способ обработки комбикорма для птицы

Формула изобретения

1. Способ обработки комбикорма для птицы, включающий смешивание рассыпного комбикорма с горячими гранулами, вышедшими из пресс-гранулятора, выдерживание движущегося плотного слоя полученной смеси в теплообменнике, охлаждение ее воздухом, измельчение, фракционирование рассыпного комбикорма и измельченных гранул на крупную, среднюю и мелкую фракции с последующим выводом средней фракции в качестве готовой продукции, возврат крупной фракции на доизмельчение и отвод мелкой фракции на гранулирование, отличающийся тем, что охлаждение смеси рассыпного комбикорма и горячих гранул после выдерживания в теплообменнике осуществляют воздухом с температурой 4...7°С, причем среднюю фракцию комбикорма после фракционирования покрывают слоем жира 0,5...1,0 мм в лопастном носителе путем распыливания под давлением 0,3...0,4 МПа с помощью форсунок, при этом жир предварительно подогревают до температуры 55-65°С и доводят его содержание до 3-5% от объема получаемой средней фракции.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздух перед подачей его на охлаждение смеси рассыпного комбикорма и горячих гранул предварительно охлаждают в испарителе-охладителе теплонасосной установки путем рекуперативного теплообмена между кипящим хладагентом и воздухом, возвращают его в испаритель-охладитель и затем в режиме замкнутого цикла снова подают на охлаждение смеси, а теплоту конденсации хладагента в конденсаторе-нагревателе теплонасосной установки используют для подогрева жира перед его подачей в лопастной смеситель.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству комбикормов, преимущественно к промышленному приготовлению комбикормов для сельскохозяйственной птицы.

Известен способ обработки комбикорма для птицы (А.с. №1674769 СССР, МКИ⁵ А 23 К 1/00. Способ обработки комбикорма для птицы / А.И.Орлов, Н.М.Подгорнова, И.Е.Егоров, Г.В.Игнатова (СССР). №4239242/30-15; Заявлено 29.04.87; Опубл. 07.09.91. Бюл. №33 // Открытия. Изобретения. - 1991. - №33), включающий гранулирование рассыпного комбикорма, охлаждение, измельчение и фракционирование измельченного корма на крупную, среднюю и мелкую фракции с последующим выводом средней фракции в качестве готового корма. Особенностью способа является то, что фракционирование рассыпного комбикорма проводят перед гранулированием, измельчению подвергают только крупную фракцию, а гранулируют только мелкую.

Однако известный способ не может обеспечить повышение качества готовой продукции, так как в нем не предусмотрена полная тепловая обработка исходного продукта за счет утилизации и рационального использования тепловой энергии горячих гранул, вышедших из гранулятора.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ обработки комбикорма для птицы (Патент РФ №2079276, МКИ⁶ А 23 К 1/00. Способ обработки комбикорма для птицы / А.И.Орлов, Н.В.Петров, А.К.Борисов, С.П.Шипоров (СССР). №93008787; Заявлено 16.02.93; Опубл. 20.05.97. Бюл. №14 // Открытия. Изобретения. - 1997. - №14), включающий фракционирование рассыпного комбикорма и измельченных гранул на крупную, среднюю и мелкую фракции с последующим выводом средней фракции в качестве готовой продукции, гранулирование мелкой фракции рассыпного комбикорма в пресс-грануляторе, смешивание рассыпного комбикорма с горячими гранулами, вышедшими из пресс-гранулятора, выдерживание движущегося плотного слоя полученной смеси в теплообменнике, ее охлаждение воздухом и измельчение с возвратом крупной фракции на доизмельчение и отводом мелкой фракции на гранулирование.

Однако известный способ не создает реальных перспектив в создании технологии энергосбережения при обработке и получении комбикормов выровненного гранулометрического состава с использованием теплонасосной установки. В способе не предусмотрена подготовка воздуха, подаваемого в охладитель, на охлаждение смеси гранул и рассыпного комбикорма после ее выдерживания в теплообменнике. Отсутствует возможность увеличения среднего температурного напора между охлаждаемой смесью и воздухом за счет снижения его температуры (особенно в летнее время года) в испарителе-охладителе теплонасосной установки с целью интенсификации процесса охлаждения. Кроме того, конвективный теплообмен (передача тепла конвекцией) между охлаждаемой смесью и воздухом осуществляется в активном гидродинамическом режиме, что неизбежно ведет к уносу частиц продукта с отработанным воздухом. В способе не предусмотрена обработка средней фракции комбикорма жиром путем его нанесения тонким слоем на продукт распылением с помощью форсунок в смесителе, а значит и не возникала необходимость в снижении вязкости жира перед форсунками посредством его нагревания в конденсаторе-нагревателе теплонасосной установки.

Задачей изобретения является повышение энергетической эффективности кормопроизводства, улучшение качества готовой продукции, создание высокопроизводительной, безотходной и экологически чистой технологии получения комбикормов для сельскохозяйственной птицы выровненного гранулометрического состава.

Поставленная задача достигается тем, что в способе обработки комбикорма для птицы, включающего фракционирование рассыпного комбикорма и измельченных гранул на крупную, среднюю и мелкую фракции с последующим выводом средней фракции в качестве готовой продукции, гранулирование мелкой фракции рассыпного комбикорма в пресс-грануляторе, смешивание рассыпного комбикорма с горячими гранулами, вышедшими из пресс-гранулятора, выдерживание движущегося плотного слоя полученной смеси в теплообменнике, ее охлаждение воздухом и измельчение с возвратом крупной фракции на доизмельчение и отводом мелкой фракции на гранулирование, новым является то, что в процессе обработки комбикорма используют теплонасосную установку и сначала охлаждают воздух в испарителе-охладителе теплонасосной установки до температуры 4...7°С путем рекуперативного теплоообмена между кипящим хладагентом и воздухом через охлаждающую поверхность испарителя -охладителя, а затем подают в охладитель на охлаждение смеси горячих гранул и рассыпного комбикорма после ее выдерживания в теплообменнике, а среднюю фракцию комбикорма после фракционирования покрывают жиром слоем 0,5...1,0 мм в смесителе путем распыливания с помощью форсунок, доводя содержание жира до 3...5% от объема получаемой средней фракции, причем сначала осуществляют подогрев жира до температуры 55...65°С в конденсаторе-нагревателе теплонасосной установки за счет теплоты конденсации хладагента, а затем подают в форсунки на распыливание под давлением 0,3...0,4 МПа.

На чертеже представлена схема, реализующая предлагаемый способ.

Схема содержит гравитационный смеситель 1; теплообменник 2; охладитель 3; измельчитель 4; просеивающую машину 5; пресс-гранулятор 6; смеситель 7; теплонасосную установку 8, включающую испаритель-охладитель 9, компрессор 10, терморегулирующий вентиль 11, конденсатор-нагреватель 12; форсунки 13; вентилятор 14; насос 15.

Способ осуществляется следующим образом.

Исходный рассыпной комбикорм, поступающий на обработку, направляется на смешивание с горячими гранулами, вышедшими из матрицы пресс-гранулятора 6, в гравитационный смеситель 1. Гравитационный смеситель 1 позволяет без механического воздействия на продукт в течение нескольких секунд (3...5 с) получить однородную смесь рассыпного комбикорма и горячих гранул. После смесителя смесь попадает в теплообменник 2, представляющий собой камеру прямоугольного сечения, расположенную над охладителем 3. В теплообменнике 2 происходит тепло- и влагообмен между горячими гранулами и поступившим рассыпным комбикормом. Все тепло горячих гранул утилизируется и используется для нагрева рассыпного комбикорма, что позволяет не только обеспечить его обеззараживание, но и повысить прочность гранул. Рассыпной комбикорм в результате контакта с горячими гранулами нагревается до температуры 35...45°С, при этом создаются благоприятные условия для повышения качественных и санитарно-гигиенических показателей получаемого комбикорма.

В охладителе 3 смесь гранул и рассыпного комбикорма охлаждается воздухом, который подается вентилятором 14 и проходит предварительную подготовку (охлаждается и осушается) в испарителе-охладителе 9 теплонасосной установки 8 путем рекуперативного теплоообмена между кипящим хладагентом и воздухом через охлаждающую поверхность испарителя-охладителя. Для снижения уноса частиц смеси гранул и рассыпного комбикорма процесс охлаждения осуществляют в режиме “фильтрации” воздуха через движущийся плотный слой смеси. При этом относительно невысокая линейная скорость воздуха, например 0,2...0,4 м/с, компенсируется достаточно низкой его температурой и влагосодержанием, что значительно сокращает время охлаждения смеси до температуры 4...7°С.

Смесь охлажденных гранул и рассыпного комбикорма далее подается на измельчение (вальцовый станок или валковый измельчитель 4, рабочий зазор устанавливают в пределах 1,0...2,5 мм в зависимости от назначения комбикорма).

Измельченные гранулы и рассыпной комбикорм фракционируют на просеивающей машине 5, у которой диаметр отверстий верхнего сита составляет 3,0...4,5 мм, нижнего 1,8...2,0 мм в зависимости от рецепта вырабатываемых комбикормов. Крупная фракция (сход верхнего сита) направляется на доизмельчение на валковый измельчитель 4, мелкая фракция (проход нижнего сита) подается на гранулирование в пресс-гранулятор с диаметром отверстий матрицы, например, 4,7...5,0 мм. Среднюю фракцию (проход верхнего и сход нижнего сита), представляющую собой комбикорм выравненного гранулометрического состава, подают в смеситель, где покрывают жиром слоем 0,5...1,0 мм путем распыливания с помощью форсунок, доводя содержание жира до 3...5% от объема получаемой средней фракции.

Комбикорм с содержанием сырого жира имеет хорошую физическую структуру. Добавление жира в комбикорм способствует нормальному водному обмену организма птицы [Чернышев Н.И. Компоненты комбикормов. - Воронеж: ГУП "Старооскольская типография", 2000, - 122 с.], при расщеплении 100 г жира в тканях образуется 140...150 г воды, и ведет к более высокому коэффициенту использования всех питательных веществ. Корм с высоким содержанием жира увеличивает время удержания его в кишечнике и, таким образом, обеспечивает более полное переваривание и всасывание питательных веществ. Добавка жира в рацион птицы наиболее необходима в зимнее время. В таких условиях увеличивается энергетическая потребность птицы. Для кур целесообразно добавлять жир в корм и в условиях с высокой температурой окружающей среды, когда потребление корма заметно снижается, а добавленный жир позволяет курице-несушке поддерживать процесс формирования яйца на требуемом уровне.

Применение теплонасосной установки позволяет повысить энергетическую эффективность кормопроизводства. Теплонасосная установка 8 состоит из тех же элементов, что и холодильная установка (испаритель, компрессор, конденсатор), и работает по следующему термодинамическому циклу.

Хладагент (рабочее тело) всасывается компрессором 10, сжимается до давления конденсации и направляется в конденсатор-нагреватель 12. Конденсируясь, он отдает теплоту жиру, который, нагреваясь до температуры 55...65°С, подается на форсунки 13 смесителя 7 посредством насоса 15. Затем хладагент направляется в терморегулирующий вентиль 11, где дросселируется до заданного давления. С этим давлением рабочее тело поступает в испаритель-охладитель 9 и испаряется за счет теплоты воздуха, подаваемого в охладитель 3 на охлаждение смеси рассыпного комбикорма и гранул вентилятором 14. В испарителе-охладителе 9 воздух не только охлаждается ниже точки росы, например до температуры 4...7°С, но и при этом осушается. Влага, содержащаяся в воздухе, конденсируется в снеговую шубу на охлаждающей поверхности испарителя-охладителя. Охлаждение смеси рассыпного комбикорма и гранул воздухом с низкотемпературным потенциалом и пониженным влагосодержанием полностью исключает возможное увлажнение продукта перед его измельчением, которое, как правило, негативно отражается на качестве измельчения и ведет к увеличению энергозатрат на работу измельчителя.

Отработанный воздух после охладителя 3 вентилятором 14 возвращается на охлаждение в испаритель-охладитель 9 теплонасосной установки 8 с образованием замкнутого цикла.

При этом создаются условия для реализации экономически чистой технологии получения комбикормов, так как отработанный воздух не выбрасывается в атмосферу, а направляется в контур рециркуляции.

Подогрев жира перед форсунками до требуемой температуры уменьшает его вязкость до 16,5·10 ^-3 Па, создаются благоприятные условия для равномерного распыливания жира, обеспечивается надежная работа форсунок с минимальными потерями времени на регенерацию рабочих поверхностей, вызванной облитерацией и образованием налета, снижается нагрузка на насос подачи жира в смеситель.

В качестве конкретного примера по реализации способа рассматривается технология получения комбикорма для птицы в ОАО “Воронежский экспериментальный комбикормовый завод”, выработанного по рецепту ПК-1 [Комбикорма, кормовые добавки и ЗЦМ для животных (состав и применение). Справочник / В.А.Крохина. - М.: Агропромиздат, 1990, - 304 с.] для кур-несушек, %:

Кукуруза 25,3

Пшеница 30,0

Шрот подсолнечный 13,0

Травяная мука 4,0

Рыбная мука 5,0

Дрожжи 3,0

Костная мука 0,6

Мел 3,0

Ракушка, известняк 4,7

Соль 0,4

Премикс 1,0

В состав технологической линии входило следующее оборудование:

1 - смеситель У21-ДСП, 2 - теплообменник, 3 - охладитель Б6-ДГВ-II, 4 - измельчитель Б6-ДГВ-III, 5 - просеивающая машина А1 - ДМП, 6 - пресс-гранулятор Б6-ДГВ-I, 7 - смеситель 2СМ-1.

Для повышения энергетической эффективности технологической линии использовался компрессорно-конденсаторный агрегат ФАК - 1,1Е, работающий в режиме теплового насоса, со следующими характеристиками:

Компрессор одноступенчатый

двухцилиндровый 2ФВ - 4/4,5

Хладагент(фреон-12) R 12

Холодопроизводительность, кВт 1,28

Диапазон температур кипения, °С -25...0

Мощность электродвигателя, кВт 1,1

Конденсатор воздушный, ребристый, м² 4,95

Площадь охлаждающей поверхности испарителя, м 3,75

В таблице представлены результаты сравнения технико-экономических и качественных показателей комбикорма предлагаемого способа и прототипа.

Таким образом, предлагаемый способ имеет следующие преимущества:

- позволяет повысить производительность линии на 15% за счет сокращения времени охлаждения смеси рассыпного комбикорма с горячими гранулами;

- уменьшить энергозатраты на тонну вырабатываемого комбикорма выровненного гранулометрического состава на 10...15%;

- повысить питательность комбикорма, в частности обменную энергию, за счет ввода жира;

- создать экологически чистую технологию получения комбикорма выровненного гранулометрического состава для сельскохозяйственной птицы за счет предотвращения выброса отработанного воздуха в атмосферу.