устройство для переработки грубого растительного сырья на корм

Формула изобретения

Устройство для переработки грубого растительного сырья, включающее U-образный аппарат с двумя вертикальными колоннами, снабженный загрузочным, разгрузочным и размещенным в середине горизонтальной части аппарата нагревательным приспособлениями, отличающееся тем, что колонны заполнены сырьевой суспензией и соединены в верхней части посредством паропровода, на котором установлен электромагнитный клапан для выравнивания уровней суспензии, при этом в крышках колонн установлены датчики для контроля нижнего и верхнего уровней находящейся в емкости суспензии и манометры для регистрации давления, а одна из колонн сообщена со смесителем и в ней установлен дополнительный клапан для стравливания давления и электромагнитный клапан для дополнительной импульсной подачи острого пара, причем нагревательное приспособление выполнено в виде крана для подачи острого перегретого пара, загрузочное приспособление расположено в средней части одной из колонн, выгрузное - в нижней части другой колонны, датчики и электромагнитные клапаны соединены с блоком управления, а электромагнитные клапаны работают в противофазе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам для переработки грубого растительного сырья и отходов полеводства на корм, и предназначено для использования в кормопроизводстве.

Известно устройство для обработки соломы на корм [пат. РФ №2038031. опубл. 1995.06.27]. Подаваемая солома режется ножами, установленными определенным образом на внутренней поверхности корпуса, затем корм подпрессовывается и выгружается.

Известно устройство для переработки кукурузного растительного сырья или соломы, содержащее нагреваемый (от 30 до 100°С) цилиндрический экструдер, вращающийся шнек, отверстая для подачи и выгрузки сырья, средство нагревания и охлаждения между концами цилиндра, расходный бак, содержащий жидкий аммиак под давлением, питающий трубопровод с насосом, систему для взрывного разрыхления лигноцеллкмюзного материала с использованием жидкого аммиака [WO №99/56555 от 11.11.1999 г., заявка RU №2000127138, опубл. 2002.11.20].

Однако эти устройства не обеспечивают глубокую переработку сырья до легкоусвояемых компонентов и хорошего качества норма

Известно устройство, выполненное в виде двух сообщающихся сосудов высотой 60-65 м, заполненных водой. В месте сообщения сосудов расположен нагревательный агрегат [Пат.РФ №2028789, опубл 1995.0220] (прототип). Обработка соломы в нем идет в водной среде под давлением 6,5 атм и температуре, соответствующей 158-162°С.

Устройство по прототипу громоздко, дорого и не удобно в эксплуатации, особенно в условиях мелких фермерских хозяйств. К тому же это устройство не обеспечивает высокого качества перерабатываемого сырья.

Задача предлагаемого изобретения - создание компактного устройства», удобного для использования как в крупных, так и в мелких фермерских хозяйствах, позволяющего получать корма с повышенной питательной ценностью, за счет увеличения выхода при переработке легкоусвояемых компонентов, например сахаров. Использование этих кормов позволит поднять эффективность производства молока и мяса.

Технический результат изобретения состоит в улучшении качества корма из грубого растительного сырья (повышение питательной ценности и улучшение усвояемости), достигаемый за счет более глубокой его переработки в заявляемом устройстве.

Поставленная задача решается предлагаемым устройством.

На чертеже представлен общий вид устройства в разрезе.

Устройство для переработки корма представляет собой U-образный аппарат с двумя вертикальными колоннами, соединенными в верхней части паропроводом 7. В средней части левой и в нижней части правой колонн расположены краны 4 и 5, для подачи сырья и выгрузки продукции. В середине горизонтальной части устройства расположен кран 6 для подачи острого перегретого пара. В крышках колонн установлены датчики 8, 9, 10, 11 для контроля уровня (верхнего и нижнего) находящейся в аппарате суспензии, манометры Р1 и Р2 - для регистрации давления, клапан 12 для стравливания давления, электромагнитный клапан 13 для дополнительной импульсной подачи острого пара. На паропроводе, соединяющем обе колонны, расположен электромагнитный клапан 14 для выравнивания уровней суспензии. Электромагнитные клапаны 13 и 14 регулируются блоком управления 15. Питание на датчики подается через блок управления 15.

Предлагаемое устройство работает следующим образом: сырье, предварительно измельченное до размера частиц 1-17 мм и смешанное в смесителе 1 с горячей водой (60-80°С) и соляной кислотой (концентрация раствора 0,3-0,4%) в массовом соотношении растительное сырье: жидкость (1-1,5):(10-15), через кран 2 подается насосом 3 в виде густой суспензии в левую колонну устройства. В середину устройства через кран 6 непрерывно поступает острый перегретый пар для создания в устройстве температуры 120-150°С и рабочего давления 0,2-0,5 МПа. Сверху левой колонны через электромагнитный клапан 13 по паропроводу поступает острый пар импульсно для создания периодических сжатий суспензии с частотой 1-6 импульсов в минуту, создавая дополнительное давление 0,03-0,05 МПа сверх рабочего с последующим снижением давления до рабочего. Острый пар через электромагнитный клапан 13 поступает в левую колонну аппарата в течение 1-3 сек (длительность одного импульса), вытесняет суспензию до уровня датчика 9 и создает превышение давления 0,03-0,05 МПа над рабочим давлением. Через 1-3 сек клапан 13 закрывается и открывается клапан 14 на паропроводе 7, соединяющем обе колонны устройства, уровни суспензии в обеих колоннах выравниваются. Клапаны 13 и 14 работают в противофазе.

Датчики контроля уровня 8 и 10 сигнализируют о переполнении аппарата и о необходимости приостановки подачи суспензии через кран 4. Датчик контроля уровня 9 сигнализирует о завершении подачи острого пара через электромагнитный клапан 13, чем и определяется продолжительность импульса поступления острого пара. Датчик контроля уровня 11 сигнализирует о чрезмерном опорожнении устройства и соответственно о необходимости перекрыть кран 5 правой колонны.

Режим работы устройства отрегулирован таким образом, что растительное сырье может пребывать в аппарате 1-3 часа. Прогидролизованное растительное сырье перекачивается насосом 16 через кран 5 правой колонны в емкость» где происходит разделение на твердую и жидкую фазы. Обе фазы могут использоваться на корм крупного рогатого скота. Жидкая фаза содержит сахара до 45% от сухого остатка, твердая фаза - 3,5-4% от сухого остатка.

Размеры устройства определяются потребностью заказчика в количестве корма. При размерах устройства: высота колонн 1,5 м, длина горизонтального участка -3 м, диаметр труб - 0,4 м, производительность составляет 200-600 кг/час (в зависимости от времени переработки). Все процессы загрузки, разгрузки и переработки сырья по изобретению являются непрерывными, автоматизированными, что значительно упрощает и облегчает труд, снижает трудозатраты Компактность устройства делает его удобным для применения в любом хозяйстве. Окупаемость такого устройства - до одного года. Себестоимость производимого корма не превышает 1 руб. за 1 кг.

В табл.1 представлены данные по составу и питательной ценности корма на примере соломы пшеницы, переработанной в предлагаемом устройстве. Как можно видеть из результатов табл. 1, предлагаемое устройство обеспечивает деструкцию клетчатки соломы в целом и существенное повышение концентрации сахаров и переваримого протеина. Такой корм лучше переваривается симбиотическими микроорганизмами, в результате улучшаются условия для эффективного использования питательных веществ рациона и повышения продуктивности животных.

По заключению Государственного научного учреждения ТНИИСХ РАСН с учетом дефицита сахара в рационах крупного рогатого скота, переработанную в предлагаемом устройстве, солому можно рекомендовать скармливанию дойным коровам до 25-30 кг, молодняку на откорме - 10-15 кг.

Опытно-промышленный образец устройства опробован в сельскохозяйственном ООО «М-ЭЛИТА» и колхозе «Родина» Алексеевского района Республики Татарстан, полученные на нем корма применены в откормочном комплексе, что привело к увеличению (по сравнению с контрольной группой) надоев молокана 28% и привеса молодняка телят на 600 г в сутки.

Таблица 1. Химический состав и питательность корма
Показатели	В пересчете на сухое вещество
	Ед. изм.	Пшеничная солома, без обработки	Пшеничная солома после обработки
			Твердая фракция	Гидролизат жидкий
Сырой протеин	%	5,15	3,42	8,3
Сырая клетчатка	%	37,39	46,85	20,8
Сырой жир	%	1,09	0,6	2,9
Безазотистые экстрактивные вещества	%	41,74	38,3	41,6
Сахара	%	1,15	3,48	45,8
Кормовые единицы	кг	0,28	0,51	0,8
Обменная энергия	МДж/кг	2,50	5,6	9,1
Переваримый протеин	г/кг	7,23	16,0	54,1
Фурфурол			отсутствует