CC BY
35
УДК 636.085.55
ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ ВНУТРИХОЗЯЙСТВЕННЫХ КОМБИКОРМОВЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ И ИХ ПРАКТИЧЕСКАЯ
РЕАЛИЗАЦИЯ
B.И. Пахомов, доктор технических наук, директор
C.В. Брагинец, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник О.Н. Бахчевников, научный сотрудник
ФГБНУ Северо-Кавказский НИИ механизации и электрификации сельского хозяйства E-mail: [email protected]
Аннотация. Рассмотрены принципы создания внутрихозяйственных комбикормовых предприятий на основе блочно-модульной структуры и их практическая реализация на примере предприятия, включающего модули основных и дополнительных технологических операций производства полнорационных комбикормов. Установлено, что для внутрихозяйственного комбикормового предприятия оптимальной является блочно-модульная структура на основе использования автономных технологических модулей, позволяющая адаптировать его к потребностям и условиям конкретного хозяйства, создавая возможность поэтапного увеличения мощности с переходом к более сложным схемам организации технологического процесса, позволяющим производить высококачественный полнорационный комбикорм низкой себестоимости. На основе проведенного анализа потребности хозяйств в комбикорме, а также имеющейся и перспективной номенклатуры оборудования, экономической эффективности производства определен типоразмерный ряд внутрихозяйственных предприятий: 1, 2 и 3 т/ч, удовлетворяющий потребности в кормах большинства сельхозпредприятий России. Установлено, что для них наиболее подходит прямоточная схема организации технологического процесса с одноэтапным последовательным измельчением и дозированием компонентов и периодическим режимом работы оборудования. Модули и блоки внутрихозяйственного предприятия формируются по принципу разделения технологических операций на основные (прием, измельчение, дозирование и смешивание компонентов, отпуск готового корма) и дополнительные операции повышения питательной ценности и улучшения структуры комбикормов (экструдирование, гранулирование и др.). Описаны конструкция и порядок работы разработанного базового основного автономного технологического модуля для внутрихозяйственного производства комбикормов производительностью 1 т/ч, включающий блоки, обеспечивающий выполнение основных технологических операций. Применение предлагаемых типовых технологических модулей будет наиболее оптимальным для организации эффективного внутрихозяйственного комбикормового производства.
Ключевые слова: комбикорм, технологический модуль, технологический блок, премикс, экструдирование, внутрихозяйственное предприятие.
В настоящее время крупные животноводческие комплексы в основном обеспечены полнорационными комбикормами, чего нельзя сказать о сельхозпредприятиях, имеющих средние и малые фермы по производству свинины, говядины и молока. Важной проблемой остается недостаточное качество производимых в таких предприятиях комбикормов, лишь около половины из которых являются полнорационными [1]. В производимых кормах велика доля фуражного зерна (до 70%), практически не используются прогрессивные технологические операции, повышающие их питательную ценность, такие
как экструдирование, экспандирование, мик-ронизация и др.
В связи с этим актуальным является создание внутрихозяйственных предприятий по производству полнорационных комбикормов. Однако существовавшие до настоящего времени организационно-технологические схемы были в основном ориентированы на промышленное производство комбикормов. Создание же внутрихозяйственных предприятий малой мощности (до 3 т/ч) осуществлялось без должного научного обоснования и при отсутствии единых принципов их проектирования.
Анализ существующих внутрихозяйственных комбикормовых предприятий показал их большое разнообразие, вызванное различием применяемых технологических схем, составом технологического оборудования, используемыми объемно-планировочными решениями. Для каждого сельхозпредприятия разрабатывался индивидуальный проект комбикормового производства, однако состав технологического оборудования в разных проектах оставался практически неизменным. Такое положение вызвало необходимость разработки системы внутрихозяйственного производства комбикормов, предусматривающей блочно-модульное построение технологического процесса, обеспечивающее возможность создания типораз-мерного ряда комбикормовых предприятий на основе типовых автономных технологических модулей, удовлетворяющих потребности сельхозпредприятий.
В ходе ранее проведенных исследований установлено, что оптимальной является блочно-модульная иерархическая структура внутрихозяйственного комбикормового предприятия [2, 3]: технологические операции -технологические блоки - технологические линии (модули). При этом должна быть обеспечена максимальная самостоятельность функционирования отдельных технологических линий (модулей) в рамках предприятия открытой нежесткой структуры, что обеспечит возможность его расширения и адаптивной трансформации к потребностям и условиям конкретного сельхозпредприятия.
Для реализации комбикормовых предприятий такой структуры должно быть предусмотрено стандартное конструктивное исполнение блоков и модулей с использованием стандартных соединительных элементов. Предлагаемый стандартный единичный модуль представляет собой единую объемную жесткую конструкцию из металлических рам с габаритами стандартного 20-футового грузового контейнера с возможностью соединения двух и более модулей в единую конструкцию в вертикальной и горизонтальной плоскости. Для этого в модулях предусматриваются стандартизованные точ-
ки входа-выхода, соединительные элементы, опорные конструкции и др.
На основе проведенного анализа потребности хозяйств в комбикорме, а также имеющейся и перспективной номенклатуры оборудования, экономической эффективности производства определен типоразмерный ряд внутрихозяйственных предприятий: 1, 2 и 3 т/ч, удовлетворяющий потребности в кормах большинства хозяйств России. Установлено, что для них наиболее подходит прямоточная схема организации технологического процесса с одноэтапным последовательным измельчением и дозированием компонентов и периодическим режимом работы оборудования [4].
Для предлагаемых внутрихозяйственных предприятий большое значение имеет уменьшение количества используемого технологического и транспортного оборудования и снижение капитальных и эксплуатационных затрат, что реализуется путем сокращенной подготовки сырья и совмещения технологических операций его обработки.
Технологические линии (модули) внутрихозяйственного предприятия формируются по принципу разделения технологических операций на основные (прием, измельчение, дозирование и смешивание компонентов, отпуск готового корма) и дополнительные операции повышения питательной ценности и улучшения структуры комбикормов (экстру-дирование, гранулирование и др.).
В ходе проведенных исследований разработаны типовые блоки, обеспечивающие выполнение наиболее распространенных технологических операций производства полнорационных комбикормов. На основе блоков, включающих операции основной обработки, формируется основной модуль предприятия, который может работать автономно, обеспечивая производство рассыпного комбикорма. В случае необходимости включения в технологический процесс операций ввода и обработки новых видов сырья, а также дополнительной обработки компонентов, они реализуются посредством формирования дополнительного технологического модуля из соответствующих блоков.
В СКНИИМЭСХ был разработан базовый основной автономный технологический модуль для внутрихозяйственного производства комбикормов производительностью 1 т/ч, включающий блоки, обеспечивающие выполнение основных технологических операций (рис. 1а) [5]. В нем предусмотрено компактное горизонтальное одноуровневое размещение оборудования, причем принцип совмещения технологических операций реализуется путем совмещения операций дозирования и смешивания компонентов в одном блоке. Технологический процесс такого модуля включает основные операции приема компонентов, их измельчения, дозирования, смешивания и выдачи готового рассыпного комбикорма.
а)
б)
1
2
3
Рис. 1. Примеры внутрихозяйственных комбикормовых предприятий блочно-модульной структуры: а - предприятие, состоящее из одного основного модуля; б - предприятие, состоящее из двух модулей; I - основной модуль; II - дополнительный модуль; 1 - блок отпуска готовой продукции;
2 - блок измельчения; 3 - блок дозирования-смешивания; 4 - блок ввода жидких добавок; 5 - блок приготовления премиксов; 6 - блок экструдирования
В его ходе оператор при помощи рукава пневмотранспортной системы, оснащенного сепаратором примесей, осуществляет забор зерновых компонентов, которые поочередно направляются в дробилку, измельчаются и подаются в бункер вертикального смесителя периодического действия, установленного на тензометрической раме, регистрирующей поступающую дозу каждого компонента. Сюда же, в соответствии с рецептом, поочередно подаются и дозируются БМВК и премиксы промышленного производства. После полного набора массы всех компонентов проводится их смешивание, и готовый рассыпной комбикорм направляется на фасовку и хранение.
Пример реализации технологического процесса, включающего дополнительные операции ввода компонентов и повышения их питательной ценности, в рамках расширения внутрихозяйственного предприятия блочно-модульной структуры приведен на рис. 1б. В нем в состав основного модуля дополнительно введен блок ввода жидких компонентов. Блоки экструдирования и приготовления премиксов образуют дополнительный модуль, который устанавливается на раму основного модуля. Благодаря стандартному исполнению конструкций модулей обеспечивается их полная совместимость.
В состав дополнительного модуля включен блок приготовления премиксов, в котором осуществляются технологические операции измельчения, дозирования, предварительного смешивания микроэлементов и наполнителя, нормализации смеси, разбавления предварительной смеси наполнителем и повторного смешивания. В состав модуля также включен блок экструдирования (экструдеры ЭК-80), который позволяет приготовлять комбикорма для молодняка, обеспечивая повышение их питательной ценности на 2530%. В ходе его технологического процесса зерно после дробления направляется на экс-трудирование, а полученный экструдат после измельчения поступает в смеситель.
Гибкость технологического процесса предприятия (рис. 2) обеспечивается возможностью оперативного включения и исключения из него операций экструдирования зерновых компонентов, а также приготовления премиксов. Предусмотрена возможность оснащения предприятия масштабируемой системой автоматизированного управления [6], позволяющей легко включать в технологический процесс дополнительные блоки и модули.
Рис. 2. Схема технологического процесса внутрихозяйственного комбикормового предприятия (основной и дополнительный модули):
1 - магнитная защита; 2 - дробилка; 3 - оперативная
емкость; 4 - объемный дозатор; 5 - экструдер; 6 - структуратор; 7 - расходная емкость; 8 - насос-дозатор; 9 - смеситель периодического действия; 10 -
весовой дозатор; 11 - отгрузочное устройство; 12 -машина мешкозашивочная; 13 - оперативная емкость для наполнителя; 14 - оперативные емкости для микроэлементов; 15 - весовой дозатор микроэлементов;
16 - дробилка (нормализатор)
Все работы по сборке модулей, установке и наладке оборудования осуществляются на предприятии-изготовителе, что значительно сокращает время запуска предприятия в эксплуатацию. Каждый модуль при этом собирается и транспортируется отдельно, его установка и подключение к коммуникациям осуществляется непосредственно у заказчика на месте эксплуатации.
Применение предлагаемых конструктивных решений типовых технологических блоков и модулей будет наиболее оптимальным для организации эффективного внутрихозяйственного комбикормового производства, так как позволяет улучшать качество и питательную ценность кормов, что реализуется путем включения в состав предприятия дополнительных блоков, причем предусмотрена возможность присоединения этих блоков в составе дополнительного модуля к уже действующему модульному предприятию. Таким образом, структура модульных предприятий типоразмерного ряда будет адекватной наличию местных видов сырья и требованиям, предъявляемым к его обработке, создавая возможность поэтапного увеличения мощности с переходом к более сложным схемам организации технологического процесса, позволяющим производить высококачественный полнорационный комбикорм низкой себестоимости.
Литература:
1. Оценка эффективности применения ресурсосберегающих, экологически чистых технологий и оборудования для производства биологически полноценных комбикормов в России и Беларуси / А.В. Афанасьев и др. // Вестник ВНИИМЖ. 2014. №1(13). С. 43-48.
2. Пахомов В.И. Организационно-технологические основы создания блочно-модульных внутрихозяйственных комбикормовых предприятий. Зерноград, 2001.
3. Пахомов В.И., Ревякин Е.Л. Опыт освоения современных технологий и оборудования для внутрихозяйственных комбикормовых предприятий. М., 2007.
4. Направления технологической модернизации комбикормового производства в условиях южных регионов России / В.И. Пахомов и др. // Вестник ВНИИМЖ. 2014. №4(16). С. 216-220.
5. Концепция технологической модернизации комбикормового производства юга России на основе применения автономных технологических модулей / В.И. Пахомов и др. // Материалы Междунар. науч.-техн. конф. Т. 3. Минск, 2014. С. 23-28.
6. Сыроватка В.И. Интеллектуальные системы управления технологическими процессами производства комбикормов в хозяйствах // Вестник ВНИИМЖ. 2013. №2(10). С. 48-60.
Literatura:
1. Ocenka ehffektivnosti primeneniya resursosbere-gayu-shchih, ehkologicheski chistyh tekhnologij i oborudo-va-niya dlya proizvodstva biologicheski polnocennyh kombi-kormov v Rossii i Belarusi / A.V. Afanas'ev i dr. // Vest-nik VNIIMZH. 2014. №1(13). S. 43-48.
2. Pahomov V.I. Organizacionno-tekhnologicheskie osno-vy sozdaniya blochno-modul'nyh vnutrihozyaj-stvennyh kombikormovyh predpriyatij. Zernograd, 2001.
3. Pahomov V.I., Revyakin E.L. Opyt osvoeniya sovre-mennyh tekhnologij i oborudovaniya dlya vnutrihozyaj-
stvennyh kombikormovyh predpriyatij. M., 2007.
4. Napravleniya tekhnologicheskoj modernizacii kombi-kormovogo proizvodstva v usloviyah yuzhnyh regio-nov Rossii / V.I. Pahomov i dr. // Vestnik VNIIMZH. 2014. №4(16). S. 216-220.
5. Koncepciya tekhnologicheskoj modernizacii kombi-kormovogo proizvodstva yuga Rossii na osnove primeneniya avtonomnyh tekhnologicheskih modulej / V.I. Pahomov i dr. // Materialy Mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. T. 3. Minsk, 2014. S. 23-28.
6. Syrovatka V.I. Intellektual'nye sistemy upravleniya tekhnologicheskimi processami proizvodstva kombikor-mov v hozyajstvah // Vestnik VNIIMZH. 2013. №2(10). S. 48-60.
THE PRINCIPLES OF ON-FARM COMBINED FEED'S ENTERPRISES CREATING AND THEIR PRACTICAL REALIZATION
V.I. Pachomov, doctor of technical sciences, director
S.V. Braginets, candidate of technical sciences, leading research worker
O.N. Bahchevnikov, research worker
FGBNY North Caucasian research institute of agriculture mechanization and electrification
Abstract. The principles of on-farm combined feed enterprises on the block-module structure basis's creating and their practical implementation on the example of an enterprise including the main and additional technological operations of full-combined feed's production modules' are discussed. It is found that for on-farm combined feed enterprises as optimal is block- module structure based on the autonomous technological modules' use, allowing to adapt it to the specific farm's needs and conditions, creating the ability in stages to increase its power capacity with the transition to more complex systems of technological process to produce higher quality complete low cost combined feed. On the performed analysis basis as to the farms' in the combined feed's need, as well as existing and prospective range of equipment, economic efficiency of production it is defined the standard size of on-farm enterprises: 1, 2 and 3 t/h, satisfying the feed's demand of the majority of Russian agricultural enterprises. It is established that the most suitable for them is the direct-flow scheme of technological process with one-stage consistent grinding and dosing of the components and periodic mode of the equipment's operation. The on-farm enterprise's modules and blocks are formed on the principle of technological operations' division on the main (components' receiving, grinding, dosing and mixing, prepared feed delivery) and additional operations of nutritional value's enhancing and combined food structure's improving (extruding, granulating, etc.). The developed base primary technological module's construction and operating procedure for on-farm combined feed production by 1 t/h capacity, including the units, ensuring the basic technological operations' implementation are shown. The application of the proposed technological models will be the most appropriate for effective on-farm combined feed production's organization. Keywords: combined feed, technological module, technological block, premix, extruding, on-farm enterprise.
