CC BY
55
смешиваются с минеральными добавками и подаются в пресс. После прессования комбикорм выгрузным шнеком подается в место хранения.
Рис. 3. Конструктивно-технологическая схема приготовления комбикормов на основе проращенного соевого зерна
Результаты производственных испытаний показали, что использование данной технологической линии способствует приготовлению высококачественного комбикорма. Коэффициент взорванности экструдированной смеси составил п = 4 (при соотношении компонентов пророщенной сои, ячменя и пшеницы 1:4,5:4,5 и исходной влажности смеси 17,35%).
Литература
1. Сичкарь, В.И. Содержание, характеристика и генетические особенности ингибиторов трипсина в зерне сои в связи с селекцией на улучшение питательных качеств / В.И. Сичкарь // Протеолитические ферменты и их ингибиторы в семенах зерновых и зернобобовых культур: сб. науч. тр. - Воронеж, 1982. - С. 55-60.
2. Петибская, В.С. Повышение биологической ценности семян сои пищевого назначения / В.С. Петибская [и др.] // Изв. вузов. Пищ. технология. - 1997. - № 2-3. - С. 19-22.
3. Доценко, С.М. Повышение эффективности производства комбикормов-концентратов / С.М. Доценко, Ю.Б. Курков, И.В. Бибик // Механизация технологических процессов в животноводстве. - Благовещенск, 1997. - С. 102-108.
УДК 631.363:636 Ю.Б. Курков
ПУТИ УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЖИВОТНОВОДЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ
В статье приведены математические зависимости для определения потерь продукции.
Указаны пути снижения потерь питательных веществ корма при выполнении различных технологических операций, в частности при хранении, смешивании кормов и раздаче кормовой смеси. Приведены конструктивно-технологические схемы и оптимальные конструктивно-режимные параметры разработанных технических средств для осуществления операций смешивания кормов, равномерного распределения их в бункерах раздатчиков и прессования кормовых смесей без предварительной активной сушки в сушилках.
Одним из основных условий увеличения продуктивности животных являются улучшение качества кормов и снижение потерь питательных веществ кормов в процессе их заготовки, хранения, приготовления и
раздачи. В результате потерь питательных веществ кормового рациона происходит недополучение продукции, при этом уравнение баланса можно представить в следующем виде:
п
^=£<1-^ (1)
2=1
где I ° , I ^ - соответственно фактическое и плановое количество продукции (молока, мяса), кг;
АI . - потери продукции вследствие потерь питательных веществ кормового рациона при его
движении к животному, кг;
п - количество наименований продукции.
Количество плановой (ожидаемой) продукции за год можно определить как
/|, =Ч-М-А-¥Ё1¥, , (2)
где ц - питательность суточного кормового рациона, определяемая как средневзвешенная величина, к.ед.;
N - количество животных;
А - продолжительность кормления животных, дн.;
У ё - энергетическая ценность кормовой единицы, МДж/к.ед.;
У, - затраты энергии на получение единицы продукции, МДж/кг.
Количество потерянной продукции за год вследствие потерь питательных веществ кормового рациона по каждому из элементов технологии при его движении к животному определится как
П
АI = ^ АI . = АI ££ + АI Мё + АI + АI + АI в + АI ж , (3)
АПж
где зк - потери продукции, вследствие потерь питательных веществ при выращивании и заготовке кормов, кг;
^Пбвк_ потери продукции, вследствие потерь питательных веществ при приготовлении белково-витаминных кормов, кг;
АП
хр - потери продукции, вследствие потерь питательных веществ при хранении кормов, кг;
А/ /о , АI д - потери продукции, вследствие потерь питательных веществ при приготовлении
и раздаче кормов, кг;
АI се- потери продукции животными, в результате несвоевременной выдачи кормов, кг.
Выражение (3) можно записать в следующем виде:
п
ДI А ■¥;!¥,, (4)
2=1
где Аqi - суточные потери питательных веществ кормового рациона по каждому из элементов технологии при его движении к животному, к.ед.
Потери питательных веществ в процессе хранения будут зависеть от плотности, влажности, температуры и длины частиц, закладываемых на хранение кормов, от параметров микроклимата в хранилищах. При этом величина потерь питательных веществ корма за время хранения определится следующим образом:
^Чбв= \ сю~1 т' (5)
г С г О
где I С£рI о©- соответственно масса кормов, заложенных на хранение, и масса кормов, использованных на корм животных, кг;
кдв - коэффициент, учитывающий потери питательности и усвояемости кормов в зависимости от срока хранения;
I $$ - питательность кормовой смеси, к.ед/кг.
Потери питательных веществ кормов при их приготовлении обусловлены недополучением в процессе обработки требуемого качества. Причинами снижения качества кормов являются нарушение соотношения
кормовых компонентов в смеси, нарушение теплового режима обработки, несоответствие фракционного состава кормовых компонентов зоотехническим требованиям и т.д. Потери питательных веществ в зависимости от качества работы кормоприготовительных машин можно определить по формуле
П
Мю =Х^-1/,^//,00= 1п'Уш +кд-^д+кд •^^/100, (6)
;= 1
где к - коэффициент, учитывающий повышение питательности и усвояемости кормов в зависимости от процесса их механической обработки;
1/ - коэффициент вариации, с помощью которого оценивается качество рабочих машин и оборудования линии приготовления кормов;
- коэффициент, учитывающий повышение питательности и усвояемости кормовой смеси в зависимости от ее однородности;
кд - коэффициент, учитывающий повышение питательности кормов при их тепловой обработке;
уш - неоднородность смеси, %;
уд - неравномерность тепловой обработки кормов, %;
к6 - коэффициент, учитывающий повышение питательности и усвояемости кормов при их измельчении;
уд - неравномерность фракционного состава, %.
Вследствие нарушения точности дозирования кормов животным при раздаче происходит недополучение питательных веществ одной группой животных и превышение необходимой нормы питательных веществ у другой группы. Это в свою очередь приводит к снижению продуктивности у первой группы животных и перерасходу кормов у второй группы. Потери, связанные с процессом раздачи, можно представить как
АЧР=кр-Зр .0/100, (7)
где кв - коэффициент, учитывающий снижение непроизводительного расхода кормов при раздаче в зависимости от точности их дозирования;
8В - неравномерность выдачи корма, %.
Исследованиями [1, 2] установлено, что сохранению питательных веществ и повышению усвоения их организмом животного способствует обработка корма посредством высокой температуры или давления. Термическое воздействие на растение пламенем или паром позволяет ускорить процесс сушки после скашивания и сохранить до 95% питательных веществ. Однако термические способы обработки растений требуют значительных капиталовложений, а также больших энергетических затрат.
В последние годы проводятся исследования, направленные на разработку технологий заготовки кормов методами механического обезвоживания и приготовления прессованных кормосмесей. Посредством прессования значительно снижаются потери питательных веществ и повышается доступность основных питательных элементов корма, а также значительно снижаются удельный расход энергии и приведенные затраты по сравнению с агрегатами АВМ-0,65, АВМ-1,5. Однако разработанные технологии мало используются в сельском хозяйстве вследствие низкой технологической надежности и большой стоимости применяемого в них оборудования. С учетом вышесказанного, нами разработана конструкция брикетирующего пресса [3], конструктивно-технологическая схема которого приведена на рисунке 1.
Сущность разработанной нами схемы в том, что прессуемая кормовая смесь не требует предварительной подготовки (активной сушки зеленой массы на агрегатах типа АВМ, кондиционирования), все процессы происходят внутри шнекового брикетирующего пресса за счет перераспределения влаги между компонентами кормовой смеси, весь избыток сока и газа, образовавшегося в процессе прессования, выводится из пресса через соко- и газоотводящие каналы. Для обеспечения сглаживания неравномерности входного потока кормовой смеси предварительное прессование осуществляется коническим шнеком с переменным шагом. Снижение затрат энергии на процесс прессования кормовых смесей достигается установкой конической формующей головки с каналами прессования, направленными в сторону, противоположную вращению формующей головки. Для снижения неравномерности смешивание кормовой смеси с минеральными добавками, обогащение минеральными компонентами осуществляются непосредственно в камере прессования.
Рис. 1. Шнековый брикетирующий пресс:
1 - загрузочная горловина; 2 - корпус брикетирующего пресса; 3 - конический шнек с переменным шагом; 4 - противорезы; 5 - ножи; 6 - горловина для ввода минеральных добавок; 7 - соко- и газоотводящий канал; 8 - расщепляющий конус; 9 - расщепляющая дека; 10 - формующая головка; 11 - каналы прессования; 12 - газоотводящие каналы; 13 - прижимная гайка; 14 - нож для обламывания брикетов; 15 - выгрузное окно
С целью обеспечения наилучших условий прессования установлены следующие конструктивнорежимные и технологические параметры: длина каналов формующей головки 1_ф=65 мм; глубина каналов прессования И=12,81 мм; количество каналов прессования к=6; угловая скорость вращения шнека ш=36,63 с-1, угол наклона каналов прессования а=55о-74о, влажность брикетируемой массы W=36-38%. При этом значения крошимости брикетов Кр и удельной мощности Иуд равны соответственно 12,7% и 13,5 Вгч/кг.
Повышению продуктивности животных способствует высокая сбалансированность выдаваемой кормовой смеси по элементам питания. Это достигается за счет правильного подбора и соотношения кормовых компонентов смеси, повышения качества их смешивания и точности дозирования корма рабочими органами раздатчика. При этом величина потерь питательных веществ кормового рациона при приготовлении корма и его раздаче будет зависеть от величины однородности смеси и неравномерности выдачи кормовой смеси.
Проведенные исследования показали, что увеличению однородности смеси и снижению неравномерности выдачи кормовой смеси способствует более равномерное распределение кормовых компонентов в бункере раздатчика. При этом анализ способов заполнения бункерных раздатчиков кормом и исследований данного процесса показал, что от характера распределения компонентов по длине бункера зависит качество смеси. Действительно, если к битерам кормораздающей машины подавать кормовые компоненты в заданном соотношении, то на выходе из кормораздатчика смесь будет соответствовать заданной зоотехнической норме, причем, наряду с дозирующим устройством, битера выступают в роли смешивающего органа. На основании проведенных исследований установлено, что наиболее рациональным вариантом является совмещение операций смешивания кормовых компонентов и равномерного распределения их по длине бункера.
В результате теоретических исследований авторами данной статьи разработан ряд технических решений (а.с. №1450794, №1535487), которые были положены в основу создания конструктивнотехнологической схемы смесителя-распределителя (рис. 2), включающего в себя подающий скребковый транспортер 1, измельчительно-смесительную камеру 2, внутри которой установлены барабаны 3 с шарнирно установленными молотками 4 и противорежущая дека 5. Устройство устанавливается в кормоприготовительном цехе на направляющих 6, с возможностью перемещения вдоль загружаемого бункера-раздатчика 7, позволяет смешивать кормовые компоненты с одновременным их доизмельчением и формировать монолит корма горизонтальными слоями за несколько проходов устройства и наклонными слоями за один проход вдоль бункера раздатчика.
Рис. 2. Конструктивно-технологическая схема смесителя-распределителя кормов
Установлено, что в процессе заполнения бункера-раздатчика кормовой смесью горизонтальными слоями в нем происходит сглаживание неоднородности количественного и качественного состава кормовой смеси. Причем, однородность смеси и неравномерность распределения корма зависят от количества слоев формируемого монолита. Для обеспечения зоотехнических требований по качественным показателям количество загружаемых слоев должно быть не менее 10. Оптимальными значениями конструктивно-режимных и технологических параметров смесителя-распределителя являются: показатель кинематического режима (отношение окружной скорости движения молотков к скорости движения ленты подающего транспортера) >,=48,32, число рядов сегментов деки К=3, число молотков, проходящих по одному следу С=2, высота выхода сегментов деки Н=63 мм, частота вращения барабанов 1500 об/мин, подача кормовых компонентов 3,5 кг/с, при этом затраты мощности на привод барабанов не превышают 1,4 Вгч/кг, однородность выдаваемой кормовой смеси составляет 92...94%, а неравномерность выдачи кормовой смеси 8-10%.
На основании проведенных исследований можно сделать выводы:
1. Увеличению производства продукции животноводства способствуют улучшение качества кормов и снижение потерь питательных веществ кормового рациона по каждому элементу технологии при его движении к животному.
2. Снижению потерь питательных веществ корма при хранении и повышению усвоения их организмом животного способствует приготовление прессованных кормосмесей, при этом наиболее рационально производить прессование кормовых смесей в шнековых брикетирующих прессах с конической формующей головкой, выполненной с продольными пазами.
3. Снижению потерь питательных веществ кормового рациона при приготовлении и раздаче корма способствуют повышение однородности кормовой смеси и снижение неравномерности ее выдачи животным. Заполнение бункера раздатчика кормовой смесью рационально производить с помощью смесителей-распределителей молоткового типа горизонтально расположенными слоями.
Литература
1. Короткевич, А.В. Технологии и машины для заготовки кормов из трав и силосных культур / А.В. Корот-кевич. - Урожай, 1991. - 383 с.
2. Кукта, Г.М. Технология переработки и приготовления кормов / Г.М. Кукта. - М.: Колос, 1978. - 240 с.
3. Пат. 2223863 РФ. Шнековый брикетирующий пресс / Ю.Б. Курков, А.А. Дрокин. Заявл. 01.03.02. №2002105578. Опубл. в БН № 5. 2004.
УДК 534.232.231 Р.М. Латыпов, А.И. Арефьев
ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВЫСЕВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ВИБРАЦИОННОГО ТИПА
В статье приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований влияния параметров и режимов работы вибровысевающего устройства на равномерность распределения удобрений. Представлены результаты полевых испытаний с использованием вибровысевающего устройства при внутри-почвенном внесении удобрений под картофель.
При предпосадочном ленточном внесении твердых органических удобрений под картофель [1, 2] основным недостатком является неравномерность распределения удобрений как по глубине, так и по ширине ленты, в результате чего удобрение может оказаться эффективным или, напротив, не дать прибавки урожая и снизить его по отношению к контрольному участку. Одной из причин неравномерности распределения удобрений является несовершенство высевающих или разбрасывающих устройств. На кафедре «Эксплуатация МТП» ЧГАУ разработано экспериментальное вибровысевающее устройство для внесения удобрений. Обоснование параметров вибровысевающего устройства выполнено на основе кинематического и динамического анализа движения материальной точки по наклонной вибрирующей поверхности [2, 3]. Движение точки, находящейся на поверхности вибровысевающего устройства в системе координат XY, описывается дифференциальными уравнениями
т х - mg sma-F + m^o)2r cos % + с°аь2 ^ \
М 9 • 2
ту = -mg cosа + N + т\ со~г sin % + £аЬ~/\^ 2тсоаЪ х , (1)
где а - угол наклона вибровысевающего устройства; F - сила трения; N - нормальная реакция опоры; соаЪ,£аЪ- угловые скорость и ускорения вибровысевающего устройства; X = (X-L); где X - расстояние от данной точки до начала вибровысевающего устройства; L - длина вибровысевающего устройства; X - угол, определяющий направление колебаний.
Интегрируя уравнение (1), получим уравнение скорости и ускорения материала вдоль днища вибровысевающего устройства, которое позволяет определить взаимосвязь параметров и режимов работы устройства. Перемещение материала будет неравномерным, так как по мере продвижения вперед материал получает различную кинетическую энергию, и, следовательно, изменяются скорость и ускорение (рис. 1-2). Если в обычных вибротранспортерах угловое ускорение постоянно для любой точки грузонесущего органа, то в данном случае его значение будет постепенно нарастающим пропорционально величине X.
В результате теоретических исследований по обоснованию режимов и параметров работы вибровысевающего устройства установлено, что Кориолисова сила не оказывает существенного влияния как на характер перемещения, так и на ее значение. Поэтому в расчетах по определению скорости перемещения материала она не учитывалась.
