CC BY
223
УДК 631. 353
ТЕХНОЛОГИЯ ДВУХСТУПЕНЧАТОГО ПЛЮЩЕНИЯ
ФУРАЖНОГО ЗЕРНА
В.А. СЫСУЕВ, академик Россельхозакадемии, директор
П.А. САВИНЫХ, доктор технических наук, зав. лабораторий
В.А. КАЗАКОВ, кандидат технических наук, старший научный сотрудник
НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии
E-mail: peter.savinyh@mail.ru
разработка и изготовление опытного образца, а также проведение испытаний усовершенствованной машины в реальных условиях эксплуатации.
Для усовершенствования процесса плющения зерна был разработан вальцовый станок (двухступенчатая плющилка зерна), позволяющий организовать процесс плющения в два этапа с выделением готового продукта как на первой, так и на второй ступени (рис. 1).
Резюме. В НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии проведены теоретические и экспериментальные исследования процесса двухступенчатого плющения фуражного зерна, в том числе озимой ржи, и технико-экономическое обоснование его применения, которое свидетельствует о том, что использование двухступенчатого плющения позволяет измельчать (плющить) зерно вальцами с гладкой рабочей поверхностью, с большей пропускной способностью при меньшей энергоемкости процесса и с выходом качественного готового продукта, отвечающего зоотребованиям. Разработаны конструктивнотехнологические схемы технологий и технических средств для двухступенчатого плющения - плющилок зерна, новизна которых защищена патентами РФ. Изготовлены опытные образцы плющилок зерна ПЗД-3.1 и ПЗД-6 производительностью 3 и 6 т/ч соответственно, проведены их производственные и государственные испытания, по результатам которых ФГУ «Кировская МИС» рекомендует изготовить опытную партию двухступенчатых плющилок зерна ПЗД-3. Энергоёмкость процесса плющения плющилкой ПЗД-6, по сравнению с Murska 700S, снижена на 11 %, по сравнению с ПЗ-700, - на 21 %. Также разработана и изготовлена универсальная плющилка зерна ПЗД-10 производительностью до 10 т/ч, способная осуществлять одно- и двухступенчатое плющение зерна, с универсальным приводом рабочих органов, работающая в составе, как технологических линий приготовления кормов, так и агрегата для плющения, консервирования и упаковки влажного плющёного зерна в рукав.
Ключевые слова: двухступенчатое плющение, консервирование, технология плющения, зерно, примеси.
На сегодняшний день разработаны и применяются различные технологии и технические средства для производства качественного, недорогого концентрированного корма для различных групп сельскохозяйственных животных - плющёного зерна. Анализ состояния уровня техники по рассматриваемому вопросу позволил определить все достоинства и недостатки этого способа. Так, плющение фуражного зерна позволяет получить значительную экономию средств, по сравнению, например, с дроблением. В то же время технологии плющения вследствие относительной новизны недостаточно проработаны, а машины для их реализации технически несовершенны
- они отличаются невысокой технологической надёжностью, большими энергозатратами на единицу производимого продукта, причём не всегда соответствующего по качеству зоотехническим требованиям. Поэтому усовершенствование технологического процесса плющения фуражного зерна и машин для его осуществления - актуальная задача сегодняшнего дня [1].
Цель и задача проведённых исследований - усовершенствование технологического процесса плющения фуражного зерна и машины для его осуществления.
Условия, материалы и методы. В соответствии с задачами программа экспериментальных исследований включала изучение технологического процесса двухступенчатого плющения зерна, определение оптимальных параметров и режимов работы плющилки,
\ \ 7 ^ ^ 6
14"\ "л і
Рис. 1. Конструктивно-технологическая схема двухступенчатой плющилки зерна: 1 - рама; 2 - питательный бункер; 3 - регулировочная заслонка; 4 - направляющая криволинейная пластина; 5 - основной валец; 6 - боковой валец; 7 - нижний валец; 8 - регулировочный механизм положения вальцов; 9 - регулировочный механизм межвальцового зазора; 10, 11 - очищающий нож; 12 - направляющая криволинейная пластина; 13 - электродвигатель; 14 - цепная передача.
Для изучения рабочего процесса проведены эксперименты при одноступенчатом и двухступенчатом плющении, которые позволили определить влияние межвальцового зазора на пропускную способность, потребляемую мощность вальцового станка и качество готового продукта, что дало возможность оценить преимущества двухступенчатого плющения перед одноступенчатым.
Результаты и обсуждение. Анализ зависимой изменения энергоемкости Э (рис. 2, а) и удельных энергозатрат q (рис.2, б) от входного межвальцового зазора h1 первой ступени для одноступенчатого и двухступенчатого плющения, свидетельствует, что двухступенчатое плющение, по сравнению с одноступенчатым, позволяет сократить энергоемкость и удельные энергозатраты минимум в несколько раз (разница площадей зон 1 и 2). Кроме того, при двухступенчатом технологическом процессе можно использовать вальцы с гладкой рабочей поверхностью и большей пропускной способностью О при меньшей энергоемкости процесса Э, с выходом продуктов, отвечающих зоотребованиям.
Патентные исследования по технологиям и техническим средствам плющения сухого и влажного фуражного зерна, позволяют сделать вывод, что наиболее перспективный способ его приготовления - плющение и консервирование влажного зерна с упаковкой получаемого продукта в герметичный полиэтиленовый рукав, осуществляемый агрегатом «плющилка зерна с устройством внесения консервантов + упаковщик кор-
— Достижения науки и техники АПК, №6-2012
удельных энергозатрат q (б) от входного межвальцового зазора ht первой ступени.
мов в полиэтиленовый рукав + трактор», а техническое средство для выполнения этой операции - мобильная плющилка с устройством внесения консерванта.
Мобильные плющилки зерна для такой технологии подразделяются на два типа: с приводом только от ВОМ трактора и конструктивно связанным устройством для перемещения и упаковки зерна в рукав; с приводом, как от электродвигателя, так и от ВОМ трактора, работающие, как с упаковщиком готового продукта в рукав, так и без.
Производимые мобильные плющилки зерна первого типа в полной мере обеспечивают выполнение технологических операций заготовки плющёного корма в рукав, но имеют существенные недостатки: их использование ограничено 2...3 неделями работы с влажным зерном, так как применение подобных машин на стационарном пункте нецелесообразно из-за повышения энергозатрат и металлоёмкости на единицу плющёного корма и, как следствие, стоимости производимого продукта, кроме того, выхлопные газы двигателя трактора загрязняют окружающую среду.
К недостаткам плющилок второго типа, выявленным на примере устройства марки Murska 700 S2, можно отнести одноступенчатый технологический процесс, в результате которого при влажности зернового материала меньше 28...30 % снижается качество продукта из-за недостаточной степени плющения и неоднородности корма. Кроме того, одноступенчатое плющение, как уже отмечено, менее производительно и более энергоёмко, чем двухступенчатое.
Для устранения недостатков, присущих устройствам с одноступенчатым плющением в НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии разработаны двухступенчатых плющилки зерна с тремя гладкими вальцами ПЗД-З.1 (рис. 3, а) и ПЗД-6 (рис. 3, б) [2, 3 и др.].
Государственные приемочные испытания плющилки зерна ПЗД-3.1, проведенные в СХПК «Красная Талица» Слободского района Кировской области показали, что она надежно выполняет технологический процесс, ее производительность соответствует ТЗ и составляет 2,4...4,4 т/ч, а удельные энергозатраты при максимальной производительности - 2,7 кВт.ч/т.
К недостаткам этих устройств относятся привод от электродвигателя, что препятствует установке на упаковщик зерна, и возможность использования в основном для измельчения (плющения) сухого зерна, так как при его влажности 35...40 % происходит забивание межвальцового пространства плющеным материалом, что свидетельствует о необходимости перехода на одноступенчатое плющение.
Для устранения указанных недостатков в НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии разработана конструктивно-технологическая схема мобильной (универсальной) плющилки зерна ПЗД-10 (рис. 4), которая
Рис. 3. Общий вид двухступенчатых плющилок зерна ПЗД-З.1 (а) и ПЗД-6 (б) и их конструктивно-технологическая схема (в):
1 - рама; 2, 9 - электродвигатель; 3 - подающая заслонка; 4 - ременная передача; 5 - очищающий нож; 6 - верхний валец;
7 - регулируемые опоры; 8 - питатель; 10-цепная передача; 11 - питательный бункер; 12 - боковой валец; 13 - защитное устройство; 14 -очищающие ножи; 15 - нижний валец; 16 - выгрузной шнековый транспортер; 17 - регулятор входного зазора; 18 - регулятор выходного зазора; 19 - форсунка.
б
Рис. 5. Конструктивно-технологическая схема (а) универсальной плющилки зерна ПЗД-10 и общий вид опытного образца (б).
может осуществлять, как одноступенчатое, так и двухступенчатое плющение зернового материала.
Привод рабочих органов плющилки выполнен универсальным - ВОМ трактора или электропривод. Работа устройства заключается в следующем. Зерно в фазе молочно-восковой и восковой спелости (влажностью от 40 до 28 %) после обмолота в поле загружается в питательный бункер 2. Оттуда оно подаётся на одноступенчатое плющение основным и боковым вальцами, а затем попадает в камеру 14, где смешивается с консервантом 21 и выводится наружу для закладки на хранение. Такой одноступенчатый технологический процесс предусматривает невысокую степень плющения зерна, достаточную для того, чтобы распыляемый консервант попал внутрь зерновок. Это значительно уменьшает сли-паемость зерновок, что улучшает качество готового продукта - повышается поедаемость и перевариваемость корма, а также снижается налипание на вальцы. При достижении зерном по мере созревания влажности не более 28...30 % для обеспечения необходимой скорости протекания консервирования и повышения усвояемости при скармливании требуется более высокая степень плющения, поэтому машину перенастраивают на двухступенчатый технологический процесс: нижний валец винтовым устройством 10 смещают на необходимое для второй ступени плющения расстояние от основного вальца, после чего зерно из питательного бункера 2 направляется на плющение вальцами 7 и 8, 7 и 9, а затем попадает в камеру смешивания 14, где обрабатывается консервантом и выводится наружу для закладки на хранение или же подаётся в упаковщик.
Экономическая оценка технического средства для плющения зерна различных культур с одновременным внесением консервантов - универсальная плющилка ПЗД-10 показала, что годовой эффект от ее применения при заготовке 2000 т зерна, по сравнению с Мыгвка 700Б2, составит 122 500 руб.
Вывод. Результаты исследований по использованию технологии двухступенчатого плющения зерна и последующего ее применения при разработке и проектировании плющилок свидетельствуют о том, что, по сравнению с одноступенчатым процессом, она отличается меньшей энергоёмкостью и большей пропускной способностью при лучшем качестве конечного продукта. Разработанные и изготовленные двухступенчатые плющилки ПЗД-З.1 и ПЗД-6 испытаны в производственных условиях, ФГУ Кировская МИС рекомендует изготовить опытную партию плющилок зерна ПЗД-З.1.
Литература.
1. Рекомендации по заготовке и использованию высоковлажного фуражного зерна / В.И. Сыроватка, В.Д. Попов, В.А. Сысуев, Д.С. Стребков и др.:, Под. ред. Ю.Ф. Лачуга. - М.: Россельхозакадемия, 2006. - 130 с.
2. Патент на изобретение яи № 2371262 С1 МПК В07В 9/00, В07В 4/02, В02С 4/06 (2006,01) от 28.01. 2008, опубл. 27.10.2009, бюл. №30. Способ для фракционирования и последующего плющения зернового материала и устройства для его осуществления/Сысуев В.А., Савиных П.А., Казаков В.А., Сычугов Н.П., Сычугов Ю.В.
3. Патент яи № 2399420 С1 МПК В 02С 4/02. Вальцовый станок/ Сысуев В. А., Савиных П. А., Казаков В. А. и др. Бюл. № 26, 2010 г.
TWO-STAGE TECHNOLOGY CONDITIONING FEED GRAIN V.A. Sysuev, P.A. Savinyh, V.A. Kazakov
Summary. In the Agricultural Institute of Northeast conducted theoretical and experimental investigations of two-stage process of conditioning of feed grain, including rye, and the feasibility of its application, which says the following: the use of two-stage crushing allows the grind (flattening) grain rolls with a smooth working surface , and output quality of the finished product that meets zoo requirement. According to the research developed design and technology scheme of technologies and technical means for the two-stage crushing of grain - grain machine for conditioning, the novelty of which is protected by RU patents, for example, the patent RU № 2371262. Manufactured prototypes grain machine for conditioning PZD- 3 and PZD- 6 output of 3 and 6 t/h, respectively, performed their work and the state tests, which resulted in FGU «Kirovskaya MIS» encourages two-step to produce a pilot batch of grain machine for conditioning PZD - 3. Energy intensity of the process of conditioning conditioner PZD - 6 compared to Murska 700S was reduced by 11%, compared with the PZ - 700 by 21%. Also designed and made universal conditioner grain PZD - 10 capacity of up to 10 t/h, able to perform as a single-stage and two stage conditioning of grain with a universal drive working bodies, working as a part of production lines feed preparation, and as part of the unit for conditioning, canning and packaging of moist grain flattened in the sleeve.
Key words: two-stage conditioning, conservation, technology, conditioning, grain, impurities.
