Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ современного состояния теории, техники и технологии производства экспандированных продуктов 11
1.1. Общая характеристика процесса экспандирования 11
1.2. Технологии переработки зернобобовых и масличных культур на кормовые цели 17
1.3. Обзор современных конструкций экспандеров 24
1.4. Обзор технологических линий производства экспандированных комбикормов 38
1.5. Анализ математических моделей процесса экспандирования 44
1.6. Анализ литературного обзора, цель и задачи исследования 51
Глава 2. Анализ объекта исследования и исследование процесса экспандирования комбикормов 54
2.1. Оптимизация рецептурного состава исходной смеси комбикорма 54
2.2. Исследование реологических характеристик расплава экспандируемой смеси 58
2.3. Определение теплофизических характеристик смесей комбикормов 61
2.4. Экспериментальная установка и методика проведения исследований 64
2.5. Исследование процесса экспандирования комбикормов 66
Глава 3. Математическая модель неизотермического течения расплава в кольцевом канале экспандера 70
3.1. Постановка задачи 70
3.2. Допущения и граничные условия
3.3. Численное решение системы уравнений 76
Глава 4. Экспериментальные исследования процесса экспандирования комбикормов на линии «Спроут Матадор» и «Амандус Каль» 80
4.1. Экспандирование комбикормов на линии фирмы «Спроут-Матадор» 80
4.2. Влияние процессов экспандирования на биохимические и микробиологические показатели комбикормов 88
4.3. Определение эффективности использования комбикормов сельскохозяйственной птицей 91
4.4. Эффективность использования комбикормов цыплятами-бройлерами 96
4.5. Эффективность использования комбикормов курами-несушками 103
4.6. Экспандирование комбикормов на линии фирмы «Амандус Каль» 106
4.7. Влияние экспандирования на биохимические и микробиологические показатели комбикормов 111
Глава 5. Разработка конструкции экспандера и линии для производства экспандированных комбикормов 113
5.1. Разработка конструкции экспандера 113
5.2. Разработка трех технологий производства экспандированных комбикормов в рассыпном виде, гранулированном и в виде крупки из гранул 121
5.3. Расчет экономического эффекта от производства и использования экспандированных комбикормов 126
Основные выводы и результаты 130
Литература
- Обзор современных конструкций экспандеров
- Определение теплофизических характеристик смесей комбикормов
- Численное решение системы уравнений
- Эффективность использования комбикормов цыплятами-бройлерами
Введение к работе
Актуальность работы. Серьезной проблемой, сдерживающей развитие животноводства, являлась несбалансированность кормов. Многие хозяйства используют в кормлении животных зернофураж в виде простых зерносмесей, что снижает продуктивность животных и конверсию корма и повышает себестоимость животноводческой продукции. Кроме того, наблюдается нарушение энергетического и углеводно-жирового обмена, снижается продуктивность, возникают проблемы с воспроизводством. Это обусловлено тем, что недостаточно хорошо разработана технология, позволяющая реализовать глубокие физико-химические изменения в белково-углеводном комплексе при гидротермической обработке.
Для повышения питательной ценности и доброкачественности комбикормов рекомендуется такой способ обработки, как экспандирование. Его внедрение в комбикормовую промышленность позволит во многом решить проблему сбалансированного кормления сельскохозяйственных животных.
При обработке в экспандере наблюдается частичная денатурация белка, что должно способствовать его лучшему усвоению. Обработка в экспандере уменьшает бактериальную обсемененность, полностью уничтожает колиобразные бактерии, кишечную палочку, плесневые грибы и сальмонеллы. Условия протекания процесса в экспандере более щадящие, что в меньшей степени разрушает витамины, незначительно снижает содержание аминокислот. Достигаемая в процессе экспандирования стерилизация продуктов особенно важна в условиях нестабильного санитарного качества поступающего на заводы сырья.
Создание инновационной технологии производства экспандированных комбикормов, адаптированных для различных животных, позволит повысить требования к качеству комбикормов, расширить номенклатуру сырья и ассортимент продукции.
Работа проводилась в соответствии с планом НИР кафедры технологии хранения и переработки зерна Воронежского государственного университета инженерных технологий по теме «Разработка энерго-, ресурсосберегающих и экологических технологий хранения и переработки сельскохозяйственного сырья в конкурентоспособные продукты с программируемыми свойствами и соответствующим аппаратурным оформлением на предприятиях АПК» (№ гос. регистрации 01201253866, 2011-2015 гг.).
Цель диссертационной работы: разработка научно-технологических решений производства экспандированных комбикормов со сбалансированными по питательной ценности компонентами в экспандерах с кольцевым зазором, способствующих росту привесов, сокращению сроков откорма и повышению конверсии корма.
В соответствии с целью решались следующие задачи:
– научное обоснование выбора рецептурного состава смеси для производства экспандированных комбикормов для различных групп сельскохозяйственных животных и птицы;
– изучение реологических и теплофизических характеристик экспандированных комбикормов на основе пшеницы, ячменя, кукурузы, полножирной сои, рыбной муки, мясокостной муки и соевого шрота;
– исследование основных закономерностей процесса экспандирования комбикормов в экспандерах с кольцевым зазором;
– выбор и обоснование рациональных параметров процесса получения экспандированных комбикормов;
– проведение комплексной оценки качества экспандированных комбикормов с спроектированным составом и сбалансированными по питательной ценности компонентами;
– математическое моделирование течения расплава биополимера в экспандере с кольцевым зазором;
– определение эффективности использования комбикормов сельскохозяйственной птицей;
– разработка конструкции экспандера и технологии производства экспандированных комбикормов, способствующих росту привесов, сокращению сроков откорма, снижению падежа животных и птицы, повышению конверсии корма;
– проведение промышленной апробации и производственных испытаний предлагаемых разработок.
Научная новизна. Изучено влияние условий экспандирования зерновых смесей на закономерность протекания процесса, что позволило обосновать режимы протекания процесса экспандирования.
Обоснован выбор рецептурного состава смеси для производства экспандированных комбикормов.
Выявлены реологические и теплофизические характеристики экспандированных комбикормов на основе пшеницы, ячменя, кукурузы, полножирной сои, рыбной муки, мясокостной муки и соевого шрота.
Выявлены основные закономерности изменения технологических параметров в зависимости от влажности исходной смеси, величины кольцевого зазора, частоты вращения шнека.
Разработана математическая модель, описывающая течение расплава зерновой смеси в экспандере и позволяющая рассчитать профили температуры и скорости расплава в кольцевом канале экспандера.
Новизна технического решения подтверждена положительным решением на выдачу патента по заявке № 2012121005 «Экспандер» от 05.04.2013.
Практическая ценность. Определены рациональные параметры процесса переработки исследуемой зерновой смеси в экспандере. Получен экспандат, обладающий высокой биологической и энергетической ценностью и сбалансированным аминокислотным составом.
Разработана новая технология производства экспандированных комбикормов. На основе экспериментальных исследований разработана техническая документация ТУ 9296-003-05079236-2012 «Комбикорма экспандированные».
Разработана конструкторская документация и изготовлен опытный образец экспандера ДЭК-5. Разработана линия для производства высокоэффективных экологически чистых экспандированных комбикормов. Годовой экономический эффект от выращивания бройлеров с использованием экспандированных комбикормов составит 4512900 руб.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях: (Воронеж, 2012), (Одесса, 2012). Результаты работы демонстрировались на выставках и были награждены: дипломами: межрегиональной специализированной выставки Агропром (22-24.05.2013 г., Воронеж), выставки племенных сельскохозяйственных животных и животноводческого оборудования (29.08.2012 г., Воронеж), восемнадцатой международной специализированной торгово-промышленной выставки «Зерно-комбикорма-ветеринария (05-08.02.2013, г. Москва).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 3 статьи в ведущих научных рецензируемых журналах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и результатов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 142 страницах машинописного текста, содержит 53 рисунка и 35 таблиц. Список литературы включает 109 наименований, в том числе 20 на иностранных языках. Приложения к диссертации представлены на 50 страницах.
Обзор современных конструкций экспандеров
В отечественной и зарубежной практике используется тепловая обра 18 ботка зернобобовых для повышения питательной ценности и инактивации антипитательных факторов. Достаточно полный обзор этих работ приводятся в [6]. Имеются сообщения об улучшении пищевой ценности зерна при тепловой и влаготепловой обработке, что связывают с термолабильностью ингибиторов [5, 7, 23, 54, 68, 80].
В последнее время ряд пищевых предприятий приобрели и установили зарубежные экспандеры. Так, например, технология приготовления экспанди-рованных комбикормов фирмы «Амандус Каль» внедрена Лузинским и Воло-совским комбикормовыми заводами, а фирмы - «Спроут Матадор» - Богдано-вичским и Лискинским комбикормовыми заводами.
Установлено, что ингибиторы теряют свою активность на 90-95 % в результате обработки насыщенным паром под давлением 0,2 МПа в течение 15-20 минут, или 10-минутного автоклавирования при давлении пара 0,2 МПа, или 7-минутной СВЧ-обработки предварительно увлажненного до 18-22 % зерна.
М. Gerlach [109] указывает на то, что при гидротермической обработке ингибиторы трипсина кормовых бобов дезактивируются уже при температуре 98 С, при термической обработке температура дезактивации должна быть свыше 105 С при достаточной влажности семян. Дезактивация гемагглю-тинина, имеющего свойства соединять или склеивать красные кровяные тельца, может быть достигнута после 10-минутного воздействия на зерно температуры 105 С.
В Польском институте пищевой инженерии [103] исследовали влияние гидротермической обработки на некоторые свойства конских бобов. Определены оптимальные условия обработки: пропаривание при температуре ПО С в течение 2 минут и последующая сушка при 30 С в течение 24 часов.
K.G. Friesen et al. из Канзасского университета [107] установили, что продолжительность нагревания зерна приводит к улучшению перевариваемо-сти лизина треонина, триптофана, метионина. После 25-минутного воздействия влажного тепла концентрация ингибиторов трипсина и диспергируе 19 мость протеина снижались. Экспандирование влажного материала улучшает перевариваемость зерна на 8 % [105, 106]. Оно может улучшить качество зерновых продуктов и одновременно разрушить антипитательные факторы. Это, в свою очередь приводит к более высоким среднесуточным привесам живой массы животных и к повышению эффективности корма. При экспандировании разрушаются водородные, гидрофобные и электростатические связи в матрице белка, белок денатурируется и превращается в непрерывный жгут. Реорганизация белка способствует возникновению реакций между группировками белковой цепочки [105]. В результате таких реакций между лизином и глута-мином или аспарагином может происходить снижение содержания доступного лизина. Кроме того, высокая температура при экспандировании может разрушать сам белок. Так, одни исследователи [107] отмечают снижение переваримости азота и потери доступного лизина при длительной обработке теплом зернобобовых культур.
Всероссийским научно-исследовательским институтом комбикормовой промышленности на протяжении ряда лет проводились исследования по экс-трузионной переработке сои на промышленных экструдерах ЭЗ-210 М (Чер-кассыэлеватормельмаш), Экспро (HIill «Экспро») с применением специальной фильеры в выходной головке и - КМЗ-2У (Ростовский Продмаш), модернизированном специальной насадкой или втулкой с фильерой, в результате которых получена новая кормовая белковая добавка - полножирная соя с низким уровнем антипитательных веществ (уреаза до 0,1-0,2 ед. рН, активность ингибиторов трипсина до 3-5 мг/г), хорошим качеством белка (растворимость протеина в КОН более 75 %), хорошими технологическими свойствами [1, 28, 86, 87].
Оценка эффективности использования кормовых добавок из полножирной сои на цыплятах-бройлерах показала, что использование в составе комбикормов полножирной сои, полученной по экструзионной технологии, в количестве 20-25 %, ведет к снижению себестоимости комбикорма на 12-20 % и, в то же время, обеспечивает высокую продуктивность птицы [72]. Повышение продуктивности животных на 3,8-8,2 % при снижении расхода кормов на единицу прироста живой массы на 5,1-11,1 % было получено в опытах на поросятах, получавших комбикорма с экструдированной смесью сои и гороха [3].
Специалисты некоторых американских университетов [93] провели исследования качества соевого жмыха, полученного по технологии ЭксПресс, путем сравнения питательной ценности этого продукта и соевого шрота в опытах на свиньях. Выяснилось, что кажущаяся переваримость сырого протеина и лизина лучше при скармливании жмыха ЭксПресс. Показатели перевариваемой и обменной энергии также выше при использовании жмыха ЭксПресс. Дальнейшие исследования показали, что наличие или отсутствие соевой оболочки не влияет на питательную ценность жмыха.
Изучение влияния экструзии и механического прессования на питательную ценность соевых бобов в рационах птицы показало, что жмых Инста-Про имеет истинную обменную энергию на сухое вещество 3265 ккал/кг. При исследовании влияния температуры экструдирования на переваримость протеина у жвачных установлено, что повышение температуры со 100 С до 160 С в интервале 10 С приводит к уменьшению расщепляемого белка. Белок в сырых соевых бобах расщепляется быстрее (84,1 %), чем в экструдированных при температуре 160 С (30,4 %), то есть количество защищенного белка в соевых бобах, экструдированных при температуре 160 С, составляет 69,6 %. Переваримость аминокислот при скармливании петушкам составила в среднем 90 %.
Данная линия включает следующее оборудование: «сухой» экстру дер 1п-sta-Pro модели 2000 RC производительностью 600...900 кг/ч (температура обработки продукта 93,3... 176,6 С); горизонтальный пресс непрерывного действия модели 1500 производительностью 680...909 кг/ч. Уровень влажности бобов не более 10 %, отжим масла из сои 55...65 %.
Определение теплофизических характеристик смесей комбикормов
Создание экспандированных комбикормов с заранее спроектированным составом и сбалансированными по питательной ценности компонентами приводит к росту привесов, сокращению сроков откорма, снижению падежа животных и птицы, повышению конверсии корма [12, 21, 68, 72].
Для разработки рецептур использовано программное обеспечение ВНИИКП 5.0. В качестве исходного сырья были использованы: пшеница, ячмень, кукуруза, полножирная соя, рыбная и мясокостная мука, а также соевый шрот.
В качестве характеристик, определяющих химический состав конечного комбикорма, использованы: содержание белка, углеводов, минеральных веществ (Са, Fe, К, Mg, Na, Р) и витаминов (Ві, В2, С, Е, РР). Причем интервалы изменения содержания питательных веществ в каждой из рецептур комбикорма были пропорциональны норме потребления для соответствующей группы и вида сельскохозяйственных животных и птицы. Допустимая ошибка составляла 5 %.
Для адаптации рецептур под физиологические потребности каждой из групп были проанализированы потребности в питательных веществах соответствующих групп и видов сельскохозяйственных животных и птицы.
Для обоснования выбора исходных компонентов смеси комбикорма учитывали следующие факторы: необходимость содержание в готовом продукте большой концентрации белка; высокие показатели пищевой, энергетической и биологической ценности, обменной энергии.
Для оптимизации рецептуры исходных смесей комбикормов использовался прикладной программный комплекс «ВНИИКП» версии 5.0. Данный комплекс разработан Всероссийским научно-исследовательским институтом комбикормовой промышленности (ВНИИКП) и позволяет произвести расчет по следующим пунктам: расчет рационального состава рецепта полнорационного комбикорма, сбалансированного по химическому составу, автоматическая корректировка химического состава сырья, ограничение отношения показателей питательности, определение рыночной стоимости сырья и печатание формы оптимизированной рецептуры смеси комбикорма. Рассмотрим работу программы на примере разработки рецептурного состава комбикорма ПК-1. В окне «Показатели» задаются критерии оптимизации. Большая часть параметров в программе задана, в случае необходимости их можно дополнить (рис. 2.1).
В окно «Справочник» вносится сырье, из которого будет изготовлено пюре. В данном случае вносим пшеницу, ячмень, кукурузу, полножирную сою, соевый шрот, рыбную и мясокостную муку (рис. 2.2).
Для каждого компонента задается перечень показателей химического состава (количество влаги, углеводов, белков, витаминный состав, содержание микро- и макроэлементов и т. п.), по которым будет производиться расчет ре цепта комбикорма.
В окне «Нормативы» выбираются компоненты будущей смеси, показатели качества, по которым будет производиться расчет рецепта, а также минимальный и максимальный предел присутствия в смеси каждого из компо нентов.
Рабочее окно «Нормативы» В окне «Рецепты» производим расчет оптимального соотношения компонентов путем ввода количественного значения параметров по показателям качества.
Также при первичной оптимизации возникали противоречия между содержанием некоторых компонентов, что требовало корректировки содержания того или иного показателя в оптимизированном рецепте комбикорма.
Расчет производится до тех пор, пока не будет найдено максимальное значение биологической ценности, по которой выбирается наилучшее сочетание компонентов смеси [75, 85]. За счет варьирования минимума содержания каждого из видов сырья были получены две рецептуры комбикорма.
Обработка полученных результатов с помощью программы «ВНИИКП» версии 5.0. позволила определить рациональное содержание пшеницы, ячменя, кукурузы, полножирной сои, рыбной муки, мясокостной муки и соевого шрота в исходной смеси комбикорма ЭК-1, в следующей пропорции 40 : 28 : 8 : 9,3 : 3 : 3 : 8,7 (по массе), а рациональное содержание этих же компонентов в исходной смеси комбикорма ЭК-2 в следующей пропорции 50: 16: 12: 10:1
Разработанные смеси комбикорма ЭК-1 и ЭК-2 на основе пшеницы, ячменя, кукурузы, полножирной сои, рыбной муки, мясокостной муки и соевого шрота способствуют более полному усвоению питательных веществ организмом животных.
Численное решение системы уравнений
Содержание растворимых и легкогидролизуемых углеводов определяли по ГОСТ 26176-91, декстринов - весовым методом после осаждения этиловым спиртом. Атакуемость крахмала оценивали по количеству глюкозы, образовавшейся в результате гидролиза продукта амилазами. Глюкозу определяли колориметрическим методом по цветной реакции с фенолом. Переваримость протеина оценивали по количеству протеина в непереваримом остатке, образовавшемся в результате гидролиза образца пепсином в течение 18 часов. Содержание витаминов в рассыпном и экспандированном комбикорме определяли: А и Е - по методике, разработанной ВНИИКП; В і и В2 - по Флоренской Н.Е. Состав белка оценивали по содержанию водо- и солерастворимых фракций. Активность липазы определяли по количеству свободных жирных кислот, образовавшихся при действии фермента липазы комбикорма на растительный жир.
Учитывая, что обработка в экспандерах улучшает микробиологические показатели продукции, в исходном и обработанном комбикорме определяли: токсичность на стилонихиях по ГОСТ 13496.7-92; наличие сальмонелл, кишечной палочки, общую бактериальную обсемененность в соответствие с «Правилами бактериологического исследования кормов».
Оценку эффективности использования комбикормов, выработанных по различным технологиям, проводили в виварии ВНИИКП. Виварий оборудован двухъярусными клетками, оснащенными стандартными кормушками и желобковыми поилками. Требуемый температурный режим, особенно в первый период выращивания, обеспечивали дополнительным включением электрического калорифера СФО 25/1Т-И2 мощностью 22,5 кВт и зеркальными лампами ЗЛ-250 в каждой клетке. Для обеспечения зоотехнических норм воздухообмена виварий оборудован также приточно-вытяжной вентиляцией. В научных опытах использовали цыплят-бройлеров кросса ISA и Смена-2. При проведении опыта учитывали сохранность, живую массу поголовья, расход комбикорма. Взвешивание цыплят на начало опыта было групповое, в возрасте 14, 28, 42 - индивидуальное.
Для оценки влияния тепловой обработки комбикорма на качество животноводческой продукции проводили контрольный забой цыплят по 3 головы из каждой группы. Тушки цыплят анализировали по органолептическим показателям.
Научный опыт на курах-несушках выполнен также в виварии ВНИИКП. Использовали кур кросса Хайсекс белый в возрасте 347 дней, которые были размещены в клетках по 25 голов. Каждая клетка составляла группу. В предварительный период в течение месяца курам скармливали комбикорм рецепта ЭК-1 в виде крупки из гранул, изготовленный Воронежским экспериментальным заводом. Затем проводили научный опыт.
Продолжительность опыта составила 3 месяца, в течение которых проводился ежедневный учет яйценоскости, интенсивности яйцекладки, массы яиц, расхода корма. Содержание птицы в помещении вивария соответствовало требованиям СНиП.
Линия экспандирования «Спроут Матадор» позволяет вырабатывать те же виды продукции, что и линия «Амандус Каль»: экспандированный комбикорм в рассыпном виде, в виде гранул и виде крупки из гранул.
Исследование режимов экспандирования рассыпных комбикормов и их влияние на качество готовой продукции проводили в процессе производства комбикормов по рецептам: ЭК-1 (для кур-несушек 15-18 месяцев) и ЭК-2 (для молодняка кур 5-30 дней).
Основные технические и технологические параметры линии экспандирования комбикормов приведены в таблице 4.1, анализ данных которой показывает, что при подаче воды в кондиционер (0,5 %) температура кондиционирования и экспандирования комбикормов снижается на 5... 10 С.
Рецепт комбикорма Произ-води-тель-ность,т/ч Кондиционер Экспандер Температурапропаренногокомбикорма, С Давление пара, МПа Подачаводы,кг/ч (%) Температура продукта на выходе, С Давление запирающего конуса, МПа Удельный расход электроэнергии,кВт ч/т ЭК-2 10,0 80...82 0,05 - 105 1,2...1,3 11,48 ЭК-1 12,1 75 0,05 48 (0,4) 105 1Д 9,49 ЭК-1 12,6 70 0,05 63 (0,5) 100 1,0 9,11 Добавление воды на стадии кондиционирования привело к незначительному увеличению производительности экспандера при уменьшении удельных энергозатрат. Однако ввод воды в кондиционер должен быть ограничен в силу возможного ухудшения технологических свойств комбикормов, обусловленного излишним переувлажнением. При дальнейшем гранулировании таких комбикормов получаются гранулы с низкими прочностными свойствами.
В целом количество добавляемой воды зависит от рецепта комбикорма, его исходной влажности, количества вводимых жидких добавок (мелассы, жира и др.). В связи с этим при исследовании была проанализирована динамика влажности комбикормов на различных этапах технологического процесса с определением величины усушки или увлажнения экспандированных комбикормов. В табл. 4.2 приведены динамика влажности продуктов на различных этапах технологического процесса экспандирования.
Установлено, что наибольшее увлажнение комбикормов происходит при кондиционировании в результате обработки их паром и ввода воды. Так, имея исходную влажность 10,7...11,5 %, после кондиционирования влажность комбикормов повысилась на 2,4...4,7 % и составила 13,1... 16,1 %.
Эффективность использования комбикормов цыплятами-бройлерами
Технология получения экспандированного комбикорма в виде крупки обеспечивает получение экологически чистого корма требуемой крупности для молодняка птицы, цыплят-бройлеров, кур-несушек, рыбы, поскольку производство мелких гранул (0 2 или 3 мм) экономически неоправданно из-за малой производительности пресс-гранулятора и больших энергозатрат. Технологическая схема получения экспандированного комбикорма в виде крупки из гранул включает операции экспандирования и гранулирования рассыпных комбикормов, охлаждения и измельчения гранул с последующим контролем крупности крупки и доизмельчения сходовой фракции с просеивающей машины.
В состав линии для производства экспандированных комбикормов в рассыпном, гранулированном и в виде крупки из гранул (рис. 5.6) входят: накопительный бункер 1; шнековый питатель 2; магнитная колонка 3; кондиционер-смеситель 4; экспандер 5 с запирающим конусом 6; структуратор 7; шнековый питатель 8; пресс-гранулятор 9; охладительная колонка 10; валковый измельчитель 11.
Накопительный бункер 1 обеспечивает накопление определенного количества зерна и рассыпного комбикорма и служит в качестве расходной емкости. Шнековый питатель 2 подает рассыпной комбикорм или зерно в магнитную колонку 3, а затем - в кондиционер-смеситель 4, в который одновременно вводятся пар и вода.
Магнитная колонка 3 предназначена для извлечения и удаления пожароопасных магнитных примесей из зерна и рассыпного комбикорма.
Шнековый питатель 2 обеспечивает непрерывную, регулируемую и рав 123 номерную подачу рассыпного комбикорма в кондиционер-смеситель 4 непрерывного действия для кондиционирования паром.
Кондиционер-смеситель 4 предназначен для гидротермической обработки рассыпного комбикорма перед экпандированием и устанавливается в линии после магнитной колонки 3 перед экспандером 5. Корпус кондиционера-смесителя 4 - цилиндрический с патрубками загрузки и выгрузки и односторонним очистным люком по всей длине. Внутри цилиндрического корпуса кондиционера-смесителя 4 установлен в подшипниковых опорах лопастной вал с лопастями с регулируемым углом наклона. Кондиционер-смеситель 4 оборудован паропроводом и трубопроводами для подачи воды и жира. Пар в кондиционер-смеситель 4 подводится с помощью коллектора с патрубками, оснащенными регулирующими паровыми клапанами. Регулирование подачи пара осуществляется в зависимости от температуры пропаренной смеси, выходящей из кондиционера-смесителя 4. Вода вводится в кондиционер-смеситель 4 через форсунки и орошает зерновую массу. Регулирование подачи воды осуществляется по необходимости в зависимости от влажности зерна и комбикорма.
Из кондиционера-смесителя 4 увлажненный и нагретый продукт подается в экспандер 5 с запирающимся конусом 6. Шнек экспандера состоит из четырех секций, из которых третья и четвертая находятся в зоне повышенного давления. Шнек экспандера под высоким давлением выдавливает продукт через кольцевой зазор (сопло). Сопло на выходе продукта разделено на восемь секций, которые работают от трех гидравлических цилиндров.
Принцип действия экспандера аналогичен экструдеру, но выпрессовы-вание продукта производится не сквозь отверстия матрицы, а в кольцевой зазор, регулируемый с помощью гидравлической системы. В кожух экспандера может подаваться пар, что дополнительно обеспечивает прогрев продукта. Благодаря таким изменениям удельный расход электроэнергии на экспанди-рование снижается по сравнению с экструдированием не превышает 15 кВтч/т.
Процесс экспандирования представляет собой кратковременную влаго-тепловую обработку рассыпного комбикорма, повышающую его питательную ценность за счет частичного гидролиза крахмала, обеспечения сохранности природных и введенных витаминов и улучшающую санитарное состояние. Преимуществом экспандированных комбикормов является товарный вид в виде мелкой и средней крупки, который позволяет сократить потери продукта при транспортировании и кормлении. Достигаемая в процессе экспандирования стерилизация комбикорма особенно важна в условиях нестабильного санитарного качества поступающего на заводы сырья.
Далее экспандированный продукт направляется в структуратор 7, предназначенный для грубого измельчения горячего продукта перед подачей на пресс-гранулятор 9.
Затем измельченный продукт шнековым питателем 8 подается в пресс-гранулятор 9. После пресса-гранулятора 9 гранулы направляются в охладительную колонку 10, которая обеспечивает эффективное охлаждение горячих гранул при помощи вентилятора, который входит в состав охладительной колонки 10. Охладительная колонка 10 включает в себя рабочую камеру, питающее устройство, зону загрузки и выгрузки. Выходная температура гранул должна достигать уровня не более 10... 15 С выше окружающей среды. Толщина слоя продукта и продолжительность охлаждения регулируется с помощью задвижки и углом наклона сит. Отработанный охлаждающий воздух, выходящий из охладительной колонки 10, подается в батарею циклонов для очистки от частиц продукта и пыли. Охлажденные гранулы подаются в валковый измельчитель И, из которого дозатором загружаются в мешки, находящиеся на ленточном транспортере.
