Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КОРМОВОЙ ДОБАВКИ НА ОСНОВЕ ЦЕОЛИТА И ЛИНИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к животноводству и птицеводству, и может быть использовано в комбикормовой промышленности.

Известны способы получения кормовых добавок [пат. РФ №№2056765, 2044494, 2031950], предусматривающие внесение в добавки цеолита.

Недостатками этих способов по сравнению с заявляемым техническим решением являются неоднородность добавки, необходимость операций по подготовке сырья, затруднения при транспортировке и хранении добавки, высокие затраты и потери энергоресурсов, невысокие показатели по приросту молодняка животных и птицы, сохранности поголовья.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения кормовой добавки на основе цеолита [пат. РФ №2163077 С1, МПК⁷ A23K 1/175, С01В 39/00. Кормовая минеральная добавка и способ ее получения [Текст] / А.А.Куричев, А.В.Тяжельников, В.Н. Стратонович, И.П.Чачило; заявители и патентообладатели А.А.Куричев, А.В.Тяжельников (RU). - №2000115392/13, заявл. 19.06.2000, опубл. 20.02.2001]. Согласно этому способу природный цеолит подвергают дроблению, пневмоклассификации и смешиванию с другими компонентами комбикорма.

Недостатками этого способа по сравнению с заявляемым техническим решением являются затруднения при применении на производстве, связанные с высокой дисперсностью, высокие потери, связанные с распыливанием, невысокая технологичность производства, недостаточно высокие биологическая активность, усвояемость и кормовая ценность добавки.

Известна линия для получения кормовых добавок [пат. 2035233 РФ, МПК⁷. Линия для приготовления минеральных кормовых добавок [Текст] / В.А.Филиппов, В.Н.Черников, А.С.Дадыкин, А.А.Сурков, А.И.Голубев, В.В.Филиппов, Б.В.Соколовский, Н.Д.Белецкий; заявители и патентообладатели В.А.Филиппов, В.Н.Черников, А.С.Дадыкин, А.А.Сурков, А.И.Голубев, В.В.Филиппов, Б.В.Соколовский, Н.Д.Белецкий (RU). - №92013231/33, заявл. 21.12.1992, опубл. 20.05.1995], включающая топку, элеватор, бункер, ленточный питатель, группу циклонов, фильтр, дымосос, конвейеры, приемную воронку, щековую дробилку, сушилку-классификатор, валковую дробилку и грохот.

Недостатками этой линии являются высокие удельные энергетические затраты, низкая экономическая эффективность и недостаточные условия для обеспечения экологической безопасности.

Технической задачей изобретения является разработка способа получения кормовой добавки на основе цеолита и линии для его осуществления, позволяющих при минимальных экономических затратах получить продукт высокого качества, высокой однородности и низкой влажности, обеспечивающий значительные привесы животных и птицы, ускоряющий перевариваемость корма, увеличивающий его усвояемость, снижающий нагрузку на пищеварительный тракт и не требующий предварительной технологической подготовки.

Для решения поставленной технической задачи изобретения предложен способ производства кормовой добавки на основе цеолита, характеризующийся тем, что в качестве исходных компонентов для получения кормовой добавки используют 0,1 М растворы сульфата меди и метионина, взятые в объемном соотношении 1:4, в результате химического взаимодействия которых образуется суспензия хелатного соединения (метионината меди) с содержанием массовой доли влаги 95…98%, которую предварительно нагревают до 25…28°С и затем высушивают до получения сыпучей формы хелатного соединения метионината меди с частицами диаметром 0,2…0,4 мм, влажностью 3…4%, температурой 32…35°С, параллельно осуществляют смешивание цеолита, крупность частиц которого характеризуется остатком на сите с сеткой №1, 2 не более 5% и влажностью не выше 10% с кормовым жиром, взятым в количестве 4,5…5,5% от массы кормовой добавки и предварительно подогретым до температуры 55…60°С и стабилизированным антиоксидантом «Эндокс» в количестве 10 мг/кг жира, полученную предсмесь смешивают с сыпучим хелатным соединением меди в соотношении 85:15 и выводят в качестве готовой кормовой добавки.

Линия для осуществления способа получения кормовой добавки включает три участка: участок получения сухого порошка метионината меди, состоящий из реактора, теплообменника-рекуператора и распылительной сушилки; участок подготовки предсмеси, состоящий из вентилятора, жиротопки с греющей рубашкой, насоса и смесителя с форсунками для предварительного смешивания подогретого жира, цеолита и антиоксиданта; и участок приготовления готовой кормовой добавки, состоящий из смесителя и тензометрического бункера-дозатора; а также холодильную парокомпрессорную установку, включающую компрессор, двухсекционный конденсатор с двумя параллельно соединенными секциями, терморегулирующий вентиль, испаритель, работающие по замкнутому термодинамическому циклу; при этом сушильный агент для распылительной сушки суспензии метионината меди нагревают в одной из секций конденсатора и вентилятором подают в распылительную сушилку, отработанный сушильный агент после сушки сначала подают на предварительный нагрев суспензии метионината меди в теплообменник-рекуператор, а затем на осушение в испаритель холодильной установки и далее в режиме замкнутого цикла возвращают в секцию конденсатора, кормовой жир подогревают «горячей водой», нагретой в другой секции двухсекционного конденсатора, и непрерывно подают ее насосом в рубашку жиротопки с возвратом в режиме замкнутого цикла в секцию конденсатора.

Технический результат изобретения заключается в повышении усвояемости корма домашними животными и птицей, ускорении его перевариваемости и снижении нагрузки на пищеварительный тракт, повышении его однородности и снижении влажности, а также снижении энерго- и ресурсозатрат на выработку кормовой добавки, отсутствии необходимости в технологической подготовке и создании экологически безопасного производства.

На фиг.1 представлен общий вид линии, реализующей предлагаемый способ получения кормовой добавки на основе цеолита.

Схема содержит реактор 1 с патрубками и мешалкой, теплообменник-рекуператор 2 с патрубками, распылительную сушилку 3, вентилятор 4, жиротопку с греющей рубашкой 5, смеситель для предварительного смешивания 6, смеситель 7, насосы 8 и 14, компрессор 9, секции двухсекционного конденсатора 10 и 11, испаритель 12, терморегулирующий вентиль 13, форсунки 15 и тензометрический бункер-дозатор 16.

В состав схемы входят также линии для перемещения рабочих сред: 0.1.1 - антиоксидант, 0.1.2 - метионинат меди (хелатное соединение), 0.2.1 - цеолит, 0.2.2 - предсмесь, 0.2.3 - кормовая добавка перед перемешиванием, 0.2.4 - кормовая добавка после перемешивания, 0.7 - кормовой жир, 1.2 - холодная вода, 1.3 - горячая вода, 1.8 - конденсат, 3.0 - отработанный воздух, 3.2 - осушенный воздух, 3.3 - рециркуляционный воздух, 8.9 - подогретый стабилизированный жир (смесь жира с антиоксидантом), 9.2.1 - раствор сульфата меди, 9.2.2 - раствор метионина, 9.4 - суспензия метионината меди, 9.7 - хладагент.

Способ производства кормовой добавки осуществляют следующим образом.

По трубопроводам, снабженным регулирующими вентилями, в реактор 1, оборудованный мешалкой, поступают 0,1 М растворы сульфата меди и метионина в объемном соотношении 1:4 по линиям 9.2.1 и 9.2.2 соответственно, используемые в качестве исходных компонентов кормовой добавки, где осуществляется их химическое взаимодействие с получением суспензии хелатного соединения (метионината меди) с содержанием массовой доли влаги 95…98%. Полученную суспензию нагревают в теплообменнике-рекуператоре 2 до температуры 25…28°С, а затем высушивают в распылительной сушилке 3 до получения сыпучей формы хелатного соединения меди с частицами диаметром 0,2…0,4 мм, влажностью 3…4%, температурой 32…35°С. Параллельно осуществляют подготовку цеолита, крупность частиц которого характеризуется остатком на сите с сеткой №1, 2 не более 5% и влажностью не выше 10%. В смесителе для предварительного смешивания 6, снабженном форсунками 15, он подвергается смешиванию с кормовым жиром, взятым в количестве 4,5…5,5% от массы кормовой добавки, стабилизированным антиоксидантом «Эндокс» в количестве 10 мг/кг жира. Жир предварительно подогревается в жиротопке с обогревающей рубашкой 5, снабженной мешалкой, до температуры 55…60°С и подается по линии 8.9 в смеситель 6 насосом 14. Внесение жира позволяет повысить адгезионную способность цеолита, уменьшить заряд и снизить пылеобразование. Полученную предсмесь по линии 0.2.3 направляют в смеситель 7, где она смешивается с сыпучим хелатным соединением меди в соотношении 85:15, причем дозирование обоих компонентов осуществляется тензометрическим бункером-дозатором 16. Полученный продукт по линии 0.2.4 выводится в качестве готовой кормовой добавки.

В состав линии входит холодильная парокомпрессорная установка, состоящая из компрессора 9, двухсекционного конденсатора с параллельно соединенными секциями 10 и 11, терморегулирующего вентиля 13, испарителя 12, работающих по замкнутому термодинамическому циклу. Подготовку сушильного агента для распылительной сушки суспензии метионината меди осуществляют в одной из секций 10 конденсатора, где нагревают его до температуры 35…40°С и по линии 3.3 подают на сушку в распылительную сушилку 3 вентилятором 4. Отработанный сушильный агент после сушки сначала по линии 3.0 подают на предварительный нагрев суспензии метионината меди в теплообменник-рекуператор 2, а затем на осушение в испаритель 12 холодильной установки и далее по линии 3.2 в режиме замкнутого цикла возвращают в секцию 10 конденсатора. Подогрев кормового жира до температуры 55…60°С осуществляют «горячей водой», которую подогревают до температуры 70…75°С в другой секции 11 двухсекционного конденсатора с непрерывной ее подачей насосом 8 по линии 1.3 в рубашку жиротопки с возвратом в режиме замкнутого цикла по линии 1.2 в секцию 11 конденсатора.

Способ поясняется следующим примером.

Способ осуществляется в линии производительностью 2 т/сут по готовой кормовой добавке для комбикормового завода мощностью 100 т/сут, включающей реактор с механическим перемешиванием с помощью лопастной мешалки, частота вращения которой составляла 1 мин^-1, распылительную сушилку серии СРЦ с дисковым распылителем, частота которого составляла 10000 мин^-1 и производительность по испаренной влаге 500 кг/ч. В состав линии входила жиротопка, шнековый смеситель предварительного смешивания 2СМ-1 производительностью 85 кг/ч с вводом кормового жира через форсунки [пат. РФ 2328138, МПК⁷ В29С 47/10, В29С 31/10. Устройство для ввода жидких или вязких компонентов в экструдер [Текст] / Шевцов А.А., Лыткина Л.И., Чайкин И.Б., Маджидов Р.М., заявитель и патентообладатель Воронеж. гос. технол. акад. - №2007113087/12; заявл. 10.04.2007; опубл. 20.10.2008, Бюл. №8]. Основные виды оборудования выпускаются отечественными заводами продовольственного машиностроения, а их технические характеристики широко представлены в литературе [Машины и аппараты пищевых производств. В 3-х кн.: Учеб. для вузов [Текст] / С.Т.Антипов, И.Т.Кретов, А.Н.Остриков и др.; под ред. акад. РАСХН В.А.Панфилова. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: КолосС, 2009. - 2007 с.; Процессы и аппараты пищевых производств: Учеб. для вузов: в 2 кн. [Текст] / [А.Н.Остриков и др.] Под ред. А.Н.Острикова. - СПб.: ГИОРД, 2007. - 1305 с.].

Подогрев жира до температуры 55°С уменьшает его вязкость до 16,5·10^-3 Па, создаются благоприятные условия для равномерного ввода жира, обеспечивается надежная работа форсунок с минимальными потерями времени на регенерацию рабочих поверхностей, вызванную облитерацией и образованием налета, снижается нагрузка на насос, подающий жир в смеситель.

В таблице 1 представлены технико-экономические показатели добавки.

Оптимальное соотношение кормовой добавки и компонентов комбикорма для рецепта КК-52 при кормлении сельскохозяйственных животных:

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

По трубопроводам, снабженным регулирующими вентилями, в реактор, оборудованный мешалкой, подаются 0,1 М растворы сульфата меди и метионина в соотношении 1:4, используемые в качестве исходных компонентов кормовой добавки. В реакторе осуществляется их химическое взаимодействие с получением суспензии хелатного соединения (метионината меди) с содержанием массовой доли влаги 96%. В теплообменнике-рекуператоре его температуру доводят до 26°С, а после сушки в распылительной сушилке получают сыпучую форму хелатного соединения меди с частицами диаметром 0,3 мм, влажностью 3,5%, температурой 33°С. Параллельно осуществляется подготовка цеолита, крупность частиц которого характеризуется остатком на сите с сеткой №1, 2 не более 5% и влажностью не выше 10%. В смесителе для предварительного смешивания он подвергается смешиванию с кормовым жиром, взятым в количестве 5% от массы кормовой добавки, стабилизированным антиоксидантом в количестве 10 мг/кг жира. Жир предварительно подогревается в жиротопке с обогревающей рубашкой, снабженной мешалкой, до температуры 55°С и подается насосом в смеситель. Полученная предсмесь направляется в смеситель, где она смешивается с сыпучим хелатным соединением меди в соотношении 85:15, причем дозирование обоих компонентов осуществляется тензометрическим бункером-дозатором УЗДБДТ [Каталог. - ОАО «Воронежский научно-исследовательский институт комбикормовой промышленности. - Воронеж, 2003. - 32 с.]. Полученный продукт выводится в качестве готовой кормовой добавки.

Сравнительная характеристика физико-механических свойств кормовых добавок, приготовленных по известному и предложенному способу, приведена в табл.2.

Сравнительная характеристика основных зоотехнических и экономических показателей выращивания поросят (в среднем на 1 голову) при использовании кормовых добавок, приготовленных по известному и предложенному способу, приведена в табл.3.

Как видно из таблиц, предлагаемый способ производства кормовой добавки на основе цеолита и линия для его осуществления по сравнению с прототипом характеризуются лучшими физико-механическими свойствами кормовой добавки и позволяют добиться более высоких зоотехнических и экономических показателей выращивания домашних животных, снизить удельные энергозатраты на 9…12%, получить продукт высокой однородности и низкой влажности, ускоряющий перевариваемость корма, увеличивающий его усвояемость, снижающий нагрузку на пищеварительный тракт, обеспечивающий увеличение привесов животных и птицы на 5…7% и не требующий предварительной технологической подготовки.

Если для приготовления кормовой добавки использовать другие компоненты или процесс проводить при других режимах, то это приведет к снижению качественных и экономических показателей.

Способ производства кормовой добавки на основе цеолита и линия для его осуществления позволяют: обеспечить экологическую безопасность производства за счет проведения процесса в замкнутом цикле, снизить экономические и энергетические затраты на выработку кормовой добавки, получить продукт высокого качества, высокой однородности и низкой влажности, обеспечивающий значительные привесы животных и птицы, ускоряющий перевариваемость корма, увеличивающий его усвояемость, снижающий нагрузку на пищеварительный тракт и не требующий предварительной технологической подготовки.