Результат интеллектуальной деятельности: ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ГРАНУЛИРОВАННЫХ КОМБИКОРМОВ

Изобретение относится к тепловой обработке комбикормов на животноводческих фермах и межхозяйственных комбикормовых предприятиях.

Известна «Линия по переработке маслосодержащего и зернобобового сырья» (пат. RU 2426464 C1, А23Р 1/12, 20.08.2011 г.), содержащая многокомпонентный дозатор, устройство для предварительной термической обработки исходного сырья, экструдер, снабженный секциями измельчения, маслоотделения и экструдирования, аппарат для нанесения жировитаминных добавок и охладитель.

Недостатком этой линии является большое количество операций и оборудования, а работоспособность главного узла - экструдера с тремя секциями - вызывает большое сомнение. Из опыта известно, что зерно рапса на существующих дробилках, плющилках и других мельницах не измельчается (Сыроватка В.И., Бледных В.В., Сергеев Н.С. Геометрические параметры рабочих органов измельчителя семян рапса. Вестник РАСХН, №5, 2008, С.91-92.), поэтому не осуществимы отжим масла и формирование экструдата.

Известна «Линия производства экструдированных продуктов» (пат. RU 2302337 C1, В29В 9/06, 10.07.2007 г.), содержащая устройство для предварительной гидротермической обработки исходного сырья, выполненное в виде вертикального шнекового транспортера: включает ИК-обогрев, дозатор, парогенератор, сушилку и просеиватель. Гидротермическая обработка и ИК-обогрев вряд ли совместимы.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является «Линия баротермической обработки комбикормов» (пат. RU 2429730, A23N 17/00, 27.09.2011 г.) - принято за прототип, в которой смеситель, экспандер и гранулятор выполнены в виде реактора, где при температуре 250-300°С, давлении 6-8 МПа и экспозиции обработки 30-120 сек достигается высокий уровень декстринизации крахмала зерновых ингредиентов. Однако для сои и рапса с высоким содержанием ингибиторов и эруковой кислоты требуется дополнительная более глубокая и длительная тепловая обработка.

Задачей предлагаемого изобретения является максимальное снижение энергозатрат при минимальном количестве процессов и машин.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемой линии производства гранулированных комбикормов, включающей приемные бункеры сои, рапса и зерна со встроенными теплообменниками, емкости для жира, мелассы и других добавок со встроенными подогревателями, дозаторы, сборный транспортер, реактор баротермической обработки, сообщенный с тепловым затвором загрузки и тепловым затвором выгрузки, охладитель, тепловую магистраль, циклон с вентилятором, новым является то, что линия снабжена пресс-гранулятором, имеющим прессующий шнек, матрицу и диск с криволинейными ножами, а тепловой затвор выгрузки реактора баротермической обработки встроен в крышку корпуса пресс-гранулятора, при этом в крышке корпуса пресс-гранулятора также установлен газгольдер, сообщенный паропроводом с теплообменниками приемных бункеров, а в нижней части пресс-гранулятора расположен охладитель с транспортером, который посредством тепловой магистрали, соединен с подогревателями емкостей, причем тепловая магистраль и паропровод через бункеры и емкости связаны с системой вентиляции, циклоном и вентилятором, кроме того скорость V м/с движения ленточного транспортера охладителя определяется, исходя из диаметра D мм матрицы пресс-гранулятора, времени t с/оборот одного оборота диска с криволинейными ножами и выражается V≥D/t м/с.

Соединение пресс-гранулятора с тепловым затвором выгрузки, который подает рассыпной комбикорм при температуре 250-300°С и давлении 6-8 МПа, позволяет мгновенно сбрасывать давление и температуру, при этом образовавшийся пар под избыточным давлением, а также вентилятором, встроенным в циклон, отсасывается через газгольдер по паропроводу в теплообменники, установленные в приемных бункерах для сои, рапса и зерна. Это позволяет производить длительную (20-60 мин) тепловую обработку, снимающую количество эруковой кислоты в рапсе и ингибиторов в сое до безопасного уровня, а также обеспечивает преобразование крахмала и декстринов зерна в усвояемые животными сахара.

При температуре 250-300°С улучшаются реологические свойства смеси комбикормов. Она становится более пластичной, однородной по составу, влажности и податливой к прессованию, что позволяет установить пресс-гранулятор с охладителем непосредственно после реактора. Для предотвращения слипания, попадания одна на другую и скопления откалиброванных по диаметру и длине гранул скорость движения транспортера охладителя должна быть такой, чтобы за один поворот диска с криволинейными ножами пресс-гранулятора лента транспортера охладителя сместилась на размер диаметра диска матрицы пресс-гранулятора. Зависимость V≥D/t м/с: где V - скорость движения ленточного транспортера охладителя, м/с; D - диаметр матрицы пресс-гранулятора, мм; t - время одного оборота диска с криволинейными ножами, с/оборот - определена экспериментально.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.

Линия приготовления гранулированных комбикормов включает приемный бункер для сои 1 (см. фиг.), приемный бункер для рапса 2 и приемный бункер для зерна 3 с установленными в их нижней части теплообменниками 4, бункер для БМВД 5, емкости для жира 6 и мелассы 7 с встроенными в них подогревателями 8. Бункеры 1, 2, 3 и 5 снабжены дозаторами непрерывного действия 9, а емкости 6, 7 - кранами 10. Под бункерами 1, 2, 3, 5 и емкостями 6, 7 расположен сборный шнек-смеситель 11, который на выходе соединен с тепловым затвором загрузки 12 реактора баротермической обработки 13. Тепловой затвор выгрузки 14, реактора баротермической обработки 13, в свою очередь встроен в крышку 15 корпуса 16 пресс-гранулятора 17, снабженного прессующим шнеком 18, матрицей 19 и диском с криволинейными ножами 20. Также в крышке 15 корпуса 16 пресс-гранулятора 17 установлен газгольдер 21, сообщенный паропроводом 22, имеющим кран 23, с теплообменниками 4 приемных бункеров 1, 2 и 3. В нижней части корпуса 16 пресс-гранулятора 17 расположен охладитель 24 с транспортером 25, который посредством тепловой магистрали 26, имеющей вентиль 27, соединен с подогревателями 8 емкостей 6, 7. Тепловая магистраль 26 и паропровод 22 через бункеры 1, 2, 3 и емкости 6, 7 связаны с системой вентиляции 28, циклоном 29 и вентилятором 30.

Работа линии приготовления гранулированных комбикормов осуществляется следующим образом. Сыпучие компоненты загружаются в приемные бункеры 1, 2 и 3, а текучие заливаются в емкости 6, 7. При работающем реакторе баротермической обработки 13 и системе вентиляции 28 пар через тепловой затвор выгрузки 14 пресс-гранулятор 17 и газгольдер 21 по паропроводу 22 при открытом кране 23 поступает в теплообменники 4 приемных бункеров 1, 2, и 3, где происходит предварительное запаривание сои, рапса и зерна. Дозаторами 9 из приемных бункеров 1, 2, 3, 5 и кранами 10 из емкостей 6, 7 установленная доза каждого компонента подается в сборный шнек-смеситель 11, из которого смесь равномерным потоком направляется в тепловой затвор загрузки 12 реактора баротермической обработки 13, где при температуре 250-300°С и под давлением 6-8 МПа в течение 30-120 сек происходит кондиционирование, гомогенизация кормов с одновременным смешиванием и перемещением обрабатываемой массы в сторону теплового затвора выгрузки 14, встроенного в крышку 15 корпуса 16 пресс-гранулятора 17, где происходит мгновенное сбрасывание давления и температуры, при этом образовавшийся пар под избыточным давлением, а также вентилятором 30, встроенным в циклон 29, отсасывается через газгольдер 21 по паропроводу 22 в теплообменники 4, установленные в приемных бункерах 1, 2, 3. Обработанная масса комбикормов уплотняется прессующим шнеком 18 пресс-гранулятора 17 продавливается через матрицу 19 и отрезается криволинейными ножами диска 20, образуя гранулы определенной длины, которые собираются на транспортере 25 охладителя 24, охлаждаются подаваемым в охладитель атмосферным воздухом и поступают в тару. Воздух, подогретый остывающими гранулами, при открытом вентиле 27 по тепловой магистрали 26 за счет теплового и воздушного подпора пресс-гранулятора 17, а также отсоса воздуха вентилятором 30 через циклон 29 и систему вентиляции 28 поступает в подогреватели 8 емкостей 6,7 на прогрев жира и мелассы, а отработанный воздух выбрасывается в атмосферу. Попавшие в систему вентиляции 28 частицы комбикорма оседают в циклоне и осыпаются в один из бункеров на повторную обработку.

Линия работает в непрерывном поточном режиме, при этом обеспечивается глубокая баротермическая обработка сои, рапса, а также разогрев до нужной температуры жира и мелассы, что способствует надежной работе пресс-гранулятора.

Таким образом, применение линии производства гранулированных комбикормов дает возможность производить гранулы при полной обработке всех ингредиентов, входящих в рецепт, в непрерывном поточном режиме одной линии, что позволяет максимально снизить энергозатраты при минимальном количестве процессов и машин.