CC BY
19
тггндт/лпгс млгтыгс л ып r/iFiFDn^rAiT'^^^WWWWW Jjfyify^^^p^^ lzlnwuluulzb, тльтмсь суимгмым
F/ll? THF IMTWIGTBIAI mMDI ry'^^^WWWWW
run 1 agru-u\uus lnirtl,
Научная статья УДК 631.3
Б01: 10.24412/2227-9407-2023-6-18-36
Анализ технологических линий и оборудования для приготовления комбикормов
Марина Станиславовна Симачкова
Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, Княгинино, Россия [email protected], https://orcid.org/0QQQ-0QQ1-5Q19-5123
Аннотация
Введение. В статье выполнен анализ технологических линий приготовления кормов. Рассмотрены технические средства и оборудование, входящие в технологическую линию. Технологическая линия для приготовления комбикормов представляет собой целостную систему, состоящую из элементов (технологических процессов), осуществляемых технологическими и транспортными машинами: дробилками, дозаторами, смесителями и т. д. На выбор того или иного оборудования, входящего в состав технологической линии, влияет большое количество факторов. Первостепенным принципом выбора является выбор технических средств, наиболее приспособленных к условиям хозяйства, в котором предполагается их установка и эксплуатация. Оборудование и технические средства, входящие в состав линии по приготовлению комбикормов, должны обеспечивать выполнение операций по заданному технологическому процессу с заданными параметрами: назначение линии, вид и состояние исходных компонентов будущего комбикорма и др.
Материалы и методы. Анализ технологических линий и оборудования для получения комбикормов основан на патентном поиске существующих проектных решений линий и способов производства комбикормов. Результаты и обсуждение. Все технологические линии производства комбикормов можно разделить по назначению на две группы: для производства рассыпных и производства комбикормов посредством тепловой обработки сырья (гранулирование, экструдирование, экспандирование и др. способы).
Заключение. Обеспечение оптимальных режимов работы технологического оборудования при производстве полнорационных комбикормов для сельскохозяйственных животных неуклонно приведет к обеспечению высокого качества готового продукта, а также к снижению его себестоимости, экономии сырья и электроэнергии. Главной задачей эффективного кормопроизводства можно назвать снижение количества используемого оборудования при его максимальной производительности.
Ключевые слова: анализ, комбикорм, компоненты, схема, оборудование, техническое средство, технология
Для цитирования: Симачкова М. С. Анализ технологических линий и оборудования для приготовления комбикормов // Вестник НГИЭИ. 2023. № 6 (145). С. 18-36. DOI: 10.24412/2227-9407-2023-6-18-36
Analysis of technological lines and equipment for the preparation of compound feeds
Marina S. Simachkova
Nizhny Novgorod State Engineering and Economic University, Knyaginino, Russia [email protected], https://orcid.org/QQQQ-QQQ1 -5019-5123
<© СимачковаM. C.. 2023
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License. The content is available under Creative Commons Attribution 4.0 License.
ХХХХХХХХХХХ технологии, машины и оборудование ХХХХХХХХХХХ
VWWVWVW ППЯ ЛГРППРПМЫШПРННПГП КПМППРКГА
Abstract
Introduction. The article analyzes the technological lines of feed preparation. The technical means and equipment included in the technological line are considered. The technological line for the preparation of compound feeds is an integral system consisting of elements (technological processes) carried out by technological and transport machines: crushers, dispensers, mixers, etc. A large number of factors influence the choice of one or another equipment that is part of the technological line. The primary principle of choice is the selection of technical means that are most adapted to the conditions of the economy in which their installation and operation are supposed to be. The equipment and technical means included in the feed preparation line must ensure the execution of operations according to a given technological process with specified parameters: the purpose of the line, the type and condition of the initial components of the future feed, etc.
Materials and methods. The analysis of technological lines and equipment for the production of compound feeds is based on the patent search for existing design solutions of lines and methods of production of compound feeds. Results and discussion. All technological lines for the production of compound feeds can be divided into two groups for their intended purpose: for the production of loose and the production of compound feeds by heat treatment of raw materials (granulation, extrusion, expansion, etc. methods).
Conclusion. Ensuring optimal operating modes of technological equipment for the production of complete compound feeds for farm animals will steadily lead to ensuring high quality of the finished product, as well as to reducing its cost, saving raw materials and electricity. The main task of effective feed production can be called reducing the amount of equipment used at its maximum performance.
Keywords: analysis, compound feed, components, scheme, equipment, technical means, technology
For citation: Simachkova M. S. Analysis of technological lines and equipment for the preparation of compound feeds // Bulletin NGIEI. 2023. № 6 (145). P. 18-36. DOI: 10.24412/2227-9407-2023-6-18-36
Введение
В настоящее время на рынке существует огромное количество отдельного оборудования и готовых комбикормовых цехов, что существенно усложняет выбор наиболее рационального варианта состава и структуры оборудования для данных конкретных условий с.-х. предприятия.
Оценка эффективности функционирования комбикормовых цехов позволит сравнить различные типы систем, выполняющие одинаковые функции, и выбрать наиболее подходящие для практической реализации.
Технологическая линия для приготовления комбикормов представляет собой целостную систему, состоящую из элементов (технологических процессов), осуществляемых технологическими и транспортными машинами: дробилками, дозаторами, смесителями и т. д.
На выбор того или иного оборудования, входящего в состав технологической линии, влияет большое количество факторов [1; 2; 3; 4; 5]. Первостепенным принципом выбора является выбор технических средств, наиболее приспособленных к условиям хозяйства, в котором предполагается их установка и эксплуатация.
Оборудование и технические средства, входящие в состав линии по приготовлению комбикормов, должны обеспечивать выполнение операций по заданному технологическому процессу с заданными параметрами: назначение линии, вид и состояние исходных компонентов будущего комбикорма и др.
Материалы и методы Анализ технологических линий и оборудования для получения комбикормов основан на патентном поиске существующих проектных решений линий и способов производства комбикормов.
Результаты и обсуждение Все технологические линии производства комбикормов можно разделить по назначению на две группы: для производства рассыпных и производства комбикормов посредством тепловой обработки сырья (гранулирование, экструдирование, экспандирование и др. способы) [2].
Оборудование, входящее в состав технологических линий по производству рассыпных комбикормов, разнообразно. Но есть ряд машин, которые наиболее часто встречаются в данных линиях. К данному технологическому оборудованию можно отнести следующие: бункеры-накопители, шнеко-вые транспортеры, дробилки, смесители, дозаторы.
Вестник НГИЭИ. 2023. № 6 (145). C. 18-36. ISSN2227-9407 (Print) Bulletin NGIEI. 2023. № 6 (145). P. 18-36. ISSN2227-9407 (Print)
ТРГНМП1 nniFS МЛГШМРЯ Л МП FrtfffPMFIVT¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥
F/II? THF imtwiçtbiai глмш rv
run 1 agru-u\uus lnirtl,
Примером этому может служить цех для приготов- сыпных комбикормов, состоит из технологических ления комбикормов, описанный в [6]. Предложен- линий, которые включают ряд основных машин ный цех, предназначенный для приготовления рас- (рисунок 1).
Линия приема ЬхоЗного сырья / Receiving tine of input raw materials
Рис. 1. Цех для приготовления комбикормов: 1 - завальная яма (емкость для сыпучих компонентов; 2 - нории; 3 - бункер измельченных компонентов; 4 - бункер неизмельченных компонентов; 5 - молотковая дробилка; 6 - бункер-дозатор; 7 - порционный смеситель; 8 - бункер-накопитель готового комбикорма Fig. 1. The workshop for the preparation of compound feeds: 1 - blockage pit (container for bulk components; 2 - norii; 3 - hopper of crushed components; 4 - hopper of non-crushed components; 5 - hammer crusher; 6 - hopper dispenser; 7 - batch mixer; 8 - hopper storage of finished feed Источник: разработано автором на основании анализа патентного решения
Также известен способ получения рассыпных комбикормов [7], который подразумевает применение энергии давления воды и пара для образования гидроаэродисперсной смеси, которая в процессе перемещения по трубопроводам линии одновременно перемешивается и происходит ее гидротермическая обработка и обеззараживание. Данный способ позволяет сократить количество используемого оборудования, исключая из технологической цепочки смеситель и пропариватель. Соответственно снижаются затраты ресурсов (энергетических и человеческих), уменьшается доля использованных производственных площадей. Оборудование, ис-
пользуемое при получении комбикорма данным способом, представлено на рисунке 2.
Обращает на себя внимание технологическая линия, которая при количественном увеличении входящих в неё нескольких технологических линий, предназначенных для дробления одного из значимых компонентов рассыпного концентрированного комбикорма, позволяет обеспечить не только повышенную производительность, но и приготовление комбикорма с добавками [8]. Данная линия состоит из четырех абсолютно идентичных линий, каждая из которых включает в себя основное оборудование, представленное на рисунке 3.
технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса
Рис. 2. Способ получения комбикорма: 1 - емкость для сыпучих компонентов; 2 - дробилка; 3 - дозатор; 4 - компрессор; 5 - парогенератор; 6 - бункер для жидких компонентов; 7 - аэрационная камера; 8 - бункер-накопитель готового комбикорма
Fig. 2. Method of obtaining compound feed: 1 - container for bulk components; 2 - crusher; 3 - dispenser; 4 - compressor; 5 - steam generator; 6 - hopper for liquid components; 7 - aeration chamber; 8 - storage hopper for ready mixed feed Источник: разработано автором на основании анализа патентного решения
Рис. 3. Технологическая линия для приготовления комбикорма с добавками повышенной производительности: 1 - накопительный бункер; 2 - дробилка; 3 - эжектор; 4 - бункеры с добавками; 5 - смеситель Fig. 3. Processing line for the preparation of compound feed with additives of increased productivity: 1 - storage hopper; 2 - crusher; 3 - ejector; 4 - bins with additives; 5 - mixer Источник: разработано автором на основании анализа патентного решения
technologies, machines and equipment
' for the agro-industrial complex
Можно рассмотреть технологическую линию, конструкция которой позволяет повысить усвояемость кормов для животных за счет включения в технологическую цепочку очистителя сырья от механических примесей, магнитную колонку и дис-пергатора [9].
Использование очистителя и магнитной колонки позволяет повысить надежность работы линии за счет снижения вероятности выхода из строя измельчителя при попадании в него механических
примесей исходного сырья. Также применение роторного аппарата спроектированной конструкции обеспечивает повышенную однородность полученной кормосмеси, ее диспергирование и эмульгирование. А это, в свою очередь, обеспечивает пастообразную водную суспензию - корм, легкоусвояемый для сельскохозяйственных животных.
Конструкция технологической линии и состав оборудования, входящего в него, представлены на рисунке 4.
Рис. 4. Технологическая линия для приготовления кормов «Тихенко-Аргус»: 1 - загрузочное устройство; 2 - очиститель сырья; 3 - дозатор сырья; 4 - магнитная колонка; 5 - дозатор воды; 6 - измельчитель, выполненный в виде роторного аппарата гидроударного действия Fig. 4. Technological line for the preparation of feed «Tikhenko-Argus»: 1 - loading device; 2 - raw material cleaner; 3 - raw material dispenser; 4 - magnetic column; 5 - water dispenser; 6 - chopper, made in the form of a rotary hydraulic impact device Источник: разработано автором на основании анализа патентного решения
В патентном решении [10] технологическая цепочка оборудования включает в себя ионизатор, благодаря которому корм, приготовленный на данной линии, обеззараживается. Данный факт благотворно сказывается на его питательности и хранении ввиду избавления от болезнетворной микрофлоры.
Немаловажной положительной стороной можно отметить механизацию труда оператора за счет автоматизированной подачи исходного сырья в бункеры-дробилки.
Состав и последовательность оборудования, из которого состоит рассматриваемая технологическая линия, показаны на рисунке 5.
Рассмотрев несколько вариантов решений технологических линий по производству рассыпных комбикормов, можно сделать вывод, что большин-
ство технологических цепочек включают в себя три основных этапа: измельчение, дозирование, смешивание. Соответственно, основными машинами при производстве являются: измельчитель, дозатор, смеситель.
Неотъемлемым условием производства рассыпного комбикорма является тот факт, что каждый из его компонентов обязательно должен обладать определенной питательной ценностью и высоким качеством. Несмотря на это, с течением времени, особенно при транспортировке либо значительном механическом воздействии, данный вид комбикорма имеет недостаток - расслоение на отдельные компоненты. А это неуклонно приведет к тому, что животное, поедающее этот комбикорм, получит недостаточный набор компонентов, необходимых для нормального жизнеобеспечения.
технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса
Рис. 5. Технологическая линия для приготовления концентрированных кормов с их обеззараживанием: 1 - гибкий шланг с насадкой для подачи исходного сырья; 2 - пневматический транспортер; 3 - циклон; 4 - дробилка; 5 - камера вентиляторной крыльчатки; 6 - бункеры с эжекторами-дозаторами микродобавок; 7 - крыльчатки; 8 - приемная камера с эжектором-смесителем и ионизатором Fig. 5. Technological line for the preparation of concentrated feeds with their disinfection: 1 - flexible hose with a nozzle for feeding feedstock; 2 - pneumatic conveyor; 3 - cyclone; 4 - crusher; 5 - fan impeller chamber; 6 - bunkers with ejectors-dispensers of microadditives; 7 - impellers; 8 - receiving chamber with ejector mixer and ionizer Источник: разработано автором на основании анализа патентного решения
В последние годы всё большую популярность и распространение при производстве ценных комбикормов получил процесс гранулирования - процесс соединения частиц корма в более крупные путем воздействия механических процессов увлажнения, нагрева и давления. Данный процесс позволяет устранить недостаток рассыпных комбикормов, указанный выше, а точнее, сокращает его потери при транспортировке, хранении, раздаче его животным и др. Кроме этого, гранулирование частично обеспечивает превращение питательных веществ в более доступные для организма животного формы, снижает бактериальную обсемененность корма.
Рассмотрим состав и последовательность цепочки оборудования, используемого при производстве гранулированных комбикормов.
Известна линия производства гранулированных комбикормов, включающая тепловую обработку ингредиентов комбикорма [11], выполняемую реактором баротермической обработки (6). Реактор обеспечивает глубокую баротермическую обработку компонентов, а также их разогрев до нужной температуры, что способствует надежной работе пресс-гранулятора (7). Состав оборудования данной технологической линии представлен на рисунке 6.
ТРГНМП1ПП1РЯ МЛГШМРЯ Л МП FrtfffPMFIVT¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥
F/II? thf iMmiGTDiAi rrtMDi ry'^^^WWWWW
run 1 agru-u\uus lnirtl,
I I
Рис. 6. Линия производства гранулированных комбикормов: 1 - приемные бункеры для сыпучих компонентов;
2 - бункеры БМВД; 3 - приемные бункеры жидких компонентов; 4 - дозаторы; 5 - шнек-смеситель;
6 - реактор баротермической обработки; 7 - пресс-гранулятор; 8 - охладитель с транспортером Fig. 6. The production line of granular compound feeds: 1 - receiving bins for bulk components; 2 - BMVD bins;
3 - receiving bins for liquid components; 4 - dispensers; 5 - screw mixer; 6 - barothermal treatment reactor;
7 - granulator press; 8 - cooler with conveyor Источник: разработано автором на основании анализа патентного решения
Существует патентное решение, схожее с вышеописанной линией, но отличающееся тем, что вместо реактора баротермической обработки в данной технологической линии используется реактор тепловой обработки сырья, сообщающийся с парогенератором [12]. Реактор выполнен в виде цилиндрического сосуда периодического действия. Он обеспечивает обработку сырья в закрытом сосуде при повышенных температурах, что дает возможность регулирования деструкции трудноусваи-ваемых компонентов растительного сырья и позволяет получать обработанные исходные раститель-
ные компоненты комбикорма с заданными свойствами, благодаря чему повышается пищевая ценность комбикорма на основе растительной биомассы.
Дополнительно данная линия оснащена сушилкой древесной зелени с целью введения в состав комбикорма высокопротеинового растительного компонента в виде свежих листьев, позволяющего достичь полнорационного состава получаемого комбикорма.
Цепочка используемого основного оборудования линии представлена на рисунке 7.
технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса
компонентой корма / Mixing
of feed components of feed components Рис. 7. Линия для получения полнорационного комбикорма на основе растительной биомассы: 1 - бункер растительного сырья; 2 - бункер-измельчитель; 3 - реактор тепловой обработки сырья; 4 - парогенератор; 5 - приемный резервуар; 6 - бункер обработанной растительной биомассы; 7 - бункер древесной зелени; 8 - сушилка древесной зелени; 9 - измельчитель компонентов комбикорма;
10 - смеситель; 11 - гранулятор Fig. 7. A line for obtaining full-fledged compound feed based on plant biomass: 1 - vegetable raw material hopper; 2 - hopper shredder; 3 - reactor for heat treatment of raw materials; 4 - steam generator; 5 - receiving tank; 6 - bunker of processed plant biomass; 7 - tree greenery bunker; 8 - dryer of wood greens; 9 - shredder of feed components; 10 - mixer; 11 - granulator Источник: разработано автором на основании анализа патентного решения
Разработан способ приготовления гранулированных комбикормов с введением в технологическую цепочку увлажнителя, установку инфракрасного облучения, темперирующий (теплоизолированный) бункер, плющилку [13].
Процесс производства гранулированного корма по данному способу включает в себя прохождение следующих операций: исходное сырье предварительно очищают и затем порционно подают на увлажнитель с целью обеспечения оптимального значения влажности будущего комбикорма. Увлажненное зерно поступает на установку инфракрасного облучения, где оно нагревается до температуры
130-170 °С. Благодаря совместному действию повышенной температуры и ИК-облучения белки, жиры и углеводы становятся более усвояемыми, что приводит к повышению пищевой ценности комбикорма. После этого сырье подвергается плющению и далее отправляется в дробилку и смеситель, совмещенный с кавитационной установкой для обеспечения процесса гидролизации. Это впоследствии положительно влияет на усвояемость комбикорма животными.
Схема используемого оборудования данного способа представлена на рисунке 8.
technologies, machines and equipment
' for the agro-industrial complex
Рис. 8. Способ приготовления гранулированных комбикормов: 1 - бункер (загрузочное устройство); 2 - шнековый дозатор; 3 - увлажнитель; 4 - установка инфракрасного облучения; 5 - темперирующий бункер; 6 - плющилка (трехвальцовый аппарат); 7 - дробилка; 8 - накопительный бункер; 9 - дозатор; 10 - смеситель с кавитационной установкой; 11 - гранулятор Fig. 8. Method of preparation of granulated compound feeds: 1 - hopper (loading device); 2 - screw dispenser; 3 - humidifier; 4 - infrared irradiation unit; 5 - tempering hopper; 6 - flattener (three-roll apparatus); 7 - crusher; 8 - storage hopper; 9 - dispenser; 10 - mixer with cavitation unit; 11 - granulator Источник: разработано автором на основании анализа патентного решения
С целью обеззараживания исходного сырья путем воздействия высоких температур и низкого давления всё более широкое применение приобретает процесс экструдирования. Комбикорм, который подвергают процессу экструдирования, становится более безопасным для употребления животными даже без дополнительной обработки: корм приобретает наиболее благоприятную форму для усвоения его организмом.
Существует линия производства престартер-ных комбикормов, оборудование которой позволяет улучшить микробиологические характеристики и повысить кормовую ценность корма, предназначенного для скармливания молодняку сельскохозяйственных животных [14].
Данная линия представлена рядом последовательно соединенных машин и оборудования, основные из которых представлены на рисунке 9.
Существует немало вариантов технологических линий приготовления комбикормов, в которых производят совмещение поточной линии гранулирования и экструдирования. Данное мероприятие позволяет сократить капитальные вложения в покупку оборудования, а также снизить эксплуатационные и энергетические затраты за счет совмещения технологических процессов и уменьшения числа задействованного оборудования.
Имеет место линия производства гранулированных кормов, включающая три параллельно установленные технологические линии: линию компонентов, подлежащих экструдированию; линию компонентов, не подлежащих экструдированию; линию экструдирования отходов [15].
Оборудование, входящее в данную линию, представлено на рисунке 10.
технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса
Рис. 9. Линия производства престартерных комбикормов: 1 - оперативный бункер; 2 - кондиционер; 3 - экструдер; 4 - охладитель; 5 - измельчитель; 6 - наддозаторные бункеры; 7 - весовой дозатор; 8 - смеситель; 9 - бункер готовой продукции Fig. 9. Prestarter feed production line: 1 - operational hopper; 2 - air conditioner; 3 - extruder; 4 - cooler; 5 - shredder; 6 - superdozator bunkers; 7 - weight dispenser; 8 - mixer; 9 - finished product hopper Источник: разработано автором на основании анализа патентного решения
technologies, machines and equipment
' for the agro-industrial complex
Рис. 10. Линия производства гранулированных кормов: 1 - дробилка; 2 - смеситель; 3 - бункер ворошитель-накопитель; 4 - дробилка; 5 - бункер-загрузчик; 6 - пастоприготовитель; 7 - парогенератор; 8 - бункер-ворошитель; 9 - пресс-гранулятор; 10 - охладитель с циклоном и вентилятором; 11 - бункер готовой продукции; 12 - экструдер; 13 - измельчитель отходов Fig. 10. Granulated feed production line: 1 - crusher; 2 - mixer; 3 - hopper agitator-accumulator; 4 - crusher; 5 - hopper loader; 6 - paste maker; 7 - steam generator; 8 - hopper agitator; 9 - press granulator; 10 - cooler with cyclone and fan; 11 - finished product hopper; 12 - extruder; 13 - waste shredder Источник: разработано автором на основании анализа патентного решения
Увеличение технологических возможностей линии по производству комбикормов, влияющих на перевариваемость получаемого продукта, можно проследить на примере линии производства экстру-дированных комбикормов [16], содержащей помимо основного оборудования, установки шоковой раз-морозки, которые позволяют воздействовать на лузгу и отруби, придавая им хрупкость для дальнейшего эффективного их измельчения. Состав оборудования данной технологической линии представлен на рисунке 11.
Существует линия производства экструдиро-ванных продуктов [17], включающая устройство для предварительной гидротермической обработки исходного сырья, благодаря которому смесь подвергается воздействию пара, в результате чего обеспечивается оптимальное значение влажности и происходит частичная декстринизация крахмала и денатурация белков. Тем самым упрощается следующий процесс технологической цепочки - экструзия.
технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса
Рис. 11. Линия производства экструдированных комбикормов: 1 - емкости для хранения сыпучих компонентов; 2 - установка шоковой разморозки; 3 - молотковая дробилка; 4 - роторная дробилка; 5 - бункер для хранения жидких компонентов; 6 - ленточный транспортер; 7 - смеситель; 8 - экструдер; 9 - сушилка; 10 - смеситель Fig. 11. The production line of extruded compound feeds: 1 - storage tanks for bulk components; 2 - shock defrosting unit; 3 - hammer crusher; 4 - rotary crusher; 5 - hopper for storing liquid components; 6 - belt conveyor; 7 - mixer; 8 - extruder; 9 - dryer; 10 - mixer Источник: разработано автором на основании анализа патентного решения
Дегазатор-паросорбер, расположенный после экструдера, оснащенный ИК-нагревателями и виброситом, способствует интенсивному нагреву гранул, благодаря чему из них испаряется часть влаги и выходит воздух.
Конструкция данной линии позволяет повысить ее технологические возможности и сократить время обработки исходного сырья в экструдере, используя более низкие температуры.
Состав оборудования линии показан на рисунке 12.
Обеспечение сельскохозяйственных животных полнорационными сбалансированными кормами является важнейшим условием их роста и производительности [18].
Одним из термомеханических способов воздействия на сырье является процесс экспандирова-
ния. В результате можно получить комбикорм пористой структуры с большей поверхностью частиц, что снижает вероятность травмирования внутренних органов животных, повышая его усвояемость. Также данный процесс обработки практически не сопровождается выделением пыли, снижая тем самым налипание на дыхательные и пищеварительные органы.
Скармливание комбикорма, подвергшегося экспандированию, положительно влияет на развитие и стимулирование ферментной системы молодняка за счет расщепления крахмала.
Ивановым Ю. А. и др. разработан способ и установка для производства экспандированных кормов, включающий, кроме основного оборудования, экспандер [19]. Схема установки представлена на рисунке 13.
technologies, machines and equipment for the agro-industrial complex
Рис. 12. Линия производства экструдированных продуктов: 1 - загрузочные бункеры; 2 - дозаторы; 3 - ленточный транспортер; 4 - смеситель; 5 - устройство для предварительной гидротермической обработки сырья; 6 - экструдер; 7 - дегазатор-паросорбер; 8 - дражировочный аппарат; 9 - сушилка с парогенератором и
вентилятором; 10 - бункер-накопитель Fig. 12. The production line of extruded products: 1 - loading bins; 2 - dispensers; 3 - belt conveyor; 4 - mixer; 5 - device for preliminary hydrothermal processing of raw materials; 6 - extruder; 7 - degasser-steam sorber; 8 - dry-grease apparatus; 9 - dryer with steam generator and fan; 10 - storage hopper Источник: разработано автором на основании анализа патентного решения
Рис. 13. Способ и установка для производства экспандированных комбикормов: 1 - приемный бункер; 2 - циклон с вентилятором; 3 - дозатор; 4 - смеситель-нормализатор; 5 - экспандер; 6 - структуратор; 7 - охладитель; 8 - просеиватель; 9 - вальцевой станок Fig. 13. Method and installation for the production of expanded compound feeds: 1 - receiving hopper; 2 - cyclone with fan; 3 - dispenser; 4 - mixer-normalizer; 5 - expansion; 6 - structurator; 7 - cooler; 8 - sifter; 9 - roller machine Источник: разработано автором на основании анализа патентного решения
технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса
Существует линия производства экспандиро-ванных комбикормов в рассыпном, гранулированном виде и в виде крупки из гранул [20]. Данная возможность достигается путем совместного использования в линии экспандера и пресс-гранулятора.
Помимо вышеописанного, благодаря вводу в кондиционер-смеситель растительного масла повышается качество и пищевая ценность будущего комбикорма.
Состав и последовательность оборудования, применяемого для данной линии, представлена на рисунке 14.
Рис. 14. Линия производства экспандированных комбикормов в рассыпном, гранулированном и в виде крупки из гранул: 1 - накопительный бункер; 2 - магнитная колонка; 3 - кондиционер-смеситель; 4 - экспандер; 5 - структуратор; 6 - пресс-гранулятор; 7 - охладительная колонка; 8 - измельчитель Fig. 14. The production line of expanded compound feeds in loose, granular and in the form of grits from granules: 1 - storage hopper; 2 - magnetic column; 3 - air conditioner mixer; 4 - expander;
5 - structurator; 6 - press granulator; 7 - cooling column; 8 - shredder Источник: разработано автором на основании анализа патентного решения
Обращает на себя внимание линия производства полнорационных комбикормов [21], авторы которой ставят перед собой цель снижения энергозатрат, уничтожения патогенной микрофлоры, рас-
ширения ассортимента производимых полнорационных комбикормов, снижения экологической нагрузки на окружающую среду за счет переработки органических отходов.
technologies, machines and equipment
' for the agro-industrial complex
Для осуществления поставленных целей предполагается использование в технологической цепочке данной линии биогазовую установку, в процессе работы которой подавляются патогенные микроорганизмы, гибнут семена сорняков, почти полностью устраняются канцерогенные вещества.
Применение микронизатора, оснащенного газовыми ИК-обогревателями, ведет к разрыву водородных связей в гранулах крахмала.
Последовательность оборудования, входящего в установку, показана на рисунке 15.
сброженный субстрат / fermented substrate Рис. 15. Линия производства полнорационных комбикормов с использованием биогаза: 1 - емкости твердого субстрата; 2 - емкости жидкого субстрата; 3 - бункер зернового сырья; 4 - бункер для отволаживания; 5 - биореактор с мешалкой и кавитационной установкой; 6 - аппарат для замачивания зерна; 7 - бункер БМВД; 8 - микронизатор с газовыми ИК-обогревателями; 9 - газгольдер; 10 - дробилка; 11 - смеситель; 12 - фасовочно-упаковочный аппарат Fig. 15. The production line of complete compound feeds using biogas: 1 - containers of solid substrate; 2 - containers of liquid substrate; 3 - grain raw material hopper; 4 - hopper for cooling; 5 - bioreactor with agitator and cavitation unit; 6 - grain soaking apparatus; 7 - BMVD hopper; 8 - micronizer with gas IR heaters; 9 - gas tank; 10 - crusher; 11 - mixer; 12 - filling and packing apparatus Источник: разработано автором на основании анализа патентного решения
Заключение
Таким образом, проведенный анализ существующих линий по производству комбикормов позволяет сделать следующие выводы в области выбора технологического процесса и оборудования:
1. Прежде всего, нужно четко определить и сформулировать назначение линии, состав и вид исходных компонентов.
2. Технологический процесс производства рассыпных комбикормов включает в себя последо-
вательность операций: прием, накопление и очистка сырья, дозирование, дробление, смешивание компонентов, выдача готового комбикорма. Оборудование, используемое при производстве, можно представить в виде следующей схемы (таблица 1).
3. При процессах гранулирования, экструди-рования и экспандирования кормов дополнительно в линию вводят следующее оборудование (таблица 2).
технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса
Таблица 1. Перечень оборудования, используемого при производстве рассыпных комбикормов Table 1. List of equipment used in the production of loose compound feeds
Выгрузка готового комбикорма/ Unloading of finished compound feed
Прием сырья / Reception of raw materials
- загрузочный бункер / loading hopper
- накопительный бункер / storage hopper
- емкость для компонентов / capacity for components
- бункер ворошитель-накопитель / hopper agitator-storage
- дозатор / dispenser
- сепаратор / separator
- аспиратор / aspirator
- увлажнитель / humidifier
- дробилка / crusher
- эжектор / ejector
- магнитная колонка / magnetic column
- циклон / cyclone
- вентилятор / fan
- сушилка / dryer
- камнеотборник / stone collector
- просеивающая машина / screening machine
- установка шоковой раз-морозки / shock freezing installation
- смеситель / mixer
- измельчитель / shredder
- устройство для гидротермической обработки сырья / device for hydrothermal processing of raw materials
- кавитационная установка / cavitation installation
- установка ИК-облучения / installation of IR irradiation
- реактор тепловой обработки / heat treatment reactor
- реактор баротермической обработки / barothermal treatment reactor
- ионизатор / ionizer
- парогенератор / steam generator
- кондиционер / air conditioning
- вентиляторная камера / fan chamber
- аэрационная камера / aeration chamber
-бункер-накопитель готовой продукции / storage hopper of finished products - приемная камера / reception chamber
Источник: разработано автором на основании анализа патентных решений
Таблица 2. Оборудование, используемое при гранулировании, экструдировании и экспандировании комбикормов
Table 2. Equipment used in granulation, extrusion and expansion of compound feeds
Гранулирование / Granulation
Экструдирование / Extrusion
Экспандирование / Expansion
гранулятор / granulator охладитель / cooler циклон / cyclone вентилятор / fan парогенератор / steam generator
- экструдер / extruder
- охладитель/ cooler
- пастоприготовитель / paste maker
- сушилка / dryer
- дегазатор-паросорбер / degasser-steam sorber
- дражировочный аппарат / draining machine
- кондиционер / air conditioning
- экспандер / expander -структуратор / structurator
- вальцевой станок / roller machine
- просеиватель / sifter
Источник: разработано автором на основании анализа патентных решений
Таким образом, обеспечение оптимальных режимов работы технологического оборудования при производстве полнорационных комбикормов для сельскохозяйственных животных неуклонно приведет к обеспечению высокого качества готово-
го продукта, а также к снижению его себестоимости, экономии сырья и электроэнергии. Главной задачей эффективного кормопроизводства можно назвать снижение количества используемого оборудования при его максимальной производительности.
Вестник НГИЭИ. 2023. № 6 (145). C. 18-36. ISSN2227-9407 (Print) Bulletin NGIEI. 2023. № 6 (145). P. 18-36. ISSN2227-9407 (Print)
ТРГНМП! nfllFS МЛГШМРЯ Л МП FrtfffPMFIVT¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥
F/ll? THF IMTWIGTBIAI mMDI ry'^^^WWWWW
run 1 agru-u\uus lnirtl,
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Школьников П. Н. Технологии и технические средства блочно-модульного типа для приготовления и раздачи кормов, адаптированные к условиям малых ферм крупного рогатого скота : дис...д-ра техн.наук. 05.02.01. Благовещенск, 2021. 349 с.
2. Сыроватка В. И., Герасимов В. И. Машинные технологии приготовления комбикормов в хозяйствах : монография. Москва : ГНУ ВНИИМЖ, 2010. 248 с.
3. Завражнов А. И. Проектирование производственных процессов в животноводстве. М. : Колос, 1994.
301 с.
4. Афанасьев В. А. Руководство по технологии комбикормов, белково-витаминно-минеральных концентратов и премиксов. Т. 1. Воронеж : Элист, 2008. 196 с.
5. Афанасьев В. А. Руководство по технологии комбикормов, белково-витаминно-минеральных концентратов и премиксов. Т. 2. Воронеж : Элист, 2008. 295 с.
6. Ужик В. Ф., Булавин С. А., Грицаенко В. И., Скляров А. И. Патент № 2276568 C1 РФ. Цех для приготовления комбикормов; заявл. 03.12.04; опубл. 20.05.06, Бюл. № 10.
7. Тарасов В. П. Патент № 2613464 C РФ. Способ получения комбикормов; заявл. 25.11.15; опубл. 16.03.17, Бюл. № 8.
8. Маркин О. Ю., Маркин Ю. С. Патент № 94875 U1 РФ. Технологическая линия для приготовления комбикорма с добавками повышенной производительности; заявл. 11.01.10; опубл. 10.06.10, Бюл. № 16.
9. Тихенко В. Н. Патент № 2223013 C2 РФ. Технологическая линия для приготовления кормов «Тихенко-Аргус»; заявл. 25.12.01; опубл. 10.02.04, Бюл. № 4.
10. Маркин О. Ю. Патент № 84195 U1 РФ. Технологическая линия для приготовления концентрированных кормов с их обеззараживанием; заявл. 04.03.09; опубл. 10.07.09, Бюл. № 19.
11. Сыроватка В. И., Иванов Ю. А., Обухов А. Д. Патент № 2486850 C1 РФ. Линия производства гранулированных комбикормов; заявл. 24.01.12; опубл. 10.07.13, Бюл. № 19.
12. Просвирников Д. Б., Салдаев В. А. Патент № 2703801 C1 РФ. Линия для получения полнорационного комбикорма на основе растительной биомассы; заявл. 04.02.19; опубл. 22.10.19, Бюл. № 30.
13. Ханаев С. И. Патент № 2731544 C1 РФ. Способ приготовления гранулированных комбикормов; заявл. 15.11.19; опубл. 04.09.20. Бюл. № 25.
14. Афанасьев В. А., Петров Н. В., Трунова Л. А., Бахметьев Р. Д. Патент № 2543271 C1 РФ. Линия производства престартерных комбикормов; заявл. 25.06.13; опубл. 27.02.15.15.
15. Гордеев В. П. Патент № 2469624 C1 РФ. Линия производства гранулированных кормов; заявл. 20.04.11; опубл. 20.12.12, Бюл. № 35.
16. Коротков В. Г., Попов В. П., Антимонов С. В., Кишкилев С. В. Патент № 2489946 C1 РФ. Линия производства экструдированных комбикормов; заявл. 26.12.11; опубл. 20.08.13, Бюл. № 23.
17. Остриков А. Н., Василенко В. Н., Абрамов О. В. Патент № 2302337 C1 РФ. Линия производства экструдированных продуктов; заявл. 10.01.06; опубл. 10.07.07, Бюл. № 19.
18. Припоров И. Е. Технология приготовления экспандированных кормов для сельскохозяйственных животных // Известия Оренбургского государтсвенного аграрного университета. 2021. № 5 (91). С. 113-117.
19. Иванов Ю. А., Комарчук Т. В., Обухова Н. В., Сыроватка В. И. Патент № 2372789 C1 РФ. Способ и установка для производства экспандированных комбикормов; заявл. 04.05.08; опубл. 20.11.09, Бюл. № 32.
20. Богомолов И. С., Бойко Л. Я., Ефремов К. И., Кочанов Д. С. Патент № 2548192 C2 РФ. Линия производства экспандированных комбикормов в рассыпном, гранулированном и в виде крупки из гранул; заявл. 30.04.13; опубл. 20.04.15, Бюл. № 31.
21. Василенко В. Н., Фролова Л. Н., Михайлова Н. А. [и др.]Патент № 2765578 C1 РФ. Линия производства полнорационных комбикормов с использованием биогаза; заявл. 16.04.21; опубл. 01.02.22, Бюл. № 4.
Статья поступила в редакцию 07.03.2023; одобрена после рецензирования 10.04.2023;
принята к публикации 12.04.2023.
ХХХХХХХХХХХ технологии, машины и оборудование ХХХХХХХХХХХ
VWWVWVW ППЯ ЛГРППРПМЫШ ПРННПГП КПМППРКГА
Информация об авторе: М. С. Симачкова - ст. преподаватель, Spin-код: 9089-8286.
REFERENCES
1. Shkolnikov P. N. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva blochno-modul'nogo tipa dlya prigotovleniya i raz-dachi kormov, adaptirovannye k usloviyam malyh ferm krupnogo rogatogo skota [Technologies and technical means of block-modular type for the preparation and distribution of feed adapted to the conditions of small cattle farms. Dr. Sci. (Engineering). Diss.], Blagoveshchensk, 2021, 349 p.
2. Syrovatka V. I. Mashinnye tekhnologii prigotovleniya kombikormov v hozyajstvah [Machine technologies of preparation of compound feeds in farms], Moscow: GNU VNIIMZH, 2010, 248 p.
3. Zavrazhnov A. I. Proektirovanie proizvodstvennyh processov v zhivotnovodstve [Design of production processes in animal husbandry], Moscow: Publ. Kolos, 1994, 301 p.
4. Afanas'ev V. A. Rukovodstvo po tekhnologii kombikormov, belkovo-vitaminno-mineral'nyh koncentratov i premiksov [Guidelines for the technology of compound feeds, protein-vitamin-mineral concentrates and premixes], Vol. 1, Voronezh: Elist, 2008, 196 p.
5. Afanas'ev V. A. Rukovodstvo po tekhnologii kombikormov, belkovo-vitaminno-mineral'nyh koncentratov i premiksov [Guidelines for the technology of compound feeds, protein-vitamin-mineral concentrates and premixes], Vol. 2, Voronezh: Elist 2008, 295 p.
6. Uzhik V. F., Bulavin S. A., Gritsaenko V. I., Sklyarov A. I. Patent 2276568 C1 RF. Cekh dlya prigotovleniya kombikormov [Shop for the preparation of compound feeds], zayavl. 03.12.04; opubl. 20.05.06, Byul. No. 10.
7. Tarasov V. P. Patent 2613464 C RF. Sposob polucheniya kombikormov [Method of obtaining compound feeds]; zayavl. 25.11.15; opubl. 16.03.17, Bul. No. 8.
8. Markin O. Yu., Markin Yu. S. Patent 94875 U1 RF. Tekhnologicheskaya liniya dlya prigotovleniya kombi-korma s dobavkami povyshennoj proizvoditel'nosti [Technological line for the preparation of compound feed with additives of increased productivity]; zayavl. 11.01.10; opubl. 10.06.10, Bul. No. 16.
9. Tikhenko V. N. Patent 2223013 C2 RF. Tekhnologicheskaya liniya dlya prigotovleniya kormov «Tihenko-Argus» [Technological line for the preparation of feed «Tikhenko-Argus»]; zayavl. 25.12.01; publ. 10.02.04, Bul. No. 4.
10. Markin O. Yu. Patent 84195 U1 RF. Tekhnologicheskaya liniya dlya prigotovleniya koncentrirovannyh kormov s ih obezzarazhivaniem [Technological line for the preparation of concentrated feeds with their disinfection]; zayavl. 04.03.09; publ. 10.07.09, Bul. No. 19.
11. Syrovatka V. I., Ivanov Yu. A., Obukhov A. D. Patent 2486850 C1 RF. Liniya proizvodstva granulirovann-yh kombikormov [Production line of granular compound feeds]; zayavl. 24.01.12; opubl. 10.07.13, Byul. No. 19.
12. Prosvirnikov D. B., Saldaev V. A. Patent 2703801 C1 RF. Liniya dlya polucheniya polnoracionnogo kombikorma na osnove rastitel'noj biomassy [A line for obtaining complete compound feed based on plant biomass]; zayavl. 04.02.19; opubl. 22.10.19, Bul. No. 30.
13. Khanaev S. I. Patent 2731544 C1 RF. Sposob prigotovleniya granulirovannyh kombikormov [Method of preparation of granulated compound feeds]; zayavl. 15.11.19; opubl. 04.09.20. Byul. No. 25.
14. Afanasyev V. A., Petrov N. V., Trunova L. A., Bakhmetyev R. D. Patent 2543271 C1 RF. Liniya proizvodstva prestarternyh kombikormov [Production line of prestarter compound feeds]; zayavl.25.06.13; opubl. 27.02.15.
15. Gordeev V. P. Patent 2469624 C1 RF. Liniya proizvodstva granulirovannyh kormov [Granulated feed production line]; zayavl. 20.04.11; opubl. 20.12.12, Bul. No. 35.
16. Korotkov V. G., Popov V. P., Antimonov S. V., Kishkilev S. V. Patent 2489946 C1 RF. Liniya proizvodstva ekstrudirovannyh kombikormov [The production line of extruded compound feeds]; zayavl. 26.12.11; opubl. 20.08.13, Bul. No. 23.
17. Ostrikov A. N., Vasilenko V. N., Abramov O. V. Patent 2302337 C1 RF. Liniya proizvodstva ekstrudirovannyh produktov [The production line of extruded products]; zayavl. 10.01.06; opubl. 10.07.07, Bul. No. 19.
18. Priporov I. E. [Technology of preparation of expanded feed for farm animals], Izvestiya Orenburgskogo gosu-dartsvennogo agrarnogo universiteta [Izvestiya Orenburg State Agrarian University], 2021, No. 5 (91), pp. 113-117.
Вестник НГИЭИ. 2023. № 6 (145). C. 18-36. ISSN2227-9407 (Print) Bulletin NGIEI. 2023. № 6 (145). P. 18-36. ISSN2227-9407 (Print)
ТРГНМП1ПП1РЯ МЛГШМРЯ Л МП FrtfffPMFIVT¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥¥
F/ii? thf iMmiÇTBiAi rrtMDi FV'WWWWWWV
rur 1 agru-u\uus înirtl, ьитгьял
19. Ivanov Yu. A., Komarchuk T. V., Obukhova N. V., Syrovatka V. I. Patent 2372789 C1 RF. Sposob i ustanovka dlya proizvodstva ekspandirovannyh kombikormov [Method and installation for the production of expanded compound feeds]; zayavl. 04.05.08; opubl. 20.11.09, Bul. No. 32.
20. Bogomolov I. S., Boyko L. Ya., Efremov K. I., Kochanov D. S. Patent 2548192 C2 RF. Liniya proizvodstva ekspandirovannyh kombikormov v rassypnom, granulirovannom i v vide krupki iz granul [The production line of expanded compound feeds in loose, granular and in the form of grains from granules]; zayavl. 30.04.13; opubl. 20.04.15, Bul. No. 31.
21. Vasilenko V. N., Frolova L. N., Mikhailova N. A. [et al.]. Liniya proizvodstva polnoracionnyh kombikormov s ispol'zovaniem biogaza Patent 2765578 C1 RF. [Production line of complete compound feeds using biogas]; zayavl. 16.04.21; opubl. 01.02.22, Bul. No. 4.
The article was submitted 07.03.2023; approved after reviewing 10.04.2023; accepted for publication 12.04.2023.
Information about the author: M. S. Simachkova - senior lecturer, Spin-code: 9089-8286.
