ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЭКСПАНДИРОВАННЫХ КОМБИКОРМОВ В РАССЫПНОМ, ГРАНУЛИРОВАННОМ И В ВИДЕ КРУПКИ ИЗ ГРАНУЛ Российский патент 2015 года по МПК A23P1/12 B29C47/38 

Изобретение относится к оборудованию для производства экспандированных комбикормов в рассыпном, гранулированном и в виде крупки из гранул на комбикормовых предприятиях и комбикормовых цехах хозяйств, занимающихся содержанием и выращиванием крупного рогатого скота, свиней, овец, птицы и т.п.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является линия экспандирования комбикормов фирмы «Амандус Каль» (Германия), включающая приемный бункер, дозировочный шнек, смеситель, гидротермический реактор, экспандер с кольцевым зазором, пресс-гранулятор и охладитель [www.akahl.de].

Недостатками этой линии являются: перечень технологических приемов обеззараживания и их режимы не увязаны с перечнем и качеством составляющих компонентов комбикормов, определяющих их сбалансированность по основным питательным, минеральным и биологически активным веществам; недостаточное обеззараживание и инактивация антипитательных веществ отражается на качестве выпускаемой продукции, создает дополнительные затруднения при соблюдении заданных рецептов комбикормов, вызывает необходимость введения дополнительного количества витаминов и биологически активных веществ для достижения требуемого качества готовой продукции; многие из компонентов комбикормов характеризуются более широким спектром показателей, в том числе обладающих антипитательным эффектом, которые не учитывались при расчетах рецептов комбикормов.

Технической задачей изобретения является повышение качества и пищевой ценности экспандированных комбикормов за счет ввода растительного масла, улучшение микробиологического состояния комбикорма и сохранение требуемых технологических свойств белково-протеиназного и углеводно-амилазного комплексов зернового сырья; обеспечение высокой производительности пресса для гранулирования и снижение энергозатрат.

Поставленная задача достигается тем, что в линии для производства экспандированных комбикормов в рассыпном, гранулированном и в виде крупки из гранул, содержащей бункер, экспандер, пресс-гранулятор, охладитель, новым является то, что под накопительным бункером установлен шнековый питатель, подающий зерно и рассыпной комбикорм в кондиционер-смеситель, в который одновременно вводятся пар, вода, жир, после кондиционера-смесителя смонтирован экспандер с запирающим конусом, из которого зерно и рассыпной комбикорм поступают в структуратор, затем измельченный продукт шнековым питателем направляется в пресс-гранулятор, из которого гранулы подаются в охладительную колонку, и затем - в валковый измельчитель, из которого дозатором загружаются в тару.

На фиг.1 приведено объемное изображение линии для производства экспандированных комбикормов в рассыпном, гранулированном и в виде крупки из гранул (в версии 3D).

В состав линии для производства экспандированных комбикормов в рассыпном, гранулированном и в виде крупки из гранул (фиг.1) входят: накопительный бункер 1; шнековый питатель 2; магнитная колонка 3; кондиционер-смеситель 4; экспандер 5 с запирающим конусом 6; структуратор 7; шнековый питатель 8; пресс-гранулятор 9; охладительная колонка 10; валковый измельчитель 11.

Линия для производства экспандированного комбикорма (фиг.1) позволяет реализовать следующие три ресурсосберегающие технологии экспандированных комбикормов:

1. Технология получения экспандированного комбикорма в рассыпном виде, которая обеспечивает повышение питательности комбикорма за счет частичного гидролиза крахмала, сохранность вводимых с премиксом биологически активных веществ, способствует уничтожению болезнетворных бактерий, патогенной микрофлоры, плесени и др.

2. Технология получения экспандированного комбикорма в гранулированном виде обеспечивает снижение содержания в нем мелкой фракции по сравнению с рассыпным продуктом на 15-20%, сокращает потери и пылеобразование при последующем транспортировании, складировании, раздаче и кормлении животными и птицей, повышает объемную массу комбикорма на 20-25%, что увеличивает эффективность использования объема хранилищ.

3. Технология получения экспандированного комбикорма в виде крупки обеспечивает получение экологически чистого корма требуемой крупности для молодняка птиц, цыплят-бройлеров, кур-несушек, рыбы, поскольку производство мелких гранул (⌀ 2 или 3 мм) экономически неоправданно из-за малой производительности пресса и больших энергозатрат.

Накопительный бункер 1 обеспечивает накопление определенного количества зерна и рассыпного комбикорма и служит в качестве расходной емкости. Шнековый питатель 2 подает рассыпной комбикорм или зерно в магнитную колонку 3, а затем - в кондиционер-смеситель 4, в который вводится пар и растительное масло.

Магнитная колонка 3 предназначена для извлечения и удаления пожароопасных магнитных примесей из зерна и рассыпного комбикорма.

Шнековый питатель 2 обеспечивает непрерывную, регулируемую и равномерную подачу рассыпного комбикорма в кондиционер-смеситель 4 для кондиционирования паром.

Кондиционер-смеситель 4 предназначен для гидротермической обработки рассыпного комбикорма перед экспандированием и устанавливается в линии после магнитной колонки 3 перед экспандером 5. Корпус кондиционера-смесителя 4 - цилиндрический с патрубками загрузки и выгрузки и односторонним очистным люком по всей длине. Внутри цилиндрического корпуса кондиционера-смесителя 4 установлен в подшипниковых опорах вал с лопастями с регулируемым углом наклона. Кондиционер-смеситель 4 оборудован паропроводом и трубопроводом для подачи растительного масла. Пар в кондиционер-смеситель 4 подводится с помощью коллектора с патрубками, оснащенными регулирующими паровыми клапанами. Регулирование подачи пара осуществляется в зависимости от температуры пропаренной смеси, выходящей из кондиционера-смесителя 4.

Установка ввода растительного масла обеспечивает непрерывный ввод его в смеситель-кондиционер 4 с возможностью поддержания заданной температуры масла в емкости. Установка обеспечивает измерение расхода растительного масла, регулирование его уровня в емкости и контроль давления.

Из кондиционера-смесителя 4 увлажненный и нагретый продукт подается в экспандер 5 с запирающимся конусом 6. Шнек экспандера состоит из четырех секций, из которых третья и четвертая находятся в зоне повышенного давления. Шнек экспандера под высоким давлением выдавливает продукт через кольцевой зазор (сопло). Сопло на выходе продукта разделено на восемь секций, которые работают от трех гидравлических цилиндров.

Принцип действия экспандера аналогичен экструдеру, но прессование продукта производится не сквозь отверстия матрицы, а в кольцевой зазор, регулируемый с помощью гидравлической системы. В кожух экспандера может подаваться пар, что дополнительно обеспечивает прогрев продукта. Благодаря таким изменениям удельный расход электроэнергии на экспандирование снижается по сравнению с экструдированием не превышает 15 кВтч/т.

Процесс экспандирования представляет собой кратковременную влаго-тепловую обработку рассыпного комбикорма, повышающую его питательную ценность за счет частичного гидролиза крахмала, обеспечения сохранности природных и введенных витаминов и улучшающую санитарное состояние. Преимуществом экспандированных комбикормов является товарный вид в виде мелкой и средней крупки, который позволяет сократить потери продукта при транспортировании и кормлении. Достигаемая в процессе экспандирования стерилизация комбикорма особенно важна в условиях нестабильного санитарного качества сырья, поступающего на заводы.

Далее экспандированный продукт направляется в структуратор 7, предназначенный для грубого измельчения горячего продукта перед подачей на пресс 9.

Затем измельченный продукт шнековым питателем 8 подается в пресс 9. После пресса 9 гранулы направляются в охладительную колонку 10, которая обеспечивает эффективное охлаждение горячих гранул при помощи вентилятора, который входит в состав охладительной колонки 10. Охладительная колонка 10 включает в себя рабочую камеру, питающее устройство, зону загрузки и выгрузки. Выходная температура гранул должна достигать уровня не более 10…15°C выше окружающей среды. Толщина слоя продукта и продолжительность охлаждения регулируется с помощью задвижки и углом наклона сит. Отработанный охлаждающий воздух, выходящий из охладительной колонки 10, подается в батарею циклонов для очистки от частиц продукта и пыли. Охлажденные гранулы подаются в валковый измельчитель 11, из которого дозатором загружаются в мешки, находящиеся на ленточном транспортере.

Предлагаемая линия для производства экспандированных комбикормов в рассыпном, гранулированном и в виде крупки из гранул работает следующим образом (фиг.1).

Исследование режимов экспандирования рассыпных комбикормов и их влияние на качество готовой продукции проводили в процессе производства комбикормов по рецептам: ПК-1 (для кур-несушек 15-18 месяцев) и ПК-2 (для молодняка кур 5-30 дней) [Афанасьев, В.А. Исследование влияния режимов экспандирования рассыпных комбикормов на их качество [Текст] / В.А. Афанасьев, И.С. Богомолов // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. - 2012. - №3 (53). - С.27-30.].

Технологические параметры процесса экспандирования приведены в табл.1. Температуру продукта в кондиционере меняли в пределах от 70 до 80°C, на выходе из экспандера - от 95 до 105°C.

Таблица 1 Технологические параметры процесса экспандирования Технологические параметры Значения Производительность экспандера, т/ч 10 Температура пропаренного комбикорма в кондиционере, °C 80 Температура продукта на выходе из экспандера, °C 95…105 Давление запирающего конуса, МПа 1,0…1,5 Продолжительность обработки комбикорма в экспандере, с 5

Под действием влаги и теплоты происходит клейстеризация крахмала, крахмальные зерна разрываются и переходят в более усвояемую форму. При обработке в экспандере наблюдается частичная денатурация белка, что должно способствовать его лучшему усвоению. Как показали исследования, обработка в экспандере уменьшает бактериальную обсемененность, полностью уничтожает колиобразные бактерии, кишечную палочку, плесневые грибы и сальмонеллы.

За счет статических и динамических воздействий внешнего и внутреннего давлений на клеточном и молекулярном уровне на защитные мембраны, температуры и других факторов наблюдается денатурация белка, инактивация антипитательных веществ, декстринизация крахмала, деструкция целлюлозо-лигниновых образований, практически полная стерилизация конечной продукции от микроорганизмов и бактерий, создание микропористой структуры в готовом продукте, наиболее благоприятной воздействию желудочного сока, следовательно, более полное усвоение питательных веществ организмом животных.

Это возможно при разрушении зернистой структуры крахмала на клеточном уровне, что способствует разрыву природных связей между отдельными составляющими частями и переводу его в более простые углеводы в виде декстринов и сахаров, т.е. происходит желатинизация крахмала или декстринизация его на более простые составляющие.

Отмечено, что разрушение жирорасщепляющих ферментов при экспандировании повышает срок хранения комбикормов, сохраняет их вкусовые качества.

Основные технические и технологические параметры линии экспандирования комбикормов приведены в таблице 2.

Таблица 2 Технические и технологические параметры линии № опыта Рецепт комбикорма Производительность, т/ч Кондиционер Экспандер Температура пропаренного комбикорма, °C Давление пара, МПа Температура продукта на выходе, °С Давление запирающего конуса, МПа Удельный расход электроэнергии, кВт ч/т 1 ПК-2 10,0 80…82 0,05 105 1,2…1,3 11,48 2 ПК-1 12,1 75 0,05 105 1,1 9,49 3 ПК-1 12,6 70 0,05 100 1,0 9,11

Анализ полученных экспандированных комбикормов по гранулометрическому составу в сравнении с рассыпными показал, что экспандированные комбикорма имели частицы более крупные по сравнению с рассыпными комбикормами. Средний размер частиц находился на уровне 1,99-2,98 мм и превышал соответствующий показатель рассыпных комбикормов более чем в два раза.

Таким образом, использование изобретения позволит:

- повысить качество и кормовую ценность экспандированного комбикорма за счет ввода растительного масла;

- обеспечить микробиологическую безопасность комбикорма и сохранение требуемых технологических свойств белково-протеиназного и углеводно-амилазного комплексов зернового сырья вследствие устранения вредных для питания компонентов; улучшение качества и усвояемости комбикормов;

- обеспечить более высокую производительность пресса для гранулирования и добиться лучшего качества гранул за счет использования более дешевого и сложного для гранулирования сырья;

- снизить удельный расход электроэнергии на экспандирование в 2,0-2,5 раза по сравнению с экструдированием;

- применение высокоэффективных экологически чистых экспандированных комбикормов для сельскохозяйственных животных, птиц и рыб позволит повысить их усвояемость на 10-12%.

Изобретение относится к оборудованию для производства экспандированных комбикормов в рассыпном, гранулированном и в виде крупки из гранул. Линия содержит бункер, экспандер, пресс-гранулятор, охладитель. Под накопительным бункером установлен шнековый питатель, подающий зерно и рассыпной комбикорм в кондиционер-смеситель, в который одновременно вводятся пар, вода, жир. После кондиционера-смесителя смонтирован экспандер с запирающим конусом, из которого зерно и рассыпной комбикорм поступают в структуратор. Затем измельченный продукт шнековым питателем направляется в пресс-гранулятор, из которого гранулы подаются в охладительную колонку, и затем - в валковый измельчитель, из которого дозатором загружаются в тару. Использование изобретения позволит повысить качество и пищевую ценность экспандированных комбикормов. 2 табл., 1 ил.

Линия производства экспандированного комбикорма в рассыпном, гранулированном виде и в виде крупки из гранул, содержащая бункер, экспандер, пресс-гранулятор, охладитель, отличающаяся тем, что под накопительным бункером установлен шнековый питатель, подающий зерно и рассыпной комбикорм в кондиционер-смеситель, в который одновременно вводятся пар, вода, жир, после кондиционера-смесителя смонтирован экспандер с запирающим конусом, из которого зерно и рассыпной комбикорм поступают в структуратор, затем измельченный продукт шнековым питателем направляется в пресс-гранулятор, из которого гранулы подаются в охладительную колонку, и затем - в валковый измельчитель, из которого дозатором загружаются в тару.