Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения комбикормов

Изобретение относится к способам приготовления комбикормов, преимущественно рассыпных, и может быть использовано в животноводческих хозяйствах и на промышленных комбикормовых предприятиях.

Известен способ получения рассыпных комбикормов, включающий дозированную подачу термоустойчивых компонентов, смешивание, гидротермическую обработку с обеззараживанием, транспортирование и охлаждение. Гидротермическую обработку с обеззараживанием проводят в две стадии - высокотемпературную и низкотемпературную. Каждую из стадий совмещают со смешиванием компонентов в газомеханическом псевдоожиженном слое. В первой стадии термоустойчивые компоненты подают в предварительно прогретый смеситель-стерилизатор, подвергают нагреву до 83-110°С и увлажнению паром, а затем подсушивают до исходной влажности горячим воздухом, а во второй стадии горячую массу подают в смеситель-охладитель для охлаждения воздухом до температуры окружающей среды, причем в процессе охлаждения в момент достижения температуры 50°С в нее добавляют термолабильные биологически активные компоненты, такие как витамины и ферменты, которые одновременно с продолжением охлаждения всей массы тщательно перемешивают с остальной частью комбикорма (патент RU 251364, МПК⁷ A23N 17/00, А23K 1/00).

Известен способ получения комбикорма, включающий замачивание сыпучих компонентов, а именно зерна, в 1%-ном растворе перманганата калия в течение 12 ч, проращивание, сушку пророщенного зерна конвективным способом до температуры не более 58-60°С и конечной влажности не более 14% при температуре агента сушки 150-160°С, дробление высушенного пророщенного зерна, дозированную подачу высушенного пророщенного и измельченного зерна в смеситель периодического действия в количестве 10-15% по массе от сухого комбикорма, смешивание пророщенного, дробленого, высушенного зерна с сухим комбикормом до однородности 88-90%, транспортирование полученной смеси в бункер-дозатор и ее увлажнение (патент RU 2477054, МПК А23K 1/14 (2006.01), С23С 1/027 (2006.01))

Общими основными недостатками вышеописанных способа получения рассыпных комбикормов и способа получения комбикорма являются повышенные затраты ресурсов, в том числе энергетических, на производство вследствие протяженности технологической цепочки и применения большого количества дорогостоящего оборудования, а также необходимость в использовании значительных трудовых затрат на реализацию названных процессов.

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ получения рассыпных комбикормов, заключающийся в очистке, шелушении и измельчении сыпучих компонентов, дроблении кусковых компонентов, подготовке жидких компонентов, дозированной подаче компонентов, кроме жидких, из бункеров в смеситель, смешивании в смесителе, гидротермической обработке с обеззараживанием в пропаривателе, охлаждении и транспортировании к месту хранения. После смешивания могут производить гранулирование всей или части полученной смеси. Жидкие компоненты вводят при смешивании сыпучих компонентов в смесителе, или при гранулировании, или после транспортирования в месте хранения (Бутковский В.А. Технологии зерноперерабатывающих производств / В.А. Бутковский, А.И. Мерко, Е.М. Мельников. - М.: Интеграф сервис, 1999. - С. 367-368).

Основными недостатками этого способа являются повышенные затраты ресурсов, в том числе энергетических, на производство вследствие протяженности технологической цепочки, включающей отдельные операции смешивания, транспортирования и гидротермической обработки, применения большого количества дорогостоящего оборудования и необходимости для этого производственных площадей, а также повышенные эксплуатационные затраты на реализацию процесса производства вследствие расходов на обслуживание используемых смесителя и пропаривателя.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение затрат ресурсов, в том числе энергетических, на производство комбикормов путем сокращения количества используемого оборудования, уменьшения производственных площадей, занимаемых последним, и затрат на эксплуатацию за счет сокращения обслуживающего персонала.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения комбикормов, заключающемся в очистке, шелушении, измельчении сыпучих компонентов, подготовке жидких компонентов, дозированной подаче компонентов, смешивании, гидротермической обработке с обеззараживанием, транспортировании и охлаждении, согласно изобретению компоненты комбикорма подают в аэрационную камеру, куда в импульсном режиме направляют заранее подготовленный поток сжатого воздуха и пара в соотношении, обеспечивающем как транспортирование, гидротермическую обработку, так и обеззараживание, совмещают транспортирование со смешиванием, гидротермической обработкой и обеззараживанием, а также, если температура смеси недостаточна, то и с дополнительным подогревом, используют гидравлическую энергию пара для транспортирования, а тепловую энергию воздуха для нагрева компонентов. При этом выбирают такой режим транспортирования, чтобы время движения гидроаэродисперсной смеси по трубопроводу, связанное с длиной трассы и скоростью движения смеси выражением

где L - длина трассы транспортирования;

υ - скорость движения смеси;

τ - время движения смеси по трубопроводу,

было достаточным как для смешивания, обеззараживания, так и достижения изменений в сыпучих компонентах, повышающих питательную ценность.

Это позволяет исключить из технологической цепочки, реализующей способ, наиболее дорогостоящее оборудование - смеситель и аппарат для гидротермической обработки - пропариватель, а также использовать энергию пара не только для гидротермической обработки, но и для транспортирования смеси, а тепловую энергию воздуха - для гидротермической обработки.

Таким образом:

- сокращение количества используемого оборудования, уменьшение производственных площадей, занимаемых последним, достигается за счет того, что транспортирование образовавшейся гидроаэродисперсной смеси по трубопроводу совмещают со смешиванием, гидротермической обработкой и обеззараживанием в предварительно подготовленном импульсном потоке сжатого воздуха и пара, исключая из технологической цепочки смеситель и пропариватель как таковые;

- снижение затрат энергии достигается за счет использования гидравлической энергии пара на транспортирование смеси, а тепловой энергии сжатого воздуха - на процесс гидротермической обработки и исключения затрат энергии, в смесителе;

- снижение затрат на эксплуатацию достигается за счет сокращения расходов на обслуживание смесителя и пропаривателя.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, на котором изображена схема реализации способа получения комбикормов.

Кроме того, на чертеже дополнительно обозначено следующее:

- вертикальными линиями с частично заштрихованными окружностями и стрелками, обращенными снизу вверх, показано направление подачи различных сыпучих компонентов;

- разнонаправленными линиями со стрелками показаны направления движения воздуха;

- вертикальной линией, перечеркнутой одним штрихом, со стрелкой, обращенной сверху вниз, показано направление подачи газа;

- разнонаправленными линиями, перечеркнутыми двумя скрещенными штрихами, со стрелками показаны направления подачи пара;

- разнонаправленными линиями, перечеркнутыми двумя штрихами, со стрелками показано направление движения кондиционированного комбикорма;

- вертикальной линией, перечеркнутой тремя штрихами, с окружностью и стрелкой, обращенной снизу вверх, показано направление подачи воды;

- разнонаправленными линиями, перечеркнутыми двумя штрихами, с окружностями и стрелками показаны направления подачи и движения жидких компонентов;

- горизонтальными линиями, каждая из которых перечеркнута скрещенным штрихом, с окружностью и стрелкой, обращенной справа налево, показано направление подачи охлаждающего воздуха.

Способ получения комбикормов заключается в очистке, шелушении, измельчении сыпучих компонентов, подготовке жидких компонентов, дозированной подаче компонентов в аэрационную камеру, куда в импульсном режиме направляют заранее подготовленный поток из сжатого воздуха и пара в соотношении, обеспечивающем как транспортирование, гидротермическую обработку, так и обеззараживание. Транспортирование образовавшейся гидроаэродисперсной смеси в импульсном режиме по трубопроводу совмещают со смешиванием, гидротермической обработкой и обеззараживанием, а если температура смеси недостаточна, то и с дополнительным подогревом, используя гидравлическую энергию пара для транспортирования, а тепловую энергию воздуха для гидротермической обработки. Выбирают такой режим транспортирования, чтобы время движения гидроаэродисперсной смеси по трубопроводу, связанное с длиной трассы транспортирования и скоростью движения смеси выражением (1), было достаточным как для смешивания, обеззараживания, так и для изменений, повышающих питательную ценность получаемого комбикорма.

Способ получения комбикормов реализуется при помощи оборудования, включающего линии для подготовки сыпучих и жидких компонентов, дозирующие устройства (не показаны) и устройства для осуществления процессов смешивания, гидротермической обработки, транспортирования и хранения. В частности, предложенный способ осуществляется посредством емкости 1 для сыпучих компонентов, связанной с аэрационной камерой 2 через многосекционный шлюзовый питатель 3 с приводом 4, которая подсоединена к транспортному трубопроводу 5, подключенному к бункерам 6 для хранения получаемого комбикорма; линии для подачи воздуха, содержащей воздухоподводящее оборудование 7 с контрольно-измерительными приборами 8 и регулирующими устройствами, а именно вентилем 9, компрессор 10, также снабженный регулирующими устройствами 11, 12 и подогревателем 13; линии подготовки жидких компонентов комбикорма, содержащей емкости 14 для жидких компонентов, соединенные через регулирующие устройства 9 с насосами 15, связанными трубопроводным оборудованием 16, снабженным контрольно-измерительными приборами 8 и подогревателем 17 для жидких компонентов с форсункой 18, подключенной к аэрационной камере 2; линии для подачи пара, содержащей парогенератор 19, ресивер 20, соединенный трубопроводным оборудованием 21 для подачи пара, снабженным регулирующим устройством 9 и контрольно-измерительным прибором 8, с паровоздухосмесителем 22, который связан с трубопроводом 7; пульсатором 23, размещенным между паровоздухосмесителем 22 и аэрационной камерой 2; подогревателем 24 для смеси, размещенным между аэрационной камерой 2 и бункерами 6 для хранения получаемого комбикорма на начальном участке транспортного трубопровода 5; оборудованием для охлаждения конечного продукта (не показано).

Способ получения комбикормов осуществляется следующим образом. Предварительно очищают, шелушат и измельчают до необходимой дисперсности сыпучие компоненты. Жидкие компоненты вводят из емкостей 14 в необходимом соотношении путем забора насосами 15 и подогревают до заданной температуры в подогревателе 17.

Подготовленные сыпучие компоненты подают в емкость 1. Из емкости 1 сыпучие компоненты дозированно направляют в шлюзовый питатель 3, ротор которого подает их в аэрационную камеру 2.

Воздух забирают из атмосферы, сжимают, нагревая при этом компрессором 10. В случае необходимости при недостаточности теплосодержания исходных составляющих для нагрева комбикорма до нужной температуры воздух дополнительно подогревают в подогревателе 13.

Пар подают от парогенератора 19 через ресивер 20 по трубопроводному оборудованию для подачи пара 21, смешивают со сжатым воздухом посредством паровоздухосмесителя 22 в необходимом соотношении, обеспечивающем как транспортирование, так и гидротермическую обработку. Изменение соотношения пар-воздух обеспечивается регулирующими устройствами 9. Подготовленному заранее потоку из сжатого воздуха и пара придают возмущения, обеспечивающие пульсирующий характер его движения, посредством пульсатора 23 и направляют этот поток в импульсном режиме в аэрационную камеру 2.

Подготовленные в необходимом количестве и подогретые в подогревателе 17 жидкие компоненты вводят в аэрационную камеру 2 через форсунку 18.

Образующуюся в аэрационной камере 2 гидроаэродисперсную смесь - смесь сыпучих компонентов, жидкостей, воздуха и пара в заданных количествах - транспортируют в импульсном режиме по трубопроводу 5, совмещая со смешиванием, гидротермической обработкой и обеззараживанием, используя гидравлическую энергию пара для транспортирования, а тепловую энергию воздуха для гидротермической обработки. В процессе транспортирования в результате обработки теплом паром уничтожаются микроорганизмы, а в сыпучих компонентах происходят химические изменения, в результате которых повышается питательная ценность получаемого комбикорма.

В случае недостаточной тепловой энергии, поступающей со сжатым воздухом, жидкими компонентами и паром, и невозможности достижения достаточной для обеззараживания и изменений, повышающих питательную ценность комбикорма, температуры сыпучих компонентов, гидроаэродисперсную смесь, движущуюся по трубопроводу 5, дополнительно подогревают в подогревателе 24. Полученный комбикорм направляют в бункера 6 для хранения получаемого комбикорма, где его отделяют от воздуха и охлаждают.

Для снижения потерь тепловой энергии в окружающую среду трубопровод 5 теплоизолируют.

Процесс транспортирования, совмещенный со смешиванием, гидротермической обработкой и обеззараживанием, осуществляют в импульсном режиме. Это позволяет повысить эффективность смешивания и обеспечить движение гидроаэродисперсной смеси с небольшой скоростью, что, в свою очередь, необходимо для достижения необходимого времени обработки водой и теплом. Время тепловой обработки, достаточное для обеззараживания и изменений, повышающих питательную ценность получаемого комбикорма, определяют в зависимости от длины трассы и скорости движения гидроаэродисперсной смеси в соответствии с выражением (1).

Заявляемое изобретение по сравнению с прототипом позволяет сократить количество оборудования, реализующего способ, уменьшить производственные площади, занимаемые этим оборудованием, и снизить эксплуатационные и энергетические затраты.