Результат интеллектуальной деятельности: Технологическая линия производства гранулированного свекловичного жома с использованием кормовых добавок

Изобретение относится к сахарной и комбикормовой промышленности, а именно к производству гранулированного свекловичного жома с использованием кормовых добавок и может быть использовано на свеклосахарных заводах, а также на комбикормовых заводах и цехах, занимающихся содержанием и выращиванием сельскохозяйственных животных и птицы.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является способ производства амидоминерального гранулированного свекловичного жома и линия для его осуществления, который предусматривает подогрев мелассы, ее ввод в количестве 13…15% к массе свекловичного жома в отжатый до содержания сухих веществ 16…18% свекловичный ом, смешивание, низкотемпературную сушку полученной смеси до содержания сухих веществ в смеси 24…26% и дальнейшую высокотемпературную сушку до содержания сухих веществ в смеси 88…90% с последующей ее подачей на гранулирование. При этом одновременно на гранулирование направляют предварительно растворенную при температуре 10…15°С смесь, включающую мелассу, карбамид и соли микроэлементов. Затем полученные гранулы охлаждают. Линия, на которой реализуется данный способ производства амидоминерального гранулированного свекловичного жома, содержит последовательно соединенные подогреватель, смеситель, низкотемпературную и высокотемпературную сушилки, гранулятор, охладитель, а также теплообменник-утилизатор, мешалку-растворитель, пароэжекторную холодильную машину, включающую парогенератор, турбину противодавления, эжектор, холодоприемник, испаритель, конденсатор-пароперегреватель, терморегулирующий вентиль. [Пат. №2674609 МПК A23K 10/30, A23K 10/30. Способ производства амидоминерального гранулированного свекловичного жома и линия для его осуществления Дранников А.В., Шевцов А.А., Квасов А.В., Бубнов А.Р., Костина Д.К. Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") (RU) - №2017146690. Заявл. 28.12.2017,опубл. 11.12.2018, Бюл. №35].

Однако известное изобретение имеет следующие недостатки:

- значительные энергозатраты, обусловленные тем, что для удаления влаги из свекловичной стружки используется однократное прессование, после которого отжатый жом имеет высокое содержание влаги, для испарения которой в сушилке затрачивается значительное количество энергии;

- использование в составе линии пароэжекторной холодильной машины, включающую парогенератор, турбину противодавления, эжектор, холодоприемник, испаритель, конденсатор-пароперегреватель, терморегулирующий вентиль, существенно усложняет и удорожает эксплуатацию данной линии;

- применение низкотемпературной сушки полученной смеси до содержания сухих веществ в смеси 24…26% и высокотемпературной сушки до содержания сухих веществ в смеси 88…90% существенно удорожает себестоимость и значительно снижает пищевую ценность готового продукта.

Технической задачей изобретения является существенное сокращение энергозатрат при производстве гранулированного свекловичного жома за счет применения двухкратного прессования и получения прессованного жома с более низким содержанием влаги, на испарение которой будет затрачено меньше тепловой энергии в сушилке; значительное повышение пищевой ценности производимого гранулированного свекловичного жома за счет применения щадящего температурного режима сушки и различных кормовых добавок, в состав которых входят меласса, карбамид, ферменты, биологически активные добавки (БАД), жировитаминные комплексы и другие кормовые добавки; увеличение ассортимента выпускаемой продукции и технологических возможностей линии по производству гранулированного свекловичного жома с использованием кормовых добавок с программируемыми свойствами, адаптированных для различных видов сельскохозяйственных животных; повышение энергетической эффективности и эксплуатационной надежности работы линии.

Поставленная задача достигается тем, что предложена технологическая линия для производства гранулированного свекловичного жома с кормовыми добавками, в которой новым является то, что она содержит участок, в котором последовательно соединены емкость для влажного свекловичного жома, шнековый смеситель, пресс для предварительного отжима влаги во влажном свекловичном жоме, разрыхлитель-рекуператор, пресс для окончательного отжима влаги в свекловичном жоме, ленточный транспортер, барабанная сушилка с циклонами-уловителями, нория для подачи высушенного жома в надсмесительный бункер и вытяжной вентилятор, а также участок, который содержит производственные бункеры для компонентов кормовых добавок с роторными дозаторами, надсмесительный бункер, смеситель, подсмесительный бункер, магнитный сепаратор, гранулятор, противоточный охладитель, просеиватель, тензовесы, ленточный транспортер для отгрузки в склад готовой продукции, причем линия дополнительно снабжена установкой для ввода жидких жировитаминных комплексов, которые подаются в надсмесительный бункер.

Предлагаемая технологическая линия производства гранулированного свекловичного жома с использованием кормовых добавок представлена на фиг. 1.

Технологическая линия производства гранулированного свекловичного жома с использованием кормовых добавок включает последовательно соединенные емкость с исходным влажным жомом 1; шнековый питатель 2; пресс 3 для предварительного отжатия влаги; разрыхлитель-рекуператор 4; пресс 5 для окончательного отжатия влаги; ленточный транспортер 6; барабанную сушилку 7 с циклонами-уловителями 8; вытяжной вентилятор 9; блок производственных бункеров 10 с роторными дозаторами 11; надсмесительный бункер 12; смеситель 13; подсмесительный бункер 14; магнитный сепаратор 15; гранулятор 16; противоточный охладитель 17, просеиватель 18; тензовесы 19, ленточный транспортер 20 для отгрузки в склад готовой продукции и установка 21 ввода жидких компонентов; нория 22.

Технологический процесс получения гранулированного свекловичного жома с использованием кормовых добавок включает следующие операции:

- прессование исходного свекловичного жома с начальной влажностью 85-90% в прессе 3 для предварительного отжатия влаги до влажности 68-76%;

- разрыхление предварительно отжатого жома и продувка очищенным после циклонов-уловителей 8 барабанной сушилки 7 воздухом с температурой 70-80°C и дополнительное удаление 1-2% влаги в разрыхлителе-рекуператоре 4;

- прессование разрыхленного свекловичного жома с влажностью 67-73% в прессе 5 для окончательного отжатия влаги до влажности 64-69%;

- сушка отжатого жома с влажностью 64-69% теплоносителем (смесь воздуха с продуктами сгорания природного газа, имеющими температуру 750°С) с температурой 110-140°C в барабанной сушилке 7 в течение 90-120 минут до конечной влажности 11-13%;

- высушенный в барабанной сушилке 7 жом с помощью нории 22 подается в надсмесительный бункер 12;

- дозирование кормовых добавок и высушенного свекловичного жома в смеситель до достижения равномерного перемешивания в течение 2-4 минут;

- очистка гранул от металломагнитных примесей на магнитном сепараторе 15;

- гранулирование жома (диаметр гранул 10 мм) на грануляторе 16;

- охлаждение гранул в противоточном охладителе 17 до температуры, не превышающей температуру окружающей среды более, чем на 10…15°С, т.е. до температуры не выше 30-35°С;

- фракционирование гранул на крупную и мелкую фракции с размером гранул менее 10 мм в просеивателе 18 с размером ячеек 28×10 мм с возвратом последней на повторное гранулирование;

- взвешивание на тензовесах 19 и отгрузка ленточным транспортером 20 гранулированного свекловичного жома с кормовыми добавками на склад готовой продукции.

Свекловичный жом - это обессахаренная стружка, остающаяся после извлечения из нее сахарозы диффузным способом и содержащая питательные вещества. Это сырой протеин, сырая клетчатка, безазотистые экстрактные вещества, белок, витамин С, незаменимые аминокислоты (лизин, треанин, валин).

Предлагаемая технологическая линия производства гранулированного свекловичного жома с использованием кормовых добавок работает следующим образом.

Вначале исходный свекловичный жом с начальной влажностью 85-90% из емкости 1 с помощью шнекового транспортера 2 направляется в пресс 3 для предварительного отжатия влаги (например, пресс фирмы «Babbini»), в котором свекловичный жом отжимается до влажности 68-76%. Шнековый транспортер 2 обеспечивает непрерывную, регулируемую и равномерную подачу свекловичного жома в пресс 3 для предварительного отжатия влаги.

Затем предварительно отжатый жом разрыхляется с помощью игольчатых ворошителей в разрыхлителе-рекуператоре 4, в который одновременно подается очищенный после циклонов 8 барабанной сушилки 7 воздух с температурой 70-80°C. При продувании слоя жома из него испаряется 1-2% влаги.

Далее этот разрыхленный свекловичный жом с влажностью 67-73% подается в пресс 5 для окончательного отжатия влаги до влажности 64-69%. Из пресса 5 отжатый жом с влажностью 64-69% ленточным транспортером 6 направляется в барабанную сушилку 7, в которой жом сушится теплоносителем (смесью воздуха с продуктами сгорания природного газа) с температурой 110-140°C в течение 90-120 минут до конечной влажности 11-13%. Высушенный жом выходит из барабанной сушилки 7 с температурой 50°С и с помощью нории 22 подается в надсмесительный бункер 12.

Дымовые газы (продукты горения природного газа), имеющие температуру 750°С, смешиваются с воздухом, в такой пропорции, чтобы смесь воздуха и дымовых газов имела температуру 110-140°С. Отходящие газы с температурой 70-80°С отсасываются из барабанной сушилки 7 вытяжным вентилятором 9 и направляются в циклон-уловитель 8 для улавливания унесенного теплоносителем частиц сушеного жома.

Уловленные мелкие частицы сухого жома накапливаются в нижней части циклона-уловителя 8, из которого направляются в надсмесительный бункер 12, а дымовые газы с температурой 70-80°С из циклона-уловителя 8 - в разрыхлитель-рекуператор 4.

Одновременно из производственных бункеров 10 с помощью роторных дозаторов 11 порционно дозируются отдельные компоненты кормовых добавок (например, кормовой карбамид CO(NH₂)₂, кормовые дрожжи, мульти-ферментные комплексы, включающие такие ферменты, как фитаза, глюкана-за, ксиланаза, амилаза, протеаза, пектиназа, манназа и др.) в надсмесительный бункер 12. Кроме этого установка 21 ввода жидких компонентов подает в надсмесительный бункер 12 жировитаминные добавки (водные растворы витаминов и аминокислот, БАДов, мелассу, жир, масло и др.).

Установка 21 включает в себя насос с приводом, комплекс измерительной и регулирующей аппаратуры и приборов, трубопроводную арматуру, позволяющие задавать определенный расход жидких компонентов, контролировать и, при необходимости, корректировать его.

Кормовой карбамид CO(NH₂)₂ используется для восполнения недостатка перевариваемого протеина в рационе. Скармливание карбамида дойному поголовью со средним уровнем продуктивности 15-20 литров в сутки, при условии, что в основном рационе присутствуют все необходимые ингредиенты, приводит к увеличению суточного удоя на 1-1,3 литра. При этом содержание жира в молоке увеличивается на 0,25-0,3%, а белка - на 0,07%.

При скармливании карбамида молодняку крупного рогатого скота, можно увеличить его среднесуточные привесы на 10-13% по сравнению с обычными приростами, полученными при кормлении без этой добавки. Использование карбамида в кормлении молодняка овец старше 6-месячного возраста позволяет увеличить суточные привесы на 7-8%. В составе основного корма карбамида должно быть не более 4%.

В надсмесительный бункер 12 также подается с помощью нории 22 высушенный жом из барабанной сушилки 7. Затем загруженные компоненты из надсмесительного бункера 12 направляются в смеситель 13, смешивание компонентов в котором осуществляется в квазиневесомом режиме. Применяемый квазиневесомый режим смешивания в максимальной степени учитывает основные требования процесса смешивания: равномерное распределение исходных материалов между собой, предупреждение образования комков и пустот в смеси, также учитывает влияние следующих основных факторов процесса смешивания: физико-механические свойства получаемых смесей (величина коэффициента трения между частицами, физические свойства материалов, удельные веса компонентов, количественное соотношение компонентов); конструктивные факторы смесителя (направление воздействия рабочих органов, конструкция смесителя и его рабочего органа, степень заполнения смесителя); кинематические факторы процесса смешивания (скорость перемещения рабочих органов смесителя, время смешивания, способ смешивания, режимы и технологические параметры процесса). Смешивание компонентов в квазиневесомом режиме, который обеспечивает высокую однородность получаемой смеси, даст возможность снизить коэффициент неоднородности до 3%, улучшить физические качества смеси; снизить энергозатраты на 12-15% за счет существенного сокращения продолжительности смешивания с 90 с до 45-60 с и за счет учета механических, физических и химических свойств смешиваемых компонентов и кинематических и конструктивных параметров процесса.

Полученная однородная смесь компонентов выгружается из смесителя 13 в подсмесительный бункер 14, из которого, проходя через магнитный сепаратор 15, очищается от ферромагнитных примесей и подается в гранулятор 16. В нем смесь компонентов прессуется в гранулы, размер которых зависит от размера отверстий матрицы (обычно в пределах 6, 8 и 10 мм).

Температура гранул после гранулятора 16 составляет 70-80°С, поэтому они направляется в противоточный охладитель 17, который обеспечивает эффективное охлаждение гранулированных гранул комбикорма при помощи окружающего воздуха. Окружающий охлажденный воздух подается вертикально в слой гранул. При этом выходная температура гранул не должна достигать температуры выше 10…15°С окружающей среды.

Из противоточного охладителя 17 охлажденные гранулы комбикорма подаются в просеиватель 18 для отделения мелких частиц из гранул. Мелкая фракция возвращается в гранулятор 16 на повторное гранулирование.

Просеянные гранулы свекловичного жома с использованием кормовых добавок подаются на тензовесы 19 для взвешивания и затем ленточным транспортером 20 отгружаются в склад готовой продукции.

Технология производства гранулированного свекловичного жома с использованием кормовых добавок обеспечивает улучшение технологических свойств продукта - увеличение объемной массы более чем в 1,5 раза по сравнению с рассыпным жомом, улучшение его сыпучести, что предотвращает слеживаемость продукта и возможность хранения его в силосных емкостях. Гранулированный жом является ценным источником легко усвояемых углеводов, клетчатки и улучшает вкусовые качества комбикорма.

Линия производства гранулированного свекловичного жома с использованием кормовых добавок обеспечит повышение продуктивности животных на 7-10% при экономии зернового сырья на 5-8%.

Таким образом, использование изобретения позволит:

- расширить ассортимент выпускаемого гранулированного свекловичного жома за счет применения различных кормовых добавок (мелассы, карбамида, биологически активных добавок (БАД), жировитаминных комплексов, кормовых дрожжей, мультиферментных комплексов и др.) с программируемыми свойствами, адаптированного для различных видов сельскохозяйственных животных;

- расширить технологические возможности линии по производству гранулированного свекловичного жома с использованием кормовых добавок;

- существенное сокращение энергозатрат при производстве гранулированного свекловичного жома за счет применения двухкратного прессования и получения прессованного жома с более низким содержанием влаги, на испарение которой затрачивается меньше тепловой энергии в сушилке;

- значительное повышение пищевой ценности производимого гранулированного свекловичного жома за счет применения щадящего температурного режима сушки и различных кормовых добавок;

- повышение энергетической эффективности и эксплуатационной надежности работы линии.