Экструдированных кормов.

Экструдирование это — процесс сжатия смеси (сырья) до давления 80 атм, при котором происходит его кратковременный (2 сек) нагрев до 120 — 180 °С с последующим «выбросом» в атмосферные условия, где происходит «взрыв» продукта — резкое увеличение объёма, испарение влаги, гидроудар. В результате из смеси любого сырья получается ОДНОРОДНЫЙ продукт с заданными свойствами, которыми не обладает смесь до процесса экструдирования.

В процессе экструдирования происходит процесс разрыва цепей сложных полисахаридов (крахмал) в сырье до более коротких и простых форм. Из крахмала образуются легко растворимые формы углеводов — декстрины и частично сахара. При экструдировании объём сырья возрастает в 7 — 10 раз от первоначального.

Основные протеины при этом процессе денатурировать не успевают, их количество и свойства не изменяются. Водорастворимые витамины страдают. Жирорастворимые витамины в большинстве своём остаются не поврежденными. Микотоксины и ферментные комплексы бобового сырья — уничтожаются. Таким образом в сырье после экструдирования повышается энергетическая ценность за счет повышения и упрощения процесса усвоения углеводов корма, уничтожаются не желательные ферментные комплексы (ингибиторы трипсина и уреаза) содержащиеся в бобовых.

Для обеспечения процесса экструдирования кормов необходимо соблюдение ряда технологических операции. Рассчитанные свойства экструдированного корма начинаются с точного отвешивания сырья, от зерна и шротов до отходов рыбной и мясной промышленности, зерноотходы, минерально-витаминные добавки, энергетические добавки. необходимо вывесить (используются спец весы) и смешать в смесителе. При этом добавляется часть воды — для обеспечения работы экструдера, который забирает 13% влажности сырья (испаряется). Таким образом при исходной влажности сырья в 15% необходимо внести еще 8% воды. Из получившихся 23% влажности экструдер отсечёт 13 % и продукт получится с влажностью 10% (приложение 1)

Далее, после смешивания и увлажнения, продукт отправляется в выволаживатель, в котором происходит массобмен воды с сырьем. Процесс выволаживания происходит за 12 часов, при этом температура не должна быть ниже +15 градусов С). После чего сырьё дробится и складируется в бункере — накопителе, объём которого равен бункеру — выволаживателю. Из накопителя выволоженное и дробленое сырье экструдируется. Из экструдера горячий продукт выбрасывается на конвеер-охладитель, по которому подается в накопитель мешкозатарочной машины, либо в бункер — загрузчик автотранспорта. Таким образом в линии экструдирования насчитывается 8 и более единиц технологического оборудования и несколько транспортных линий. Необходимость дробления сырья обуславливается тем, что не дроблёное сырье требует в три раза больше электроэнергии на этапе экструдирования.

Пресс-экструдер для приготовления комбикормов (RU 2319424):

Изобретение относится к области сельского хозяйства, для приготовления комбикормов на животноводческих фермах, комплексах и птицефабриках. Пресс-экструдер включает полый корпус с профилированной внутренней поверхностью и размещенный в корпусе с возможностью вращения шнек. Вал шнека выполнен конусообразным, и на нем закреплен четырехперьевой нож. Нож разделяет корпус на зону смешивания с предварительным уплотнением и зону барометрической обработки материала. Навивка шнека в зоне барометрической обработки имеет уменьшающийся шаг. На выгрузном конце шнека установлен формующий конус и измельчающий нож для измельчения конечного экструдата. Между полым корпусом и формующим конусом имеется регулируемый кольцевой зазор, предназначенный для выгрузки экструдата. Использование изобретения позволяет получат высококачественные комбикорма.

Известно устройство для обработки кормов, содержащее снабженный загрузочной горловиной корпус, в котором расположен шнек, имеющий ступенчатый вал и установленные на нем спиральные витки разного внутреннего диаметра, навитые вокруг соответствующей ступени вала, причем концы витков, обращенные к выгрузной горловине, закреплены на валу с возможностью возвратно-поступательного перемещения его в осевом направлении Недостатком существующего устройства является неоднородность частиц по вещественному составу получаемого комбикорма.

Также известен экструдер для приготовления комбикормов, включающий корпус с размещенным в нем шнеком и устройством для изменения давления внутри корпуса, выполненный в виде втулки, установленной в корпусе с возможностью левого перемещения, в виде водила, прикрепленного к выходному концу шнека, и роликов на концах водила, перекатывающихся по внешнему торцу втулки, а втулка со стороны внешнего конца поджата упругим элементом, причем отношение наружного диаметра втулки к диаметру шнека составляет 1, 2-1, 4

Наиболее близким по технической сущности (авторами принят за прототип) является пресс для отжима растительного масла, содержащий полый корпус с профилированной внутренней поверхностью, размещенный в нем с возможностью вращения шнек, а также закрепленные вдоль шнека многогранные насадки, каждые две сопряженные грани которых совместно с профилированной внутренней поверхностью образуют осевые каналы, одна из сопряженных граней выполнена выпуклой, а другая – вогнутой.

Недостатком данного пресса является неоднородность частиц по вещественному составу комбикорма из смеси зерновых компонентов и нерастворимого соевого остатка (окары), что также снижает качество получаемого комбикорма и осложняет технологии приготовления, что не всегда возможно в условиях животноводческих ферм, комплексов и птицефабрик.

Технический результат, который может достигнут с помощью изобретения, сводится к получение высококачественного комбикорма из смеси зерновых компонентов с соевой окары.

Технический результат достигается тем, что в пресс-экструдере для приготовления комбикормов, включающий полый корпус с профилированной внутренней поверхностью и размещенный в корпусе с возможностью вращения шнек, при этом вал шнека выполнен конусообразным и на нем закреплен четырехперьевой нож, разделяющий корпус на зону смешивания с предварительным уплотнением и зону баротермическо обработки материала, причем навивка шнека в зоне баротермической обработки имеет уменьшающийся шаг, кроме того, на выгрузном конце вала установлен формующий конус и измельчающий нож для измельчения конечного экструдата, а между полым корпусом и формующим конусом имеется регулируемый кольцевой зазор, предназначенный для выгрузки экструдата.

Получение высококачественного комбикорма из смеси зерновых компонентов с окарой достигается тем, что при прохождении материала зоны смешивания с предварительным уплотнением происходит активное смешивание компонентов смеси и частичное уплотнение материала, вызывающее водообразование на профилированной внутренней поверхности корпуса из-за относительно высокой влажности. В результате взаимодействия обрабатываемого материала с перьями четырехперьевого ножа происходит разрушение свода материала, при этом материал приобретает сыпучесть, что способствует более интенсивному смешиванию. Кроме этого, при прохождении межосевого расстояния между перьями ножа происходит дополнительное уплотнение и повышается температура за счет сил трения.

Проходя зону баротермической обработки, обрабатываемый материал подвергается температурному воздействию, достаточному для инактивации ингибиторов и уреазы, находящейся в окаре за счет сил трения и возрастающего давления, так как навивка шнека в зоне баротермической обработки имеет уменьшающийся шаг.

На выгрузном конце шнека установлен формующий конус, дополнительно повышающий температурный режим, с возможностью возвратно-поступательного перемещения за счет уменьшения кольцевого зазора между формующим конусом и корпусом шнека, что увеличивает коэффициент трения.

Между корпусом и формующим конусом имеется кольцевой зазор, регулируемый регулировочной шайбой. Через зазор производится выгрузка экструдата с последующим измельчением ножом, установленным на выгрузном конце шнека. Загрузка смеси из зерновых компонентов и нерастворимого соевого остатка производится через приемный бункер пресс-экструдера. Применение четырехперьевого ножа, разделяющего камеру прессования на зону смешивания с предварительным уплотнением и зону баротермической обработки материала, причем вал шнека выполнен конусообразным, навивка шнека в зоне баротермической обработки имеет уменьшающийся шаг, позволяет получать высококачественные комбикорма из смеси зерновых компонентов и нерастворимого соевого остатка (окары).

Пресс-экструдер для приготовления комбикормов состоит из полого корпуса 1 с профилированной внутренней поверхностью 2, размещенного в полом корпусе 1 шнека 3, вал шнека 3 выполнен конусообразным, и на нем закреплен четырехперьевой нож 4, разделяющий корпус 1 на зону смешивания с предварительным уплотнением I и зону баротермической обработки материала II, причем навивка шнека 3 в зоне баротермической обработки II имеет уменьшающийся шаг, кроме того, на выгрузном конце вала установлен формующий конус 5 и измельчающий нож 8 для измельчения конечного экструдата, а между полым корпусом 1 и формующим конусом 5 имеется регулируемый кольцевой зазор 6, регулируемый регулировочными шайбами 7, предназначенный для выгрузки экструдата. Загрузка компонентов смеси производится через приемный бункер 9.

Пресс-экструдер работает следующим образом. После включения привода (не показан) смесь из зерновых компонентов и нерастворимого соевого остатка (окары) подается через приемный бункер 9 на шнек 3, который захватывает ее своими витками, перемещает материал в осевом направлении в зону смешивания с предварительным уплотнением, где происходит активное смешивание компонентов с предварительным уплотнением. При этом за счет сил трения о профилированную внутреннюю поверхность 2 материал истирается и за счет повышения температуры и влажности происходит сводообразование последнего.

При прохождении материала четырехперьевого ножа 4 под действием напорного усилия шнека 3 происходит разрушение свода материала и при этом материал приобретает сыпучесть, что способствует более интенсивному смешиванию.

После прохождения зоны смешивания материал подхватывается соотвествуюшими витками шнека 3, подвергается более интенсивному смешиванию витками шнека 3 баротермической обработки, что способствует инактивации антипитательных веществ.

При прохождение материала через кольцевой зазор 6 между полым корпусом 1 и формующим конусом 5 создается дополнительный температурный режим, что ведет также к сводообразованию материала. Для разрушения свода материала на выгрузном конце шнека 3 установлен измельчающий нож 8. Для регулировки кольцевого зазора 6 между полым корпусом 1 и формующим конусом 5 используются регулировочные шайбы 7, позволяющие возвратно-поступательно перемещать формующий конус 5.

Предлагаемая конструкция по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

- универсальность пресс-экструдера для приготовления комбикормов позволяет объединить в одном техническом средстве несколько технологических операций, таких как смешивание, измельчение, баротермическая обработка;

- снижение энергоемкости за счет интенсификации процесса приготовления комбикормов из зерновых компонентов и нерастворимого соевого остатка (окары);

- повышение качественных показателей за счет повышения однородности частиц комбикорма по вещественному составу.