Научная статья на тему 'Обоснование технологии подготовки кормов к длительному хранению'

Обоснование технологии подготовки кормов к длительному хранению Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

CC BY
138
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КОРМОВЫЕ РАЦИОНЫ / ТЕХНОЛОГИЯ СУШКИ / ЭНЕРГЕТИ-ЧЕСКИЕ ЗАТРАТЫ / ТЕМПЕРАТУРА ПОВЕРХНОСТИ / ПОДАЧА ВОЗДУХА / FEED RATIONS / DRYING TECHNOLOGY / POWER INPUTS / SURFACE TEMPERATURE / AIR SUPPLY

Аннотация научной статьи по прочим сельскохозяйственным наукам, автор научной работы — Щитов С.В., Самарина Ю.Р., Гудкин А.Ф., Якименко А.В.

Себестоимость продукции животноводства складывается из множества факто-ров. Одним из них является грамотное полнорационное кормление животных, обеспе-чить которое в течение всего года в некоторых случаях не представляется возмож-ным. Поэтому основной задачей является сохранения полноценного рациона в весенне-зимний период. Предлагаемая технологическая линия подготовки многокомпонентных кормовых смесей к длительному хранению позволит обеспечить полный рацион корм-ления животных как в летний, так и в зимний периоды. Основным и неотъемлемым этапом данного процесса является сушка. Главной задачей при совершенствовании технологий сушки кормовых продуктов является уменьшение длительности процесса и, как следствие, снижение энергетических затрат. В связи с этим актуальным явля-ется проведение исследований, направленных на повышение эффективности использо-вания камерных терморадиационных сушилок периодического действия. Действие об-лучательных инфракрасных установок основано на поглощении инфракрасного излуче-ния обрабатываемыми материалами или изделиями и на превращении поглощенной лучистой энергии в теплоту, используемую для нагревания этих материалов или изде-лий в технологических целях. Молекулы воды, находящиеся в продукте, поглощают ин-фракрасные лучи и, возбуждаясь, нагреваются. То есть, в отличие от всех других видов сушки, энергия подводится непосредственно к воде продукта, чем достигается высокое КПД. Анализ экспериментальных исследований показал, что одной из возможности совершенствования технологического процесса сушки является сочетание термора-диационного и конвективного способов подвода тепла в сушильную камеру. Проведен-ные исследования показывают, что использование конвекции в процессе сушки значи-тельно снижает длительность процесса, уменьшает энергозатраты и максимально сохраняет питательные свойства корма.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим сельскохозяйственным наукам , автор научной работы — Щитов С.В., Самарина Ю.Р., Гудкин А.Ф., Якименко А.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SUBSTANTIATION OF THE TECHNIQUE OF FODDER CONDITIONING FOR LONG-TERM STORAGE

Cost price of livestock produce consists of many factors. One of them is correct and full rational feeding that sometimes can not be possible for a whole year. Therefore the main task is preservation of wholesome ration in spring-winter period. The suggested technological line of conditioning multi-component fodder mixtures for long-term storage allows farmers to pro-vide full ration for animals in summer and in winter as well. Main and integral part of this process is drying. Main objective in improvement of fodder drying is the reduction of the dura-tion of the process and as a consequence of this, reduce in energy expenditures. In connection with this reason the research into enhancing efficiency of chamber type radiant heating oven are becoming actual. The operation of radiant infrared unit is based on absorbing of infrared rays by the processed materials or products and on converting ray energy into warmth used for heating these materials or products for technologic purposes. Water molecules being inside the product absorb infrared rays and having been induced they get warmed. I.e. contrary to all other kinds of dryers the energy is forwarded directly to the product’s water and that provides high efficiency. The analysis of experimental investigations showed that one of the ways of improving technologic process of drying is combination of radiant heating and convection methods of heat supply into drying chamber. The research carried out show that the use of convection in the process of drying considerably reduce the duration of the process, reduce power inputs and maximally preserve nourishing qualities of fodder.

Текст научной работы на тему «Обоснование технологии подготовки кормов к длительному хранению»

4. Пат. 2554997 Российская Федерация, A01D87/10. Всасывающе-нагнетательное устройство для сбора половы / Присяжная Серафима Павловнами]; Присяжный Михаил Михайлович[RU]; Панасюк Александр Николаевич^Ц]; Присяжная Ирина Михайловнами]; Айбатов Инсур Манну-рович^Щ; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Дальневосточный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйствами] - 2013135633/13: заявл. 2013.07.29; опубл. 2015.07.10.

Reference

1. Pat. 2315464 Rossijskaya Federatsiya, A01D41/12. Prisposoblenie k zernouborochnomu kombainu dlya sbora soevoi polovy (Patent 2315464 Russian Federation, A01D41/12. Soy Chaff Gatherer for Combine Harvester), Prisyazhnaya Serafima Pavlovna[RU], Prisyazhnyi Mikhail Mikhailovich[RU], Dykin Anatoli) Petrovich[RU], zayavitel' i patentoobladatel' Federal'noe gosudarstvennoe obrazovatel'noe uchrezhdenie vysshego professional'nogo obrazovaniya Dal'nevostochnyi gosudarstvennyi agrarnyi uni-versitet[RU], 2006124721/12, zayavl. 2006.07.10, opubl. 2008.01.27.

2. Pat. 2417572 Rossijskaya Federatsiya, A01D41/12. Kopnitel' dlya sbora polovy (Patent 2417572 Russian Federation, A01D41/12. Shocker for Chaff Gathering), Prisyazhnaya Serafima Pavlovna[RU], Prisyazhnyi Mikhail Mikhailovich[RU], Prisyazhnaya Irina Mikhailovna[RU], Panasyuk Aleksandr Niko-laevich[RU], Kalent'ev Konstantin Anatol'evich[RU], Tatarinov Mikhail Ivanovich[RU], Petsyk Pavel Ale-ksandrovich[RU], zayavitel' i patentoobladatel' Gosudarstvennoe nauchnoe uchrezhdenie Dal'nevostochnyi nauchno-issledovatel'skij i proektno-tekhnologicheskij institut mekhanizatsii i elektrifikatsii sel'skogo kho-zyaistva Rossel'khozakademii[RU], 2009133149/21, zayavl. 2009.09.03, opubl. 2011.05.10.

3. Pat. 2506737 Rossijskaya Federatsiya, A01D91/04, A01D45/22. Sposob sbora biologicheskogo urozhaya soi s izmel'cheniem i razbrasyvaniem solomy i ustroistvo dlya ego osushhestvleniya (Patent 2506737 Russian Federation, A01D91/04, A01D45/22. Method and Equipment for Soy Harvesting with Straw Crushing and Spreading), Panasyuk Aleksandr Nikolaevich[RU], Prisyazhnaya Serafima Pav-lovna[RU], Prisyazhnyi Mikhail Mikhailovich[RU], Prisyazhnaya Irina Mikhailovna[RU], Kalent'ev Konstantin Anatol'evich[RU], Malyshevskij Taras Anatol'evich[RU], zayavitel' i patentoobladatel' Gosudar-stvennoe nauchnoe uchrezhdenie Dal'nevostochnyi nauchno-issledovatel'skii institut mekhanizatsii i el-ektrifikatsii sel'skogo khozyaistva Rossel'khozakademii[RU], 2011134977/13, zayavl. 2011.08.19, opubl. 2013.02.27.

4. Pat. 2554997 Rossijskaya Federatsiya, A01D87/10. Vsasyvayushhe-nagnetatel'noe ustroistvo dlya sbora polovy (Patent 2554997 Russian Federation, A01D87/10. Intake-Discharge Device for Chaff Gathering), Prisyazhnaya Serafima Pavlovna[RU], Prisyazhnyi Mikhail Mikhailovich[RU], Panasyuk Aleksandr Nikolaevich[RU], Prisyazhnaya Irina Mikhailovna[RU], Aibatov Insur Mannurovich[RU], zayavitel' i patentoobladatel' Federal'noe gosudarstvennoe byudzhetnoe nauchnoe uchrezhdenie Dal'nevostochnyi nauchno-issledovatel'skij institut mekhanizatsii i elektrifikatsii sel'skogo khozyaistva[RU], 2013135633/13, zayavl. 2013.07.29, opubl. 2015.07.10.

УДК 636.085 ГРНТИ 68.39.15

Щитов С.В., д-р техн. наук, профессор;

Самарина Ю.Р., канд.техн. наук, доцент;

Гудкин А.Ф., д-р с-х наук, профессор;

Якименко А.В., канд. техн. наук, доцент

ФГБОУ ВО Дальневосточный ГАУ,

г. Благовещенск, Амурская область, Россия

E-mail: uoup_dalgau@mail.ru; ursa1980@mail.ru

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ КОРМОВ

К ДЛИТЕЛЬНОМУ ХРАНЕНИЮ

Себестоимость продукции животноводства складывается из множества факторов. Одним из них является грамотное полнорационное кормление животных, обеспечить которое в течение всего года в некоторых случаях не представляется возможным. Поэтому основной задачей является сохранения полноценного рациона в весенне-зимний период. Предлагаемая технологическая линия подготовки многокомпонентных

кормовых смесей к длительному хранению позволит обеспечить полный рацион кормления животных как в летний, так и в зимний периоды. Основным и неотъемлемым этапом данного процесса является сушка. Главной задачей при совершенствовании технологий сушки кормовых продуктов является уменьшение длительности процесса и, как следствие, снижение энергетических затрат. В связи с этим актуальным является проведение исследований, направленных на повышение эффективности использования камерных терморадиационных сушилок периодического действия. Действие об-лучательных инфракрасных установок основано на поглощении инфракрасного излучения обрабатываемыми материалами или изделиями и на превращении поглощенной лучистой энергии в теплоту, используемую для нагревания этих материалов или изделий в технологических целях. Молекулы воды, находящиеся в продукте, поглощают инфракрасные лучи и, возбуждаясь, нагреваются. То есть, в отличие от всех других видов сушки, энергия подводится непосредственно к воде продукта, чем достигается высокое КПД. Анализ экспериментальных исследований показал, что одной из возможности совершенствования технологического процесса сушки является сочетание терморадиационного и конвективного способов подвода тепла в сушильную камеру. Проведенные исследования показывают, что использование конвекции в процессе сушки значительно снижает длительность процесса, уменьшает энергозатраты и максимально сохраняет питательные свойства корма.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: КОРМОВЫЕ РАЦИОНЫ, ТЕХНОЛОГИЯ СУШКИ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЗАТРАТЫ, ТЕМПЕРАТУРА ПОВЕРХНОСТИ, ПОДАЧА ВОЗДУХА

UDC 636.085

Schitov S.V., Dr Tech. Sci., Professor;

Samarina Yu. R., Cand. Tech. Sci., Associate Professor;

Gudkin A.F., Dr Agr. Sci., Professor;

Yakimenko A.V., Cand. Tech. Sci., Associate Professor;

Far Eastern State Agricultural University,

Blagoveshhensk, Amur region, Russia

E-mail: uoup_dalgau@mail.ru;ursa1980@mail.ru

SUBSTANTIATION OF THE TECHNIQUE OF FODDER CONDITIONING FOR LONG-TERM STORAGE

Cost price of livestock produce consists of many factors. One of them is correct and full rational feeding that sometimes can not be possible for a whole year. Therefore the main task is preservation of wholesome ration in spring-winter period. The suggested technological line of conditioning multi-component fodder mixtures for long-term storage allows farmers to provide full ration for animals in summer and in winter as well. Main and integral part of this process is drying. Main objective in improvement offodder drying is the reduction of the duration of the process and as a consequence of this, reduce in energy expenditures. In connection with this reason the research into enhancing efficiency of chamber type radiant heating oven are becoming actual. The operation of radiant infrared unit is based on absorbing of infrared rays by the processed materials or products and on converting ray energy into warmth used for heating these materials or products for technologic purposes. Water molecules being inside the product absorb infrared rays and having been induced they get warmed. I.e. contrary to all other kinds of dryers the energy is forwarded directly to the product's water and that provides high efficiency. The analysis of experimental investigations showed that one of the ways of improving technologic process of drying is combination of radiant heating and convection methods of heat supply into drying chamber. The research carried out show that the use of convection in the

process of drying considerably reduce the duration of the process, reduce power inputs and maximally preserve nourishing qualities of fodder

KEY WORDS: FEED RATIONS, DRYING TECHNOLOGY, POWER INPUTS, SURFACE TEMPERATURE, AIR SUPPLY

В настоящее время одной из приоритетных задач в работе агропромышленного комплекса является дальнейшее развитие отрасли животноводства. Для повышения продуктивности животных, увеличения производства продукции животноводства и снижения ее себестоимости важным условием является полноценное кормление, предусматривающее выдачу животным полнорационных многокомпонентных кормовых смесей. Такие смеси значительно лучше перевариваются животными и способствуют повышению продуктивности на 10-14%. Многочисленными исследованиями выявлено, что наиболее рационально скармливать КРС полнорационные кормосмеси, приготовленные непосредственно перед раздачей, но это не всегда возможно. Избежать проблем с кормлением можно, создав запас прессованных кормосмесей. В тоже время при кормлении крупного рогатого скота брикетированными кормами у них нарушается работа рубца, уменьшается продуктивность и снижается жирность молока, поэтому наиболее эффективной формой прессованных кормов для крупного рогатого скота является кормовая смесь из различных компонентов, приготовленная в виде гранул [1].

Полнорационные гранулы по физической форме больше отвечают физиологическим потребностям молочных коров, чем гранулы из частиц мелкого помола. На качество гранулированного корма влияет технология его приготовления, в том числе и высоко- или низкотемпературная сушка. Но в процессе высокотемпературной сушки некоторые незаменимые аминокислоты, входящие в состав травяного белка, разлагаются топочными газами, образуя нерастворимые формы коллоидов -пектиновые вещества, которые резко снижают перевариваемость клетчатки.

Поэтому актуальным является вопрос изыскания наиболее рациональных технологий, режимов и параметров сушильного оборудования.

Цель исследований - повышение эффективности процессов подготовки многокомпонентных кормовых смесей для КРС путем разработки технологии и средств в механизации для их длительного хранения.

Объект исследований - технологический процесс подготовки кормов для КРС к длительному хранению.

Предмет исследований - закономерности, определяющие влияние изменения конструктивных параметров и режимов работы на полные энергозатраты.

Основной проблемой при кормлении скота с точки зрения создания полноценного кормового рациона является невозможность его обеспечения в течение года, особенно зимой. Основными кормами для крупного рогатого скота являются зеленые растения, сено, силос, корнеклубнеплоды, концентраты. Установлено, что для обеспечения полноценного кормления дойных коров живой массой 500 кг с надоем 12 литров необходимо до 34 кг многокомпонентного корма в день или 13 кормовые единицы. Обеспечение такого рациона в условиях Амурской области возможно в только в летне-осенний период. Поэтому основная задача данного исследования состоит в нахождении путей сохранения полноценного рациона в весенне-зимний период.

Проанализировав существующие кормовые рационы, рассмотрим технологические цепочки подготовки рациона на примере основных видов кормов, таких как сенаж, силос, корнеклубнеплоды и зерно. Рассмотрим более подробно технологические процессы подготовки различных кормов к вскармливанию

Силос - питательный и дешевый корм, пригодный для кормления всех видов сельскохозяйственных животных. Технологический процесс подготовки силоса представлен на рисунке 1, а [2].

уборко\

скашибание трабастоя косилкой - измельчителем

\_пробялибание на полях \ _1_

сбор скошенной трабы кормоуборочным комбайном _б прицепы или прессобание 6 рулоны_

консербация и складиробание б упакобанные б полиэтилен скирды, силосные ямы, силосные башни _или б рулонах, обернутых полиэтиленом_

I

зимнее хранение

I

| бскрытие траншеи

достабка к месту переработки

измельчение

I

кормление

а)

В общем случае себестоимость или энергозатраты, связанные с кормлением, будут во многом зависеть от всех видов затрат, связанных с технологическим процессом их получения.

^кормление ~| б)

Рис.1. Технологическая схема:

а) подготовка силоса к скармливанию, б)подготовка сенажа к скармливанию

Иными словами, полные энергозатраты согласно приведенной схеме технологического процесса (рисунок 1, а) будут равны:

п

I е

пол. хр

1е = 1Е +1Е + 1Е +УЕ

^^ пол / 1 пол. V / 1 пол.хр / 1 пол.ск / 1 зи

1=1 - полные энергозатраты, связан-

ные с подготовкой корма к хранению и

п

Те

I : пол.пер

1=1

1=1 ,(1)

1 =1

1=1

1=1

пол. V

где 1=1 - полные энергозатраты, связанные с технологическим процессом их получения (от уборки до транспортировки

п

/ > пол.ск

к месту хранения), МДж/кг; 1=1 -

полные энергозатраты, связанные с извлечением корма с зимнего хранения и доставкой к месту переработки, МДж/кг;

1=1

имним хранением, МДж/кг; полные энергозатраты, связанные с переработкой корма и подготовкой к скармливанию, МДж/кг.

Анализируя выражение (1), можно отметить, что на полные энергозатраты большое влияние оказывают составляю-

п

/ > пол.хр

щие 1=1 (энергозатраты, связанные с подготовкой корма к хранению, зимнее хранение и извлечение корма в зимний период с последующей погрузкой и транспортировкой к месту переработки). Сле-

п

п

п

п

п

довательно, снижения полных энергозатрат можно достичь, если убрать из техно-

У Е

/ > пол. хр

логической линии 1= . При данной

схеме кормления потери энергозатрат могут составить 25-30%.

Сенаж - такой вид корма получил широкое распространение на молочных фермах и вполне может быть использован в личных подсобных хозяйствах.

Процесс подготовки сенажа к скармливанию можно проследить по технологической цепочке, представленной на рисунке 1, б. Анализируя представленную схему (рис. 1, б) можно отметить, что основным недостатком является подготовка к длительному хранению и доставка корма на ферму зимой. В данном случае полные энергозатраты, связанные с подготовкой сенажа к скармливанию, также можно описать уравнением (1). Вместе с тем необходимо отметить, что здесь присутствует ряд операций, которые существенно влияют на составляющие полных энергозатрат: загрузка в герметичное хра-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

нилище, герметизация, хранение, вскрытие, погрузка и доставка к месту переработки (скармливанию). При этом необходимо отметить, что при данной схеме потери питательных веществ могут составлять до 10-12%.

Зерно - важнейший концентрированный корм для животных.

Технологическая схема процесса подготовки зернового материала к скармливанию представлена на рисунке 2, а. Анализируя данную схему, необходимо отметить, что в данном случае выражение (1) справедливо будет представить в следующем виде

пол. пер " . (2)

У Е = УЕ +Уе

/ > пол / > пол. у / > п г=1 г=1

Корнеклубнеплоды - эти корма обладают высокими диетическими и молокогонными свойствами. Они хорошо поедаются животными, стимулируют у них аппетит, улучшают поедаемость и переваримость всего рациона. В общем случае технологический процесс подготовки корнеклубнеплодов к скармливанию представлен на рисунке 2, б.

а)

уборка __

сушка, пробетрибание

I.

транспортировка к месту хранения \

т

~закладка б бункера \

т

\_зимнее хранение \

_I

извлечение из бункера \

транспортировка до места переработки 1

моика~\

измель чение (чипсы, кубики!

т

\_кормление ]

б)

Рис. 2. Технологическая схема:

а) подготовка зернового материала к скармливанию, б) подготовка корнеклубнеплодов к скармливанию

Анализ технологической схемы подготовки корнеклубнеплодов к скармливанию позволяет сделать вывод, что полные энергозатраты будут определяться уравнением (1).

Проведем энергетический анализ существующих технологических процессов приготовления кормов.

Как показали проведенные исследования существующих технологических процессов приготовления корма, одной из трудоемких и энергозатратных операций является подготовка кормового материала к хранению, зимнее хранение и извлечение материала из хранилищ в зимний период.

Если в общем случае отбросить все энергозатраты на посев, уход за посевами и уборку культур, а взять во внимание только процесс приготовления корма, то для обеспечения эффективного кормления должно выполняться условие [2]

IЕ ■ п

о ^^ пол

С = ^ = -1=-

е е

^ Ш1П

(3)

где С - себестоимость единицы продукции животноводства, руб; Q - объем продукции животноводства (надой, привес и т.д.), кг; Зп -приведенные затраты на производство про-

п

/ > пол

дукции животноводства, руб; 1=1 - полные энергозатраты на производство продукции животноводства, МДж/кг;п - рублевый эквивалент единицы полных энергозатрат, руб/МДж.

Для упрощения анализа примем во внимание, что расстояние от места уборки культур до места кормления животных независимо от технологического процесса остается постоянным. В этом случае затраты без зимнего хранения будут равны

Зп =З

тр ,

(4)

где Зтр - затраты на доставку продукции от места уборки до места подготовки к скармливанию, р.

В случае зимнего хранения затраты определяются по выражению

Зп Зтр + Зхр, ,

(5)

где Зхр - затраты на подготовку к хранению, зимнее хранение и извлечение материала из хранилищ в зимний период, р.

Тогда уравнение (3)можно представить выражениями (6) и (7).

Себестоимость единицы продукции без зимнего хранения кормового материала

УЕ

З I пол1 С = тр = _!=1_

е е

(6)

I Епол1

где 1=1 - полные энергозатраты на доставку кормового материала от места уборки до места подготовки к хранению, МДж/кг.

Себестоимость единицы продукции с учетом затрат на зимнее хранения хранение

З , З (I Епол1 Ехр )'

С = тр хр _ 1 =1_г=1_

п

хр

е

е

(7)

п

I Е„

где 1=1 - полные энергозатраты на хранение кормового материала в зимний период, МДж/кг.

Полученные выражения (6) и (7) будут справедливы без учета потери части продукции на хранении. С учетом потерь части продукции при хранении выражение (7) примет вид

(I Епол1 + I Ехр + I Епр. хр ) ■

С< 1=1_1=_1=_

Схр =

п

е

(8)

пр. хр

где 1=1 - полные энергозатраты от

потери продукции при хранении, МДж/кг.

Для обеспечения полноценного рациона необходимо учитывать дополнительный объем продукции потерянной при зимнем хранении

п п п п

(У Епол1 + У Ед.пр + У Ехр + У Епр.хр ) • П

/"» _ г=1_/=1_/=1_г=1

хр

е

,(9)

п

У Ед

/ > д.пр

где г 1 - полные энергозатраты дополнительного объема продукции, МДж/кг.

В общем случае полные энергозатраты на дополнительный объем продукции будут составлять

УЕ =уЕ +у Е + У Е

^^ д.пр ^^ п.д.пр ^^ тр.д.пр ^^ хр.д.пр

г=1 г=1 г=1 г=1 , (10)

п

УЕ

У 1 п. д. пр

где г 1 - полные энергозатраты на

производство дополнительной продук-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

п

У Е д

/ -< тр.д.пр

ции, МДж/кг; - полные энергоза-

траты на транспортировку дополнитель-

п

У Е д

/ > хр.д.пр

ной продукции, МДж/кг; г 1 - пол-

ные энергозатраты на хранение дополнительной продукции, МДж/кг.

Рис. 3. Схема подготовки кормов к длительному хранению

На основании выше изложенного предлагается следующая технологическая линия подготовки многокомпонентных кормовых смесей к длительному хранению (рис. 3). Ее применение возможно как в летний, так и в зимний периоды кормления животных. Компоненты смеси определяются в зависимости от рациона кормления животного [3].

Доставка исходных компонентов осуществляется транспортом со склада, либо непосредственно с места уборки того или иного вида культур. Подача в бункера -накопители осуществляется с помощью

погрузочных устройств или транспортеров. В дальнейшем в соответствии с рецептурой осуществляется дозирование составных частей кормовой смеси, при необходимости их мойка и измельчение, затем перемешивание.

В представленной технологии для подготовки кормов к длительному хранению предлагается использовать инфракрасную сушильную установку, которая позволяет практически на 100% использовать подведенную энергию.

Молекулы воды, находящиеся в продукте, поглощают инфракрасные лучи и,

возбуждаясь, нагреваются. То есть, в отличие от всех других видов сушки, энергия подводится непосредственно к воде продукта, чем достигается высокое КПД. При таком подводе тепла нет необходимости значительно повышать температуру сушимого продукта, и можно интенсивно вести процесс испарения при температуре 40 - 60 градусов. Это дает два преимущества: при таких температурах максимально сохраняется продукт: не рвутся клетки, не убиваются витамины, не кара-мелизируется сахар; низкие температуры не греют конструкции, то есть нет потерь тепла через стенки, вентиляцию.

При других способах необходимо греть продукт до 100-105 градусов, иначе процесс сушки будет длиться 20-30 часов. Инфракрасное излучение при температуре 40-60 градусов позволяет уничтожить всю микрофлору на поверхности продукта, делая его практически стерильным.

На основании экспериментальных исследований использования инфракрасной сушильной установки были определены основные факторы, влияющие на измене-

ние качественных и количественных показателей исследуемого процесса. К ним относятся следующие факторы: W нач и Wк - начальная и конечная влажность кормового продукта, %; т - длительность сушки, мин; Увозд - интенсивность подачи воздуха, м/мин [1].

В предлагаемой сушильной установке совмещен терморадиационный и конвективный способы сушки. Введение конвекции в терморадиационный процесс сушки значительно сокращает время сушки. Структурно-логическая схема данной установки приведена на рисунке 4.

Кормовой материал, попадая в сушильную камеру, разравнивается в один слой Ьнач. Это необходимо для того, чтобы сократить длительность процесса сушки, снизить энергозатраты и сократить потери питательных свойств корма.

Кормовой материал поступает в сушилку с начальной влажностью Wнач и температурой 1«ач. Процесс сушки состоит из четырех периодов: 1 - нагрев материала, 2 - постоянный период сушки, 3 - падающий период сушки, 4 - равновесное состояние.

ГХ

источник Ш-иэщчетя

период 1 нагреб материала

период ? постоянный период сушки

период 3 подающий период сушки

период 4 равновесное состояние

& & &

К» А М 4 № Ы IV,

Агаг ^рпВ !"рп6 ^тгп

а;

к

транспортировка хранение скирмпиВоние

подача холодного Воздуха

Рис.4 Структурно-логическая схема работы предлагаемой технологии терморадиационной сушилки кормового продукта

При движении в камере сушилки корм проходит все четыре периода. Первый период сушки характерен максимальной температурой 1шах (60-900С) нагрева поверхности материала, начальной влажностью ^^нач и весом материала Qнач, а

также отсутствием обдува поверхности Увозд. Во второй и третий периоды устанавливается рабочая (в зависимости от вида высушиваемого кормового материала) температура нагрева 1раб и в камеру подается холодный воздух Увозд. Подача

воздуха необходима для выравнивания температуры поверхности материала и внутренних слоев, а также для удаления горячего воздуха из сушильной камеры. В эти периоды происходит максимальное снижение веса (02, 0з) и влажности Wз) материала, а также уменьшается толщина слоя (Ь2, Из).

При четвертом периоде сушки температура нагрева снижается до минимальной 1шт(25-30°С). Подача воздуха Увозд в данный период необходима для снижения температуры материала до комнатной. Толщина слоя Ик, вес и влажность Wк корма практически не изменяется. При выходе из сушилки корм транспортируется к месту длительного хранения или поступает на фермы для непосредственного скармливания животным.

Как отмечалось выше, себестоимость единицы продукции напрямую зависит от энергозатрат. Для практического определения энергозатрат предлагается номограмма (рис.5).

Как видно из номограммы, полные энергозатраты с ростом начальной температуры воздуха увеличиваются. Чтобы определить значение энергозатрат, необходимо знать начальную и конечную температуры кормового материала в процессе сушки. Проведя линии по этим значениям, определяем температуру воздуха в сушильной камере, после чего проводим перпендикуляр до пересечения с линией энергозатрат соответствующей начальной температуры. Примеры пользования номограммой приведены на рисунке 5 [2].

Топливно-энергетическая оценка проведенных исследований показала, что наибольшие затраты энергии приходятся на прямые энергозатраты (рис.6).

Рис. 5. Номограмма для определения прямых энергозатрат

Рис. 6. Прямые энергозатраты

Таким образом, на основании сравнительных расчетов установлено, что прямые затраты тепла при равной производительности по количеству испаренной влаги при инфракрасном способе сушки самые наименьшие.

Список литературы

1. Самарина, Ю.Р. Влияние влажности на длительность процесса сушки гранулированных кормов [Текст] / Ю.Р.Самарина // Молодежь XXI века: шаг в будущее: матер. науч.-практ. конф. - Благовещенск: Изд-во БГПУ, 2007. - Кн. 3. - С.276-277.

2. Самарина, Ю.Р. Оценка энергозатрат при сушке корма / Ю.Р. Самарина, С.В. Щитов // Техника и оборудование для села. - 2014. - №7. - С.27-28.

3. Якименко, А.В. Тепло- и влагоперенос в процессе сушки зерна [Текст] / А.В.Якименко, Ю.Р.Самарина // Механизация и электрификация технологических процессов в сельскохозяйственном производстве: сб. науч. тр. ДальГАУ. - Благовещенск, 2006. - Вып. 13. - С 146.

Reference

1. Samarina, Ju.R. Vlijanie vlazhnosti na dlitel'nost' processa sushki granulirovannyh kormov (Humidity Influence on the Duration of the Process of Drying Granulated Fodder)

[Tekst], Ju.R.Samarina, Molodezh' XXI veka: shag v budushhee: mater. nauch.-prakt. konf., Blago-veshhensk: Izd-vo BGPU, 2007, Kn. 3, PP.276-277.

2. Samarina, Ju.R., Shhitov, S.V. Ocenka jenergozatrat pri sushke korma (Assessment of Power Inputs in Fodder Drying), Tehnika i oborudovanie dlja sela, 2014, No 7, PP.27-28.

3. Jakimenko, A.V. Teplo- i vlagoperenos v processe sushki zerna (Heat and Moisture Transfer (Supply) during the Process of Grain Drying), [Tekst], A.V.Jakimenko, Ju.R.Samarina, Mehanizacija i jelektrif-ikacija tehnologicheskih processov v sel'skohozjajstvennom proizvodstve: sb. nauch. tr. Dal'GAU, Blago-veshhensk, 2006, Vyp. 13, P. 146.

УДК 631.365 ГРНТИ 68.85.35

Щитов С.В., д-р техн. наук, профессор; Самарина Ю.Р., канд. техн. наук, доцент; Краснощёкова Т.А., д-р с.-х. наук, профессор; Шарвадзе Р.Л., д-р с-х наук, профессор; Капустина Н.А., ст.преподаватель ФГБОУ ВО Дальневосточный ГАУ, г. Благовещенск, Амурская облсть, Россия E-mail: uoup_dalgau@mail.ru; ursa1980@mail.ru

ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО-РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИНФРАКРАСНОЙ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Для повышения продуктивности животных, увеличения производства продукции животноводства и снижения ее себестоимости важным условием является полноценное кормление, предусматривающее выдачу животным полнорационных многокомпонентных кормовых смесей. Такие смеси значительно лучше перевариваются животными и способствуют повышению продуктивности. Многочисленными исследованиями выявлено, что наиболее рационально скармливать крупному рогатому скоту полнорационные кормосмеси, приготовленные непосредственно перед раздачей, но это не всегда возможно. Избежать проблем с кормлением можно, создав запас прессованных кормосмесей, но при кормлении крупного рогатого скота брикетированными кормами у них нарушается работа рубца, уменьшается продуктивность и снижается жирность молока, поэтому наиболее эффективной формой прессованных кормов для крупного рогатого скота является кормовая смесь из различных компонентов, приготовленная в виде гранул. Полнорационные гранулы по физической форме более отвечают физиологическим потребностям молочных коров, чем гранулы из частиц мелкого помола. На качество гранулированного корма влияет технология его приготовления, в том числе и высоко- или низкотемпературная сушка. Но в процессе высокотемпературной сушки некоторые незаменимые аминокислоты, входящие в состав травяного белка, разлагаются топочными газами, образуя нерастворимые формы коллоидов - пектиновые вещества, которые резко снижают перевариваемость клетчатки. Поэтому актуальным является вопрос изыскания наиболее рациональных технологий, режимов и параметров сушильного оборудования. Для решения этого вопроса авторами была поставлена следующая цель исследования - повышение эффективности процессов подготовки многокомпонентных кормовых смесей для КРС путем разработки технологии и средств механизации для длительного хранения. Для решения данной цели опреде-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.