CC BY
30
ВЛИЯНИЕ ДВУХСТАДИЙНОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ И ОХЛАЖДЕННИЯ ИСХОДНОГО СЫРЬЯ НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭКСТРУДИРОВАНИЯ КОРМОВ (ДОБАВОК) НА ОСНОВЕ ПОДСОЛНЕЧНОЙ ЛУЗГИ
Коротков Владислав Георгиевич профессор, д-р техн. наук Оренбургский государственный университет, г. Оренбург
E-mail: fpp@mail. osu. ru Кишкилев Сергей Владимирович
аспирант,
Оренбургский государственный университет, г. Оренбург
E-mail: SergeiGray@gmail. com Антимонов Станислав Владиславович доцент, канд. техн. наук Оренбургский государственный университет, г. Оренбург
Попов Валерий Павлович доцент, канд. техн. наук Оренбургский государственный университет, г. Оренбург
Ганин Евгений Владимирович доцент, канд. техн. наук Оренбургский государственный университет, г. Оренбург
EFFECT OF TWO-STAGE SHREDDING AND COOLING FEEDSTOCK FOR ENERGY INDICATORS EXTRUDING FEED (ADDITIVES) BASED ON
SUNFLOWER HUSK
Korotkov Vladislav
Professor, Doctor of Technical Sciences Orenburg State University, Orenburg
Kishkilev Sergey Graduate
Orenburg State University, Orenburg Stanislav Antimonov
Associate Professor, Ph.D. Orenburg State University, Orenburg
Valery Popov
Associate Professor, Ph.D. Orenburg State University, Orenburg
Ganin Evgeny
Associate Professor, Ph.D. Orenburg State University, Orenburg
АННОТАЦИЯ
В статье рассматривается подбор оптимального измельчающего устройства для линии производства кормовых добавок на основе отходов вторично материальных ресурсов охлаждения исходного сырья на энергетические показатели процесса экструдирования. Произведен анализ получения экспериментальных исследований и сделаны выводы о целесообразности двухстадийного измельчения и заморозки исходного сырья.
ABSTRACT
The article deals with the selection of optimum grinding device for the production line of feed additives on the basis of secondary waste material resources cooling feedstock for energy performance of the process of extrusion. The analysis of obtaining experimental studies and conclusions about the feasibility of two-stage crushing and freezing of raw material.
Ключевые слова: измельчение; экструзия; охлаждение; подбор
оптимизация.
Keywords: milling; extrusion; cooling; selection optimization.
При производстве подсолнечного масла накапливается значительное количество вторичных материальных ресурсов (ВМР) и отходов (прежде всего подсолнечная лузга). Наличие протеина, сырого жира, клетчатки, микро- и макроэлементов, целлюлозы, лигнина и других ценных элементов делают этот вид отходов перспективным сырьем для производства кормовых продуктов [1].
Как показали исследования, лузга может быть использована не только в качестве топлива, но и как компонент кормовой смеси или добавки при приготовлении кормов для скармливания сельскохозяйственными животным. Например, лузга маслоэкстракционных заводов до настоящего времени ограничено используется в кормопроизводстве.
Масложировая промышленность могла бы ежегодно передавать животноводству в качестве грубого корма около 500 тыс. т. подсолнечной лузги. Широкое использование отходов маслоэкстракционных заводов (лузги)
при производстве кормов сдерживается рядом факторов — это плохая поедаемость и низкая перевариваемость животными, хотя химический состав лузги разнообразен [2].
Таблица 1.
Химический состав подсолнечной лузги маслоэкстракционного завода
Наименование отхода Химический состав, %
клетчатка общий азот жир зола БЭВ Р2О5
Подсолнечная лузга 52,00— 54,75 0,06— 0,74 0,6— 0,8 1,29— 2,20 34,75— 39,55 0,05— 0,07
Одним, из основных факторов сдерживающих ее более широкое использование является повышенное содержание в лузге клетчатки, достигающее значения 50 и более %, что делает ее практически не усвояемой для желудка животных.
Для снижения содержания клетчатки в подсолнечной лузге применима технология комплексного воздействия на нее обработке химическими реагентами с последующим экструдированием в одношнековом пресс-экструдере.
В связи с этим специалисты Оренбургского госуниверситета разработали технологию производства экструдированных кормов, смесей и добавок с использованием в качестве компонента лузги подсолнечника [2].
Технологическая линия предусматривает такие основные операции как измельчение исходного сырья, смешивание, химическая обработка смеси различными реагентами, экструдирование и сушка готового продукта.
Одной из основных операций влияющих на качество получаемого корма и на энергозатраты, необходимые на его производство является операция измельчения. Поиск оптимизации операции измельчения как, показали исследования различных ученых, возможен за счет применения наиболее эффективного измельчающего устройства, так и счет его охлаждения.
С целью установления влияния температуры на технологические качества растительного сырья был проведен анализ литературы, посвященной этому
вопросу, который показал, что, например, сопротивляемость зерна измельчению с понижением температур уменьшается [3].
Для разработанной на кафедре МАХПП линии производства экструдированных кормов и добавок на основе лузги подсолнечника, проводились исследования по оптимизации операции двухкратного измельчения и влияния шоковой заморозки исходного сырья.
Цель исследований состояла в совершенствовании процесса получения экструдированных кормов и добавок на основе использования подсолнечной лузги, осуществляемый за счет более эффективной подготовки компонентов (лузги и отрубей) путем включения дополнительной технологических операций как предварительное охлаждение, так и двухстадийное измельчение исходного сырья.
В качестве экспериментальной базы использовали следующее оборудование: роторная («Фермер», конструкция ООО «Уралспецмаш») и молотковая (ОАО «Долина») дробилка, минивальцевый станок. Экструдирование проводили на одношнековом пресс-экстрударе ПЭШ-30/4 с частотным преобразователем.
Методика экспериментальных исследований заключалась в следующем: Отвешивали навеску бинарной смеси массой 1 кг (80 % отрубей пшеничных + 20 % лузги подсолнечной). Проводили предварительное
измельчение смеси на молотковой дробилке, обрабатывали раствором Ка ОН с процентным содержанием 3, 4 и 5 %, в течение 30 минут увлажняли до влажности 18, 20 и 22 % с последующим отволаживанием в течение 18 часов. Подготовленную таким образом смесь охлаждали в промышленных морозильниках до температуры -20°С. Длительность охлаждения составляла 24 часа. Подготовленные образцы вторично измельчили на: роторной дробилке; молотковой дробилке; вальцовом станке, а затем экструдировали. Во время проведения эксперимента замеряли потребляемую мощность пресс -экструдера, производили отбор продукта за определенное время работы для определения
производительности. Кроме того замеряли температуру головки и полученного образца
Проанализировав полученные данные экструдирования смесей состоящих из 80 % отрубей пшеничных + 20 % лузги подсолнечной, обработанных 3, 4 и 5 % КаОН растворами и влажностями W=18, 20 и 22 % установлено, что для экструдирования лучше всего использовать исходную смесь, вторично измельченную на роторной дробилке, обработанную 4 % КаОН раствором с влажностью W=22 % при частоте вращения шнека пресс-экструдера п=60 об/мин или смесь, измельченную на молотковой дробилке обработанную 4 % раствором КаОН с влажностью W=22 % при частоте вращения шнека пресс-экструдера п=105 об/мин.
На основании полученных результатов были построены экспериментальные зависимости влияния двухкратного измельчения на производительность процесса экструдирования.
Таблица 2.
Результаты экструдирования смеси 80 % отрубей пшеничных + 20 % лузги подсолнечника, обработанной 4 % ^ОН, W=22 %, предварительно измельченной на роторной дробилке
п, об/мин T Т гол., 0С Тпр, 0С т, г ^ с N кВт Q, кг /с Э, кВт /4-кг
60 92 86 38 10 3,90 25,9 0,15
80 89 85 54 10 5,36 7,2 0,07
105 89 60 55 10 4,38 14,4 0,30
Таблица 3.
Результаты экструдирования смеси 80 % отрубей пшеничных + 20 % лузги подсолнечника, обработанной 4% ^ОН, W=22 % и измельченной на
молотковой дробилке
п, об/мин Тгол, 0С т, г 1, с N кВт Q, кг /с Э, кВт /ч-кг
60 62 83 132 10 3,90 21,2 0,18
80 87 50 61 10 7,31 21,9 0,33
105 83 88 59 10 6,33 47,5 0,13
Таблица 4.
Результаты экструдирования смеси 80 % отрубей пшеничных + 20 % лузги подсолнечника, обработанной 4 % ^ОН, W=22 % и измельченной на
вальцовом станке
п, об/мин Тгол, 0С с Ю Т0 т, г 1, с N кВт Q, кг/с Э, кВт /ч •кг
60 76 85 15 10 7,31 5,4 1,40
80 93 88 50 10 4,38 18,0 0,24
105 127 75 8 10 3,41 2,8 1,20
50
О, и/ч
30 20 10 0
У = 0381х^
1 к . < У = > 1У Т Л7х >=04826
1 I -Ц)461! »* Л .40 щ о
1 1 к ■
20
40
60
80
100 п^инн 140
♦ молотковая дробинка * вальцовый ставок * роторная дробинка
График 1. Экструдирование смеси W=22 % (80 % отруби + 20 % лузга подсолнечника) обработанной 4 % ШОН, вторично измельченной на молотковой дробилке, вальцовом станке и роторной дробилке
Выводы: Из трех видов измельчающего оборудования, лучшую
результативность показала молотковая дробилка, при экструдировании охлажденных и двухкратно измельченных образцов, с ее помощью получали максимальную производительность и минимальную энергоемкость процесса экструдирования.
Список литературы:
1. Антимонов С.В., Сагитов Р.Ф., Соловых С.Ю. Технология экструдирования гречишной (подсолнечной) лузги в смеси с отрубями // Известия вузов. Пищевая технология, 2008, № 2—3. С. 61-63.
2. Антимонов С.В, Сагитов Р.Ф. и д.р. Получение экструдированных кормосмесей и добавок к ним из зерноотходов, подвергшихся химической обработке // «Вестник ОГУ». — 2006 — Вып. № 12. — С. 309—312.
3. Наумов И.А. Совершенствование кондиционирования и измельчения пшеницы и ржи [Текст] / И.А. Наумов — М.: Издательство «Колос», 1975. — 175 с.
