Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГРАНУЛИРОВАННЫХ КОМБИКОРМОВ НА ОСНОВЕ ТОРФА

Изобретение относится к кормопроизводству и может быть применено в процессе приготовления кормов для скота, птицы и рыбы на основе торфа и зерновых с добавлением других компонентов и микродобавок.

Известен способ производства гранулированных комбикормов на основе зерновых с добавлением других компонентов и микродобавок, в котором используют измельчитель-гранулятор, реализующий способ экструзионного измельчения, при котором измельчение и гранулирование совместно реализуются в упомянутом измельчителе-грануляторе, выполненном на основе зубчатой передачи внутреннего зацепления. При этом зерно смешивают с другими компонентами и микродобавками, готовую смесь увлажняют и подают в измельчитель-гранулятор, в котором в фазе заполнения смесь комбикорма поступает во впадины между зубьями колеса передачи. При вращении шестерни ее зубья закрывают объемы впадин, при этом компоненты смеси подвергаются одновременному воздействию сжатия и сдвига в закрытом объеме и измельчаются, а гранулы формируются в отверстиях фильеры и выдавливаются из них (Евразийский патент №019585, дата подачи 26.07.2011, дата публикации 30.04.2014, автор Титов В.А., RU).

Недостатком известного способа является высокая стоимость комбикорма на основе зерновых и невозможность по нему производить сбалансированные комбикорма на основе природного компонента - торфа из-за отсутствия ряда технологических операций, необходимых для такого производства.

Известен способ приготовления корма из растительного сырья, преимущественно торфа, древесных опилок и пивной дробины, включающий сортировку путем пропуска сырья через перфорированные шаблоны с размерами отверстий от 5 до 20 мм, рыхление в емкости посредством вращающихся лопастей, сушку, измельчение и расфасовку в тару (Патент РФ №2125381 С1, дата приоритета 18.05.1998, дата публикации 27.01.1999, авторы: Лисицын А.Б. и др., RU).

Недостатком известного способа приготовления корма является низкое качество получаемого комбикорма из-за отсутствия в технологии эффективной для обеззараживания смеси тепловой обработки и из-за недостаточной сбалансированности по калорийности в связи с отсутствием в составе компонентов смеси зерновых культур.

Известен способ производства гранулированных торфяных смесей, принятый в качестве прототипа, включающий добычу и подачу сырья повышенной влажности на завод, раздельное бункерование, подготовку торфяных смесей, гранулирование, сушку гранул до кондиционной влажности 10-18%, упаковку и отправку готовой продукции. Перед подготовкой торфяных смесей путем пневмосепарации отделяют из фрезерного сырья посторонние включения, торф дополнительно измельчают до крупности не более 5 мм, одновременно подогревая во взвешенном состоянии до 70-95°C паровоздушным потоком. Подготовку торфяных смесей осуществляют на основе различных торфов и добавок путем дозирования с помощью смесителя до однородной массы, которую затем высушивают до кондиционной влажности, после чего массу гранулируют экструзионным формованием (Патент РФ №2018672 С1, дата приоритета 14.01.1991, дата публикации 30.08.1994, автор Иванов В.М., RU, прототип).

Недостатками прототипа являются: во-первых, ограниченное применение из-за отсутствия ряда технологических операций, необходимых для производства сбалансированных комбикормов на основе торфа, во-вторых, высокая энергоемкость технологического процесса, обусловленная применением шнекового гранулятора или гранулятора с кольцевой матрицей, удельные энергозатраты при использовании которых составляют 75-150 кВт-ч/т.

Задачей изобретения является повышение качества комбикормов на основе торфа, снижение энергозатрат и стоимости гранулированных комбикормов.

Для решения поставленной задачи в способе производства гранулированных комбикормов на основе торфа, включающем удаление из складированного торфа древесных и иных включений, сушку торфа до кондиционной влажности, введение добавок, перемешивание смеси, гранулирование, сушку гранул, их упаковку и складирование, согласно изобретению в смесь дополнительно включают зерновые культуры в количестве от 10 до 50% и вводят витаминные и другие добавки, смесь торфа и зерновых культур последовательно подвергают экструдированию с применением температурного воздействия от 100 до 150°C и дроблению, а после дополнительного введения витаминных и других добавок смесь подвергают гранулированию, причем выполнение этих операций осуществляют соответственно на экструдере, измельчителе и грануляторе, выполненных на основе зубчатой передачи внутреннего зацепления, реализующей в указанном оборудовании применение способа одновременного воздействия на смесь сжатия и сдвига в закрытом объеме с последующим продавливанием через отверстия в матрице, установленной на наружной поверхности колеса зубчатой передачи внутреннего зацепления и состоящей из полуколец или сегментов, стянутых между собой и имеющих для экструдирования, дробления и гранулирования различные параметры по толщине и конфигурации отверстий.

Согласно изобретению в способе может быть использовано известное оборудование: экструдер по патенту РФ №2549292, измельчитель по патенту РФ №2491128 и гранулятор по патенту РФ №2491127.

Согласно изобретению в способе может быть использовано оборудование с единой зубчатой передачей внутреннего зацепления и с комплектом матриц для экструдера, измельчителя и гранулятора.

Технический результат, достигаемый при осуществлении способа производства гранулированных комбикормов на основе торфа, заключается в повышении качества комбикормов, снижении энергозатрат и уменьшении стоимости кормов.

Повышение качества комбикормов достигается следующим образом:

- во-первых, лучшей сбалансированностью смеси по калорийности за счет добавки в смесь от 10 до 50% зерна различных злаковых культур, при этом вместо зерна возможна также добавка гороха, сои и т.д.;

- во-вторых, обеззараживанием смеси и улучшением вкусовых качеств за счет того, что полученную смесь экструдируют при температуре от 100 до 150°C и давлении до 75 кг/см², в результате чего в смеси происходят физико-биологические процессы, при которых сырье преобразуется в более простые от первоначального состояния составляющие, при этом смесь полностью обеззараживается за счет температурного воздействия.

Снижение энергозатрат в предлагаемом способе обеспечивается за счет применения экструдера, измельчителя и гранулятора, в которых реализован наиболее энергоэффективный из известных способ воздействия на смесь, так как он основан на одновременном воздействии на компоненты смеси сжатия и сдвига в закрытом объеме с последующим продавливанием через отверстия в матрице, установленной на наружной поверхности колеса зубчатой передачи внутреннего зацепления, используемой в указанном оборудовании.

Сущность реализации способа отражена в схеме работы оборудования с зубчатой передачей внутреннего зацепления, показанной на фиг. 1 и фиг. 2.

В фазе заполнения (фиг. 1) смесь на основе торфа поступает во впадины между зубьями колеса передачи. При вращении шестерни ее зубья закрывают объемы впадин. При этом компоненты смеси подвергаются одновременному воздействию сжатия и сдвига в закрытом объеме и измельчаются, а гранулы или жгуты формируются в отверстиях решетки и выдавливаются из них (фиг. 2).

Для подтверждения энергоэффективности заявляемого способа приведена таблица сравнительных технических характеристик существующих измельчителей, грануляторов и экструдеров и предлагаемых в способе опытных образцов измельчителя, гранулятора и экструдера, которые созданы на основе самого энергоэффективного из известных способа воздействия на сырье (Патенты РФ №2491128, 2491127, 2549292).

Применение энергоэффективного оборудования обеспечит снижение энергозатрат: в измельчителе - на 30-35%; в грануляторе - в 2,5-3 раза; в экструдере - в 2-2,5 раза.

Такое уменьшение энергозатрат также обеспечит снижение себестоимости производства гранулированных комбикормов на основе торфа при существенном улучшении их качества.

Предлагаемый способ производства гранулированных комбикормов на основе торфа осуществляют следующим образом.

Для производства корма берут складированный из залежи торф со степенью разложения до 20%. Из складированного торфа предварительно отделяют древесные и другие посторонние включения путем сепарации, например парогазовым потоком. Предварительно очищенный торф сушат до влажности 40-50%, например, в паровой трубчатой сушилке. Затем добавляют в торф от 10 до 50% зерна и перемешивают смесь в смесителе, оснащенном дозатором. Полученную смесь подвергают экструдированию при температуре от 100 до 150°C и давлении до 75 кг/см², используя при этом экструдер по патенту РФ №2549292. Обработанную в экструдере смесь дополнительно дробят в измельчителе по патенту РФ №2491128. В измельченную смесь торфа и зерна вводят витаминные и другие добавки и перемешивают компоненты с помощью смесителя, оснащенного дозаторами. Далее из полученной смеси на основе торфа формируют гранулы с помощью гранулятора по патенту РФ №2491127. Полученные гранулы сушат и охлаждают до температуры окружающей среды. Готовые гранулы упаковывают в тару для складирования и отправки потребителю.

Способ также может быть реализован при использовании оборудования с единой зубчатой передачей внутреннего зацепления и с комплектом матриц для экструдера, измельчителя и гранулятора. При этом оборудование выполнено на основе базового модуля, представляющего собой зубчатую передачу внутреннего зацепления, состоящую из ведущего и ведомого элементов, смонтированных на опорах в корпусе. Ведомый элемент выполнен в виде полого цилиндра с окнами, образующими зубья. На наружную поверхность ведомого элемента установлена матрица с отверстиями, состоящая из полуколец или сегментов, стянутых между собой. Ведущий элемент выполнен в виде шестерни, установленной на валу. Смесь подается в полости между зубьями ведомого элемента, а при вращении ведущего элемента его зубья закрывают полости впадин, при этом смесь подвергается одновременному воздействию сжатия и сдвига в закрытом объеме и с силой продавливается через отверстия в матрице, как показано на фиг. 1 и фиг. 2.

Базовый модуль в режиме работы экструдера оснащен системой разогрева и стабилизации температуры, а также утолщенной матрицей с фигурным профилем отверстий.

После экструдирования осуществляют дробление смеси торфа с зерновыми культурами с помощью измельчителя на основе базового модуля. Для работы базового модуля в режиме измельчителя на наружную поверхность ведомого элемента устанавливают матрицу с отверстиями постоянного по их длине профиля, а толщина матрицы не превышает двух диаметров отверстий в ней.

После дробления из смеси на основе торфа, содержащей также витаминные и другие добавки, формируют гранулы с помощью гранулятора на основе базового модуля. Для работы базового модуля в режиме гранулятора на наружную поверхность ведомого элемента устанавливают матрицу с отверстиями переменного по их длине профиля, состоящего из входного конуса и калибрующей части постоянного профиля.

Готовые гранулы также упаковывают в тару для складирования и отправки потребителю.