Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Экспандирование и экструдирование

Содержание:

Введение 2

Экструдирование 3

Виды современных экструдеров 5

Экспандирование 13

Виды современных экспандеров 18

Заключение 20

Литература 21

Введение

В сложившихся на сегодняшний день экономических условиях, в которых оказалась наша страна, развитие и поддержка агропромышленного комплекса — это важнейшая задача для обеспечения экономической и продовольственной безопасности.

В условиях рыночного ведения хозяйства предприятия стремятся сократить издержки на производство, в частности для животноводства на первый план выдвигается задача сокращения расхода кормов для получения продукции. Ключом к решению этой проблемы является полная сбалансированность рационов кормления животных по питательным и биологически активным веществам.

Использование экструзионного оборудования эффективно только в том случае, если хорошо развита инфраструктура производства экструзионных продуктов, так как это устраняет необходимость их перевозки на большие расстояния. Как показывают расчёты, доставка экструзионных продуктов с низкой плотностью на расстоянии более 100 км, становится нерентабельной. Поэтому такое производство должно быть сосредоточено в местах потребления продукции.

Кроме того, учитывая сложную экономическую обстановку в сельскохозяйственном производстве, важным направлением технического прогресса в механизации и автоматизации животноводства на рассматриваемый период является модернизация действующей техники. Модернизация по сравнению с созданием новых машин является более экономичным мероприятием, позволяет не только повысить сроки использования действующих машин и установок, но и на качественно новый уровень поднять их техникоэкономические параметры — надёжность, производительность, снизить удельные затраты энергии и других ресурсов, улучшить условия труда работников ферм.

Экструдирование.

В соответствии с основными положениями развития АПК РФ и РК необходимыми и обязательными условиями интенсивного ведения животноводства являются не только обеспечение устойчивой кормовой базы, но и применение современных способов и приемов переработки и приготовления кормов, обеспечивающих их наиболее эффективное использование. Для этого в соответствии с прогрессивными технологиями для конкретных условий определяют комплекты машин и оборудования и организацию их использования.

Один из наиболее эффективных способов термомеханической обработки кормового сырья для повышения его питательной ценности — экструдирование. Экструдированные корма обладают рядом преимуществ, которые необходимы для ведения совершенного животноводства. Рассмотрим шире этот метод.

В основе экструдирования лежат три процесса: температурная обработка кормового средства под давлением; механохимическое деформирование продукта: "взрыв" продукта во фронте ударного разряжения.

Зерно обрабатывают в пресс-экструдере при давлении до 40 атмосфер и температуре до 200 градусов С. После этого из экструдера выходит вспученный, пористый продукт в виде жгута (стренг) диаметром 20-30 мм. Наряду с термической обработкой происходят глубокие изменения в питательных веществах. Так крахмал расщепляется до декстринов и сахаров, протеины подвергаются денатурации и в разы увеличивается усваеваемость кормов.

Как очевидно из вышесказанного экструдированные корма незаменимы при откорме молодняка животных: свиней, лошадей, КРС, кроликов, и т.д.

Во-первых, экструданта по весу нужно в два раза меньше, чем комбикорма. Во-вторых не нужно запаривать корм, а просто залить холодной водой.

Ну а в-третьих, помет после вскармливания стренгов практически сразу является прекрасным ограничением удобрением, поскольку в нем нет половы и семян сорных трав. Его сразу же можно вносить в почву, минуя фазу складирования, где, как мы говорим, помет должен "перегореть".

Особенно интересен факт применения экструданта в птицеводстве, где экструдант является основным кормом для цыплят.

Аналогично происходит кормление рыбы. Поедаемость корма достигает 100%, поскольку экструдант долго находится на поверхности воды. Пищеварительная система рыб достаточно примитивна, поэтому кормление осуществляется только экструдантом.

В пресс-экструдерах под воздействием высокого давления и температуры происходят структурно-механические и химические преобразования продукта, что повышает степень усвоения животными питательных веществ, улучшает санитарно-гигиенические, диетические и вкусовые свойства.

Экструдер работает в автогенном (т.е. без дополнительного подогрева продукта) и политропном режимах. Для достижения требуемой температуры, например, для обработки бобовых, и, особенно, масличных компонентов, следует применять политропный режим с электронагревом цилиндрического корпуса – экспандирование кормов.

Виды современных экструдеров.

Экструдер Е-1500

Технические характеристики:

Производительность при переработке сои, до кг/час 1500

Производительность при производстве

гранулированных комбикормов, до кг/час 500

Потребляемая мощность при переработке сои, кВт/час 97

Потребляемая мощность при производстве

гранулированых комбикормов, кВт/час 62

Расход пара, кг/ч до 100

Длина, мм 2400

Ширина, мм 2400

Высота, мм 2850

Масса, кг 2400

Эта машина предназначена для производства сложных комбикормов с повышенной усваиваемостью и очисткой от вредных микроорганизмов и веществ для сельскохозяйственных и домашних, хищных животных, птицы, рыб.

Перед экструдированием предусмотрена возможность добавления белковых и минеральных добавок в сырье.

Экструдер позволяет перерабатывать зерно и крупу пшеницы, ржи, кукурузы, ячменя, гороха, бобы сои, рапс и подсолнечник, а также использовать сложные комплексные рецептуры.

Применение этого экструдера позволяет:

производить высококачественный комбикорм
производить экструдированный комбикорм с белковыми добавками
экономить до 40 % зерна при кормлении животных
экономить до 30 % энергии при подготовке сои, рапса и подсолнечника к отжиму масла
эффективно использовать доступное сырье
контролировать качество применяемого комбикорма
очищать некондиционное сырье от микроорганизмов
перерабатывать зерноотходы
производить комбикорма для собак, кошек и хищных животных
производить гранулированные корма для рыбы

Принцип работы данного экструдера следующий:

Сырье через питатель сырья поступает в смеситель-прекондиционер (смешивается и обрабатывается паром под давлением). Происходит тепловая обработка, стерилизация и обеззараживание сырья.

Из смесителя-прекондиционера сырье, через промежуточный бункер и питатель рабочего органа (необходимы для регулирования подачи сырья в рабочий орган), поступает в рабочий орган. Предусматривается возможность введения в подготовленное сырье премиксов и добавок(в промежуточном бункере). Между питателем рабочего органа и рабочим органом установлен клапан (для обеспечения возможности отвода прекондиционированого смешанного сырья без экструзионной обработки).

Управляя процессом в широком диапазоне можно получать корма различной плотности, что особенно важно для рыб. так как есть возможность получения плавающих, тонущих и витающих кормов.

В рабочем органе подготовленное сырье проходит измельчение, смешивание, повторную тепловую обработку, обезвоживание и стабилизацию.

Экструдер E-1000

Технические характеристики:

Производительность при переработке зерновых и гороха, до кг/час 700

Производительность при переработке сои, до кг/час 1000

Производительность при переработке

отходов животноводства, до кг/час 500

Потребляемая мощность, кВт/час 92,5

Длина, мм 2500

Ширина (с отсекателем), мм 2600

Высота, мм 2000

Вес, кг 2000

Комплектации: зерновая, соевая, универсальная, для отходов

Экструдер Е-1000 предназначен для производства сухого корма для КРС, свиней, домашних животных (собак и кошек) и птицы, а также для изготовления экструдированного полножирного шрота сои, рапса и подсолнечника с повышенной усваиваемостью и обеззараживанием от вредных микроорганизмов и веществ.

Экструдер позволяет перерабатывать зерно и крупу пшеницы, ржи, кукурузы, ячменя, гороха, фасоль, бобы сои, рапс, подсолнечник, отходы мясопереработки.

Применение этого экструдера позволяет:

производить высококачественный корм
экономить до 40 % зерна при кормлении животных
экономить до 30 % энергии при подготовке сои, рапса и подсолнечника к отжиму масла
снижать уровень урезы в экструдированной сое до 0,1-0,2 рН
эффективно использовать доступное сырье
контролировать качество применяемого корма
очищать некачественное сырье от микроорганизмов

Принцип работы данного экструдера следующий:

Из бункера зерно при помощи винтового питателя подается в рабочий орган экструдера. Сырье из бункера питателем подается в приемную воронку рабочего органа. Подача сырья регулируется изменением оборотов винта в питателе экструдера. В воронке установлен магнитоулавливатель металических частиц.

В самом рабочем органе осуществляется выдавливание экструдата через формирующую фильеру.

Экструдер Е-150

Технические характеристики:

Производительность, кг/час до 150

Потребляемая мощность, кВт/час 19

Длина, мм 1700

Ширина, мм 750

Высота, мм 2000

Масса, кг 700

Эта машина предназначена для производства комбикормов для сельскохозяйственных и домашних животных и птицы с повышенной усваиваемостью и очисткой от вредных микроорганизмов и веществ.

Экструдер позволяет перерабатывать зерно и крупу пшеницы, ржи, кукурузы, ячменя, тритикале и бобовых (гороха, люпина, др.).

Применение этого экструдера позволяет:

производить высококачественный комбикорм
экономить до 40 % зерна при кормлении животных
эффективно использовать доступное сырье
контролировать качество применяемого комбикорма
очищать некондиционное сырье от микроорганизмов

Принцип работы данного экструдера следующий:

Из загрузочного бункера зерно при помощи вибро-питателя подается в рабочий орган экструдера. Сырье из бункера питателем подается в приемную воронку рабочего органа. Подача сырья регулируется изменением частоты колебаний в вибро-питателе. В воронке установлен магнитоулавливатель металических частиц.

В самом рабочем органе осуществляется выдавливание массы через формирующую фильеру.

Экспандирование.

Экспандирование - гидротермическая обработка корма с помощью экспандера, позволяющая получить экспандированный структурированный комбикорм готовый к скармливанию в виде крупки без гранулирования.

При экспандировании комбикорма подвергаются температурной обработке от 80 до 130ºС и давлению до 4000Мпа в зависимости от вида комбикорма, но всего лишь на очень короткий период, так как общая продолжительность прохождения продукта через экспандер составляет не более шести секунд. Такие параметры обработки, как влажность, температура, давление и расход воздействуют в экспандере на зоотехнические и физические характеристики корма, а установленные затем устройства для измельчения – такие как, структуратор или вальцовый станок, обеспечивают требуемую структуру и размеры частиц комбикорма. Основная задача экспандирования - получить однородную продукцию с узким диапазоном крупности.

Основные преимущества экспандата:

Крупка в отличии от гранул не настолько тверда, поэтому не травмирует пищевод и желудок животных;
Экспандат крупнозернист, поэтому не образует пыли и тем самым не вызывает налипания на органы пищеварения и дыхания;
Экспандат сохраняет стабильность и устойчивость при транспортировке;
Экспандат имеет большую поверхность частиц и пористую структуру, что обеспечивает более легкое проникновение желудочного сока и собственных ферментов в экспандат;
При использовании экспандата более высокая гигиена комбикормов;

При использовании экспандата уменьшается расход комбикормов на 9%;
Коэффициент использования экспандированного комбикорма на 1 кг. привеса по сравнению с рассыпными комбикормами увеличивается на 9%;
При использовании экспандата больший прирост в весе животных;
При использовании экспандата лучшее состояние помещений для содержания животных;
При использовании экспандата низкий уровень падежа животных;
При использовании экспандата лучшее качество мяса;
Процесс экспандирования увеличивает срок хранения комбикормов.

Учеными многих стран мира проводился ряд исследований, доказывающих преимущественные свойства экспандата. Одно из исследований касалось расщепления крахмала при экспандировании . Расщепление крахмала улучшает пищеварение у животных. Вопрос расщепления крахмала наиболее актуален для поросят. Большая доля расщепленного крахмала позволяет поросятам переваривать крахмал еще до его поступления в толстую кишку – тем самым устраняется причина возникновения поноса, а стабилизация желудочно-кишечного тракта особенно важна для маленьких животных.

Короткое, но интенсивное воздействие тепла, влаги и высокого давления во время экспандирования эффективно для уничтожения сальмонелл и других патогенных бактерий, грибков и плесени. Принцип обеззараживания основывается не только на тепловой обработке, но и на динамическом воздействии во время прохождения продукта через рабочую зону экспандера.

Принцип действия экспандера аналогичен экструдеру, но отличается выпрессовыванием полученной смеси через автоматически регулируемое кольцевое сопло вместо проталкивания сквозь матрицу с фиксированной площадью отверстий (фильер). Экспандирование кормового сырья осуществляется при повышенной до 35% влажности против 27% при экструдировании. Выходной продукт при такой обработке обеспечивает сохранность витаминов, аминокислот и других биологически активных веществ. Основные преимущества экспандеров — широкий выбор рецептов, повышенная производительность, меньшая энергоемкость — 10...40 против 60...150 кВт·ч/т при экструдировании, более долгий срок службы рабочих органов, возможность использования в корме большого количества жидких компонентов. Как и при экструдировании, полностью уничтожаются колиобразные бактерии и сальмонелла, кишечная палочка, плесневый грибок, однако глубина структурных преобразований питательных веществ несколько ниже. Это следует на основании анализа работ Шаршунова В.А., Широва Ю.П., Лухта, Н.В. и других авторов.

Процесс уплотнения корма в экспандере можно разделить на четыре зоны:

1-я – перемешивание, перемещение кормовой смеси вдоль шнека и начала уплотнения;

2-я – нарастание давления, прессование и разрушение частиц; 3-я – дальнейшее повышение давления, температуры и перехода корма в вязкопластичное состояние;

4-я – продавливание массы через отверстия выходной головки машины (Рисунок 1).

Рисунок 1. Зоны уплотнения корма в экспандере и изменение физических свойств реологического сырья при движении в рабочем органе.

Рациональные технологические параметры работы экструзионных машин варьируются в широком интервале и зависят от вида и соотношения компонентов, конструктивных особенностей рабочих органов, требований к качеству конечного продукта.

Эффективность рабочего процесса экспандера зависит от геометрических форм и размеров прессовальной камеры (шнека и поверхности корпуса), физико-механических свойств материала и кинематических режимов работы.

Теоретические исследования рабочего процесса экспандера могут быть направлены на обоснование: производительности экспандера; давления смеси в выходной головке; геометрических параметров; времени обработки смеси в экспандере; общего и поэлементного расхода энергии; выбора дополнительного источника элетронагрева; суммарного расхода энергии, требуемой для работы экспандера и определения КПД.

Исследованиями устанавливаются основные факторы и их влияние на производительность и удельную энергоемкость экспандера. Определяются пути повышения эффективности экспандирования.

2.1. Виды современных экспандеров.

Экспандер ТМ AL300.

1. Гидравлическое сцепление

2. Редуктор

3. Подшипниковый узел

4. Вход продукта

5. Contivar корпус ТМ

6. Система активного диска

Экспандер ТМ снабжен новой системой управления сжатия и экспандирования. Система работает с Активным Диском, формирующим экспандируемый продукт. Эта система позволяет более легко управлять износом работающих частей по сравнению с традиционным конусной системой.

Экспаднер AL300 специально приспособлен для производства кормов для жвачных. Экспандированные продукты, сделанные на AL 300 требуют охлаждения перед хранением.

Корм, приготовленный на экспандере AL300, соответствует патенту известной немецкой кормопроизводящей фирмы "Дойка", которая с девятью заводами на немецком рынке кормов является ведущим поставщиком, производящим приблизительно 1.8 миллиона тонн кормов в год.

Экспандер ТМ AL300 LD 7.8 имеет гидравлическую задвижку и прямой привод. Возможено применение клиноремённого привода. В комбинации с измельчителем эта машина является превосходным инструментом для производства корма в виде крупы.

Преимущества системы с активным диском доказаны. Однако существует спрос и на традиционную систему с конусом. Требование рынка заставило нас создать систему с АД, которую считают лучшим стандартом. При специальном заказе клиента может быть изготовлен и поставлен экспандер старой системы.

Заключение

Применение новейших методов и технологий при производстве кормов дает явные преимущества – высокая продуктивность животных, хорошая усвояемость кормов, быстрота приготовления хорошего корма.

Использование экструдеров и экспандеров позволяет повысить качество и питательность кормов и тем самым повысить качество производства продукции животноводства, повысить рентабельность предприятия.

Литература:

Дрыга Н.М. Экструдирование — эффективный способ обработки растительных кормов / Н.М. Дрыга, А.И. Зверев, Н.Я. Чумаков / ВАСХНИЛ ЮО НИИЖЛесостепи и Полесья УССР. Киев, 1981.
Кочетов В.М. Использование экструдированных и гранулированных кормов в рационах телят / В.М. Кочетов, Т.Н. Кадацкая, В.Н. Шестопа-лов и др. // Труды Кубанского СХИ. Кубань, 1984.
Лухт, Н.В. Экспандированный нормированный комбикорм для молочных коров. Лухт Н.В. // Аграрный аспект, 2007.
Интернет.

Экспандирование и экструдирование 📙 Реферат → 🆔 311778