процесс кормопроизводства непрерывным, легко контролируемым, универсальным по перерабатываемому сырью и конечному продукту. Производительность экструдеров составляет от 100 до 1700 кг в час .

Рисунок 1.3 – Пресс Экструдер Е1000

Отечественные экструдеры, хотя и уступают по качеству работы экструдерам зарубежного производства, но остаются привлекательными за счет низкой стоимости. В настоящее время ведущими отечественными фирмами, выпускающими экструдеры, являются ООО «Апрель» — экструдеры марки ШТАК и «Русская трапеза» — экструдеры марки ЭУИ.

Компания ООО «Апрель» разрабатывает экструдеры и технологические линии на их основе для производства широкого ассортимента экструдированных продуктов питания с 1998 г. Наиболее популярными экструдерами этой фирмы являются экструдеры ШТАК-50М и ШТАК-80М .

Рисунок 1.4 - Экструдер двухшнековый ШТАК-50М (справа) и ШТАК-80М (слева)

Экструдер ШТАК-50М отличается от аналогов простотой конструкции и эксплуатации. Комплектация штатного исполнения: 3 корпуса, дозатор сухих компонентов с бункером-накопителем объемом 0,3 м3 с ворошителем, насос-дозатор жидких компонентов, шкаф управления, навесное режущее устройство и матрица с вкладышами .

Экструдер ШТАК-80М — единственный одношнековый экструдер российского производства максимально приближенный по технологическим возможностям к двушнековым машинам. Он отличается хорошей управляемостью, высокой ремонтопригодностью и удобством обслуживания.

В настоящее время одно из основных направлений компании «Русская трапеза» — выпуск экструдеров. Более востребованные экструдеры компании: модели ЭУ1-И и ЭУ2 .

Экструдер ЭУ1-И — это одношнековый экструдер. Турбоузел, расположенный в предматричной зоне экструдера, обеспечивает: выравнивание давления по всей плоскости матрицы, стабильную форму продукции и увеличение срока службы основных узлов. Экструдер ЭУ2 — это двухшнековый экструдер, с длинной рабочей зоной для хорошей «проварки» предварительно подготовленного сырья .

Рисунок 1.5 - Экструдер одношнековый ЭУИ-1 (слева) и двухшнековый ЭУИ-2 (справа)

Пресс-экструдер ЭК-40 (рисунок 1.6) предназначен для личных подворьев и небольших фермерских хозяйств, предназначен для производства современных энергетически эффективных кормов из зерновых культур, отходов зерновых, сои, с добавлением различных добавок (солома, жмых) .

Рисунок 1.6 - Пресс-экструдер ЭК-40

Оночень легко разбирается и чистится, не требует сырья и хорошо работает при частой смене сырья. Конечный продукт представляет собой мелкий порошок экструдированного материала, а гранулированный корм прикреплен к пшенице.

В комплект входят три матрицы, для изготовления гранул Ø8, Ø10 и Ø12 мм. Можно дополнительно заказать матрицы с диаметрами отверстий Ø2.5 - 12 мм.

Характеристики:

- Производительность – до 40 кг/час.

- Диаметр фильеры - 8,10 и 12 мм.