CC BY
42
Использование винтовых конвейеров для термообработки зерна
А.К. Курманов, к.т.н, Н.С. Умербеков, ст. преподаватель, М.М. Айтбаев, преподаватель,
КГУ им. А. Байтурсынова
Как известно, животноводство является одной из важнейших отраслей сельского хозяйства. Основа его успешного развития - укрепление кормовой базы, что в зоотехнии подразумевает создание сбалансированного качественного корма.
Существует большое разнообразие кормов, являющееся результатом деятельности различных отраслей народного хозяйства.
Анализ разработанной классификации кормов (рис. 1) выявил, что наиболее широкое распрост-
ранение получили корма растительного происхождения. Они доступны, богаты клетчаткой, протеином.
Более глубокий анализ этой группы выявил преимущества концентрированных кормов. К ним относятся зерна и семена злаковых и бобовых культур - это пшеница, ячмень, кукуруза, горох и другие.
Корма зерновых культур отличаются более высоким содержанием протеина (до 15%), имеют удовлетворительные вкусовые качества и охотно поедаются животными, позволяют повысить уровень питания и концентрацию усвояемых питательных веществ в рационах сельско-
Рис. 1 - Классификация кормов
хозяйственных животных. А в таких отраслях животноводства, как свиноводство и птицеводство, они составляют основу их рациона[1].
Но особенностью зерна злаковых культур является наличие антипитательных веществ типа уреазы и ингибиторов трипсина, которые угнетающе действуют на организм животных. Кроме того в зерне злаковых содержится большое количество полисахаридов и крахмала.
Устранить эти недостатки можно различными методами обработки. Цель этих обработок -повысить потребление кормов и улучшить качество протеина, разрушить крахмал до более усвояемых веществ, инактивировать токсичные вещества, уменьшить бактериальную и грибковую обсемененность.
Из множества существующих технологий и способов обработки зернового корма (классификация которых представлена на рис. 2) обращает на себя внимание сравнительно новый и очень эффективный способ термообработки, в основе которой интенсивная, кратковременная (5-15 с)
высокотемпературная (450-600°С) обработка зерна в потоке горячего воздуха. В этих условиях отпадает необходимость в искусственном увлажнении зерна, используется только его естественная влага[2].
Управляя в широком диапазоне скоростью выделения влаги из зерна, удается оптимизировать его питательные качества более эффективно, чем другими известными методами обработки. Получаемая продукция имеет более равномерный состав, длительно сохраняет высокие кормовые свойства как в виде взорванного и вспученного зерна. Зерна злаков в процессе термообработки становятся миниатюрными высокоскоростными «фабриками» варки его под давлением с практически мгновенным выпариванием перегретой влаги. По достижении максимального давления пара в зерновке крахмал модифицируется в более простые, легко усвояемые углеводы, после чего взорванное и вспученное зерно плющат, дробят или используют на корм без последующих обработок.
Рис. 2 - Классификация способов обработки зернового корма
Для термообработки зернового корма существует большое разнообразие конструкции и устройств. Некоторые из них показаны на рис. 3[3].
Проведенный нами анализ по литературным и патентным источникам выявил преимущества устройств с винтовым рабочим органом, которые заключаются в следующем - непрерывность процесса, сравнительная простота конструкции, возможность обработки материала в замкнутом пространстве кожуха винта и смешивание материала в процессе его движения.
Таким образом, мы приходим к выводу, что для термообработки зернового корма целесообразнее применить конструкцию с винтовым рабочим органом.
Для использования вышеперечисленных преимуществ нами предлагается нагрев зерна в винтовом конвейере с перфорированным кожухом.
Для этого изготовлена экспериментальная установка, схема которой представлена на рисунке 4, состоящая из воздуховода калорифера 1, элек-
тронагревателей 2, корпуса 3, кожуха шнека 4, у которой рабочая зона 5 выполнена перфорированной, шнека 6, бункера 7 и электропривода 8.
Установка работает следующим образом: зерно из бункера 7 попадает в кожух шнека 6, где под воздействием винтовой поверхности шнека перемещается к рабочей зоне 5. Здесь подвергается воздействию на него рабочего агента. Далее обработанное зерно шнеком перемещается к выгрузному окну и через него выгружается. Рабочий агент нагнетается в воздуховод калорифера 1, где электронагревателями 2 происходит его нагрев.
Особенностью установки является конструктивное исполнение корпуса с сужением к кожуху шнека, применение сетчатой поверхности и расположение установки сверху на воздуховод калорифера под углом 90°.
Сужение корпуса к кожуху шнека создает эффект диффузора, что позволяет увеличить скорость рабочего агента без дополнительных энергозатрат, перфорированная поверхность дает воз-
Рис. 3 - Схемы устройств для термообработки зерна Рис. 4 - Схема экспериментальной установки
можность применить конвективный и кондуктив-ный способы нагрева, расположение корпуса установки сверху под прямым углом повышает турбулентный эффект, что позволит равномернее взаимодействовать частицам материала с воздухом.
Литература
1. Богданов Г.А. Кормление сельскохозяйственных животных. - М.: Агропромиздат, 1990. - 478 с.
2. Шаршунов В.А., Ганжа В.Л., Кандауров С.Н. Термовструди-рование зернового сырья // МЭСХ. - 1999. - №9. - С.12.
3. Драганов Б.Х., Кузнецов А.В., Рудобашта С.П. Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве. - М.: Агропромиздат, 1990. - 463 с.
