CC BY
7
, , ... . Инженерно-техническое обеспечение
Вестник Курганской ГСХА № 3, 2014 сельского хозяйства
УДК 631.363
А. В. Фоминых, Д. Н. Овчинников, С. В. Фомина
ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛНОЖИРНОЙ ЭКСТРУДИРОВАННОЙ СОИ С РЕКУПЕРАЦИЕЙ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ
ФГБОУ ВПО «КУРГАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ Т. С. МАЛЬЦЕВА»
A. V. Fominykh, D. N. Ovchinnikov, S. V. Fomina PRODUCTION LINE OF FULL-FAT EXTRUDED SOYA WITH RECOVERY OF THE HEAT ENERGY FEDERAL STATE BUDGETARY EDUCATIONAL INSTITUTION OF HIGHER PROFESSIONAL EDUCATION «KURGAN STATE AGRICULTURAL ACADEMY BY T. S. MALTSEV»
Аннотация. Предложена технология производства полножирной экструдированной сои с использованием шахтного охладителя, что позволяет производить продукт с меньшими энергозатратами, а также облегчает очистку и обеззараживание оборудования.
Ключевые слова: производство кормов, экструдированная соя, шахтный охладитель, экструдер, энергозатраты, материалоёмкость.
Summary. The offered technology of production of full-fat extruded soya using mine cooler, which allows to manufacture products with less power, and facilitates cleaning and disinfection of equipment.
Keywords: feed production, extruded soya, mine cooler, extruder, energy consumption, material consumption.
Александр Васильевич Фоминых
Alexander Vasilyevich Fominykh доктор технических наук, профессор
Е-mail: [email protected]
Дмитрий Николаевич Овчинников
Dmitry Nikolaevich Ovchinnikov кандидат технических наук, доцент
E-mail: [email protected]
Светлана Владимировна Фомина
Буейапа УМтпоупа Еотта кандидат технических наук, доцент
Введение. Одним из приоритетных направлений национального проекта «Развитие АПК» является ускоренное развитие животноводства, птицеводства и рыболовства. Обеспечение высококачественными комбикормами во многом определяет уровень развития и экономику этого направления, так как в структуре себестоимости животноводческой продукции стоимость кормов достигает 65-75 % [1]. В последнее время наиболее востребованной продукцией можно считать экструди-рованные корма, используемые для откорма КРС, свиней и птицы. Такие корма способствуют повышению продуктивности коров на 20-40 %, увеличению яйценоскости у птиц, а также стимулируют рост среднесуточных привесов в среднем на 15-30 %. Добавление экструдированной сои снижает общее потребление корма на 8-12 %, уменьшает риск гибели животных и птиц от кишечно-желудочных инфекций в 1,5-2 раза.
В существующих технологических схемах после выброса сои через сопло экструдера соя скребковым транспортёром подается в охладители ба-
рабанного типа [2], основное преимущество которых - охлаждение при интенсивном перемешивании. Но эта технология обладает следующими недостатками: трудоёмкость очистки и обеззараживания оборудования; наличие вращающихся частей большой массы; необходимость установки отдельного барабанного охладителя к каждому экструдеру, что приводит к увеличению металлоёмкости, большим энергозатратам и увеличению площади, занимаемой оборудованием [3].
Методика. Для исследований, направленных на совершенствование процесса охлаждения экс-трудата, создана экспериментальная установка (рисунок 1).
Установка состоит из секции охлаждения 2, в которую засыпается исследуемый продукт 3. К секции охлаждения присоединяется металлический короб с вакуумметром 4 для измерения потерь давления. Расходомер воздуха 6 связан с коробом и вентилятором при помощи воздуховода 5. Установка позволяет регулировать толщину слоя исследуемого продукта от 0,2 до 0,5 м, менять скорость охлаждающего воздуха от 0 до 0,5 м/с, изменять начальную температуру продукта от 60 до 100 °С.
Научный журнал
Вестник Курганской ГСХА
1 - нагреватель; 2 - секция охлаждения; 3 - охлаждаемый материал; 4 - вакуумметр; 5 - воздуховод;
6 - расходомер воздуха; 7 - вентилятор
Рисунок 1 - Схема установки для определения параметров охлаждения полножирной
экструдированной сои
Методика проведения исследований на установке включает в себя нагрев слоя продукта горячим воздухом и последующее его охлаждение потоком окружающего воздуха. Анализ полученных данных показал, что при скорости воздуха 0,45 м/с температура продукта достигнет значения, не превышающего температуру окружающей среды на 10 °С, за 23 минуты.
Результаты. Результатом НИОКР кафедры механизации технологических процессов Курганской ГСХА является новая технология производства экструдированной сои (рисунок 2) [4].
продукт под собственным весом поступает в шнек и перемещается к выгрузному окну 5.
1 - экструдер; 2 - трубопровод; 3 - циклон-разгрузитель;
4 - вентилятор высокого давления; 5 - нория;
6 - вентилятор среднего давления; 7 - охладитель шахтного типа
Рисунок 2 - Схема предлагаемой технологии производства полножирной экструдированной сои
В предлагаемой технологии после экструдеров 1 соя при помощи пневмотранспорта 2 через циклон-разгрузитель 3 подаётся в приёмный бункер охладителя шахтного типа 7.
Из приёмного бункера (рисунок 3) продукт поступает под собственным весом в секцию для охлаждения 3, где он охлаждается воздухом из окружающей среды. Воздух проходит через экструди-рованную сою и поступает внутрь охладителя. Через окно 10 и воздуховод 11 нагретый воздух поступает в циклон, и вентилятором выводится в атмосферу. Охлажденный
1 - приёмный бункер; 2 - датчики уровня; 3 - секция охлаждения; 4 - шнек; 5 - разгрузочное окно;
6 - электродвигатель; 7 - цепная передача; 8 - муфта;
9 - редуктор; 10 - окно для отвода горячего воздуха;
11 - воздуховод
Рисунок 3 - Схема шахтного охладителя полножирной экструдированной сои
Для снижения затрат электроэнергии и повыше -ния производительности линия производства полножирной экструдированной сои (рисунок 4) может дополнительно комплектоваться подогревателем 9, норией 11, воздуховодом 8 и системой труб 10, связывающих подогреватель с экструдерами [5].
Нория подаёт бобы сои в подогреватель, в ко -торый вентилятором высокого давления 4 через воздуховод 8 подаётся горячий воздух из циклона-разгрузителя 3, обеспечивающий предварительный подогрев бобов, поступающих для дальнейшей переработки в экструдеры. Предлагаемая технология с рекуперацией тепловой энергии позволяет повысить температуру бобов на 10-20 °С, тем самым обеспечивая снижение затрат электроэнергии на 10-20 % и повышение производительности линии в целом.
Вестник Курганской ГСХА
№ 3, 2014
Инженерно-техническое обеспечение сельского хозяйства
85
1 - экструдер; 2 - трубопровод; 3 - циклон-разгрузитель; 4 - вентилятор высокого давления; 5 - нория; 6 - вентилятор среднего давления; 7 - охладитель шахтного типа; 8 - воздуховод; 9 - подогреватель;
10 - система трубопроводов; 11 - нория
Рисунок 4 - Схема предлагаемой технологии производства полножирной экструдированной сои
с рекуперацией тепловой энергии
Выводы. Производственные испытания про-мышленно-экспериментальной линии по производству полножирной экструдированной сои в ООО «НПК «БЕЛКОМ» г. Курган подтвердили, что использование предлагаемой технологии позволяет осуществлять охлаждение экструдированной сои до температуры, не превышающей температуру окружающей среды на 10 °С, а сама технология вносит существенные изменения в последний этап экстру-
дирования сои - охлаждение. Исследования показали, что за счёт рекуперации тепловой энергии в линии производства полножирной экструдированной сои расход электроэнергии на единицу продукции снижается на 10-20 %. Получаемая при этом полножирная эктрудированая соя отвечает самым высоким требованиям производителей и потребителей кормов.
Список литературы
1 Афанасьев В. Комбикормовое производство: состояние и проблемы // Комбикорма. - 2008. - № 1. - С. 9-13.
2 Экструдирование с Insta-Pro // Современные технологии для сельского хозяйства. - 2014 [Электронный ресурс]. URL: http://www.basu-rus.com/ru/ catalog/extrude/coolers/ coolers_insta-pro/ (дата обращения: 19.07.2014).
3 Фоминых А. В., Овчинников Д. Н., Савельев А. В. Определение рациональной скорости воздуха
в охладителе полножирной экструдированной сои шахтного типа // Аграрный вестник Урала. - 2011. - № 6 (85). - С. 45-46.
4 Линия охлаждения полножирной экс-трудированной сои: пат. 93636 Рос. Федерация № 2010100235/22; заявл. 11.01.2010; опубл.
10.05.2010. - Бюл. № 13
5 Линия охлаждения полножирной экс-трудированной сои: пат. 108925 Рос. Федерация № 2011117646/13; заявл. 03.05.2011; опубл.
10.10.2011. - Бюл. № 28
