Повышение эффективности приготовления соевой белковой добавки путем оптимизации параметров штифтового измельчителя тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.01, кандидат технических наук Иванов, Сергей Анатольевич

• Иванов, Сергей Анатольевич
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Иванов, Сергей Анатольевич

1. Состояние вопроса. Цель и задачи исследований.

1.1 Характеристика соевой белковой добавки и эффективность её использования в рационах с.х. животных и птицы.

1.1.1 Эффективность использования соевой белковой добавки в рационах коров.

1.1.2 Эффективность использования соевой белковой добавки в рационах телят.

1.1.3 Использование соевой белковой добавки в рационах свиней.

1.1.4 Соевая белковая добавка в рационах кормления птицы.

1.2 Способы приготовления соевой белковой добавки для кормления с.х. животных и птицы.

1.3 Существующие технологические схемы и оборудование для обработки зерна и их анализ.

1.4 Обзор исследований по изучению процесса измельчения.

1.5 Цель и задачи исследований.

2. Теоретические исследования рабочего процесса штифтового измельчителя.

3. Программа и методика экспериментальных исследований.

3.1 Задачи исследований.

3.2 Установка и оборудование для экспериментальных исследований.

3.3 Методика проведения эксперимента.

3.4 Методика планирования экспериментальных исследований.

4. Результаты экспериментальных исследований и их анализ.

5. Производственные испытания и экономическая оценка результатов исследований.

5.1 Условия проведения испытаний.

5.2 Экономическая эффективность результатов исследований.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности приготовления соевой белковой добавки путем оптимизации параметров штифтового измельчителя»

Благодаря своей пищевой и кормовой ценности, соевое зерно и продукты его переработки широко используются в питании людей и кормлении с.х. животных и птицы во многих странах мира.

В России соя не нашла должного применения, как фуражная культура. Однако включение её в рационы животных в количестве до 25 % от массы концентрированных кормов, позволяет исключить дефицит белка, незаменимых аминокислот, микроэлементов, жиров и витаминов.

Как белковая культура, соя обеспечивает наибольший выход белка с единицы площади и поэтому в настоящее время вопросы её производства и переработки приобретают первостепенное значение.

В сыром виде соевое зерно содержит антипитательные вещества, поэтому включение его в рацион с.х. животных в таком виде не эффективно.

Однако, данные вещества разрушаются при воздействии на соевое зерно высокой температурой. В результате тепловой обработки соевого зерна также увеличивается питательная ценность продукта, за счёт повышения переваримости белка. Это, в конечном итоге, позволяет повысить выход продукта на единицу затраченного корма. В связи с этим, повышение эффективности приготовления соевой белковой добавки, путём совершенствования технологических процессов и технических средств, является задачей актуальной.

На защиту выносятся следующие положения:- результаты теоретических исследований процесса измельчения и аналитические выражения для расчёта конструктивных и режимных параметров штифтового измельчителя;- математические модели процесса измельчения термообработанного соевого зерна и оптимальные параметры измельчителя, а также экспериментальные зависимости по оценке качественных и энергетических показателей процессов:- результаты производственной проверки с расчётом экономической эффективности результатов исследований.

1. Состояние вопроса. Цель и задачи исследований 1.1. Характеристика соевой белковой добавки и эффективность её использования в рационах кормления с.х. животных и птицыКак показывает анализ литературных источников /6, 10, 11, 23, 32, 46, 54, 61, 78, 97, 120, 137, 138, 143, 152, 155, 180, 185/ соевое зерно является высокоэффективным кормовым продуктом, применяемым в качестве белковой добавки в рационах с.х. животных и птицы. Оно богато белком, незаменимыми аминокислотами, витаминами и энергией, обеспечивающими высокую продуктивность животных и птицы (см. табл. 1.1).

В 1 кг соевого зерна содержится жира -173 г и минеральных веществ, (мг): натрия -440, калия -160, кальция -3480, магния -1910, фосфора -5100, железа -3950. Кроме указанных выше микроэлементов в них содержится марганец и кобальт, которые необходимы для биологически полноценного питания животных.

В 1 кг соевого зерна содержится мг: каротин 1,5-2; тиамин 10-18; рибофлавин 3-3,8; ниацин 20,8-35,0; пиридоксин 7-13; пантотеновая кислота 13-22,3; биотин 0,7-0,9; фолиевая кислота 1,8-2,0; инозит 2-2,5; холин 3,2-3,6; альфа-токоферол 4,8-7,8; витамин К 1,8-2,0.

Такой набор веществ и витаминов при скармливании сои сельскохозяйственным животным существенно повышает биологическую ценность рационов и обеспечивает повышение их продуктивностиЛ 60/В таблице 1.1 представлен состав и переваримость соевого зерна и продуктов его переработки, используемых в качестве белковой добавки в рационах с.х. животных и птицы.

Рациональное использование соевого зерна в кормлении сельскохозяйственных животных связано не только с качеством протеина и наличием минеральных веществ, жира и витаминов. Так как соевое зерно содержит антипитательные вещества (ингибиторы, танины, глюкозиды, алкалоиды), которые сильно снижают его поедаемость животными и биологическуюдоступность протеина, поэтому сою необходимо подвергать обработке перед скармливанием./! 85/Таблица 1.1Состав и переваримость соевого зерна и продуктов его переработкиПОКАЗАТЕЛИ ВИД БЕЖОВОГО ПРОДУКТА зерно мука жмых шротВ 100 кг корма содержится : К.Е., кг 130,7 145,8 125,0 118,0переваримый протеин, кг 29,2 34,1 34,8 36,0На 1 К.Е. приходится переваримого 223 224 278 300протеина, г Состав в % : влага П,4 9,2 14,9 14,6протеин 33,2 38,3 38,7 40,0белок 28,1 33,4 38,3 38,3жир 15,3 19,7 9,8 2,0клетчатка 7,3 3,1 2,7 6,4БЭВ 27,6 25,5 27,9 31,9зола 5,2 4,2 6,0 5,1Коэффициент переваримости, % : протеин 88 89 90 90белок 88 89 88 90жир 85 90 88 95клетчатка 81 39 78 94БЭВ 71 69 94 97Рациональное использование сои в рационе животных предполагает эффективное разрушение указанных веществ и повышение доступности протеина. Для свиней и птицы, необходимо повышать доступность аминокислот, а для жвачных - защищать протеин от чрезмерной деградации в рубце и повышать доступность аминокислот нерасщепленного протеина в тонком кишечнике.

Согласно Фицеву А.И. истинная питательность кормов - показатель, который складывается из потребления, переваримости и эффективного использования корма. Эти слагаемые при наличии антипитательных факторов могут изменяться, причем столь существенно, что традиционная оценка питательности корма становится бессмысленной. Действие их характеризуетсяснижением поедаемости и усвояемости в виду ухудшения вкусовых качеств корма, а также наличия антипитательных веществ /180/.

Антипитательные вещества, понижающие протеолитическую активность пищеварительных ферментов, присутствуют во многих видах растений, но наибольшее их количество наблюдается у бобовых.

Наиболее распространен ингибитор трипсина. Он ингибирует ферменты, обеспечивающие переваримость белка. Так переваримость необработанной соевой муки составляет 50%, а обработанной теплом -80%. Снижают потребление корма также танины, иммаглютины, сапонины, глюкозинолаты, глюкозиды, пинатины, лимонины, алкалоиды.

В соевом зерне протеазные ингибиторы представлены двумя группами, каждая из которых является смесью белков-ингибиторов Кунитца и Боумана-Бирка. Молекулярная масса первого ингибитора равна 20-25 тыс.дальтон, второго - 6-10 тыс.дальтон. Ингибитор Кунитца имеет меньше дисульфидных связей и специфичен только к трипсину, ингибитор Боумана-Бирка содержит больше этих связей и ингибирует, как трипсин, так и химотрипсин.

Механизм действия ингибиторов сои заключается в снижении скорости отщепления от молекулы протеина метионина, вследствие чего всасывание этой аминокислоты замедляется, биологическая ценность белка снижается. В результате депрессивного действия ингибиторов сои у цыплят наблюдается избыточная потеря эндогенных аминокислот и, как следствие гипертрофия поджелудочной железы (увеличение числа клеток) /127/.

В связи с этим сырое соевое зерно не пригодно для скармливания животным. Разрушение этих веществ (инактивация) осуществляется путём тепловой обработки соевого зерна, шрота и жмыха.

О степени разрушения антипитательных веществ судят по активности уреазы - показателю косвенно свидетельствующему об инактивации антипитательных веществ.

На рисунке 1.1 представлена схема классификации основных кормовых продуктов, получаемых из соевого зерна и используемых в качестве белковой добавки в рационах с.х. животных и птицы.по содержанию жираРисунок 1.1 Схема классификации видов соевой добавкиЖмыхи и шроты получают в результате извлечения масла из семян сои. Жмых образуется при отжиме масла в прессах, а шрот при экстрагировании масла органическими растворителями. После экстракции масла растворитель удаляют, а оставшуюся массу тестируют (сушат). Жмыхи и шроты, кроме внешнего вида, различаются количеством содержащегося в них жира. В жмыхах оно достигает 7%, а в шротах 0,5-2,5% на абсолютно сухое вещество.

Соевые жмых и шрот по своей биологической ценности относятся к лучшим белковым кормам, используемым в качестве добавки, благодаря высокому содержанию незаменимых аминокислот.

Соевую муку получают путём измельчения цельного зерна, а также жмыха и шрота. При этом она соответственно получается необезжиренной, полуобезжиренной и обезжиренной.

Особую группу соевой белковой добавки составляют гелеобразные и жидкие (см. рис. 1.1), которые получают путём соответствующей обработки соевых продуктов. Они, как правило, используются в рационах кормления молодняка с.х. животных и птицы в составе влажных мешанок и заменителей цельного молока.

1.1.1 Эффективность использования соевой белковой добавки врационах коровИсследованиями ученых /127/ установлено, что антипитательные вещества соевого зерна при кормлении жвачных животных не оказывают такого влияния, как при кормлении моногастричных животных, т.к. до 70% протеина рациона у них расщепляется в рубце и лишь 30% поступает в тонкий кишечник. Расщепленный белок в рубце используется для синтеза нового, микробного белка. Однако нерасщепленный в рубце протеин, сохраняя свойства протеина корма, может оказывать существенное влияние на его использование в стадии кишечного пищеварения.

В связи с острым дефицитом белка в рационах моногастричных животных в настоящее время взрослым жвачным животным рекомендуют скармливать карбамид, т.к. они хорошо усваивают небелковый азот.

В тоже время установлено, что если в хозяйстве удой на 1 фуражную корову достиг 4-5 тыс.кг молока, то дальнейший рост продуктивности трудно обеспечить без соевого белка /170/.

В этом случае скармливать необходимо только термически обработанное соевое зерно. В опытах, проведенных на высокопродуктивных коровах, при скармливании необработанного соевого зерна наблюдалось снижение продуктивности на 1,6 кг молока в сутки и содержание жира на 0,2%.

Скармливание же термически обработанного соевого зерна в рационах лактирующих коров позволяет получить дополнительно за 6 месяцев лактации по 540 кг молока и 22 кг молочного жира на одну корову.

Как показали исследования Даниленко И.А., скармливание соевого зерна после термической обработки на фоне летних рационов коров повышает удой на 9,8%, а содержание жира в молоке на 0,2-0,5%. Такое же увеличение продуктивности коров наблюдали Щербаков В.М. и Рогальская Н.И., которые включали термически обработанную сою в рационы в размерах 20-30% от уровня белка и получили увеличение удоев на 10,2-14,82 и содержание жира в молоке на 0,3-0,4%. При этом переваримость протеина повысилась на 4,3%; жира - на 14,3%; клетчатки на 4% по сравнению с группой коров, которым скармливался горох в таких же количествах, как и соевое зерно.

В университете штата Минессота в опыте, проведенном на 105 голштинских коровах, начиная с 13-го дня после отела в течение 60 дней были использованы 7 рационов. Белковыми кормами служили соевый шрот, шрот из прожаренного, соевого зерна, поджаренное соевое зерно с добавкой мочевины и без нее или смесь кукурузного глютена и пивной дробины. При скармливании люцернового силоса и поджаренного соевого зерна молочная продуктивность коров увеличилась на 2,0 кг, удои 4%-ного молока - на 4,6 кг и выход жира - на 0,23 кг по сравнению с этими показателями на рационе с соевым шротом.

На Хмельницкой опытной станции в 1991 году проведен научно-производственный опыт на коровах черно-пестрой породы 2-3 отелов на 1-2 месяцах лактации /166/. Животным 2,3 и 4 групп скармливали экструдированное соевое зерно в смеси с концентратами в два приема.

Исследования показали, что наиболее низкий удой был получен от коров, контрольной группы, которым скармливали в рационе традиционные концентрированные корма. От коров 2, 3 и 4 опытных групп надоено за этот период соответственно на 123,119 и 171 кг молока больше. Средний суточный удой был выше в опытных группах по сравнению с контрольной на 1.4-2 кг.

Сбалансирование рациона дойных коров по переваримому протеину, при помощи экструдированного соевого зерна положительно влияло на содержаниежира в молоке подопытных коров. Жирномолочность животных 2, 3 и 4 групп была на 0,16-0,29% выше в сравнении с контролем.

В результате большего содержания жира в молоке у коров, которым скармливали сою общий выход молочного жира был также выше во 2, 3 и 4 группах на 4,7; 7,3 и 8,6 г соответственно.

Дегустация молока и молочных продуктов показала, что молоко от коров, которым скармливали экструдированное соевое зерно сладковатое на вкус, с кремовым оттенком. Сметана из такого молока также с кремовым оттенком, в меру густой консистенции, аромат слабо выраженный, сладкая на вкус.

Результаты проведенного опыта показали, что скармливание 40-50 г экструдированного соевого зерна (в расчете на 1 кг молока) дойным коровам повышает удой на 10-12%.содержание жира на 0,16-0,29%.

Для изучения зоотехнической и экономической целесообразности использования в кормлении высокопродуктивных коров соевого зерна обработанного разными способами, были проведены специальные исследования.

Научно-хозяйственный опыт проводился в опытном хозяйстве ВИЖ-агрофирме "Щапово" в стойловый период 1990-1991 г. на новотельных коровах с удоем за предыдущий лактацию около 6500 кг натурального молока жирностью 4,54-4,57%.

Скармливание сырой сои ухудшало переваримость всех питательных веществ. Увеличение переваримости питательных веществ у коров, которым скармливали комбикорм с обработанной соей (3 и 4 группы) были связаны со структурными изменениями в молекулах сложных соединений (белках, клетчатке, крахмале) и с инактивированием антипитательных веществ.

Различная переваримость и использование питательных веществ рационов подопытными группами коров не отразилась на их молочной продуктивности. Анализ продуктивности показал, что использование в составе комбикормов 20% сырой (необработанной)сои привело к снижению выхода натурального молока у животных 2 группы по сравнению с контрольными коровами на 1,8 кг в сутки, или на 6,4%.Однако более высокое содержание жира и соответственно большая концентрация энергии в 1 кг сухого вещества рациона у коров 2 опытной группы позволили увеличить количество жира в молоке на 0,05%.

Анализ экономической эффективности применения различных способов обработки соевого зерна в составе комбикорма для коров показал, что наиболее эффективным способом использования соевого зерна в составе комбикормов для молочных коров является их гранулирование. Прибыль от реализации продукции от каждого животного опытной группы значительно превысила прибыль в 1, 2 и 4 группах. Себестоимость 1ц молока в 3 группе тоже была ниже.

Таким образом, установлено, что влаготепловая обработка соевого зерна позволяет снизить в ней активность уреазы в 14,8 раза, что свидетельствует об инактивации антипитательных веществ, содержащихся в соевом зерне. Кроме этого, применение необработанного соевого зерна в составе комбикормов для высокопродуктивных коров снижает переваримость питательных веществ рационов, тогда как влаготепловая обработка (гранулирование) как самого зерна, так и комбикорма с необработанной соей устраняет влияние сырой сои.

1.1.2 Эффективность использования соевой белковой добавки врационах телятВ рационах кормления телят соевая белковая добавка может быть использована в двух видах - в жидком - типа липопротеинового экстракта (белкового раствора) и в виде соевой муки, включаемой в рецепты заменителя цельного молока (ЗЦМ).

Эффективность скармливания телятам белкового экстракта из соевого зерна изучалось в ОПХ "Березанское" Кореновского района. Готовый экстракт после 30-40 минут пастеризации содержал, в % : сухого вещества -0,4; протеина -2,89; жира -1,48; клетчатки -0,03; кальция -0,015; фосфора -0,04 и золы 0,43. Антитрипсин инактивировался при тепловой обработке.

В первой серии опыта на трех аналогичных группах телят-молочников, по 13 годов в каждой, изучали возможность скармливания экстракта телятам с 18-22-дневного возраста.

Во-второй серии опыта на 3-х аналогичных группах телят (по 14 голов в каждой) изучалось скармливание жидких заменителей цельного молока (ЗЦМ), приготовленных на основе экстракта из соевого зерна. Телята 1 группы (контроль) получали в рационе цельное молоко и обрат, 2 группы (опытная 1) ЗЦМ на основе экстракта с добавлением сухого обезжиренного молока, кормовых жиров, фосфатидов и других компонентов, а в 3 группы (опытная 2) ЗЦМ на основе экстракта и свежего обрата добавлением кормовых жиров, фосфатидов и других компонентов. В опытных группах ЗЦМ скармливали телятам в количестве, эквивалентном по содержанию сухого вещества в суточной норме молочных кормов контрольного рациона.

В Северо-Кавказком НИИ установлено, что 50% сухого обезжиренного молока можно сэкономить, если включать в состав этого, заменителя 1,5% подсолнечного масла, 12-15% кормовых дрожжей, 14-17% прожаренной соевой муки. Кроме того, в заменители молока вводится комплекс жиров, витаминов, микроэлементов, аминокислот, эмульгаторов, лекарственных препаратов и т.д. /166/.

Заменители цельного молока, приготовленные по этим рецептам, были апробированы в научно-хозяйственных и производственных опытах на базе хозяйств "Ладожское" Усть-Лабинского района и "Октябрь" Калининского района Краснодарского края с рекомендацией для внедрения в производство.

Призготовленные по этим рецептам заменители цельного молока скармливались телятам, начиная с 10-15-дневного возраста. При этом фактический расход на голову составил 21,6-37,5 кг. В дополнение к молочной пище необходимо было скормить 50-80 кг цельного молока, около 300 кгкомбикорма и 300 кг люцернового сена хорошего качества на каждую голову за 6-месячный период выращивания.

Предлагаемые схемы использования заменителей позволяют вырастить телят к 6-месячному возрасту с живой массой 168-170 кг при затратах корма 4,2-4,5 корм.ед. и 550-700 г переваримого протеина на 1 кг прироста живой массы.

1.1.3 Использование соевой белковой добавки в рационах свинейМногочисленными исследованиями установлено, что вышеописанные способы подготовки соевого зерна к скармливанию также позволяют увеличить интенсивность роста свиней, снизить затраты корма на 1 кг прироста их живой массы и повысить переваримость основных питательных веществ рационов.

Так, протеин соевого тестированного шрота переваривается свиньями на 82,7%; сырого зерна -62,4%; вареного -77,8%; жареного -80,1%.

По данным Северо-Кавказского НИИ животноводства, использование в рационах свиней автоклавированного соевого зерна способствует повышению интенсивности роста поросят /166/.

Эти данные согласуются с данными Белгородского СХИ, которые в опыте сравнивали эффективность использования соевого зерна прожаренного на АВМ-0,4 и проваренного. Среднесуточный прирост живой массы при скармливании прожаренного соевого зерна составил 641 г, проваренного -639 г. Среднесуточный прирост живой массы при скармливании сырого зерна снизился на 7,2%, а затраты увеличились на 8,1% при откорме свиней.

В период доращивания этих поросят полное исключение из их рациона кормов животного происхождения и введение 17% по весу термически обработанного соевого зерна позволяет получить 491 г среднесуточного прироста живой массы в 4-месячном возрасте 43,2 кг.

Введение в рацион прожаренного соевого зерна обеспечивает и лучшую сохранность поросят (90,6% от родившихся против 83,2% в группе, получившей корма животного происхождения).

Поросята, получавшие комбикорма с автоклавированным зерном, также превосходили своих сверстников, кормление которых осуществлялось кормами с натуральной соей, по живой массе в возрасте 60 дней на 15%, в возрасте 120 дней -10,7%.

Наиболее простой способ использования соевого зерна - скармливание его лактирующим свиноматкам или откормочным свиньям в цельном виде. Однако в США в последние годы соевую муку без экстрагирования жира используют и в подкормке для поросят сосунов /196/.

1.1.4 Соевая белковая добавка в рационах кормления птицыПо данным авторов /5/,на Дальнем Востоке соя широко применялась для кормления птицы в виде зеленой массы и получаемой из нее травяной муки.

Соевое зерно и мука без предварительной термической обработки применяется мало из-за наличия в них антипитательных веществ. Охотно поедается цыплятами и взрослой птицей соевое молоко в свежем или заквашенном виде (простокваша). На нем можно замешивать мучнистые корма. Путем добавления хлористого кальция в соевое молоко, его бактериального сбраживания, получают творог, который можно скармливать цыплятам.

Соевый белок птице дают в виде сухой зернистой массы или порошка. Получают их химическими методами или высушивая соевый творог.

В течении ряда лет (с 1962 г.) отдел животноводства ДальНИИСХ и Хабаровский филиал Всесоюзного НИИ жиров изучали технологический режим выработки более питательных (тестированных) шротов, соевого фосфатидного концентрата и витамина Е из отходов рафинации соевого масла и эффективность использования соевых кормов в животноводстве и птицеводстве. Результаты исследований внедрены в производство. Так с 1966 года масложиркомбинаты выпускают только тестированный соевый шрот. Он включается в комбикорма для птицы. Широко используется для кормления птицы соевый фосфатидный витамин Е. Фосфатиды применяются при доращивании и откорме птиц на мясо, витамин Е - для обогащения кормовых смесей для всех половозрастных групп и особенно для кур родительского стада.

Влаготепловая обработка в специальных аппаратах-тостерах почти полностью устраняет антипитательные вещества в шроте. Скармливание тостированных шротов цыплятам в возрасте до 75 дней повышает привесы всреднем на 8-9% по сравнению с привесами из непрогретого шрота. При этом затраты корма на единицу привеса снижаются на 7,8-9,7%.

Прогретая соя является хорошим заменителем животных белковых кормов в рационах птиц. Опытами ДальНИИСХ установлено, что замена значительной доли сухих животных кормов тостированным соевым шротом и включение витамина В12 в рационы мясных московских цыплят обеспечивает экономию 80,9% рыбной муки, стоимость комбикорма для молодняка снижается при этом на 24,6%. Привес у цыплят, получивших 20-25% юстированного шрота в кормовых смесях, был на 6,5% выше, чем по группе молодняка, получавшей в рационе шрот, не подвергнутый влаготепловой обработке, но в комплексе с рыбной мукой /166/.

Соевая мука без предварительной термической обработки также не может быть использована в рационах птицы по вышеупомянутым причинам, так как с увеличением ее ввода уменьшается продуктивность птицы /166/.

Необходимость термической обработки сырого соевого зерна подтверждается следующими данными. Если условно принять коэффициент использования белка в сухом обезжиренном молоке за 100%, то в сыром соевом зерне тот показатель будет равен 30%. После незначительного нагревания 36%, в правильно прогретых 89%, а в перегретых, в результате частичной денатурации белка только 81% /166/.

В Северо-Кавказском НИИ животноводства установлена возможность замены рыбной муки соевым белком на 25 и 75% по протеину в рационах цыплят-бройлеров. При замене 25% белка рыбной муки соевым белком живая масса живой птицы оказалась равной 1160 г в возрасте 46 дней, в то время как в контроле -1148 г. Когда же из рационов цыплят-бройлеров была исключена рыбная мука на 75% по протеину и замена соевым белком, то интенсивность роста цыплят несколько снизилась и к концу опыта масса составила 1077 г в среднем на голову.

Таким образом, в рационах цыплят-бройлеров рыбную муку лучше заменять соевым белком в размере 25% по протеину.

Данные исследований, выполненных в Кубанском СХИ, показывают, что соевое зерно без предварительной термической обработки вообще не следуетскармливать цьшлятам-бройлерам, особенно в первый период выращивания, когда действие антипитательных веществ сои сказывается в большей степени.

Цыплята, получавшие в составе комбикорма не обработанную сою, отстали в росте на 14,2%. В то же время цыплята, в рационах которых скармливали комбикорм с прожаренным на АВМ-0,4 соевым зерном, развивались на уровне цыплят контрольной группы, потребляющих комбикорм с рыбной мукой. Во второй период действие ингибиторов на рост и развитие цыплят-бройлеров сказывалось в меньшей мере.

В Северо-Кавказском НИИ животноводства доказана возможность замены кормов животного происхождения в первом опыте и кормовых дрожжей во втором соевым белком на 25,5 и 75%.

По мере насыщения рационов утят соевым бежом за счет исключения рыбной, мясо - костной муки и сухого обезжиренного молока интенсивность роста птицы снижается, а при замене соевым бежом кормовых дрожжей, снижения интенсивности роста утят вообще не наблюдалось /166/.

Таким образом отечественный и зарубежный опыт показывает, что в кормовую смесь для птицы можно включать 27-33% по массе соевый белок. Использование такой кормовой смеси позволяет выращивать цыплят-бройлеров с живой массой 1678 г в возрасте 40 дней при расходе корма 2,0 кг на 1 кг прироста живой массы и утят с живой массой 2660 г в возрасте 56 дней с затратой 3,4 кг корма на 1 кг прироста живой массы.

1.2 Способы приготовления соевой белковой добавки для кормления с.х. животных и птицыВ настоящее время известен ряд способов, повышающих общую и протеиновую питательность кормов из соевого зерна. Основными из них являются термическая и баротермическая обработка, гранулирование, инфракрасное, ультрафиолетовое и микроволновое (СВЧ) облучение, обработка с использованием химических веществ. Целесообразность использования в практике того или иногоспособа определяется затратами, прежде всего энергетическими. Основная цель обработки - снижение отрицательного влияния ингибиторов и повышение усвояемости питательных веществ.

Шрот в составе кормосмеси затем скармливали цыплятам-бройлерам. Наилучшие результаты получены при скармливании шрота, обработанного под давлением пара 10 атм и его расходе 800 кг/ч. Самый низкий показатель роста был на рационе со шротом, приготовленном под давлением 10 атм и расходе пара 120 кг/ч.

К механическим способам обработки соевого зерна относят измельчение, плющение, гранулирование, экструдирование.

Степень измельчения корма оказывает существенное влияние на продуктивность сельскохозяйственных животных и птицы. Опыты показали, что при высокой концентрации энергии в рационе потребления корма свиньями и птицей регулируется их потребностью в энергии и данном случае влияние величины частиц корма небольшое. Вместе с тем птице и свиньям рекомендуется, начиная со стартеров, скармливать корма в гранулированном или измельченном виде.

В начальный период выращивания цыплята должны получать 200 г гранулированного корма максимальным диаметром 2 мм. Перевариваемость зерна после измельчения повышается в среднем на 10% за счет жира и протеина. Гранулирование не оказывает влияния на переваримость этих питательных веществ, но улучшает переваримость крахмала.

Оно также способствует большему потреблению корма, при этом конверсия его увеличивается на 5-10% улучшается вкусовые качества за счет включения в него различных добавок, а также происходит разрушение ингибиторов трипсина и токсинов (погибают сальмонеллы). В таком виде корм удобнее хранить и транспортировать.

В Великобритании работают над созданием гибкой системы гранулирования кормов, отвечающей физическим свойствам материала и максимальному сохранению питательных свойств. Муку с размером частиц 2.5-2.75 мм считают оптимальной при гранулировании кормов для жвачных. Рекомендован следующий фракционный состав помола: 3,0 мм -1%; 2 мм - до -5%; 1,0 мм - до 20%; 0,5 мм -до 20%; 0,25 мм - до 24%; проход не менее 20%. Особое значение имеет равномерное распределение воды между частицами муки.

Живая масса цыплят на негранулированных кормах составила 507-694 г, при кормлении гранулированной кормосмесью - 654-740 г, расход корма был соответственно 2,25 и 2,19 кг на 1 кг прироста.

С целью повышения эффективности использования соевого зерна в качестве кормовых добавок для рационов животных, в Италии проводили прожаривание, переработку в хлопья и экструдирование. Половину зерна каждой обработки измельчали. В результате прожаривания содержание ингибитора трипсина снизилось на 2,5 мг/г, активность уреазы - на 0,15 рН. У целого зерна, прожаренного и у хлопьев, перевариваемость протеина составляла соответственно 40,4; 30,0; 65,2%; измельченного зерна, измельченного прожаренного и измельченных хлопьев 89,9; 68,0; 74,5%. В результате экструдирования снижалось содержание ингибитора трипсина на 3012 мг/г. Исследования показали, что целое соевое зерно имеет низкую переваримость протеина и жира, а при переработке в хлопья и при измельчении значительно возрастает. Экструдирование повышало скорость усвоения протеина без снижения переваримости жира.

Прожаривание соевого зерна в агрегате типа АВМ при разных температурных режимах приводит к изменению физико-химических показателей, характеризующих его питательную ценность (табл. 1.2).

Качественные показатели некоторых способов обработки соевого зерна и продуктов его переработки приведены в таблице 1.3.

Таблица 1.2Физико-химические показатели соевой муки при обработке на сушильных агрегатах /166/.

О достаточности тепловой обработки судили по активности уреазы и сумме растворимых фракций протеина. Так обработка считалась законченной, если активность уреазы (изменение рН за 30 мин) снижалась до 0.1, а содержание суммы растворимых фракций составляла не более 60% от общего уровня протеина.

При обработке соевого зерна или отходов от его переработки на двух технологических линиях АВМ-0,65 при различных температурах режимах и пресс-экструдере, установлено ее влияние на количество и качество содержащегося в зерне протеина.

Для выяснения эффективности термической обработки соевого зерна и влияние ее на кормовую ценность зерна, была проведена производственная проверка на крупном рогатом скоте и свиньях.

1.3. Существующие технологические схемы и оборудование для обработки зерна и их анализНаиболее эффективными по степени преобразования питательных веществ зерна являются гидро- и баротермические методы обработки/172/.

Гидротермическая обработка зерна, заключающаяся в пропаривании зерна, на мукомольных и крупяных заводах применяется для направленного изменения его исходных технологических свойств с тем, чтобы обеспечить в дальнейшем максимальную технологическую к экономическую эффективность переработки зерна в муку и крупу. В сельскохозяйственном производстве такая обработка зерна применяется для преобразования крахмала зерна в более усвояемую форму (клейстеризации, декстринизации) и повышения степени его усвояемости животными.

Для обработки зерна таким способом применяют агрегаты ПЗ-З, на которых зерно не только пропаривают, но и плющат. Можно проводить ее также с использованием аппаратов АСК-5, АСК-10 конструкции Г.С. Неруша и др.

Большая степень преобразования питательных веществ зерна достигается при его обработке горячим воздухом. Для этого служат специальные обжарочные агрегаты А9-КЖА в сочетании с другими машинами, составляющими линию. Предложенная линия, разработанная Одесским СКТБ "Продмаш", усовершенствована во ВНИИКП. Для повышения эффективности обработки линия дополнена средствами для гидротермической обработки. Обработка зерна на линии осуществляется аналогично описанной выше и отличается тем, что зерно перед обработкой горячим воздухом увлажняют до 17.21%. За счёт этого существенно повышается степень декстринизации крахмала зерна и при скармливании повышаются привесы молодняка животных на 5.8% по сравнению с использованием непропаренного, обработанного горячим воздухом зерна /172/.

Для обработки зерна на нагретой поверхности применяют линии со специальными обжарочными агрегатами.

Комбикорма для молодняка животных (комбикорма марки СК) приготовляют на технологической линии, в которой зерно норией подаётся из склада в бункер с реечной задвижкой. Из него зерно самотеком поступает в сепаратор, затем в шелушитель, аспирационную колонку и второй норией поднимается в бункер шелушенного зерна, из которого самотеком подается в обжарочный агрегат. Обжаривание повышает вкусовые качества корма. При обжаривании также возрастает питательная ценность зерна и уменьшается его зараженность вредными грибами.

Совмещение процессов гидротермической обработки зерновых кормов с плющением позволило повысить эффективность их подготовки к скармливанию.

В настоящее время промышленностью выпускается агрегат для приготовления хлопьев из зерна П3-3,0 с предварительной гидротермической обработкой.

Технологическая схема его работы показана на рисунке 1.2.

Основная машина агрегата - плющилка - состоит из следующих основных сборочных единиц: рамы, корпуса, двух гладких валков диаметром 450 мм и длиной 600 мм (один подпружиненный, второй неподвижный), механизма перемещения валка, приводов валков (на каждый валок отдельный электродвигатель и клиноременная передача) и их ограждений.

В последнее время начала получать распространение технология производства специальных комбикормов с экструдированной зерновой частью для молодняка животных, включающая прием и накопление оперативного запаса сырья, его очистку, экструдирование зерновых компонентов, охлаждение и измельчение экструдата, дозирование и смешивание компонентов комбикорма, транспортирование сырья и складирование готовой продукции (рис. 1.3)/172/.

От качества очистки зерна зависит надежность процесса экструдирования и долговечность экструдера. Поступающее на переработку зерно должно соответствовать показателям качества, обусловленным действующими стандартами, техническими условиями. Сырье, подаваемое из автотранспорта или склада, необходимо очищать от посторонних (органических, минеральныхи особенно металломагнитных) примесей, содержание которых не должно превышать допустимых норм.

1-шнек загрузочный, 2-шнек эжектора, 3-эжектор, 4,5-валки плющилки, 6-шнек плющилки, 7-дозатор, 8-пропариватель, 9-шнек выгрузной.

В пресс-экструдере, (см. рис. 1.4) основной машине технологии производства экструдированного корма, под воздействием высокой температуры, давления и последующего его быстрого снятия биополимеры зерна преобразуются в форму более доступную для организма животного.

Наиболее распространенные в нашей стране пресс-экструдеры КМЗ-2, КМЗ-2М и ПЭК-125х8-75 имеют производительность от 250 до 600 кг/ч.

Показатели работы экструдеров зависят от вида и состояния обрабатываемого зерна.

При экструдировании неизмельченного зерна энергоемкость процесса несколько выше, чем при экструдировании измельченного, однако качествоРисунок 1.2 Схема технологического процесса гидротермическойобработки и плющенияэкструдата из целого зерна выше. Возрастание влажности зерна выше кондиционной также снижает качество продукта /172/. Так при экструдировании увлажненного (без тепловой обработки) зерна в экструдере КМЗ-2 с повышением влажности от 12,67 до 24,5% степень клейстеризации и декстринизации уменьшилась от 85 и 73,3% до 40 и 21,6% соответственно. При этом в изломах стренг обнаруживались необработанные и невзорванные ^ частицы зерна. С повышением влажности производительность машины ^ возрастает при одной и той же загрузке двигателя. Рекомендуется / экструдировать зерно влажностью не более 16%.

На выходе из машины продукт имеет форму пористых эластичных стренг, которые через 50.70 с становятся хрупкими.

Качество экструдата должно соответствовать установленным требованиям. Основным показателем качества является степень взорванности, которая определяется как отношение массы одинаковых объемов размолотого зерна и размолотого экструдата.

В связи с дефицитом белковых добавок в комбикормовом производстве в последние годы начали применять синтетическую мочевину - карбамид.

Однако использование его в чистом виде сопровождается быстрым расщеплением в пищеварительном тракте с образованием аммиака в количестве, большем, чем его усваивают микроорганизмы рубца. Избыток аммиака может быть токсичным, при этом животные болеют, в некоторых случаях может наступить их гибель. Поэтому карбамид вводят в комбикорм только в составе таких кормов, которые при переваривании медленно освобождают аммиак.

Основным источником белка в Амурской области является соя. Однако использование сои на корм скоту сдерживается отсутствием рациональных способов и технических средств ее обработки. Как указывалось ранее в зерне сои содержатся вещества, которые препятствуют нормальному пищеварению животных. Чтобы устранить их вредное действие, необходима тепловая обработка зерна сои.

321гЫШт7"экструдат1-бункер, 2-экструдер, 3-охладитель, 4-дробилка.

Рисунок 1.3 Схема линии экструдирования зерна Одесским технологическим институтом пищевой промышленности проведен сравнительный анализ экономической эффективности различных способов обработки зерна сои (табл. 1.4), из которого следует, что самый дешевый из них - влаготепловая обработка. В этом институте разработан пропариватель непрерывного действия с увеличенной производительностью, который может быть использован в составе поточных линий кормоцехов.

Влаготепловую обработку сои осуществляют насыщенным водяным паром под давлением 0,20.0,22 МПа. Время нахождения зерна сои в аппарате -15.20 мин, что позволяет повысить его питательную ценность и переваримость белка до 88,5%. Использование ПТЛ позволяет снизить затраты на обработку 1 т сои до 0,72.0,95 руб /186/.

Технологическая линия влаготепловой обработки зерна представлена на рисунке 1.5. Вибропропариватель, установленный в данной линии имеет герметичный корпус, помещённый в нем вибратор, шлюзовые затворы,вертикальные металлические рамы, жестко связанные с демпферными устройствами.

1-блок загрузки зерна, 2-увлажнитель-питатель, 3-питатель, 4-корпус, 5-шнек, 6-нагревательный элемент, 7-отверстия, 8-электродвигатель.

Рисунок 1.4 Конструктивно-технологическая схема пресс-экструдера Известна технология получения кормового соевого белка при производстве соевого масла (КНР) (см. рис. 1.6). Она включает следующие основные операции: плющение зерна сои -» экстракция сольвентом разделение экстрагента и белка сои -> получение масла на пищевые цели и белка сои (шрот) на корм животным.

Таблица 1.4Экономическая эффективность способов обработки зерна сои /137/.

Способ обработки Оборудование Приведённые затраты на обработку, руб/т Удельная производительность т/чВарка Варочный котёл МЭС-374 4,80 0,109Поджаривание Паровая сушилка ВС 10-49 3,23 0,024Микронизация Эксперимент, установка 3,46 0,028СВЧ-обработка СВЧ-печь 0,5 кВт 3,60 0,074Экструдирование Экструдер КМЗ-2 2,30 0,154Влаготепловая Пропариватель с обработка пересыпными полками 0,72 1,850// Аппарат системы Неруша 1,40 0,716// Шнековый пропариватель 1,65 0,398// Вертикальный пропариватель 0,78 0,850// Вибропропариватель 0,95 1,380В России также выпускаются прессы типа ГТТТТМ различного типоразмера, производительностью от 70 до 450 кг/ч (рис. 1.7) по сырью. Конечным продуктом является жмых полуобезжиренный, который после измельчения в муку или крупку, может быть использован в качестве белковой добавки в рационах сельскохозяйственных животных и птицы.

Во Всероссийском институте молочной промышленности в 80-х годах проведены исследования по получению соевого концентрата и изолята из соевого шрота/131,143/. На основании проведённых исследований разработана технология производства соевых концентратов и изолятов, с целью их применения в заменителях цельного молока для телят. Данные кормовые белковые продукты были использованы при приготовлении регенерированного молока «Белгородское» используемого для кормления молодняка с.х. животных.

1-нория, 2-транспортёр, 3-бункер-охладитель, 4-циклон, 5-бункера для хранения обработанного зерна, 6-вентилятор, 7-молотковая дробилка, 8-пропариватель, 9-бункер.

Рисунок 1.5 Технологическая линия влаготепловой обработки зерна соипппьпвнтшо -п| я > >о <п1425' 02 Х^о/ль 8ха ^Рисунок 1.6 Технологическая схема производства соевого масла и кормового продукта (КНР).

1-рама, 2-привод, 3-вал, 4-бункер, 5-камера маслоотделяющая, 6-воронка, 7-гайка, 8-заслонка, 9-основание, 10-рамка, 11-стойка, 12-болт, 13-кожух, 14-заливной стакан, 15-передача клиноремённая.

Предприятием «Сигма» (г.Краснодар) разработано и выпускается промышленностью оборудование, скомпонованное в линию для производства соевой кормовой основы (см. рис. 1.9).

Получаемый в результате реализации процесса кормовой продукт представляет собой суспензию, содержащую соевый белок в количестве до 4%.

Данный продукт используется в качестве белковой добавки при приготовлении ЗЦМ телятам и поросятам.

Этим же предприятием разработан комплект оборудования для производства соевой пасты, используемой в качестве белковой добавки при приготовлении кормовых смесей животным и птице (см. рис. 1.10).

Особенностью данной линии является то, что семена сои предварительно замачиваются и проращиваются, что позволяет увеличить содержание витамина С в готовом продукте.

Анализ способов и конструктивно-технологических схем линий, а также входящего в них оборудования для подготовки соевого зерна и продуктов его переработки в виде соевой белковой добавки показал, что наиболее полно с зоотехнической и технико-экономической точек зрения отвечают предъявляемым требованиям тепловой и механический способы.установка ПТУ-5М; 4-промежуточный сборник; 5-установка вакуум-выпарная для сгущения экстракта водорастворимых фракций соевого шрота «Виганд»; 6-насос ротационный; 7-шнековый смеситель ПТШ-1; 8-элеватор; 9-конвейерная сушилка СПК-90; 10-полуавтоматические весы.

Рисунок 1.8 Технологическая схема производства концентрата растительного белково-углеводного сухого.

При этом в результате обработки соевого зерна можно получать соевую белковую добавку различных видов. Анализ также показал, что все виды соевой белковой добавки являются необходимым и ценнейшим компонентом комбикормов, как гранулированных, так и негранулированных, а также заменителей молока для с.х. животных.

При этом наиболее универсальными формами подготовленной соевой белковой добавки являются необезжиренная крупка и мука. При ее использовании в таком виде в качестве компонента смесей наиболее эффективно осуществляются процессы дозирования и смешивания при приготовлении кормосмесей, гранул и заменителей цельного молока для соответствующего вида и возраста с.х. животных и птицы.

Особое значение в данном случае имеет выравненность гранулометрического состава муки и крупки, т.е. однородность частиц по размеру.

В настоящее время разработан и прошел производственную проверку в Амурской МИС комплект оборудования по производству соевой муки. Его схема представлена на рис. 1.11. Данный комплект позволяет получать соевые крупку и муку как для пищевых так и для кормовых целей.амрттшттУ, л ^и«г±¡11 йТч2 л тл&яшк бярш)и>14-Мг,Л'щтящ Рчщмпт$ т Аися^рми^пимя-« вгРисунок 1.9 Схема переработки соевого зерна на соевую кормовую основу.

Семене сонБн Загрузочный бункер Н Нория Б1-Б4 Бак для замачивания ТТТИ Шнек-инактиватор-В - вода-Вз-воздух-Д- дренажИПП Измельчитель-пастоприготовитель К Компрессор Е Ёмкость для соевой пастыП-С-Сппарсемена сои - соя пророщеннаяРисунок 1.10 Схема комплекта оборудования для производства соевой пастыКак показала производственная проверка данный комплект имеетсущественный недостаток, заключающийся в том, что для производства соевой муки и крупки требуемого качества (с высокой однородностью получаемых частиц) и снижения нагрузки на вихревую мельницу необходима установка двух последовательно расположенных мельниц грубого помола (см. рис. 1.11 позиция 7)Такое техническое решение является нерациональным с точки зрения затрат труда и средств, связанных с высокой энергоемкостью и металлоемкостью линии в целом.

Конструктивная схема мельницы грубого помола представлена на рис. 1.12. Основным её рабочим органом являются две подвижные тарелки, снабженные зубьями. При работе мельницы осуществляется грубый помол поступающего соевого зерна с получением продукта, имеющего высокую неоднородность частиц.

В связи с этим возникает необходимость в решении задачи, связанной с заменой двух измельчителей одним, который бы обеспечивал выполнение процесса получения крупки и соевой муки требуемого качества (с высокой однородностью фракционного состава муки и крупки).

Анализ существующих конструктивно-технологических схем измельчителей показал, что в настоящее время разработано относительно большое их количество, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки.

В сельскохозяйственном производстве основное распространение получили молотковые дробилки (см. рис.1.13).

7-мельница грубого помола, 8-мельница тонкого помола.

Рисунок 1.11 Конструктивно-технологическая схема линии по производству соевой мукиКак показал проведённый анализ, а также практика их эксплуатации молотковые дробилки не обеспечивают получение готового продукта однородного фракционного состава. Кроме этого им свойственны высокаянеподвижная тарелка, 11-подшипниковый узел, 12-натяжное устройство, 13-приводной вал, 14-шкив, 15-шкив, 16-натяжной болт, 17-заплечик, 18регулировачные винты.

Рисунок 1.12 Мельница грубого помола Для получения порошкообразных материалов разработано большое количество измельчителей с коническим ротором, расположенным эксцентрично или симметрично с осью корпуса (см. рис. 1.14 а,б).

Для измельчения строительных материалов широко используются щековые и валковые дробилки, а также барабанные мельницы.а^^открытого типа, б - закрытого типа, в,г - двухстадийные, д - с жёстким креплением рабочих органов, е - горизонтальная, ж - с замкнутым воздушным потоком, з-с шарнирным креплением рабочих органов.

Рисунок 1.13 Конструктивно-технологические схемы молотковых дробилок сельскохозяйственного назначения.

Рисунок 1.14 Схемы конусных дробилок.

Особый интерес представляют мельницы с повышенной скоростью движения рабочих органов (см. рис. 1.15)/156/.

В мукомольной промышленности основное распространение получили валковые мельницы.

Наибольший практический интерес, с точки зрения получения конечного продукта более однородного фракционного состава, представляют измельчители с пальцевыми рабочими органами, т.н. «дисмембраторы». Они также получили основное распространение в мукомольной промышленности /2,101/. Однако применение их в таком исполнении, как они конструктивно изготовлены, для измельчения соевого зерна не представляется возможным. Во-первых они предназначены для получения продукта тонкого помола и поэтому имеют большие угловые скорости вращения ротора (50-150 м/с).

Рисунок 1.15 Схемы мельниц с повышенной скоростью движения рабочих органов.

Во-вторых конструктивно они выполнены с двумя вращающимися навстречу друг другу роторами. Следовательно, использовать их в данной линии в таком виде, как они исполнены, не возможно из-за специфическихтребований к продукту, поступающему в вихревую мельницу, и специфических физико-механических свойств соевого зерна.

Все измельчающие машины независимо от принципа и степени измельчения, а также физико-механических свойств измельчаемого продукта должны удовлетворять следующим основным требованиям: обеспечивать равномерное измельчение, быстрое удаление измельчённого продукта из рабочей зоны машины и наименьший удельный расход энергии /103/.

На основании проведённого анализа нами разработана конструктивно-технологическая схема измельчителя соевого зерна для технологической линии приготовления соевой белковой добавки в виде крупки и необезжиренной муки.

1.4. Обзор исследований по изучению процесса измельчения.

В результате механического измельчения различных материалов образуется множество мелких частиц с сильно развитой поверхностью. Поэтому измельчение рассматривается как процесс производства (приращения) поверхности частиц корма (зерна), т.е. образование новых поверхностей составляет основное содержание всякого процесса измельчения.

С точки зрения зоотехнических требований к процессу измельчения кормов устанавливают требуемые размеры или крупность частиц. Однако, чтобы дать энергетическую оценку процессов измельчения, этого недостаточно. Необходимо знать степень измельчения материалов.

Степень измельчения а-отношение средних размеров Б, Ь кусков материала до измельчения к средним размерам частиц продукта после измельчения (с1,1), т.е.

Б Ьа = 7 = 7'Оценку развитости поверхности сыпучих материалов (в том числе и зерна) принято давать по величине удельной поверхности, представляющей собой суммарную поверхность всех частиц, заключенных в единице массы или объема (м2/кг или м2/м3) т.е.м2/м3В связи с тем, что удельная поверхность при дроблении материала увеличивается, отношение 8уд.кон к 8уд.нач. численно равно степени измельчения, т.е.с а'УД-на.

Кроме указанных относительных величин в теории измельчения используют также значения вновь образованной поверхности, т.е. определяют величину приращения удельной поверхности частицА8-8удко,-8удна, м2/кгДля разрушения тела на части необходимо приложить внешние силы, причем величина этих сил должна быть больше сил молекулярного сцепления и притяжения между частицами. Следовательно, работа внешних сил расходуется на приложение внутренних сил, величина которых в зависимости от физико-механических свойств разрушаемых материалов может быть весьма различной. Общую полезную работу, затраченная на процесс измельчения и отнесенную к единице массы или объема, принято называть удельной работой измельчения.

Для определения работы измельчения были предложены две энергетические теории измельчения: поверхностная и объемная.

Автором поверхностной теории является немецкий ученый П. Риттингер (1867). В соответствии с этой теорией работа, необходимая для дробления, прямо пропорциональна вновь образованной поверхности, т.е.

А, = Г(Д8) = аДЭ,где а- коэффициент пропорциональности, учитывающий поверхностное натяжение; ДБ - приращение удельной поверхности.

Русский ученый В.Л. Кирпичев в 1874 г, а затем немецкий ученый Ф. Кик в 1888 г. предложили объемную теорию измельчения. Они установили что работа, затраченная на измельчение тела, прямо пропорциональна объему или массе разрушаемого тела, т.е.

А„к1лм = ЦУ) = т) = к,ДУ = кДМ,где К,К1 - коэффициенты пропорциональности; ДУ,ДМ- часть деформируемого объема или массы тела.

В 1928г. советский ученый П. А. Ребиндер предложил объединить обе теории и оценивать работу измельчения формулой/146,147/А = кукпУ + аП0В-Д8,где А - расход энергии на разрушение;кп - коэффициент, характеризующий физико-механические свойства разрушаемого тела;ку - коэффициент, учитывающий какая часть объема частицы деформируется;V - объем разрушаемого тела;апов " удельная поверхностная энергия разрушаемого тела;Д8 - образованная при разрушении новая поверхность.

Следует также отметить работы В. Вейбула, Т.А. Конторовой и В.И. Френкеля, относящиеся к статической теории прочности, и дающие возможность учитывать влияние размеров разрушаемых тел на энергоемкостьпроцесса. Наиболее простой вид имеет формула Вейбула. Напряжения при хрупком разрушении подчиняются следующему отношениюАСрх =Т> ушгде орх- разрушающее напряжение;V - объем разрушаемого тела;А и m - постоянные величины.

Учитывая, чтоX=f(v,yi,Xcp)где v - начальный объем частиц;Хер- заданный размер частиц после измельчения, а также и то,что величинаÈAS^ASi,iимеет наименьшее значение при v^const на основании этого выражения можно изменить схему процесса измельчения, обеспечивающую минимальные затраты энергии на получение продукта с заданным размером частиц хср.

Минимальный расход энергии будет иметь место в таком процессе измельчения, в котором достигается максимальная концентрация напряжений по плоскостям раздела, размер образующихся частиц одинаковый и равен заданному, а число деформаций стремится к единице.

В процессе работы кормоприготовительных машин корма подвергаются различным воздействиям рабочих органов и влиянию окружающей среды (влажность, давление, температура воздуха и др.). В результате изменяются их механические структуры, физические и химические свойства. Среди целенаправленных воздействий рабочих органов преобладают механические, при которых изменяются форма, размеры, свойства и физические состояния перерабатываемых кормов.

Впервые рабочие диаграммы сжатия в координатах усилие-деформация для зерен фуражных культур были получены проф. C.B. Мельниковым. На ихоснове были построены диаграммы напряжений в координатах истинное напряжение- относительная деформация.

Прочность единичных зерен оценивалось величиной разрушающего напряжения стразр(Па), равного временному сопротивлению при сжатии.

Установлено, что из зерновых культур наибольшей прочностью обладает ячмень. На этом основании данная фуражная культура может быть принята за эталон для сравнительной оценки. Также установлено, что показатели прочности зерновых кормов устойчиво следуют нормальному закону распределения.

При этом диаграммы сжатия позволяют получить численные значения показателей прочности и других свойств (пластичность, хрупкость, вязкость).

Применительно к технологии измельчения кормов наибольший интерес представляют показатели прочности, полученные в условиях динамических напряжений с учетом скорости деформирования.

Рассматривая явление удара упругих тел академик В.П. Горячкин /31/ обращает внимание на то, что при не вполне упругом ударе часть энергии затрачивается на пластические деформации и разрушение материала, поэтому фаза отталкивания оказывается меньше фазы сближения.

По данным наблюдений авторов /62/ общее время сохранения (двух фаз) для зерен ячменя (влажность 13. 15%) варьирует в пределах 4,8*10"5.7,3*10"5 и в среднем составляет 6,25*10"5 с. Это время сопоставимо с продолжительностью соударений металлических шаров. Динамический предел прочности в среднем оказался равным авд=12,73 МПа при варьировании 11,5.13,8 МПа. Следуетотметить относительную стабильность значений овд отмечаемуюкоэффициентом вариации у=4,7%(против 14,6%) при статических испытаниях.

Свойство большинства материалов повышать свою прочность с увеличением скорости нагружения в равной мере присуще и зерну.

На вопрос о том, при каких скоростях однократного удара произойдет обязательное разрушение зерна, отвечают данные эксперимента, проведенного на баллистическом маятнике. В результате многократных опытов установлено, что при скорости удара 26,1 м/с разрушается только 18% зерен ячменя, при скорости 65,5 м/с - 65% и лишь при скоростях удара 100. 114 м/с происходит гарантированное разрушение всех зерен.

Исследованию, рабочего процесса дробилок посвящен ряд диссертационных работ. Из этих работ следует отметить докторскую диссертацию В.В. Елисеева (1970г.) и ряд кандидатских: Плохова Ф.Г. (1966г.), Грицаенко В.И. (1967г.), Дородлева Н.С. (1987г.), Даниловой Э.А. (1971г.), Горных В.И. (1972г.), Тирацуян P.C. (1972г.), Филиповой А.Г. (1975г.) и др.

Дробление зерна - сложный динамический процесс и несмотря на множество исследований, проведенных на эту тему, имеют место множество нерешенных вопросов.

Некоторые из авторов, пытались найти ответ на вопрос: при какой скорости удара происходит разрушение (дробление зерна). При этом они пытались использовать волновую теорию, разработанную Герцом и В.П. Горячкиным. В результате они получали данные, которые не подтверждались опытными исследованиями. На наш взгляд их неудача заключается в том, что авторы этих исследований механически перенесли зависимости полученные Герцем и В.П. Горячкиным для стержней на зерна.

В самом деле стержень - геометрическое тело, в котором один размер (длина) гораздо больше остальных двух размеров ( толшины и ширины). В то время как зерно - тело, в котором все три размера почти одинаковы (одного и того же порядка). Кроме этого зерно не является однородным телом. Свойства зерна различны в его точках. При этом зерно явно анизотропное тело.

Перенесение волновой теории на определение разрушающих напряжений при ударе по зерну также обречено на неуспех, в силу тех же, выше отмеченных причин.

По мнению авторов работы /4/, числовые характеристики распределения размеров частиц, такие, как средний размер, стандарт, коэффициент вариации и др., не дают полной информации об однородности распределения частиц. Зоотехнические условия, предъявляемые к измельченным кормам, рекомендуют иметь однородную массу кормов, то есть чтобы помольная характеристика была как можно уже и размеры частиц не варьировали в широких пределах. Это условие создает хорошие предпосылки для однородного смешивания и одинакового усвоения животными всех частей кормового продукта.

1.5 Цель и задачи исследованийАнализ литературных источников по материалам, полученным отечественными и зарубежными учёными показал, что использование сои в виде белковой добавки эффективно всем видам с.х. животных и птицы.

Однако из-за наличия в нативной сое антипитательных веществ белкового типа, таких как уреаза, ингибитор трипсина и др. не позволяет применять её в неподготовленном виде.

По данным проведённых исследований установлено, что наиболее эффективным базовым способом её подготовки к скармливанию с.х. животным и птице является термообработка с целью разрушения антипитательных веществ. При этом анализ способов, технологий и технических средств для производства соевой белковой добавки показал, что в настоящее время учёными и практикамиразработано множество технологических и технических решений по их реализации.

Однако наибольшее распространение получила обработка исходного соевого продукта паром, его поджаривание и измельчение в крупку или муку.

Приготовление соевого продукта в таком виде позволяет в дальнейшем на основе полученной белковой добавки готовить высокобелковые комбикорма, наполнители для премиксов, заменителей цельного молока для телят и поросят, белковые продукты для молодняка птицы с целью замены яиц, а также гранулированные комбикорма для выращиваемой и взрослой птицы.

При этом качество получаемых комбикормов, наполнителей для премиксов и заменителей молока в значительной степени зависят от качества производимых муки и крупки, которые должны иметь необходимую степень измельчения, однородность фракционного состава, отсутствие посторонних примесей и др.

Получаемая в настоящее время на термоагрегатах, соевая белковая добавка в виде необезжиренной муки и крупки наиболее полно отвечает предъявляемым требованиям в части разрушения антипитательных веществ и повышения питательной ценности готового продукта. Однако используемый в данных технологических линиях многостадийный процесс измельчения не обеспечивает высоких технико-экономических и качественных показателей.

Проведённые поисковые исследования показали, что узким местом в данной линии является осуществление процесса измельчения практически в четыре стадии ( шелушение термообработанного соевого зерна и его разделение на две половинки, их двухстадийный грубый помол для получения крупки и тонкий помол с целью получения муки).

Всё это снижает эффективность производства соевой белковой добавки в виде муки и крупки, а также не позволяет иметь готовый продукт требуемого качества из-за его неоднородного фракционного состава.

В связи с этим, на основании проведённого анализа, а также поисковых исследований нами выдвинуто предположение, что однородность фракционного состава готового продукта при многостадийном измельчении исходного сырья есть функция модуля помола. Оптимизировав конструктивно-технологическую схему штифтового дезинтегратора, широко используемогопри измельчении зерновых продуктов, для конкретных условий его использования, можно получить более качественный готовый продукт с наименьшими затратами труда и средств.

В связи с этим целью данных исследований является повышение эффективности процесса приготовления соевой белковой добавки, путём оптимизации конструктивной схемы измельчителя и его параметров.

В соответствии с поставленной целью в процессе исследований необходимо решить следующие задачи:— на основании анализа результатов исследований ученых-зоотехников,способов, а также технологий и технических средств подготовки соевого зерна к скармливанию с.х. животным и птице, обосновать рациональную схему приготовления соевой белковой добавки и измельчителя, обеспечивающего повышение эффективности её производства;— провести теоретические исследования рабочего процесса штифтовогоизмельчителя и получить аналитические выражения для расчёта его конструктивно-режимных параметров, производительности и мощности;— провести экспериментальные исследования по изучению физико-механических свойств термообрабатываемого соевого зерна, поступающего на измельчение и обосновать оптимальные конструктивно -режимные параметры штифтового измельчителя;— проверить в производственных условиях полученные результаты и дать им экономическую оценку.

2. Теоретические исследования рабочего процессаштифтового измельчителяШтифтовые измельчители относятся к машинам ударного действия. Измельчение материала в них производится вследствие свободного удара. Из машин, где измельчение основано на принципе свободного удара, наиболее распространены штифтовые измельчители -дезинтеграторы и дисмембраторы.

В дезинтеграторах штифты закреплены по концентрическим окружностям на двух вращающихся в противоположных направлениях дисках. Ряды штифтов одного диска расположены между рядами штифтов другого.

На рисунке 2.1 представлена конструктивно-технологическая схема штифтового измельчителя т.н. «дисмембратора».

Рисунок 2.1 Конструктивно-технологическая схема штифтового измельчителя.

Продукт из загрузочной воронки 1 (Рис. 2.1) поступает в измельчитель через центральное кольцевое отверстие. Центробежной силой продукт отбрасывается от центра, многократно ударяясь о штифты неподвижного 2 и подвижного 3 дисков, находящихся в корпусе 4. Измельченный продукт отводится наружу через патрубок 5.

Производительность измельчителей такого типа зависит от полезного рабочего пространства машины Ук, коэффициента загрузки объемной массы продукта в движении у и времени пребывания продукта в машине т. Для штифтового измельчителя ударного действия полезный объем рабочего пространства может быть определен следующим образомгде Д - диаметр диска, м; Ь - расстояние между дисками, м; Кц.г -количество штифтов; с1 - диаметр штифта, м; 1 - длина штифта, м.

Коэффициент загрузки, как показали опыты при нормальной работе колеблется от 0,7 до 0,77. Величина объемной массы продукта у зависит от скорости перемещения продукта от входа к выходу. Продолжительность т пребывания продукта в штифтовом измельчителе зависит от угловой скоростиштифта. Тогда производительность штифтового измельчителя можно представить какРабота дробилок зерна основана на явлении удара. Поэтому целесообразно сначала привести некоторые самые необходимые сведения из теории удара, которые будут использованы в дальнейших наших исследованиях.

Понятие об ударе. На противоположных флангах обширного ряда явлений, изучаемых в динамике механических систем, можно выделить две краткие области. Первая из них охватывает явления, происходящие с весьма малыми ускорениями, и, если полностью пренебречь ускорениями и соответствующими динамическими эффектами, - сводится к задачам статики. Ко второй области относятся кратковременные состояния, характеризуемые весьма большими (и даже бесконечно большими) ускорениями; это ударные явления, связанные с возникновением кратковременных, весьма больших, «ударных» сил.

При исследовании процессов происходящих при ударе, медленно меняющиеся, ограниченные по модулю силы не учитываются.

При ударе двух тел в точке контакта возникают ударные силы, приложенные к каждому из тел. Они имеют одинаковые модули и противоположно направлены. Пренебрегая трением, будем считать, что ударные силы и их импульсы Si и S2 направлены по общей нормали к поверхности соударяющихся тел (рис.2.3)Как показывают наблюдения, гипотеза об абсолютной твердости тел является недостаточной для объяснения процесса удара и необходимо учитывать физические свойства тел. Сам процесс удара можно разбить на две фазы. В течение первой фазы происходит сближение тел по линии общей нормали, в результате чего проекция на нормаль относительной скорости точки контакта тел уменьшается до нуля. Вслед за этим начинается вторая фаза удара:тела восстанавливая свою форму, начинают удаляться друг от друга, по нормальной составляющей относительной скорости точки соприкосновения изменив знак, и возрастая по абсолютной величине, но не достигая, как правило, своего значения в начале удара.

Полное исследование процесса удара требует подробного рассмотрения физических свойств тел. Как показывают опыты, в первом приближении можно принять следующую гипотезу (гипотеза Ньютона): отношение модуля нормальной составляющей относительной скорости точка контакта тел после удара к ее величине до удара есть некоторая физическая постоянная, характеризующая физические свойства соударяющихся тел, но не зависящая от массы и относительной скорости. Эта физическая постоянная называется коэффициентом восстановления. Обозначая коэффициент восстановления через е и учитывая, что полного восстановления скорости, как правило, не происходит, будем иметь0<е<1, (3)В предельном случае, когда е= 1 удар называется абсолютно упругим ; во втором предельном случае, когда е= 0 удар называется абсолютно неупругим. В остальных случаях (0<е<1) удар называется не вполне упругим или просто упругим.

Гипотезу Ньютона об ударе и все выводы, которые из нее получаются, можно применить только в качестве первого приближения к реальным процессам, происходящим в телах при ударе. Это приближение оказывается достаточно хорошим, если при ударе наблюдается только местная деформация тел вблизи точки контакта. Если же при ударе происходит деформация всего тела, то гипотезу Ньютона применить нельзя.

Материальная точка после удара о неподвижную поверхность изменяет свою скорость (рис. 2.4). Со стороны поверхности на точку во время контакта действует ударная реакция. Полагаем, что поверхность идеально гладкая, так что реакция и ударный импульс 5 направлен по нормали к поверхности. Воспользуемся формулой (7), в связи с чем, проектируя это уравнение на оси т и п,получим14-^=0; = (8)шТаким образом, касательная составляющая скорость у; сохраняет свою величину и направление. Рисунок 2.4 Схема к анализу Нормальная составляющая всегда изменяет нап-удара частицы о неподвижную равление, модуль же ее меняется в зависимости поверхность от величины ударного импульса Б.

Таким образом, при абсолютно неупругом ударе материальная точка «рикошетирует» от неподвижной поверхности, сохраняя лишь касательную составляющую скорости.

При любом не вполне упругом ударе (е<1) модуль скорости отражения всегда меньше модуля скорости падения и угол отражения больше угла падения.

Определим ударный импульс. Для этого подставим в равенство (8) Vn = - е vn,vn = -vcosaи найдем чтоS=m(Vn-vn) = m(l+e)vcosa, (13)Из этого соотношения видим, что максимальное значение ударного импульса при заданном коэффициенте восстановления модуля начальной скорости v достигается при прямом ударе (а = 0). При абсолютно упругом ударе (е=1) импульс удваивается по сравнению с импульсом при абсолютно неупругом ударе (е= 0).

Обозначим количество движения материальной системы в конечный момент времени через Q2, а в начальный момент через Qi и воспользуемся выражением для импульса силы.mV-mv = JPdt,оТогда получим - = (14)где !§е - главный вектор импульсов всех внешних сил. Применим равенство (14) к ударным силам и выразим количество движения через скорость центра масс. ПолучимМ(Ус-ус)=8е, (15)где ус и Ус- скорость центра масс в начале и конце удара, 8 е - главный вектор импульсов всех внешних ударных сил (импульс неударных сил при ударе, как уже отмечалось раньше, не учитываются)Так как при ударе перемещения всех точек, к которым были приложены ударные силы равны нулю, то центр масс системы при ударе не меняет своего положения, скорость же центра масс меняется мгновенно.

Сначала в качестве полюса выберем неподвижную точку О. Для одной материальной точки теорема импульсовI5 = /РЛ,одает следующую зависимостьтД-тл^Ч^, (16)где Бк - импульс внешних ударных сил; ^ - импульс внутренних ударных сил, действующих на точку.

Умножая каждое из равенств (16) векторов на гк и складывая все равенства, получимК02-К0,=1?кх8ке, (17)к=1Сумма моментов импульсов внутренних сил в правую часть (17) не вошла, так как она равна нулю. Если обозначить сумму моментов импульсов всех ударных сил через Ц, то будем иметь К0г - К01 = Ц,Изменение момента количеств движения системы относительно неподвижного полюса при ударе равно сумме моментов импульсов всех внешних ударных сил относительно того же полюса.

Если в качестве полюса выбрать центр масс С системы, то формула (17) примет видк:2-к:,=1лх8к\ (18)к=1где к; и К^ - моменты количеств движения относительного движения материальной системы в конце и начале удара, а гк - радиус вектор точки приложения ударного импульса, проведенный из центра масс С системы.

Если за оси координат принять главные оси инерции тела, то уравнения (19) примут такой вид:(20)1у(^-соу) = ЦДля плоского движения тела, когда ось Ъ проходит через центр масс С перпендикулярно к плоскости движения, и для тела, вращающегося вокруг неподвижной оси, уравнения (19) упрощаются (®х = соу = 0)= (21)Наконец, если тело имеет плоскость материальной симметрии, параллельно которой происходит движение и все ударные силы лежат в этой плоскости, то из трех уравнений остается только одно12(^-шг) = Ц, (22)При работе измельчителя штифтового типа эффективность измельчения зависит от скорости при ударе штифта по зерну (Рис. 2.5). Скорость удара возрастает по мере продвижения частицы к периферии. Частота вращения дисков должна быть достаточной для того, чтобы произошло разрушениеБольшое количество столкновений (ив особенности их большая интенсивность) при достаточной частоте вращения штифтов приводит к высокой степени измельчения. Пусть в штифтовом измельчителе имеется п рядов. В первом ряду штифты расположены (равномерно) по окружности радиуса от оси вращения диска. Число штифтов в ряду равно N1. Аналогично во втором, третьем, четвертом, и т.д. рядах число штифтов соответственно равны N2,14 з,N4,. и расположены они (равномерно) по окружностям радиусов Яг, Яз, 1*4, ••• соответственно. Для того чтобы соблюсти принцип - с удалением от центра расстояние между штифтами уменьшается, достаточно соблюсти условиячастицы исходного продукта.

Рисунок 2.5 Схема к анализу рабочего процесса измельчителя1) N2=2N!; N3 =3Ni; N4= 4Nj;.

2) R2<2Ri ; R3<3Ri; R<4Ri;.

Рассмотрим удары по зерну штифтами расположенными в первом ряду дезинтегратора. Сначала геометрическими размерами зерна будем пренебрегать, т.е. зерно будем уподоблять материальной точке.

Скорость зерна до соприкосновения с одним из штифтов пренебрежимо мала по сравнению со скоростью любой точки штифта. В особенности мала вертикальная составляющая скорости точки зерна. Поэтому в своих расчетах будем полагать, что до удара по зерну, его скорость равна нулю. Т.е., что по зерну со стороны штифта производится удар со скоростью V равной скорости вращения той точки М штифта, с которой происходит соударение зерна.

Конкретизируем положение вектора V в зависимости от угла 5.

Выше мы рассмотрели явление удара по зерну без учета его размеров, уподобляя зерно материальной точке. Рассмотрим удар с учетом влияния размеров зерна.

Полагаем, что в момент удара положение зерна относительно штифта вполне определено (в том числе и главных центральных осей и точки 8 совпадающей с точкой М).

При этом возможны два случая:1) i - тый ряд штифтов вращается с угловой скоростью ш относительно центра диска О.

2) i -тый ряд штифтов не вращается относительно центра диска.

Будем различать точку М на штифте определяемую углом 5, по отношению к радиусу-вектору 00,(OOi=Ri) (см. рис. 2.8). Пусть в точке М происходит удар зерна о штифт. При этом будем различать две скорости зерна при ударе о штифт. Первая скорость Ц направленная перпендикулярно радиусу-вектору ОМ точки М.

По модулю скорость Ц равнаV! = ОМ© = рю (47)(скорость V, является результатом отражения движений зерна от штифта). На основании выражения (31) можно записатьV, =©VRI2+r2-2R,rcos5! > (48)Вторая скорость V2 представляет скорость зерна при соприкосновении его со штифтом в точке М. Пусть модуль этой скорости равен V2 а вектор V2 направлен под углом б2 к вектору ñ(MOi).

Рисунок 2.8 Схема к определению нормальной составляющейскорости Уцпадения зерна на штифт.

Таким образом можно предположить, что проекции 8Х;,8У,8Х ударного импульса £ главные центральные оси зерна известны.

Наряду с многочисленными соударениями зерен с подвижными и неподвижными штифтами имеет место большое количество соударений зерен между собой. Потому перейдем к рассмотрению взаимного удара двух зерен.

Пусть два зерна соударяются в точке Е. Будем считать, что как известны угловые скорости ш^и со2 зерен, а также скорости у, и у2 их центров масс С] и Сг в начале удара. Считая известными коэффициент восстановления е и динамические характеристики зерен (их массы и моменты инерции), требуется определить угловые скорости у, и зерен и скорости У,и У2их центров масс в конце удара.

Построим в точках Е1 и Е2 (при ударе они совпадают) единичные векторы п, и п2 внутренних нормалей к поверхностям зерен (рис. 2.9).

Для того чтобы, например, вычислить |а12| необходимо линию действияимпульса спроектировать на координатную плоскость уьс^ и найти плечо импульса относительно точки С1.

В случае плоского удара, когда все линии, изображенные на рис. 8 лежат в одной плоскости, а ось Ъ направлена перпендикулярно к плоскости чертежа, |<х;г| представляет собой отрезок перпендикуляра, опущенного из точки С1 на линию действия импульса Б.

Перейдем к описанию конкретного определения этих чисел в виде формулы в предположении, что зерно по форме представляет эллипсоид, описываемый формулой (42).

Пусть происходит соударение двух зерен в точке Е (рис. 2.10). Первое зерно с центром масс С1 имеет форму эллипсоида с главными центральными осями Сь хь у 1, ъ\, и описывается каноническим уравнением2 2 2 ХГ УГ — + — +—= 1 „2 к2 „2 > а, Ь, с,(84)У/,Рисунок 2.10 Схема к определению параметров а ¡х, а ¡у, а,где а\, Ьь С1 - полуоси эллипсоида. Второе зерно с центром масс С2 имеет также форму эллипсоида с главными центральными осями С2, х2, у2, и описывается каноническим уравнением2 2 2Х2 Уг 22 1«2 к2 Л2 :а2 Ь2 с2где аг, ог - полуоси эллипсоида (второго зерна)Положение систем главных центральных осей как и точки Е соприкосновения зерен в пространстве полагаем вполне определенным.

Найдем расстояние прямой (105) (или прямой (107) ) от начала координат х,у, (оси z¡). Это расстояние определяется по правилу: для того чтобы найти расстояние точки до прямой, надо в левую часть нормального уравнения данной прямой на место текущих координат подставить координаты данной точки/124/.

В нашем случае координатами точки 0\ являются xi=0;yi=0. Тогда в соответствии с вышеизложенным правилом расстояние hi(1) между точкой Oj и прямой (105) равноhi(1)=-pi(1), (106)С учетом (104) имеемИ = I- РП = м > (107)Подставляя (103) в (107), будем иметьc¡:М'жв;)3Выражение (108) с учетом (100) и (101) принимает видУ ei cosalx - хе1 cosalyм=(109)cos2 щхВеличина Ihi(1)I представляет собой кратчайшее расстояние между линией действия импульса Sñ, и осью координат zi>T.e.№| = а1ж, (110)Тогда2 (Уei cosalx - хе1 cosa, )2a,z =--2--2-—, (111)cos aly + cos a,xНетрудно видеть, что по аналогии с (111) кратчайшее расстояние между линией действия импульса Sñ, и осью координат у\ определяется по формуле2 (хе1 cosa,2-ze, cosa, )2alv =--2-i-» (112)у cos a,x+cos alzТочно также кратчайшее расстояние между линией действия импульса Sñ,, и осью координат Z¡ определится по формуле(zel cosa, - уе, cosa,z)2<*u =-2 -i-» (ИЗ)lx cos a,y+cos a,z v yПроизведя выкладки, аналогичные тем, которые были изложены выше для получения величин a,z,a,y)alx получим формулы для определениякратчайших расстояний a2z,a2y,a2x между линией действия импульса Sñ2nосями координат х2, у2, z2 соответственно.

Кратчайшее расстояние между линией действия импульса Sñ2 и осью ординат z2 определяется по зависимости(уе2 cosa2x - хе2 cosa2 )2a2z=-i-i-^ (114)cos a2y+cos a2x 4 yКратчайшее расстояние между линией действия импульса Sñ2 и осью ординат у2 определяется по зависимости2 (xe2cosa2z-ze2cosa2x)2a2v =-2-i-» (115)у cos a2x+cos a2zКратчайшее расстояние между линией действия импульса Sñ2 и осьюординат х2 определяется по формуле2 (ze2cosa2y-ye2cosa2z)2Отметим, что в формулах (114)-(116) xie, yie, zie - координаты точки Е2 в системе координат х2, у2, z2 соответственно. Величина cosa2x,cosa2y,cosa2z представляет собой направляющие косинусы плоскостиA2x2+B2y2+C2Z2+D2=0, (117)где А2 =b2c2xe2;B2 =а2с2уе2;С2 = a2b2ze2;D2 =-a2b2ce2 (118)Направляющие косинусы равны:""»'VA^+cr (п9)cosa" = VaI +Bl +с2' (120)В теории удара сравнительно хорошо разработаны теоретические положения нормального взаимодействия при соударениях двух тел. Что же касается касательного взаимодействия тел при ударе, то здесь дело обстоит гораздо хуже.

Перейдя к гипотезам о касательном взаимодействии тел при соударениях, прежде всего отметим два предельно упрощенных ( и прямо противоположных) представления существующих в настоящее время:1) поверхности тел в точках ударного контакта абсолютно гладкие и ч потому касательный импульс Si равен нулю;2) поверхности тел в точках ударного контакта абсолютно шероховатые, так что при ударе относительная скорость в касательном направлении обращается в нольЭти представления описывают краткие идеализированные условия соударения и далеки от универсальности.

Более удовлетворительна гипотеза Раусса (1877 г.) /135/, согласно которой связь между величинами касательного и нормального импульсов при ударе формируется подобно закону Кулона для трения,S £ fSnгде f - динамический коэффициент трения, характеризующий свойства поверхностей соударяющихся тел; конечно, этот коэффициент может не совпадать с коэффициентом трения при безотрывном относительном скольжении тел. Знак неравенства относится к случаям, когда касательный импульс настолько мал, что проскальзывание тел не происходит. При наличии проскальзывания, т.е. при сохранении отличной от нуля относительной скорости в выше приведенном уравнении должен быть знак равенства.

Несмотря на то, что гипотеза Раусса была выдвинута более ста лет назад (1877 г.) ею пользуются сравнительно редко. Поэтому в литературе не приводятся данные исследований по определению коэффициента f.ЧОчевидно, что величина касательного импульса 8, = йп существенно влияет на величину касательных напряжений поверхности зерна. Чем больше величина касательного импульса тем больше величина касательного напряжения способствующего снятию верхней части зерна от его остальной части, тем лучше происходит истирание частиц зерна.

Рассмотрим частные случаи удара двух зерен. 1. Центральный удар. Удар называется центральным, если центры масс соударяющихся зерен находятся на общей нормали, проведенной в точке контакта (или на линии действия импульсов). Примером такого удара может служить удар двух зерен, когда при ударе линия действия импульсов проходит через полуось а] (центральную ось Х] ) первого зерна и через полуось Ь] (центральную ось у^ второго зерна (рис.2.11). Могут быть и другие сочетания примеров центрального удара:1) линия действия импульсов проходит через полуось а] и а2 ; 2) линия действия импульсов проходит через полуоси а] и с2; 3) линия действия проходит через полуоси 1>1 и а2 и т.д.

Нетрудно видеть, что число случаев центрального удара равно 3- 2З Сз = 3 -—= 9. В частном случае, когда эллипсоиды представляют шары 1*2а1=Ь1=С1=Г1 и а2=Ь2=С2=Г25 число случаев центрального удара значительно увеличивается.

В сделанных предположениях векторы f¿ñi,ñl,\\i¡перпендикулярны к плоскости движения, следовательноAcoix = Дш^аь = aiy = О'2 I- — I2 l2aiz = |riXni| =hi(126)где Ь - расстояния от центров масс С; зерен до линии действия импульсов (плечи импульсов).

Скорости i -ой точки механической системы непосредственно до и после удара будем обозначать у и у.

Согласно теореме Кельвина, приращение кинетической энергии при ударе равно сумме скалярных произведений каждого мгновенного импульса на полусумму скоростей точки его приложения непосредственно перед ударом и после него:T2-T1 = ^Zsi(V1-vi), (129)1 n —где Т2=-Еш,у2- кинетическая энергия системы после удара;2 ¡=11 пTi = " кинетическая энергия системы до удара.

Особого внимания заслуживает опытная работа проф. C.B. Мельникова, в которой он предложил приближенную рабочую формулу, увязав расход работы со степенью измельчения.

Ашм =c,lga3+с2(а-1), (133)где - Ci, и Сг -постоянные коэффициенты, учитывающие удельные затраты энергии и имеющие размерность работы (Дж/кг), определяемые опытным путем; а - степень измельчения.

После вышеизложенного сделаем попытку определить энергию, затрачиваемую на измельчение зерна при применении измельчителей зерна.

В силу сложности исследуемого процесса в основу необходимо положить опыт. На основе опытных данных устанавливаем эмпирические зависимости типа (133).

Скорость удара зерна о штифт V, определяемая по выражению (56), должна быть больше или равна разрушающей скорости уразр., т.е.

У * уразр (144)С учетом циркулирующего в рабочей камере измельчителя кольцевого продуктово-воздушного слоя, скорость будет равна^разр+усл (145)илиV™ ^разр/(1-Рсл), (146)где уразр -разрушающая скорость;Р = усл/©11Разрушающую скорость можно определить по формуле /110/где Rg- коэффициент динамичности;аразр - напряжение разрушения;а - длина зерна;а, - длина недеформированной частизерна (оставшейся после удара); a/xi=l,8;р - плотность зерна.

Если массу продукта циркулирующего в камере измельчителя обозначить через Мц, а пропускную способность измельчителя Q, тоМц = Qt (147)Замерив в опыте значения величин Мц и Q, можно найти время X измельчения продукта.

Выразив время одного оборота диска измельчителя как2жt =юслможно определить кратность циркуляции измельчаемого продуктакц = т-©сл/2я (148)Тогда формулу производительности штифтового измельчителя можно записать в следующем виде450©Q =-(A2L- kmTd2l)y -г| (149)КЦВ связи с тем, что затраты мощности на измельчение продукта NH3M прямо пропорциональны пропускной способности измельчителя, запишем следующее выражениеNH3M =Аизм-^^(Д2Ь-кштс121)у.л (150)КЦПолные затраты мощности на привод измельчителя составятN=(1,15-1,2)Nh3M (151)Выводы1.Теоретический анализ рабочего процесса штифтового измельчителя, проведенный на основании базовых законов теоретической механики, позволил получить выражение (56) для определения скорости падения зерна на штифт. Указанная скорость зависит от угловой скорости вращения диска, его радиуса и радиуса штифта.

Полученное выражение позволило обосновать скорость штифта, необходимую для разрушения зерна с учетом скорости движения кольцевого воздушно-продуктового слоя в измельчающей камере.

При известной (заданной) производительности измельчителя по выражению (149) можно расчетным путем определить неизвестныеконструктивно-режимные параметры штифтового измельчителя./2. Полученное в результате анализа выражение (68) позволяет определить ударный импульс единичного зерна с учетом коэффициента его восстановления и в зависимости от конструктивно-режимных параметров измельчителя.

3. На основании основного положения теоремы Карно и эмпирической зависимости профессора Мельникова C.B. получено выражение (141) для определения величины работы, затрачиваемой на измельчение зерна с учетом которой можно рассчитать затраты мощности на процесс измельчения.

3. Программа и методика экспериментальных исследований/3.1 Задачи исследованийЭкспериментальные исследования процесса получения соевой белковой добавки в виде муки и крупки проводились в три этапа.

На первом этапе необходимо провести исследования по изучению физико-механических свойств исходного сырья, поступающего на измельчение.

На втором этапе обосновать оптимальные конструктивно-режимные параметры предложенного штифтового измельчителя.

На третьем этапе - проверить гипотезу о влиянии размерных характеристик и, в частности, модуля помола исходного сырья на однородность фракционного состава готового продукта и снижения нагрузки на последующие механические системы (вихревую мельницу).

В соответствии с программой и поставленными задачами исследований необходимо осуществить отбор проб исходного сырья в процессе работы оборудования по производству соевой белковой добавки. В процессе подготовки к экспериментальным исследованиям необходимо было разработать пилотную установку по изучению процесса измельчения исходного сырья штифтовым измельчителем.

На заключительном этапе получил» результаты, провести их обработку и анализ. 3.2 Установка и оборудование для экспериментальных исследованийДля изучения процесса измельчения исходного сырья была разработана специальная экспериментальная установка. Схема и общий вид установки представлены на рисунках 3.1-3.4.

Установка включает загрузочный патрубок 1, крышку 2, в котором закреплён патрубок с возможностью перемещения в вертикальной плоскости. Внутри корпуса 7 размещены подвижный диск 6 со штифтами и неподвижный диск 5, жестко связанный с патрубком 1. В корпусе 7 выполнено отверстие для отвода измельченного продукта через выгрузной патрубок 3.

1-загрузочный патрубок; 2-крышка корпуса; 3-выгрузной патрубок; 4-приёмный бункер(воронка); 5-неподвижный диск со штифтами; 6-подвижный диск со штифтами; 7-корпус; 8-ёмкость; 9-регулировочная задвижка; 10-электро двигатель.

Рис.3.1 Схема экспериментального измельчителяРис.3.2 Общий вид экспериментального измельчителя' 1 ! р 1 ь | г • 1 ■—е 1*10 "г < •» 5 5 5 < СРис.3.4 Общий вид экспериментальной установки Привод рабочего органа осуществляется от электродвигателя 10. Экспериментальная установка позволяла в необходимых пределах изменятьисследуемые факторы. При работе установки исходное сырье подаётся в воронку 4, а измельчённый продукт собирается в ёмкость 8.

Для замера мощности использовался ваттметр, для определения частоты вращения рабочего органа - тахометр часового типа ТЧ-10-Р ГОСТ-14915-69 (п=9000 мин1).

Подачу исходного продукта изменяли в необходимых пределах с помощью тарельчатого дозатора МТД-ЗА.

Определение физико-механических свойств соевого зерна, исходного сырья, получаемого после термоагрегата и готового продукта после измельчителей проводилось по известным методикам /3,4,21,27,34,40,60,90,91,103,110,187/.

Эквивалентный диаметр соевого зерна и крупки определяем путём предварительного погружения 100 шт. зёрен в бензин, налитый в мерный цилиндр с последующим определением объёма У3 одного зерна и его вычислением по формуле /110/Размерные характеристики соевого зерна определялись с помощью индикатора, прочностные - с помощью прибора путем нагружения.

Средневзвешенный диаметр измельчённых частиц (модуль) определяли согласно ГОСТу 8770-56 /110/. Для этого проводили ситовой анализ на лабораторном рассеве-встряхивателе. Модуль помола М определяли по формуле3.3 Методика проведения эксперимента(3.1)м=(о,1р0 +0,6р02 +1,5р1 +2,5р2 +З,5р3) 100(3.2)гле - ро-остаток на сборном дне, %;ро.2 - остаток на сите с отверстиями 0 0,2 мм, %;Рь Рг, Рз - остатки на ситах с отверстиями 0 1, 2 и 3 мм, %.

Неоднородность фракционного состава определяли через значения среднеквадратического отклонения по формуле /4/где X; - размер середины интервала ьой фракции; XI- среднее значение размера; Р1 - остаток на ьом сите, %; (1сР - средневзвешенный размер частиц, мм.

Энергоёмкость процесса измельчения Эн определяли по формуле /110/где ]Чизм - мощность, затрачиваемая на измельчение, кВт;С) - производительность, т/чX - степень измельчения.

Обработка результатов исследований проводилась известными методами математической статистики /21,40/.

3.4 Методика планирования экспериментальных исследованийЭкспериментальные исследования проводились на основании методик, предложенных рядом авторов /1,9,21,109,126,132/.

На основании их исследований установлено, что процесс измельчения будет описываться математической моделью второго порядка, имеющей вид(3.3)ср(3.4)к к кк1 '(3.5)Для проведения эксперимента используем ортогональный план, которому присуще минимальное число опытов, простота вычисления коэффициентов уравнения, описывающего изучаемый процесс, независимость коэффициентов математической модели. План представляет матрицу (табл. 3.1) и записывается как 23, где 3-число факторов, которые одновременно варьируются при проведении эксперимента, 2-выполнение плана проводится на двух уровнях верхний и нижний.

Для упрощения расчетов переходим от натуральных значений исследуемых величин к кодовым переменным по формулегде XI - кодовая переменная;Х[ - натуральная переменная;Хо! - натуральное значение в центре эксперимента;Е - натуральное значение интервала варьирования.

Для расширения исследуемой области выбираем звездные точки при К=3-2=1,215. Коэффициенты регрессии Ьь Ьг, Ьз,. Ьп определяются независимо друг от друга по формулеN1х1иУ 11=1(3.7)N14и=1где 1 - номер конца матрицы эксперимента.

Дисперсия коэффициентов регрессии определяется по формулеПосле расчета коэффициентов регрессии проверяем адекватность полученной модели. Для проверки адекватности вычисляется Р-критерий ФишераР = (3-9)Ьугде 82ц- - дисперсия неадекватности математической модели;82у - дисперсия ошибки опыта.

Для вычисления 82ц- и Б2У используем формулыN 2т-Е(у-Уо)N т1Е(Уш-Уо)-> (311)УN•(111-1) 'где т - число повторностеи опыта;у и - значения критерия оптимизации в 11 опытах. Для использования уравнений в качестве расчетных формул необходимо их преобразовать к именованным величинам.

Опыты по изучению процесса измельчения исходного сырья реализуем в соответствии с матрицей, приведенной в таблице 3.1 /109/.

Для звездных точек:х2-(х")2=1,215-0,73=0,745х2-(х")2=0-0,73=-0,73.

Преобразования необходимы для смещения при определении свободного члена полинома, а также при расчете коэффициентов квадратичных членов.

В качестве критериев оптимизации приняты следующие: V - неоднородность фракционного состава, %; Н;р - удельная мощность, кВт-ч/т. В качестве основных факторов, влияющих на исследуемый процесс выбраны следующие:X] - угловая скорость вращения диска, с"1; х2 - зазор между штифтами, м; х3 - длина штифта, м.

4. Результаты экспериментальных исследованийи их анализНа первом этапе экспериментальных исследований по известным методикам /33,90-93/ определялись физико-механические свойства соевого зерна и исходного продукта после термоагрегата и шелушильной машины.

Вид продукта Влаж ность % Длина, мм Ширина, мм Толщина, мм Разруш ающее напряжение, Мпа 1 ст Ь о У,% с а У,% Соевое зерно 12 6,47 0,42 6,69 5,44 0,35 6,0 5,61 0,37 6,59 8,5Соевое зерно тер-мооб рабо тайное 9 6,21 0,40 6,5 5,13 0,32 5,9 5,2 0,35 6,3 5,4Анализ результатов, представленных в таблице 4.2 показывает, что в процессе термообработки происходит некоторое уменьшение линейных размеров соевого зерна. При этом разрушающее напряжение снижается. Связано это с тем, что влажность зерна уменьшается с 12% до 9% и в нем происходят структурные изменения.

На втором этапе экспериментов проводились исследования по обоснованию оптимальных конструктивно-режимных парметров измельчителя. С этой целью на основании анализа литературных источников и поисковых опытов была определена модель, описывающая процесс измельчения с целью последующего решения компромиссной задачи.

Для оценки изучаемого объекта выбрано два критерия оптимизации: в качестве критерия оценки эффективности процесса измельчения была взята неоднородность фракционного состава и удельная мощность, затрачиваемая на процесс измельчения материала (Киз).

Предварительно был определен общий характер функциональной зависимости протекания процесса измельчения продукта. При этом выяснилось, что модуль не является линейным и может быть описан полиномом второго порядка, которого для практичного описания процесса вполне достаточно. Процесс измельчения зависит от частоты вращения рабочего органа и его размеров. Исследование характера влияния этих факторов на критерий оптимизации позволит обосновать вид математической модели, описывающей процесс, оценить степень достоверности теоретической модели и выбрать центр многофакторного эксперимента.

Имеем независимые переменные влияющие на критерии оптимизации¿у-XI - угловая скорость вращения рабочего органа, с"1;8-х2 - расстояние между штифтами, м;1-хз - длина штифта, м;На основе предварительных опытов были выбраны интервалы варьирования факторов, соответствующих почти стационарной области функции отклика, а также центр эксперимента (хо)и интервалы варьирования факторов (Е) (табл. 4.3).

Таблица 4.3Уровни и интервалы варьирования факторовФакторы Обозначения XI х2 х3Центр эксперимента Хо 304 0,06 0,04Интервал варьирования Е 52 0,03 0,02Верхний уровень +1 356 0,09 0,06Нижний уровень -1 252 0,03 0,02Звездная точка + +1,215 367,18 0,0965 0,643Звездная точка - -1,215 240,82 0,0236 0,157Х- — XПо формуле X; = 1 0, перейдем к кодовым переменным.

Для описания процесса измельчения полиномом второго порядка выбираем ортогональный план полного факторного эксперимента (табл. 4.4).

Для интерпретации моделей были рассчитаны координаты квазиэкстремальных значений критериев оптимизации (программа Scan).

Для анализа влияния факторов на процесс измельчения исходного сырья были построены поверхности откликов yi и у2> а также сечения этих поверхностей (см. приложения).

Для этого исходные уравнения регрессии сводили к уравнениям с двумя факторами, оставляя третий на постоянном уровне.

В многокритериальном последовании, когда число регулируемых факторов равно трем и более, достаточно трудно сформулировать рекомендации по принятию компромиссного решения. В этой связи для поиска компромиссного решения задачи нахождения оптимальных значений уровней факторов для нескольких критериев использовался метод Паретооптимального решения (программа KPS).

В результате решения компромиссной задачи по оптимизации процесса измельчения термообработанного соевого зерна штифтовым измельчителем определены оптимальные значения факторов:- угловая скорость вращения диска,xi=0,08 (ю = 308 с1);- зазор между штифтами,х2=0,07 (S = 0,06 м );- длина штифта,х3=-1 (1 = 0,02 м).

При данных значениях параметров неоднородность фракционного состава равна V =5,8348%, а удельная мощность Куд=9,3209 кВт*ч/тНа третьем этапе экспериментальных исследований проводились опыты по выявлению и изучению характера зависимости неоднородности фракционного состава получаемого продукта.

Экспериментальные исследования проводились на установке представленной на рисунках 3.3 и 3.4.

Необходимую степень измельчения (модуль помола) получали путем изменения угловой скорости вращения подвижного диска и подачи исходного сырья в измельчитель с помощью тарельчатого дозатора.

После рассева полученного продукта на решетном классификаторе определяли модуль помола и неоднородность фракционного состава.

Результаты эксперимента представлены графически на рис.4.1Рисунок 4.1 Зависимость неоднородности фракционного состава V от модуля помола М исходного сырьяАнализ зависимости у = Г(М), представленной на рисунке 4.1 показывает, что с увеличением модуля помола возрастает неоднородность фракционного состава получаемого продукта. Данный факт объясняется тем, что процесс измельчения носит вероятностный характер и число соударений зерна зависит от многих факторов. Основными факторами являются частота вращения рабочего органа измельчителя, количество пальцев на подвижном и неподвижном дисках, а также подачи исходного продукта. С увеличением значений первых двух параметров процесса увеличивается степень измельчения соевого зерна, а неоднородность фракционного состава получаемого продукта уменьшается. С увеличением подачи зерна число соударений зерен со штифтами несколько уменьшается и скорости движения вновь получаемых частиц снижаются из-за столкновений между собой в рабочей зоне измельчителя. Это приводит к некоторому снижению степени измельчения и, следовательно, к повышению неоднородности фракционного состава получаемого продукта. Затраты энергии на процесс измельчения в этом случае возрастают. Более неоднородный состав получаемого продукта, как показали предварительные опыты, увеличивает нагрузку на последующие механические системы (вихревую мельницу).

Анализ зависимостей, представленных на рисунке 4.2. показывает, что пропускная способность штифтового измельчителя в значительной степени зависит от угловой скорости вращения рабочего органа. При этом зависимость С> = Я(©) имеет линейный характер, так как пропускная способность измельчителя увеличивается пропорционально увеличению угловой скорости вращения подвижного диска со штифтами.

Анализ зависимостей также показывает, что с увеличением пропускной способности измельчителя снижается удельная мощность и при производительности (2=0,28кг/с составляет 8,0 кВт*ч/т при А, =2.

При этом увеличение подачи исходного продукта выше оптимального значения приводит к увеличению затрачиваемой мощности на процесс измельчения, а качество измельченного продукта снижается.

Рисунок 4.2 Зависимость производительности (¡) и удельной мощности 1ЧУд от угловой скорости вращения рабочего органа измельчителя со.—— экспериментальнаятеоретическая (по формуле 149).

Выводы1. исследования проведенные по установлению физико-механических свойств соевого зерна показали, что наблюдается существенное различие в свойствах сырого и термообработанного зерна. Данный факт следует учитывать при разработке и проектировании измельчителей штифтового типа. При этом анализ размерных характеристик и прочностных свойств сырого и термообработанного соевого зерна показывает, что в результате термообработки линейные размерызерна уменьшаются, при одновременном снижении его прочности, что следует учитывать при расчетах разрушающей скорости и обосновании окружной скорости рабочего органа.

2. В ходе экспериментальных исследований получены математические модели процесса измельчения термообработанного соевого зерна, которые позволили обосновать оптимальные параметры штифтового измельчителя:- угловая скорость вращения дискаоз=308 с"1;- зазор между штифтами8=0,06 м;- длина штифта1=0,02 м.

3. Установленные экспериментально зависимости неоднородности фракционного состава от модуля помола, а также удельной мощности и производительности от угловой скорости вращения диска, позволяют на стадии проектирования измельчителей штифтового типа определить качественные и количественные показатели процесса.

5. Производственные испытания и экономическая оценка результатовисследований5.1 Условия проведения испытанийПроизводственные испытания проводились в цехе по производству соевой белковой добавки в с. Тамбовка Амурской области. Характеристика исходного сырья, которая определялась по известным методикам представлена в таблице 5.1.

Таблица 5.1.

Характеристика исходного сырья и готового продуктаВид исходного продукта Плотность, кг/м3 Влажность, % Размер помола, мм Эквивалентный диаметр, мм Неоднородность фракционного состава, % Угол естественного откоса, град.

Соевое зерно 750 12 — 6 — 24Соевое зерно после термообработки 770 9 — 5,7 — 15Соевая крупка после шелушильной машины 750 9 — 5 — 25Соевая мука 450 6 28 — 7 40План производственного здания цеха, в котором размещено оборудование представлен на рис. 5.1.

Очищенное и откалиброванное соевое зерно из склада сырья поступает для переработки согласно технологической схеме (рис.5.2).

В дальнейшем технологический процесс производства соевой белковой добавки осуществляется следующим образом.

После этого соевое зерно поступает на сушку во вращающийся сушильный барабан, где происходит его сушка до удаления капельной влаги принудительным потоком воздуха, подаваемого вентилятором из помещения. Ориентировочное время сушки 10 минут. Фактическое время сушки определяют визуально - по отсутствию капель влаги на поверхности зёрен сои.

Далее соевое зерно поступает в шелушильную машину, где происходит снятие шелухи и разрушение семян на две семядоли.

Из шелушильной машины крупка и шелуха поступают на сепаратор для их разделенияШелуха отсасывается через аспирационную систему в бункер-накопитель для дальнейшего использования в комбикормах.

Крупка пневмотранспортом подаётся в бункер-накопитель или шкафы для выдержки и подготовки крупки.

Из бункера-накопителя крупка поступает на вибротранспортёр и далее подаётся на мельницу грубого помола, где происходит предварительное измельчение.

Через циклон-отделитель продукт подаётся в мельницу для тонкого измельчения толщиной помола 28 мкм.

Полученная соевая мука расфасовывается вручную в полиэтиленовые мешки весом 30 кг на кондитерских столах.

Пропариватель служит для обработки продукта паром перед последующей обжаркой. Пропариватель состоит из крышки 1 с опорным узлом и загрузочным бункером 2, корпуса 3 с донной паровой рубашкой, смотровой щелью 4, люком 5, а также патрубкадля выхода продукта. На опорный узел закрепляется мешалка 6, представляющая собой полый вал с лопастями, имеющими отверстия для выхода пара. Верхний конец мешалки входит в зацепление с валом 7 мотор-редуктора 8, приводящего ее во вращение, а нижний свободно насажен на патрубок паровой рубашки. Ко дну паровой рубашки на кронштейнах закреплен механизм регулирования выхода продукта, состоящий из заслонки 9, расположенной между фланцами патрубка для выхода продукта из пропаривателя и штока с закрепленным на нем маховиком 10. Вращением маховика в ту или иную сторону регулируется степень открытия (закрытия) заслонки. Донная паровая рубашка имеет патрубки для подачи пара, выхода конденсата и патрубок для подачи пара в полость мешалки. Патрубок для выхода продукта имеет смотровое окно для визуального контроля количества семян, ссыпающихся на лоток, по которому продукт поступает в барабан.

Вентиляционная система предназначена для регулирования процесса обжарки продукта, путем изменения режимов движения воздушного потока в зонах термообработки.

Система состоит из центробежного вентилятора 11с приводом 12, воздухоотвода 13 с гибкой вставкой и заслонкой 14, регулирующей расход воздуха, проходящего через агрегат. Один конец воздухоотвода входит в барабан и служит опорой для нагревательного элемента.

Барабан агрегата предназначен для ворошения, перемещения и выгрузки продукта во время термообработки.

Барабан состоит из цилиндрического корпуса 15, который закрыт с одной стороны крышкой 16, а с другой стороны уплотнением типа "Лабиринт" 17, предотвращающем просыпание продукта из барабана. Возле уплотнения расположены вентиляционные окна 18 закрытые сеткой. Снаружи к корпусу прикреплена приводная цепь 27 и опорное кольцо 19. Внутри барабана установлены наклонные пластины 21 для ворошения и перемещения продукта, а также ковши 22 для выгрузки продукта после его термообработки. Крышка барабана имеет отверстие для воздухоотвода, проходящего внутрь барабана через гибкую вставку. По наружному краю крышка имеет трапециидальный профиль, с помощью которого она закрепляет барабан от осевого смещения в роликах переднего опорного узла. Вращательное движение барабана осуществляется с помощью привода, состоящего из мотор-редуктора 23 со звездочкой 24, приводного вала 25со звездочкой 26, цепи 27 входящей в зацепление с цепью, закрепленной на барабане. Привод установлен в левом опорном узле таким образом, что его приводной вал является осью опорного ролика, свободно вращающегося на нем. Передний опорный узел состоит из левой и правой опор 29 с роликами 30, вращающихся на осях в подшипниковых узлах. Задний опорный узел состоит из двух опор 31 с роликами 32, свободно установленных на осях.

1-крышка; 2-загрузочный бункер; 3-корпус; 4-смотровая щель; 5-люк; 6-мешалка; 7-вал; 8-мотор-редуктор; 9-заслонка; 10-маховик; 11-вентилятор; 12электродвигатель; 13-воздухоотвод; 14-заслонка; 15-цилиндрический корпус; 16-крышка корпуса; 17-приводная цепь; 18-опорное кольцо; 19-наклонные пластины; 20-ковш; 21-мотор-редуктор; 22-муфта; 23-приводной вал; 24-звёздочка; 25передняя опора; 26-ролик; 27-задняя опора; 28-ролик; 29-пучок труб; 30-передняя трубная решетка; 31-задняя трубная решетка; 32-патрубок; 33-желоб; 34перегородка; 35-фартук; 36-тяга.

Рисунок 5.3 Агрегат для термообработки соевого зернаПо роликам обкатывается опорное кольцо барабана. Передний и задний опорные узлы установлены на раме с возможностью изменения межосевого расстояния между их правыми и левыми опорами. Это позволяет изменять горизонтальный угол наклона барабана и, следовательно, регулировать продолжительность процесса термообработки, и использовать термоагрегат для обработки различных зерновых и зернобобовых культур.

Нагревательный элемент предназначен для обжарки продукта в различных температурных режимах. Он расположен внутри барабана и разделен перегородками, что формирует внутри три зоны с различными температурными режимами.

Нагревательный элемент состоит из пучка труб 33, закрепленных в полых трубных решетках. Передняя трубная решетка 34 имеет цапфу, с помощью которой нагревательный элемент опирается на воздухоотвод. Задняя трубная решетка 35 снабжена патрубками подачи пара 36 и отвода конденсата 37 из пучка труб. Патрубки снабжены фланцами, с помощью которых нагревательный элемент крепится к фланцам патрубков задней стойки. Обечайка 38 закрепленная на решетке имеет окно выгрузки 39 и шибер 40, расположенные над желобом 41 для выхода продукта. Пучок труб разделен на три части перегородками 42. Два фартука 43 крепятся к внутренним сторонам трубных решеток и перегородкам. К фартукам через цепи 44 подвижно крепится поддон 45 с отверстиями, соединенный через тяги 46 с приводом толкателя. Привод толкателя состоит из эксцентричного вала 47 и электродвигателя 48 соединенных через клиноре-менную передачу.

Рама агрегата состоит из основания, передней и задней стоек, площадок для крепления опорных узлов и вентилятора с приводом вентиляционной системы, а также стоек для крепления пропаривателя. На передней стойке рамы жестко закреплен воздухоотвод, являющийся опорой для нагревательного элемента. В задней стойке расположены патрубки с фланцами для подвода пара и выхода конденсата.

Семена сои через загрузочный бункер поступают в пропариватель агрегата, где прогреваются за счет контакта с поверхностью донной паровой рубашки, перемешиваются и увлажняются паром, выходящим через отверстия в лопастях мешалки. После окончания процесса семена сои, через патрубок выхода продукта поступают по лотку в полость барабана, где происходит подсушивание оболочки и нагрев семян. В результате такой обработки шелуха легко отделяется от зерна. Семена сои, ссыпавшись с лотка, падают на дно барабана, где захватываются наклонными пластинами, поднимаются и высыпаются на нагревательный элемент. Здесь они заполняют межтрубное пространство, ограничиваемое фартуками и движущимся возвратно - поступательно поддоном с отверстиями. Медленно просыпаясь между трубами и через отверстия в поддоне, семена нагреваются и прожариваются.

Регулировкой угла наклона барабана, а также регулировкой положения шибера выгрузки организуют необходимое движение семян сои и время их контакта с трубами нагревательного элемента. Кроме этого, для создания необходимых параметров в процессе термообработки семян, полость барабана продувается воздушным потоком, регулировка которого осуществляется открытием (закрытием) заслонки воздухоотвода.

Внутри барабана перегородками на нагревательном элементе образованы три зоны, которые последовательно проходят семена сои. В первой зоне происходит интенсивное подсушивание оболочки и подготовка зерен к последующему обжариванию. Во второй зоне осуществляется процесс обжарки семян, в результате которого происходит инактивация вредных для организма веществ, содержащихся в сое. В третьей зоне происходит охлаждение семян и выгрузка из агрегата. Семена из нижней части барабана захватываются ковшами и через окно выгрузки подаются на разгрузочный желоб, по которому высыпаются из агрегата.

Конструкция агрегата дает возможность организовать термообработку семян зернобобовых культур в потоке. Для контроля температуры семян на выходе, на последнем имеется температурный датчик. Для изменения числа оборотов барабана, агрегат комплектуется ведомой звездочкой на 3 об/мин.

После термоагрегата термообработанное зерно подается в шелушильную машину, вибросепаратор и бункер-накопитель. Из бункера-накопителя половинки соевого зерна поступают в бункер-накопитель, где производится их охлаждение. Из бункера-накопителя охлажденный продукт поступает в измельчающую камеру штифтового измельчителя. Его общий вид представлен на рисунке 5.4 и*- ^ ; 1 ! к л гн э Г1 •"*•.( оРисунок 5.4 Общий вид штифтового измельчителя.

При работе штифтового измельчителя термообработанное и охлажденное соевое зерно измельчается в крупку. В зависимости от схемы получения соевой белковой добавки крупка затаривается в мешки или же на измельчение в вихревую мельницу для получения муки. Соевая мука подается в бункер, а затем также затаривается в мешки. Как правило она используется при приготовлении заменителя цельного молока при кормлении молодняка с.х. животных.

Мельница, входящая в состав линии (рис. 5.5) состоит из корпуса 4, на котором смонтирована крышка 1, воздуховод 6 и заслонка 5, которая регулирует воздушный поток из корпуса в крышку.

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства механизации сельского хозяйства», Иванов, Сергей Анатольевич

Общие выводы

1. Проведенный анализ способов, технологий и технических средств приготовления соевой белковой добавки для рационов кормления с.х. животных и птицы показал, что наиболее эффективным с зоотехнической и технико-экономической точек зрения является её приготовление в виде необезжиренной крупки или муки на специальных агрегатах для термообработки.

В результате анализа установлено, что наиболее полно данным требованиям отвечает линия термообработки соевого зерна, включающая штифтовый измельчитель.

2. Теоретические исследования рабочего процесса измельчителя данного типа позволили оптимизировать конструктивно-технологическую схему и получить аналитические выражения для расчёта его параметров и затрат мощности, на осуществление процесса измельчения исходного сырья.

3. В результате экспериментальных исследований установлены физико-механические свойства сырого и термообработанного соевого зерна, а также его размерные и прочностные характеристики.

Полученные математические модели процесса измельчения термообработанного зерна и их анализ позволили обосновать оптимальные параметры штифтового измельчителя, которые равны: угловая скорость вращения штифтового ротора - со =308 с"1; расстояние между штифтами - 8=0,06 м; длина штифта -1=0,02 м.

4. Производственная проверка результатов исследований штифтового измельчителя показала, что использование штифтового измельчителя в составе оборудования для термообработки соевого зерна и приготовления соевой белковой добавки в виде необезжиренной крупки и муки, обеспечивает получение продукта высокого качества в соответствии с зоотехническими и технико-экономическими требованиями.

Высокий спрос на полученный кормовой продукт, позволяет рекомендовать его в качестве белковой добавки для использования в рационах всех половозрастных групп с.х. животных и птицы.

5. Экономическая эффективность результатов исследований, получаемая за счёт производства дополнительной продукции составляет:

- при производстве молока - 574508 руб./ год.;

- при производстве свинины - 30871650 руб./ год.;

- при производстве мяса птицы - 306916 руб./ год.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Иванов, Сергей Анатольевич, 2000 год

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. - М.: Наука, 1976. - 280 с.

2. Азаров Б.М. Технологическое оборудование пищевых производств. М.: Агропром-издат, 1988. -463 с.

3. Алешкин В.Р., Рощин П.М. Механизация животноводства. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Колос, 1993.-319 с.

4. Алешкин В.Р., Рощин П.М. Механизация животноводства. М.: Агропромиздат. 1985.-346 с.

5. Андреева Е.И., Бакаева Е.В., Басистый В.П. Соевые корма в птицеводстве. // Научные труды ДальНИИСХ. Хабаровск.: 1969. - с.96-99.

6. Алимов Т.К. Кормление телят раннего возраста с использованием заменителей молока. Сельское хозяйство за рубежом (животноводство), 1973, №5,с.7-10.

7. Алябьев Е.В. и др. Приготовление, хранение и раздача кормов на животноводческих фермах. -М.: Колос, 1977. -с. 135-139.

8. Астахов A.C., Еленев A.B. Краткий справочник по машинам и оборудованию для животноводческих ферм. М.: Колос, 1977. - 256 с.

9. Ашмарин Н.П., Васильев H.H., Амбросов В.А. Быстрые методы статистической обработки и планирования экспериментов. JI.:, 1974. - 76 с.

10. Ю.Ю.Бабичев A.A. Соя в США // Масличные культуры. 1987. - №6.11 .Баранова И.М. Заменители цельного молока при интенсивном откорме телят. Сельское хозяйство за рубежом (животноводство), 1968, №3, с. 8-11.

11. Балонев В.И. Дорожно-строительные машины и комплексы. М.: Машиностроение, 1988. -384 с.

12. Беленький Д.Е. Приготовление молочных и молочнокислых соевых продуктов // Труды ВНИИ зернобобовых культур. М.: 1934, т 5. - 30 с.

13. Беликов Н.Ф. Соя в Приморском крае. Владивосток, 1973.

14. Белянчиков H.H., Смирнов А.И. Механизация животноводства. М.: Колос, 1983,-360 с.

15. Боярский Л.Г. Производство и использование кормов. — М.: Росагропромиздат, 1988.

16. Булавин С.А. Системы и оборудование для выращивания телят. Белгород, 1991. -197 с.

17. Бутенин Н.В., Лунц Я.Л., Меркин Д.Ю. Курс теоретической механики. -1979,-т. 1,-156 с.

18. Бутковский В.А. Мукомольное производство. М.: Колос, 1983. - 190 с.

19. Василенко П.М. Теория движения частицы по шероховатым поверхностям сельскохозяйственных машин. Киев, 1960. - с. 244-250.

20. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М.: Колос, 1973. - 199 с.

21. Власов Н.С. Методика экономической оценки сельскохозяйственной техники. М.: Колос, 1968. - 223 с.

22. Волков А.Т., Голубев В.В., Гунина A.M. Производство сои в передовых хозяйствах. -М.: Колос, 1966. с. 67-77.

23. Волков E.H., Прахин М.Е. Комплексный метод использования сои для получения молока и отжима для колбасного и консервного производства // Труды Центральной НИЛ по переработке сои. М.: 1941. - Вып. 4. - 20 с.

24. Воропаева B.C. Производство заменителей цельного молока. Обзорная информация. Серия "Молочно-консервная промышленность". С.: Минмясомолпром, ЦНИИТЭИ, 1975.-с. 1-43.

25. Воронец П.С. Дифференциальное уравнение траектории материальной точки на шероховатой поверхности. Киев, 1916. - с. 1-10.

26. Воронюк П.М., Пьянков A.M., Мальцева Л.В. Физико-механические свойства растений, почв и удобрений. Методы исследования, приборы, характеристики. -М.: Колос, 1970.-с. 273-275.

27. Гавриков Е.И. Методы определения экономической эффективности новой техники, опытно-конструкторских разработок и научно-исследовательских работ. Мн.: Высшая школа, 1972.

28. Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора. Л.: Машиностроение, 1983.-464 с.

29. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа, 1972. - 368 с.

30. Горячкин В.П. Собрание сочинений. М.: Колос, 1968. - т. 1. - 719 с. - т 2.-455 с.

31. Гордезиани B.C. Производство заменителей молока. М.: Агропромиздат, 1990.-272 с.

32. ГОСТ 12036-66. Семена сельскохозяйственных культур. Отбор образцов. Сборник ГОСТ 12036-66 ГОСТ 12047-66. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения качества.

33. ГОСТ 20055-88. ГОСТ 24059-88. Техника сельскохозяйственная. Методы эксплуатационно-технической оценки. Общие положения.

34. Девяткин А.И. Рациональное использование кормов. М.: Росагропромиздат, 1990,-256 с.

35. Дегтерев Г.П. Справочник по машинам и оборудованию для животноводства. М.: Агропромиздат, 1986. - 224 с.

36. Денисов A.M. Методика лабораторных испытаний кормоприготовительных машин. // Научные труды ВИЭСХ. М.: 1964, т. 14. - с. 36-38.

37. Дмитриченко А.П. Методы нормирования кормления сельскохозяйственных животных. Л.: Колос, 1970. - 350 с.

38. Дмитриченко А.П., Пшеничный П.П. Кормление сельскохозяйственных животных. -Л.: Колос, 1975.-480 с.

39. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. -351с.

40. Доценко С.М. Механико-технологические основы повышения эффективности приготовления и раздачи кормовых смесей. Благовещенск, ДальГАУ, 1996.

41. Доценко С.М., Иванов С.А., Самуйло В.В., Безотходная технология производства концентратов соевого белка, ПКИ "Зея".- Благовещенск, 1998. 52с.

42. Доценко С.М., Иванов С.А., Самуйло В.В., Механизация измельчения соевого зерна, ПКИ "Зея".- Благовещенск, 1998. 35с.

43. Доценко С.М., Иванов С.А.,Самуйло В.В., Технология и механизация производства высокобелковых продуктов из соевого зерна, ПКИ "Зея". Благовещенск, 1999. -45с.

44. Доценко С.М., Конченко Н.Ф., Филонов Р.Ф., Курков Ю.Б., Бибик И.В. Результаты экспериментальных исследований процесса проращивания соевого зерна // Сб. науч. трудов. Научно-техническое предприятие "Технология". - Благовещенск, 1997. - с. 93-97.

45. Доценко С.М., Самуйло В.В. Повышение эффективности подготовки соевого зерна к скармливанию с.х. животным: Уч. пособие / ДальГАУ. Благовещенск, 1996.-125 с.

46. Доценко С.М., Самуйло В.В. Машины и аппараты влаготепловой обработки соевого зерна: Уч. пособие / ДальГАУ. Благовещенск, 1996. -113 с.

47. Доценко С.М., Самуйло В.В. Машины и оборудование для производства заменителей цельного молока на основе соевого белка: Уч. пособие // ДальГАУ. Благовещенск, 1996. 200 с.

48. Доценко С.М., Самуйло В.В. Механизация технологических процессов подготовки соевого зерна и продуктов его переработки к скармливанию животным: Благовещенск, 1995. -445 с.

49. Доценко С.М., Самуйло В.В. Технология и механизация переработки соевого зерна. М.: НИИТЭИагропром, 1996. 509 с.

50. Доценко С.М. и др. Справочник по механизации фермерских хозяйств Дальнего Востока. Благовещенск: ДальГАУ, 1996. - 184 с.

51. Доценко С.М. Механизация производства и малотоннажной переработки молока. -Благовещенск, 1997. 113 с.

52. Доценко С.М. Механизация производства и малотоннажной переработки мяса. -Благовещенск, 1997. 78 с.

53. Доценко С.М., Самуйло В.В., Филонов Р.Ф. Обоснование конструктивно-технологической схемы измельчителя для получения соевого молока. // Сб. науч. тр. Научно-техническое предприятие "Технология". Благовещенск, 1997.-е. 114-121.

54. Доценко С.М., Филонов Р.Ф. Результаты экспериментальных исследований процесса производства заменителя молока на основе соевого белка // Сб. Науч.тр. Научно-техническое предприятие «Технология». Благовещенск, 1997. с. 121-126.

55. Дрейнер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. м.: Финансы и статистика, 1987. - 349 с.

56. Евсеев М.К. Механизация и электрификация животноводства. М.: Колос, 1972,-265 с.

57. Ерсков Э.Р. Протеиновое питание животных. М.: Агопромиздат, 1985. -183с.

58. Зональная система животноводства Амурской области. Хабаровское книжное издательство, Амурское отделение. Благовещенск, 1983.

59. Иванец В.Н. Исследование продольного перемещения сыпучих материалов во вращающихся аппаратах: Автореф. дис.-канд. техн. наук. М.:-21 с.

60. Инструкция по определению годового экономического эффекта, получаемого в сельскохозяйственном производстве от внедрения результатов научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ. М.: 1975. -144с.

61. Кавецкий Г.Д., Королев A.B. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Агопромиздат, 1991. - 432 с.

62. Калашников А.П. Кормление молочного скота. М.: Колос, 1978. - 305 с.

63. Карпов Б.А. Определение качества зерна. М.: Россельхозиздат, 1972. -103 с.

64. Карташов Л.П. Механизация и электрификация животноводства. М.: Колос, 1979 -351 с.

65. Кириленко Н.В. Соевое молоко. //Животноводство. 1982, № 4. - с. 42.

66. Кленин Н.И., Попов И.Ф., Сакун В.А. Сельскохозяйственные машины. Колос, 1970.-234 с.

67. Колода В.Д., Ясенецкий В.А. Результаты испытания измельчителей кормов // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1972, № 1. - с. 32-34.

68. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников. -М.: Наука. 1978. -550с.

69. Кондырев В.Е. Заменители молока для телят. М.: Колос, 1969, с. 3-109.

70. Кордомский Х.В. Приложения теории вероятности в инженерном деле. -М.: Колос, 1962.-423 с.

71. Король Я.Э. Соя. Культура и использование. Госиздательство с.х. и колхозно-кооперативной литературы. -1921 г. -155 с.

72. Красников В.В. Краткий справочник по физико-механическим свойствам сельскохозяйственных грузов. Саратов, 1971. - 81 с.

73. Красников В.В. Подъемно-транспортные машины. М.: Колос, 1981. - 263 с.

74. Краснов B.C., Кутлембетов A.A. Основные направления механизации раздачи кормов на фермах. // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1972, № 8. - с. 15.

75. Краюхин Г.А. Экономическая эффективность изобретений и рационализаторских предложений. Л.: Лениздат, 1983. - 129 с.

76. Крылов В.М., Зинченко Л.И. Применение заменителей молока при выращивании телят. Л.: Колос, 1975. - с. 1-96.

77. Крылов В.М., Зинченко Л.И., Толстов А.И. Полноценное кормление коров.-Л., 1987.-310 с.

78. Кукта Г.М., Губко И.И., Коврига В.В. Методика определения технологических и эксплуатационных показателей машин и оборудования для приготовления кормов. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. Киев, 1973. - с. 43-45.

79. КуктаГ.М. Испытания сельскохозяйственных машин. М.: Машиностроение, 1964. - 283 с.

80. Кукта Г.М. Машины и оборудование для приготовления кормов. М.: Агропромиз-дат, 1987. - 303 с.

81. Кукта Г.М. Технология переработки и приготовления кормов. М.: Колос, 1978.-240 с.

82. Кулаковский И.В., Кирпичников Ф.С., Резник Е.И. Машины и оборудование дня приготовления кормов. Ч. 1. Справочник. М.: Россельхозиздат, 1987.-285 с.

83. Кулаковский И.В. Машины и оборудование для приготовления кормов. Ч.

84. Справочник. М.: Росагропромиздат, 1988. - 286 с. 94.Куприц Я.Н. Технология переработки зерна. - М.: Колос, 1965. - 160 с.

85. Кутлембетов A.A. Комплексная механизация ферм по выращиванию и откорму молодняка КРС. М.: Колос, 1982. - 254 с.

86. Кутузова A.A., Новоселов Ю.К., Харьков Г.Д. Увеличение производства растительного белка. М.: Колос, 1984. - 191 с.

87. Лавриненко Г.Т. и др. Соя. -М.: Россельхозиздат, 1978. 189 с.

88. Леонтьев П.И. Малаев М.Д. Теоретическое исследование процесса движения зерна в зазоре между вальцами конического питателя центробежной дробилки / Научные труды. Вып. 161. Челябинск, 1981.-е. 29-34.

89. Легкоступ С.С., Поспелов H.A. Организация производства кормов на индустриально основе. М.: Колос, 1984. - 207 с.

90. ЮО.Лесниковский А.Н., Сенченко Т.И. Оценка машин по общему критерию качества. // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1974, № 3. - с 56-58.

91. Липатов H.H. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Экономика, 1987. - 272 с.

92. Лисовский И.В. Справочная книга по механизации кормопроизводства. Л.: Агро-промиздат, 1986. - 201 с.

93. ЮЗ.Мартыненко Я.Ф. Промышленное производство комбикормов. -: Колос, 1975. -215с.

94. Ю4.Малаев М.Д. Обоснование двухстадийного измельчения зерна. / Научные труды. Вып. 161. Челябинск, 1981.-е. 34-37.

95. Макарова Е.В., Лисенков A.B. Планирование эксперимента в условиях неоднород-ностей. М.: Наука, 1973. - 219 с.

96. Юб.Матусевич Б.Е. Машины и оборудование ферм для откорма крупного рогатого скота. -М.: Россельхозиздат, 1983. 63 с.

97. Машины и оборудование для цехов и предприятий малой мощности по переработке с.-х. сырья. М. Информагротех, 1992. - 256 с.

98. Машины и оборудование, приборы и средства автоматизации для перерабатывающих отраслей АПК. М.: Информагротех, 1992. - 353 с.

99. Ю9.Мельников C.B., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. JL: Колос, 1980. - 168 с.

100. Ю.Мельников C.B. Механизация и автоматизация животноводческих ферм. Л.: Колос, 1978.-560 с.

101. П.Мельников C.B. Поточные линии в животноводстве и кормопроизводстве: Уч. Пособие для слушателей ФПК. Л.: СХИ, 1981. -46с.

102. П.Мельников C.B. Технологическое оборудование животноводческих ферм и комплексов. Л.: Агропромиздат, 1985. - 640 с.

103. В.Мельников C.B. Экспериментальные основы теории процесса измельчения кормов на фермах молотковыми дробилками: Дисс.докт. техн. наук. Л.: Пушкин, 1969. -189 с.

104. Методика определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, рационализаторских предложении. М.: ВНИИПИ, 1983.-150 с.

105. Методика определения оптовых цен на новые сельскохозяйственные машины. -М.: Прейскурантгиз, 1969. 239 с.

106. Методические рекомендации по проектированию и расчету параметров поточных линий подготовки и раздачи кормов на промышленных фермах КРС. М.: ВИЭСХ, 1975.-81 с.

107. Методические указания о порядке разработки, согласования и утверждения исходных требований на сельскохозяйственную технику. М.:159с.

108. Механизация процессов в животноводстве и кормопроизводстве. // Межвуз. сб. науч. тр. 1985. - 44 с.

109. Механизация процессов приготовления и содержания животных. -Пермь, 1988.-113 с.

110. Митков В.В. Технологии переработки сои. // Механизация и электрификация с.-х. -1993,№8.-с. 16-18.

111. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. М.: Физматгиз, 1961. -129 с.

112. Михасенок К.Н., Селезнев А.Н., Горянченко А.П. Обоснование параметров смесителя измельченных кормов. // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. -1976, № 8. с. 45-46.

113. Морозов Н.М. Экономическая эффективность комплексной механизации животноводства. М.: Россельхозиздат, 1985. - 224 с.

114. Мусхелишвили Н.И. Курс аналитической геометрии. -М.:Наука, 1967. -с.209.

115. Налимов В.В. Теория эксперимента. М.: Наука,-Г97Т. - 207 с.

116. Налимов В.В., Чернова H.A. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: Наука, 1965. - 360 с.

117. Новая система протеинового питания молочных кормов. Боровск,1989.-105с.

118. Новая техника для агропромышленного комплекса. М.: Информагротех, 1994.-316 с.

119. Норден А.Н. Теория поверхностей. М.: 1956. - 98 с.

120. Носов М.С. и др. Механизация работ на животноводческих фермах. -М.: Высшая школа, 1967. 395 с.

121. Отработать в экспериментальных условиях основные процессы экстракции и осаждения белков с целью их дальнейшей переработки в продукты питания. Отчет и НИР ВНИМИ, М.: 1983. 38 с.

122. Основы планирования эксперимента в сельскохозяйственных машинах. // Руководящий технический документ (РТМ 23.2.36). М.: ВИСХОМ, 1974.-116 с.

123. ВЗ.Осыпак В.А., Качан И.К. Дробилка-смеситель "Блоунт" // Техника в сельском хозяйстве. 1987, № 2.

124. Отраслевое дополнение к "Методике определения оптовых цен и нормативов чистой продукции на новые машины, оборудование и приборы производственнотехнического назначения по определению оптовых цен на новые сельхозмашины. -М.: ВИСХОМ, 1985. 81 с.

125. Пановко Я.Г. Введение в теорию механического удара М.: Наука, 1977. -c.l 1.

126. Павловский З.Д. Введение в математическую статистику. М.: Статистика, 1967. -с. 247-250.

127. Подобед Л.И. Эффективность некоторых способов подготовки зерна сои к скармливанию. // Кормление сельскохозяйственных животных. -№5.-с 19.

128. Подобед Л.И. Соевый заменитель молочных кормов в питании телят. Дис.канд. с.-х. наук / ЛСХИ, 1987. 232 с.

129. Программа и методика проведения исследований по разработке системы машин для комплексной механизации животноводства и птицеводства на 1986-1995 гг. и уточнению прогноза развития техники на период до 2000 г. ВИЭСХ. -М.: 1991. 80 с.

130. Производство кормов в Сибири и на Дальнем Востоке. М.: Росельхозиздат, 1981.

131. Ш.Протодъянова М.М., Гедер Р.И. Методика рационального планирования экспериментов. -М.: Наука 1970.

132. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. -М.: Наука, 1968.

133. Разработать технологию и оборудование для получения белков растительного происхождения и создать на их основе кормовые продукты: Отчет о НИР ВНИКМИ, М.: 1986. 74 с.

134. Рапинчук Л.К. Дифференциальное уравнение движения материальной точки по шероховатой поверхности. // Пути совершенствования сельскохозяйственной техники. -Минск.: Урожай. -1972. Вып. 11.-е. 53-62.

135. Рассадин A.A. Движение материальной точки и тела по вращающимся фрикционным и ячеистым поверхностям //Тр. ВНИИЗ. Вып. 42. - 1969, №4.-с. 110-112.

136. Ребиндер П.А. Диспергирование. Большая советская энциклопедия. т. 14.-е. 434.

137. Ребиндер П.А. Исследования в области поверхностных явлений // Труды Гипро-цветметалл. 1930, т. 1.

138. Ревенко И.И. и др. Оценка качества работы машин для измельчения кормов: сб. науч. тр. //Всесоюзн. н. Исслед. ин-т мех. жив. - ВНИИМЖ, 1981.-е. 215-230.

139. Резник Е.И., Алябьев Е.В. Механизация приготовления продуктов на животноводческих фермах и комплексах. М.: ВНИИТЭИСХ, 1983. - 60 с.

140. Резник Е.И. Малым фермам совершенную кормоприготовительную технику. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 1986, № 8.

141. Резников А.Р., Вайсман М.Л., Просол Е.Ф. Получение размерных характеристик семян на ЭВМ. // Механиз. и электриф. соц. сельского хозяйства. -1971, № 7. с 51-69.

142. Рекомендации по организации производства экструдированного зерна и использование его в комбикормах для молодняка сельскохозяйственных животных. М.: Аг-ропромиздат, 1986. - 17 с.

143. Рощин П.М., Агеев Л.Е., Андреев Н.В. и др. Эксплуатация технологического оборудования животноводческих ферм и комплексов. М.: Колос, 1980.-287 с.

144. Рунов Б.А. Основы промышленного откорма в США и Канаде. М.:Колос, 1975.-392 с.

145. Свеженцов А.И. Зерно сои в питании животных и человека // Вестник с.х. науки. -1992, № 7. с. 126-128.

146. Сергеев В.П. Строительные машины и оборудование. М.: Высшая школа, 1987. -376 с.

147. Сечкин B.C. и др. Технология приготовления кормов на молочных фермах и комплексах. Л.: Лениздат, 1977. - 184 с.

148. Сибирцев А.И. Некоторые направления использования сои в пищу // Труды ДальНИИСХ. Хабаровск, 1964. 120 с.

149. Система машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства на 1986-1995 годы. Часть 2. Животноводство. М., 1988. -519с.

150. Сичкарь В.И., Левицкий А.П. Аминокислотный состав белка. // Кормопроизводство. 1986,; 6. - с. 10-12.

151. Славин P.M. Автоматизация производственных процессов животноводческих ферм. М.: Машиностроение, 1965. - 215 с.

152. Смирнов В.И. Курс высшей математики. т. 1. - М.: Наука, 1985. - 303 с.

153. Совершенствование технологий и технических средств производства в животноводстве. Сб. науч. трудов, ВНИПТИМЭСХ. Зеленоград, 1988. -220с.

154. Сироткин В. Соевое молоко на молочной сыворотке для кормления телят. Молочное и мясное скотоводство, 1974, № 10, с. 48.

155. Соя в восточных районах страны. //Черноголовик В.П., Коцькин Г.Т., Бурлака В.В. и др. Благовещенск, 1971. - 120 с.

156. Способы обработки соевых бобов непосредственно в хозяйствах. // Рекомендации Северно-Кавказского НИИ животноводства, 1988. 32 с.

157. Справочник конструктора сельскохозяйственных машин. -М.: Машиностроение, 1969. т. 4. 536 с.

158. Справочник по кормлению сельскохозяйственных животных. // Венедиктов А.М., Калашников АП. и др. М.: Россельхозиздат, 1983. - 303 с.

159. Справочник по кормопроизводству. / Смурыгин М.А., Игловников В.Г. и др. М.: Агропромиздат, 1985.-413с.

160. Старикова Н.П. Кормление КРС в Приамурье. Хабаровск, 1988.

161. Ш.Старчесус В.П., Попов В.И. Исследование коэффициента внешнего трения сои. //

162. Механизация производственных процессов пищевой и химической промышленности. Воронеж, ВТИ, 1974. - с. 108-111.

163. Сыроватка В.И., Алябьев Е.В Прогрессивные способы приготовления и хранения кормов. -М.: Колос, 1970.

164. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики. М.: Наука, 1972. -296с.

165. Технологические линии и оборудование для приготовления кормов в хозяйствах. -М.: Информагротех, 1992. 52 с.

166. Толстогузов В.Б. Новые формы белковой пищи. М.: Агропромиздат, 1987.-303 с.

167. Трофимов С.К. К оптимизации параметров центробежного сепаратора по сферичности. // Пути повышения производства зерновых культур и сои. Благовещенск, 1987.-с. 77-83.

168. Турбин Б.Г. и др. Сельскохозяйственные машины. JL: Машиностроение, 1967.-583 с.

169. Тютюнников А.И., Фадеев В.М. Повышение качества кормового белка. Россельхозиздат, 1984. 18 с.

170. Фирсова М.К., Попова Е.П. Оценка качества зерна и семян. М.: Колос, 1981.-223 с.

171. Фицев А.И., Воронкова Ф.В. Современные тенденции в оценке и нормировании протеина для жвачных животных: Обзорная информация / ВНИИТЭИСХ. М.: 1986.- 55 с.

172. Ш.Фурцев С.Г., Саяпина Т.А. Установка для приготовления соевого молока в хозяйстве. / Тр. ДальНИПТИМЭСХа, Новосибирск, 1991. с. 36-37.

173. Фихтенгольц Г.М. Курс дифференциального и интегрального исчисления. М.: Наука, 1966. т 1.- 522 с.

174. Фомичев Ю.П., Сергеев JI.A., Матусевич В.Е. Откорм скота на ферме. // Справочник. М.: Россельхозиздат, 1987. - 272 с.

175. Хартман К., Лецкий Э., Шефер В. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. М.: Мир, 1977. - 552 с.

176. Чабб Л. Антипитательные факторы в кормлении животных. // Новейшие достижения в исследовании питания животных. 1985, Вып. 4. с. 27-48.

177. Чайка И. Технологические способы повышения содержания белка в кормах. // Производство и использование растительного белка. Краснодар, 1984.-295 с.

178. Щиголев Б.М. Математическая обработка наблюдений. М.: Наука, 1969.-344 с.

179. Яблонский А.А. Курс теоретической механики, ч. 2. М.: 1977. - 360 с.

180. Antal J. Ekonomicke a biologocke prednocti odchovu telat pri nahrade zivocisnnych bikovun rostinnymi. Biol, a chem. Vyzinvy zvirat, 1971, r.7, c.3, s. 257-266.

181. Gorill A.D., Nicholson J.W.G/ Effect of soybean trypsin inhibitor diarrea and diet on flow rate, pH, proteoletic enzymes and nitrogen fractions in calf intestinal digesta. J.Anim. Sci., 1971, V.51, № 2, P. 377-388.

182. Casper D.P., Shingoethe D.J., Jang C.N.J. Nuller C.R., Protected nelhlonlne supplementation with extrudet blend of soybeans and solbean meal for dayry cows // J.Dairy Sc.1987. Vol. 70. N2. P.321-330.

183. Ceresnakova Z., Crencova M. Aminokysilinove spectrum a rozpustnos H teplon osetrenuch blelkovlnovlch Krmlv.Krmlvarctvl S1UZ 1984. Vol.20.N 2. P.38-40.

184. Chen X.J. bau H.N. Glannangeli F. Evalutlon de l'lnflunce de la cuisson par les microondes sur les propriétés physico-chlimiques nutrytlonnelles de la farine entiere de soja // Sc.Aliments. 1986. Vol. 6., H 2., P. 257-272.

185. Димитрова М. Биологичен ефект от сльнчогледов шрот произведен при различии технологии, изследован в опити с пилета//Животн.Науки. 1980.Vol 17. N 7. Р. 61-67.

186. Георгиева В., Манева П. Влияние на някои технологични параметри при тостиране въерху хронителните качества на соевие шрот. Научн.Труд /Висш.инст. Зоотехн. Ветер. Мет. Стара Загора. Зооинженер.фак 1986. Vol.34.Р.373-385.

187. Hancock J.D. Effect of processing on tne nutritional value of soybean proteins. Rep. of Progress Kansass Agr. experiment, station. 1988.N 565.P. 1-6

188. Kas J. et al.Hodnoceni stupne Inaktivace trypsinoveho inhibitoru po termike upreve konskeho bobu // Krminars vi a sluzby 1980.Vol.l6.N 9.P.200-203

189. McElihineuy R.Is pelleting proflyable today? //Feed Manag» 1986.Vol.37. N 5. P. 78-80

190. Murray J L'lnfranisation aussi. Rev.Ailment.Anim.1987.N413 P. 36 36.

191. Plegge S. et al. Effect of roasting on utilization of soybean meal by ruminants // J. Animal Sci. 1982. Vol.55. N2. P. 395-401.

192. Ruegsegger G.J. Schultz.L.H. Respones of high producting dairy cows in early lactation to the feeding of heattreated whole soybeans // J.Dalrj Sc. 1985. Vol.68. N 12. P.3272-3274.

193. Stern M.D. Effect of heat on protetion utilization by ruminants// Feedstuffs. 1961. Vol. 53. N46. P. 24-26.1. Приложе

194. Данные для математической обработкии> — х1 —угловая скорость вращения рабочего органа, с-1; ■V х2 — зачор между штифтами, м; I — хЗ — длина штифта, ли

195. Уровни и интервалы варьирования

196. Факторы Обозначения х1 х2 хЗ

197. Центр эксперимента хО 304 0,06 0,04

198. Интервал варьирования Е 52 0,03 0,02

199. Верхний уровень 1 356 0,09 0,06

200. Нижний уровень -I 252 0,03 0,02

201. Звездная точка + 1,215 367,18 0,0965 0,0643

202. Звездная точка -1,215 240,82 0,0236 0,0157

203. Регрессионный анализ зависимости У1 = £(х1, х2, хЗ)1. Шаг анализа 1 2 з 4 5 6 7 8 9 10 11 12

204. Эзз 0,0518 0,0518 0,0518 - i i i I

205. Стандартное отклонение 0,287 0,264 0,248 0,235 0,241 ! ' ! I ! (

206. Р*- корреляция 0,984 0,983 0,983 0,982 0,979 \ \ Iкритерий 33,3 44,4 57,6 74,7 85,1 \ I 1 ! i ;

207. Регрессионный анализ зависимости У2 = £ (х1, х2, хЗ)605 С Фi