Подготовка стебельного растительного сырья при производстве брикетированных кормовых смесей

Необходимым условием дальнейшего роста благосостояния населения является превращение сельского хозяйства в высокоэффективную и высокопроизводительную отрасль страны.

Перспективы развития животноводства тесно связаны с перспективами развития кормовой базы, в которой значительное место занимает промышленное развитие кормов.

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License

В настоящее время комбикорма на государственных предприятиях вырабатываются для всех видов сельскохозяйственных животных и птицы в рассыпном, гранулированном и брикетированном виде почти по 400 рецептам с использованием свыше 200 видов различного сырья. Для сокращения затрат кормов на единицу животноводческой продукции и повышения продуктивности необходимо не только достаточное количество комбикормов, но и их высокое качество [1]. Ускоренное развитие комбикормовой отрасли требует постоянного расширения перечня используемых местных сырьевых ресурсов. В кормлении жвачных животных большое преимущество, по сравнению с рассыпными комбикормами, имеют гранулированные и брикетированные полнорационные кормовые смеси.

В условиях роста производства кормов, обеспечения комбикормовой промышленности компонентами растительного происхождения важная роль принадлежит использованию недорогих грубых травяных кормов [1]. Применение их позволяет более рационально расходовать грубые корма, полностью сбалансировать рацион животных, механизировать раздачу корма, уменьшить его потери при транспортировании, раздаче и поедании и, тем самым, значительно снизить стоимость продукции животноводства. Кроме того, для брикетированных кормов требуется меньше складских помещений, их можно хранить в бункерах и в складах насыпью [1].

В связи с увеличением процентного содержания стебельных растительных видов сырья в гранулированных и брикетированных комбикормах важное значение приобретает процесс их подготовки, особенно таких, как сено и солома [1].

Настоящая работа посвящена исследованию технологического процесса подготовки стебельных растительных материалов (очистка и измельчение с получением продукта однородного гранулометрического состава) с целью определения рациональных режимов и разработки на их основе рекомендаций по повышению эффективности процесса и улучшению качества готовой продукции. В результате исследований были определены физико-механические свойства стебельных материалов. Изучалось влияние скорости воздушного потока на эффективность процесса очистки. Определены зависимости потерь давления от весовой концентрации материала, граничащие условия и коэффициент эффективности процесса очистки.

Материалы и методы

Одной из наиболее трудоемких технологических операций при производстве полнорационных кормов является измельчение соломы. Количественный показатель – крупность измельчения соломы, оказывает важное влияние на эффективность технологического процесса брикетирования. Установлено, что высокопроизводительная работа прессов с матрицами, имеющими отверстия диаметром до 15 мм, обеспечивается при длине частиц соломы от 12 до 5 мм. Увеличение длины резки снижает производительность прессов и ухудшает процесс скармливания.

Кроме длины резки, на производительность прессов оказывает влияние характер деформации грубого корма, который определяется процентом расщепляемости стеблей растений. Анализ работы существующих измельчителей при переработке овсяной соломы влажностью 12 – 13 % показал, что машины с ножевым типом рабочих органов расщепляют от 60 до 70 % стеблей соломы, штифтовые – до 90 % и молотковые дробилки – до 99 % продукта.

Результаты и обсуждение

Для определения влияния влажности на гранулометрический состав соломы и на характер деформации стеблей, были проведены исследования по переработке овсяной соломы на молотковой дробилке КДУ-2,0 при окружной скорости молотков 71 м/с. В дробилку устанавливались сита с отверстиями диаметром 8 мм.

Результаты проведенных исследований представлены на рисунках 1 и 2.

Определено, что с увеличением влажности перерабатываемой соломы на 1 % энергоемкость процесса ее измельчения увеличивается на 8,5 – 10,5 % в интервале увеличения влажности от 12,0 до 26,5 % (рисунок 1).

Рисунок 1. Зависимость энергоемкости процесса измельчения от влажности перерабатываемой соломы

Figure 1. The dependence of the energy intensity of the grinding process on the moisture content of the processed straw

Качество продукта измельчения значительно изменяется при увеличении влажности соломы как в зоне крупных частиц (кривая 1, рисунок 2), так и в зоне мелких фракций (кривая 4, рисунок 2), в то время как средняя фракция (остаток на ситах с отверстиями диаметром 1, 2, 3 мм просеивающей машины) перераспределяется в пределах 7,0...10,5 %.

Рисунок 2. Зависимость остатков на ситах классификатора (К) от влажности перерабатываемой соломы: 1 – остаток на сите 0 4 мм; 2 – остаток на сите диаметром 3 мм; 3 – остаток на сите диаметром 2 мм; 4 – остаток на сите диаметром 1 мм; 5 – остаток на дне Figure 2. Dependence of the residues on the classifier sieves (K) on the moisture content of the processed straw: 1 – residue on the 0 4 mm sieve; 2 – residue on a sieve with a diameter of 3 mm; 3 – residue on a sieve with a diameter of 2 mm; 4 – residue on a sieve with a diameter of 1 mm; 5 – balance at the bottom

Характер деформации материала при его измельчении изменяется. Если сухая солома (влажностью 12,0 – 14,5 % преимущественно измельчается поперек волокон, то с увеличением влажности увеличивается расщеплямость соломенных стеблей вдоль волокон с образованием частиц «метелочной» формы, которые на ситах просеивающей машины образуют остатки продукта с частицами разного линейного размера.

По результатам проведенных исследований разработаны рекомендации по применению молотковой дробилки при измельчении стебельных материалов для использования их в производстве кормовых брикетов.

Установлено, что характер деформации соломы зависит от типа измельчителя, при использовании молотковых дробилок расщепление стебельных волокон достигает 99 %. Энергоемкость процесса измельчения овсяной соломы увеличивается на 8,5 – 10,5 % в интервале роста влажности от 12,0 до 26,5 %. С увеличением влажности перерабатываемой соломы до 26 % при измельчении выход крупных фракций увеличивается в 5 – 7 раз, а мелких снижается в 3 – 4 раза

Технологическим процессом производства кормовых смесей предусмотрено приготовление и дозирование смеси концентратов с белковыми и минеральными добавками, приготовление и дозирование соломенной сечки, ввод мелассы, смешивание, брикетирование и охлаждение полученных брикетов.

Смесь концентратов и добавок готовится в комбикормовом цехе и подается на линию брикетирования в приемный бункер, затем норией через магнитную колонку направляется в бункер-накопитель агрегата ОПК-2-2, предназначенного для брикетирования сечки и смесей на основе грубых и комбинированных кормов. Компоненты дозируются, смешиваются с подготовленной соломенной сечкой и поступают в пресс для брикетирования. Для получения качественных брикетов и уменьшения нагрузки на пресс вводится кормовая меласса в количестве 2 – 5 %..

Готовые брикеты подаются в охладительную колонку, затем в бункера готовой продукции для хранения.

Заключение

В результате проведенных исследований разработаны рекомендации по применению молотковой дробилки КДУ-2 для измельчения стебельного растительного сырья при производстве кормовых брикетов и даны оптимальные параметры ее работы.

Применение брикетированных кормовых смесей на основе стебельного растительного сырья позволяет получить высококачественный продукт, достичь необходимый эффект при скармливании жвачным животным.