CC BY
4
УДК 636.4.033
4.3.1 - Технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса (сельскохозяйственные науки)
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА И ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОРМОВ НА ОСНОВЕ КАРТОФЕЛЬНО-ТЫКВЕННОЙ КОМПОЗИЦИИ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ КОРМОВ
Школьникова Мария Александровна соискатель КубГАУ РИНЦ SPIN-код: 8031-1702 email: [email protected]
Кубанский государственный аграрный университет, Россия, 350044, Краснодар, Калинина 13
Рытов Кирилл Петрович аспирант
РИНЦ SPIN-код: 4944-7853 email: [email protected] Кубанский государственный аграрный университет, Россия, 350044, Краснодар, Калинина 13
На основе принятых подходов предложены инновационные способ и пастоизготовитель-гранулятор для получения кормовых продуктов водоплавающей птице. На основе эксперимента обоснованы рациональные параметры устройства. С использованием полученных данных проведена сравнительная технико-экономическая оценка предложенных технологических и технических решений, чем и доказана их высокая эффективность
Ключевые слова: РАЦИОН, РЕЦЕПТУРА, КОМБИКОРМА, СЫРЬЕ, ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТАЯ ПРОДУКЦИЯ, БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЙ КОМПЛЕКС, СХЕМА, СПОСОБ, УСТРОЙСТВО, ПАСТА, ГРАНУЛЫ, ПАРАМЕТРЫ, ЭНЕРГОЕМКОСТЬ, МЕТАЛЛОЕМКОСТЬ
http://dx.doi.org/10.21515/1990-4665-194-025
UDC 636.4.033
4.3.1. Technologies, machinery and equipment for the agro-industrial complex (technical sciences, agricultural sciences)
THEORETICAL AND EXPERIMENTAL JUSTIFICATION OF THE METHOD AND PARAMETERS OF A DEVICE FOR PREPARING FEED BASED ON POTATO-PUMPKIN COMPOSITION CONCENTRATED FEED
Shkolnikova Maria Alexandrovna applicant at KubSAU RSCI SPIN-code: 8031-1702 email: [email protected]
Kuban State Agrarian University, 13 Kalinia, Krasnodar, 350044, Russia
Rytov Kirill Petrovich
postgraduate student
RSCI SPIN-code: 4944-7853
email: [email protected]
Kuban State Agrarian University,
13 Kalinina, Krasnodar, 350044, Russia
Based on the accepted approaches, this article proposes an innovative method and a paste-granulator for obtaining feed products for waterfowl. Based on the experiment, the rational parameters of the device are justified. Using the data obtained, we have compared a comparative technical and economic assessment of the proposed technological and technical solutions, which proved their high efficiency
Keywords: DIET, FORMULATION, COMPOUND FEED, RAW MATERIALS, ENVIRONMENTALLY FRIENDLY PRODUCTS, BIOLOGICALLY ACTIVE COMPLEX, SCHEME, METHOD, DEVICE, PASTE, GRANULES, PARAMETERS, ENERGY INTENSITY, METAL CONTENT
Введение. В настоящее время, особое внимание со стороны потребителя сельскохозяйственной продукции уделяется приобретению экологически чистой продукции. В этой связи первостепенное значение
приобретает выращивание скота и птицы с использованием кормов собственного производства, содержащих биологически активные вещества естественной природы.
Известно также, что продукция, получаемая при производстве водоплавающей птицы (гусей, уток) обладает диетическими и высокими потребительскими свойствами. При этом, в качестве дополнительной продукции выступает возможность получения качественного пуха и пера.
Однако, на сегодняшний день увеличение производства такой продукции сдерживается в виду относительно высокой трудоемкости ее производства из-за отсутствия рациональных схем приготовления кормов на основе местного экологически чистого сырья, а также отсутствия малогабаритного и многофункционального технологического оборудования.
В этой связи, исследования, направленные на поиск и разработку рационального способа получения экологически чистых кормовых продуктов сезонного использования и устройства для его реализации являются актуальными.
Целью исследований является повышение эффективности приготовления кормов водоплавающей птице, путем обоснования рационального способа и параметров устройства для его реализации.
Задачи исследований:
1) обосновать рациональный способ приготовления комбикормов для гусей и уток;
2) предложить эффективную конструктивно-технологическую схему линии приготовления кормов, содержащих белково-витаминно-минеральный комплекс белок+С+Е+Са;
3) на основе принятого технологического подхода предложить конструкцию малогабаритного устройства для получения пастообразных и гранулированных комбикормов в соответствии с предложенным способом
и рецептурой, а также обоснованными параметрами и режимами его работы.
Анализ, проведенный по известным в настоящее время рецептура для гусей и уток, показывает, что одними из основных составляющих компонентов их рациона являются пшеница, ячмень, кукуруза и мука травяная с общим содержанием более 60 %. При этом, в качестве белкового компонента в рецептуру включают шроты подсолнечный и соевый, а также муку рыбную и мясокостную.
В некоторых рационах предусматривается использование гороха.
В то же время, обязательным к использованию в рецептурах является включение в их состав кальцийсодержащего компонента в виде мела или ракушки [1].
При этом следует отметить, что известные рецептуры комбикормов являются многокомпонентными, часть компонентов которых в настоящее время не производится. К числу таких компонентов относится травяная мука, которая готовилась с помощью комплектов оборудования (агрегатов) типа АВМ.
Более того, такие многокомпонентные комбикорма недоступны мелким товаропроизводителям, к числу которых относятся малые фермы и личные подсобные хозяйства по выращиванию гусей и уток.
Вместе с этим, наличие в указанных видах комбикормов шротов, не обеспечивает их состав необходимым содержанием витамина Е естественной природы. Данный состав также характеризуется отсутствием витамина С.
Обогатить рацион водоплавающей птицы витаминно-минеральным комплексом естественной природы позволяет использование местного сырья в виде пророщенного зерна (ПЗ) пшеницы, ячменя, кукурузы и т.д., а также необезжиренной термообработанной соевой муки (НТСМ).
Согласно принятой технологии, данный вид комбикормов может
быть приготовлен как в форме пасты, так и в форме гранулята [2].
На рис.1 приведена принципиальная конструктивно-технологическая схема линии по производству комбикормов по предложенной рецептуре.
Согласно приведенной схеме (рис. 1) предварительно пророщенное зерно загружается в бункер-дозатор - 1. В то же время, в смежные бункеры-дозаторы также загружаются мел в порошковой или мучной форме и необезжиренная термически обработанная соевая мука. Данные компоненты совокупно подаются в смеситель - 2 и, далее, в пастоизготовитель-гранулятор - 3 [3].
При производстве пасты, данное устройство - 3 работает в режиме пастоизготовителя. При производстве гранул, устройство - 3 настраивается на режим формования гранул, которые накапливаются в лотке - 4 и высушиваются в сушильном шкафу «ЭСПИС-4-Универсал» [2].
Данный способ позволяет получить кормовой продукт, содержащий 21,25 мг/100 г витамина С, 1,76 мг/100 г витамина Е и 5,0 г/100 г кальция и тем самым формируется биологически активный комплекс С+Е+Са, который отсутствует в продукте, приготовленном по рецепту ПК-32-2-89 [1].
Данный способ приготовления кормового продукта для гусей признан изобретением [2].
Производительность - Q данной линии в режиме пастоизготовления определяется как
<2л = ч-Ч1и £[<2ПГ], (1)
где q - количество комбикорма на одну голову птицы, кг;
т - количество гусей (уток), гол.;
И - допустимая по зоотребованиям продолжительность приготовления кормового продукта, ч;
[ОПг] - фактическая производительность пастоизготовителя, кг/ч.
Мел (порошок)
Пророщенное зерно (ПЗ) пшеницы, ячменя и т.д.
Необезжиренная термообработанная соевая мука (НТСМ)
Гранулы (КТГ)
> ^ /4
1 1 - Г
Гранулят
< 4
*
Рисунок 1 - Принципиальная конструктивно-технологическая схема линии приготовления кормов на основе картофельно-морковных композиций: 1 - бункера-дозаторы; 2 - смеситель; 3 - пастоизготвоитель-гранулятор; 4
- лоток; 5 - сушильный шкаф При условии, если QЛ > [0ПГ], то определяется количество пастоизготовителей по формуле:
Qл
Шш V
(2)
Производительность линии, в режиме гранулирования при заготовке гранул, определяется как
ал = Gгoд/т <[дПГ ], (3)
где Огод - годовая (сезонная) потребность в кормовом продукте -грануляте, кг;
Т - годовая (сезонная) продолжительность работы оборудования.
5
п =
При условии, если QЛ > то определяется количество
грануляторов по формуле (2).
Однако, с учетом особенностей технологии кормления водоплавающей птицы, обусловленной экологичностью, экономичностью и рациональностью подходов необходимо определять продолжительность заготовки гранулированных кормов, т.е.
Т _ год(сез) £ [т ] (4)
П ' 0-ПГ '
где п - количество пастоизготовителей-грануляторов (принимается равным п = 1, 2, 3 и т.д.);
[Т] - продолжительность приготовления гранул в рамках сезона, благоприятного с точки зрения получения пророщенного зерна, обусловленного температурным и световым режимом (весенне-летний).
Анализ проведенных исследований по проблеме приготовления кормов водоплавающей птице показал, что в настоящее время отсутствуют эффективные технические средства для этих целей.
Так, на сегодняшний день, промышленностью не выпускаются так называемые малогабаритные многофункциональные устройства, предназначенные для приготовления пастообразных и гранулированных продуктов [4, 5].
В этой связи авторами данной статьи разработан малогабаритный пастоизготовитель-гранулятор (ПП), конструкция которого признана изобретением и не нее выдан патент РФ № 2803521 [3].
Его конструктивно-технологическая схема представлена на рисунке
2.
2
Рисунок 2 - Конструктивно-технологическая схема пастоизготовителя-гранулятора (нумерация в тексте)
Устройство включает подающий винт - 1, размещенный в корпусе -2, связанном со съемным кожухом - 3. На кожухе - 3, имеющем два боковых окна, относительно которых, в результате поворота так называемого стакана - 4, содержащего противоположно и попарно установленные формующие элементы - 5 и 6 для выхода пасты - 5 и формования гранул - 6. Перевод из режима гранулирования в режим пастоизготовителя осуществляется путем попорота стакана - 4 относительно кожуха - 3 до положения, определяемого местоположением окон - 7.
Перед кожухом - 4 установлен четырехступенчатый решетчато-ножевой аппарат - 8.
Главной особенностью предложенного устройства являются возможность его оперативной перенастройки с режима пастоизготовителя на режим гранулирования.
Оптимальные параметры ПП определены путем проведения многофакторного эксперимента [6, 7] и полученного уравнения регрессии:
N = 95,032- 4,502we -2,982c-1,841к + 0,09we c
-0,033wкк + 0,0555c кк -0,003we ck + 0,152w2 + (5)
+0,071c2 + 0,04311 ® min,
где N - энергоемкость, при её минимальном значении, равном 22,5
кВт ■ с.
кг
юв - угловая скорость винта, равная 18 с-1;
X - соотношение между длиной формующего канала и его диаметром, равное 9.
Хк - степень измельчения, равная 30.
При сравнительной оценке, предложенного и базового вариантов, учитывалось то обстоятельство, что предложенное устройство выполняет две технологические операции - пастоизготовление и гранулирование и, тогда:
- по энергоемкости:
Эр = NnJ2 = 22,5/2 = 11,25 ;
кг
= N6moeoJ1 = 63,4/1 = 63,4 ^^;
кг
- по металлоемкости:
0,470 кг / кг / ч ^ . . .
Мёр = —---= 0,235 кг / кг / ч .
3, 4 кг / кг / ч
Мёр =-= 3,4 кг / кг / ч .
пр 1
Заключение. В результате проведенных исследований установлено, что получение экологически чистой продукции путем выращивания водоплавающей птицы, возможно и целесообразно на сырье местного производства, в основе которого лежит пророщенное зерно, необезжиренная термообработанная соевая мука с добавкой кальцийсодержащего компонента, приготовленных в форме пасты и
гранулята при соотношении 85%:10%:5%.
Существенное значение при этом имеет весенне-летний период, что обусловлено благоприятным температурным и световым режимом.
Данным подходом эффективно решается проблема получения менее дорогих кормовых продуктов с наличием биологически активного комплекса витамин С + витамин Е + Са.
Посредством предложенной конструктивно-технологический схемы линии производства пасты для повседневного потребления птицей и заготовки гранулята для его использования в осенне-зимний период реализован инновационный способ получения продукта в виде витаминно-минеральной добавки.
Включение в состав данной линии малогабаритного пастоизготовителя-гранулятора оригинальной конструкции позволил снизить энергоемкость процесса гранулирования в 5,63 раза, а металлоемкость в 14,46 раза по сравнению с известными конструкциями грануляторов дискового типа, выпускаемых формой «ARTMASH» и, в частности, марки ГДР-125.
Список литературы
1. Справочник: комбикорма, кормовые добавки и ЗЦМ для животных (состав и применение) / В.А. Крохиа, А.П. Калашников, В.И. Фисинин [и др.] - М.: Агропромиздат, 1990. - 304 с.
2. Решение о выдаче патента РФ на изобретение «Способ приготовления витаминно-кальциевой добавки для гусей» № 2023106259/10 (013638) от 17.03.2023 / авторы Школьников П.Н., Школьникова М.А., Фролов В.Ю.
3. Патент РФ № 2803521 «Пастоизготовитель-гранулятор» / авторы Школьников П.Н., Школьникова М.А. Опубл. в Б.И. № 26 от 15.09.2023.
References
1. Spravochnik: kombikorma, kormovy'e dobavki i ZCzM dlya zhivotny'x (sostav i primenenie) / V.A. Kroxia, A.P. Kalashnikov, V.I. Fisinin [i dr.] - M.: Agropromizdat, 1990. - 304 s.
2. Reshenie o vy'dache patenta RF na izobretenie «Sposob prigotovleniya vitaminno-kaTcievoj dobavki dlya gusej» № 2023106259/10 (013638) ot 17.03.2023 / avtory Shkolnikov P.N., Shkol'nikova M.A., Frolov V.Yu.
3. Patent RF № 2803521 «Pastoizgotovitel'-granulyator» / avtory' Shkolnikov P.N., Shkol'nikova M.A. Opubl. v B.I. № 26 ot 15.09.2023.
