Устройство для измельчения корнеклубнеплодов

В настоящее время одним из путей увеличения производства продукции животноводства с одновременным снижением себестоимости производства продукции является более рациональное использование в рационах животных корнеплодов и зеленых кормов, обладающих высокой кормовой ценностью и большой урожайностью. Для кормления крупного и мелкого рогатого скота в основном используют растительные корма. В группу растительных кормов входят грубые, сочные, зеленые и зерновые (концентрированные). Грубые, сочные и зеленые корма иногда называют объемистыми [1].

Грубые корма. К ним относятся сено, солома, стебли кукурузы, подсолнечника, топинамбура и пр.

Зеленый корм – естественный корм крупного и мелкого рогатого скота, включающий травы естественных лугов, зеленую массу посевных растений, ботву корнеплодов и пр.

Сочные корма . К этой группе относятся корнеклубнеплоды, кормовые бахчевые культуры силос, сенаж и др.

Бахчевые культуры – кормовая тыква, кабачки и арбузы – содержат до 90% воды, из-за чего плохо сохраняются. Скармливают их в период уборки дробленными на мелкие куски и в смеси с другими кормами.

Корнеклубнеплоды – кормовая свекла, морковь, турнепс, картофель – особенно ценны. Сухое вещество этих кормов состоит в основном из крахмала и сахаров. Включение корнеклубнеплодов в рацион коров способствует получению высоких удоев, поэтому их часто называют молокогонными. Обычно корнеклубнеплоды, в том числе картофель, скармливают животным хорошо вымытыми и сырыми. Известны случаи, когда при скармливании картофеля и корнеплодов животные давились. Избежать этого можно путем их измельчения. Необходимо измельчать корнеклубнеплоды непосредственно перед дачей животным, так как измельченные корнеплоды и картофель быстро портятся, чернеют и теряют сок.

Измельчение – это процесс уменьшения размеров частиц обрабатываемого сырья до требуемых размеров путем разрушения с применением механического метода [1].

Механический метод измельчения кормов – достаточно хорошо известный технологический процесс сравнительно давно нашел свое применение в производстве кормов для скармливания животных, в мелких хозяйствах эта работа (измельчение) производится вручную.

В зависимости от вида обработки корнеклубнеплодов, а также от того, каким животным они предназначены, предъявляются различные требования к качеству и степени измельчения. Зоотехническими требованиями предусмотрено измельчение для кормления крупного рогатого скота в чистом виде ломтями толщиной от 10 до 15 мм. Для свиней, телят, а также для всех животных в смеси с другими кормами корнеклубнеплоды измельчают до размера пластины шириной 10– 30 мм, толщиной 5–10 мм и длиной, равной длине продукта. При закладке корнеклубнеплодов в составе комбисилосов их необходимо измельчать так же, как и при выдаче животным в смеси с другими кормами [1].

Переход к рыночным отношениям сельскохозяйственных предприятий и все возрастающие требования в повышении продуктивности животных и интенсивном откорме животных диктуют необходимость разработки и внедрения в производство механизмов малой механизации, заменяющий ручной труд [2].

В связи с этим актуальной задачей является первичная переработка, т.е. измельчение растительного сырья, которое обеспечивает пополнение кормовой базы и улучшение поедаемости. Имеющаяся техническая база для обработки кормов значительно физически изношена и морально устарела, а малые крестьянские хозяйства вовсе не обеспечены техникой для измельчения растительного сырья. В нашем случае значительный практический интерес представляет использование устройства для измельчения. Такой подход особенно актуален в малом сельскохозяйственном производстве, в частности фермерских (крестьянских) и личных подсобных хозяйствах.

Таким образом, существует проблема создания эффективного метода и способа измельчения корнеклубнеплодов, стеблей кукурузы, подсолнечника, топинамбура и крапивы.

Для решения этой проблемы в ВСГУТУ на кафедре «Биомедицинская техника. Процессы и аппараты пищевых производств» разработан и изготовлен опытный образец устройства для измельчения корнеклубнеплодов [3].

Техническая характеристика устройства для измельчения

Производительность (кг/ч):

корнеклубнеплоды……………………………………….200 стебли……………………………………………………..110

Частота вращения ротора (об/мин)…………………… ……..1200 Мощность электродвигателя (кВт)………… ………………...0,27 Количество молотков (шт.):……...… …………………………….2 Численность обслуживающего персонала (чел.):… …………….1 Габаритные размеры (мм):

длина………………………………………………………300 ширина…………………………………………………….450 высота……………………………………………………..560

Масса (кг)……………………………… …………………………12

Данное устройство универсально, потому что может использоваться для измельчения не только корнеклубнеплодов, но и стеблей кукурузы, подсолнечника, топинамбура и крапивы.

Конструктивная особенность измельчителя.

Согласно конструктивной схеме устройство [3] для измельчения корнеклубнеплодов (рис. 1) содержит корпус 1 цилиндрической формы, закрепленный неподвижно к электродвигателю 2. Внутри цилиндрического корпуса 1 размещены рабочие органы измельчителя: два молотка 3, которые насажены на фланец 4 приводного вала 5 и закреплены подвижными штифтами 6. Два молотка 3 расположены друг против друга в одну линию и установлены на фланец так: один молоток – с лицевой стороны фланца 4, другой молоток – с обратной стороны фланца. Молотки 3 имеют зубчатую поверхность, зубья которых могут быть выполнены, например, под углом 35-45°, причем зубчатые поверхности двух молотков относительно друг друга направлены в противоположные стороны. Рабочие органы измельчителя также выполнены в виде двух отбивных пальцев 7, которые расположены друг против друга и на одном уровне с молотками, и закреплены по внутренней стенке цилиндрического корпуса 1 наклонно, например, под углом 15-20° к внутренней стенке. Зазор между двумя отбивными пальцами 7 и двумя молотками 3 должен быть 20 мм. Устройство дополнительно снабжено торцовым приемником 8 с откидной крышкой 9 для подачи растительного сырья: ботвы, стеблей и листьев с последующим их измельчением. Торцовый приемник 8 расположен на торцовой стенке цилиндрического корпуса 1. Устройство снабжено направляющей перегородкой 10, которая расположена и закреплена на внутренней торцовой стенке цилиндрического корпуса 1 наклонно, например, под углом 140-150°, между приемным бункером 11 и торцевым приемником 8. Направляющая перегородка 10 обеспечивает направление подаваемого сырья на рабочую поверхность измельчительных органов: двух молотков 3 и двух отбивных пальцев 7.

Рис.1. Конструктивная схема устройства для измельчения корнеклубнеплодов:

1- корпус; 2 - электродвигатель; 3 - молотки зубчатые; 4 - фланец; 5 - вал приводной; 6 - штифт подвижный; 7 - палец отбивной; 8 - бункер приемный торцевой; 9 - крышка откидная; 10 - перегородка направляющая; 11 - бункер приемный; 12 - бункер разгрузочный

Цилиндрический корпус 1 снабжен приемным бункером 11 для загрузки корнеклубнеплодов, разгрузочным бункером 12 для выгрузки измельченного сырья.

Рабочие органы измельчителя, а именно зубчатые молотки 3, могут быть установлены в количестве, например, 4, 6 или более штук в том случае, если требуется увеличить степень измельчения подаваемого сырья.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При измельчении [3] корнеклубнеплодов, ботвы, стеблей и листьев включают электродви-гатель 2. Фланец 4 приводной вала 5 приводят во вращение. Открывают откидную крышку 9 торцового приемника 8 и равномерно подают вручную растительное сырье: ботву, стебли, листья для последующего измельчения. Также подают для измельчения корнеклубнеплоды через приемный бункер 11, которые под собственной тяжестью через направляющую перегородку 10 спускаются и захватываются двумя молотками 3. Отбивные пальцы 7 измельчают корнеклубнеплоды, ботву, стебли, листья, и готовый измельченный продукт выгружается из цилиндрического корпуса 1 по разгрузочному бункеру 12.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом [2] имеет следующие преимущества:

• -    является универсальным, так как имеется возможность измельчать как корнеклубнепло-ды, так и растительное сырье: ботву, стебли, листья кормовых культур, а также кукурузу, подсолнечник, крапиву;

• -    позволяет повысить эффективность измельчения;

• -    сохраняет сочность измельченного сырья;

• -    упрощает конструкцию.

Данное устройство отличается еще и тем, что для более тонкого измельчения сырья рабочие органы измельчителя могут быть выполнены из 4, 6 и более молотков. На данный момент нами разработана новая конструкция устройства для измельчения корнеклубнеплодов (рис.2).

Отличительные особенности данного измельчителя:

• -    рабочие органы выполнены в виде двух пар ножей серповидной формы и заточкой режущих кромок под углом 6-8⁰; на поверхности ножей выполнены отверстия в виде треугольников, причем режущие кромки двух ножей серповидной формы относительно друг друга направлены в противоположные стороны;

  

  Рис.2. Конструктивная схема устройства для измельчения корнеклубнеплодов:

  1 – корпус; 2 – электродвигатель; 3 – ножи; 4 – фланец; 5 – ротор; 6 – приводной вал; 7 – стопорная шайба;

  8 – прижимное кольцо; 9 – отверстие; 10 – режущая кромка; 11 – дугообразный калибратор; 12 – гребенка;

  13 – металлические прутья; 14 – калибровачная щель; 15 – направляющая перегородка; 16 – бункер;

  17 – разгрузочный бункер; 18 – шторки приемного бункера

  
  

  А-А

  
  
  
  
  

• –    рабочий орган измельчителя имеет дугообразный калибратор, который установлен на одном уровне с ножами и закреплен наклонно к поверхности противоположных внутренних стенок цилиндрического корпуса;

• –    дугообразный калибратор снабжен гребенкой, которая состоит из металлических прутьев с зазорами в виде калибровочных щелей;

• –    устройство дополнительно снабжено направляющей перегородкой, расположенной ниже приемного бункера, которая установлена наклонно на внутренней торцовой стенке корпуса.

По данной разработке получен патент на полезную модель РФ [4].

Устройство для измельчения корнеклубнеплодов является промышленно применимым, так как позволяет обеспечить фермерские (крестьянские) и личные подсобные хозяйства необходимыми измельченными кормами, а также применять предлагаемую модель для проведения научно-исследовательских экспериментов и лабораторных исследований в научноисследовательских, учебных лабораториях. В 2013 г. намечается проведение на этой установке экспериментальных исследований.