Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса процесса производства комбикормов для объектов аквакультуры 9
1.1 Обзор и анализ свойств комбикормов для объектов аквакультуры 9
1.2 Обзор конструкции машин для гранулирования комбикормов 19
1.3 Обзор теоретических исследований, выполненных в области экструдирования 32
1.4 Цель и задачи исследования 37
2. Теоретические исследования процесса экструдирования комбикормов 39
2.1 Теория движения и прессования комбикормовой смеси, как тиксотропной неньютоновской среды 39
2.2 Определение производительности двухшнекового экструдера 46
2.3 Определение формы отверстия матрицы по ее длине 49
2.4 Определение мощности двухшнекового экструдера, необходимой для его работы 58
Вывод по главе 60
3. Экспериментальные исследования 61
3.1 Исследование реологических характеристик комбикормовой смеси с использованием протеиновых зеленых концентратов 61
3.2 Определение кинетики деформации комбикормовой смеси 65
3.3 Исследование процесса гранулирования через отверстия различной формы 70
3.4 Исследования технологического процесса экструдера 73
3.4.1 Зависимость производительности и энергоемкости от геометрических и
кинематических параметров шнека 93
3.4.2 Сравнение теоретических и экспериментальных данных
производительности и энергоемкости двухшнекового экструдера с экспериментальной матрицей 98
3.5 Оценка качества гранул 103
Вывод по главе 110
4 Практическая реализация результатов исследования 111
4.1 Методика инженерного расчета двухшнекового экструдера 111
4.2 Разработка модельной конструкции двухшнекового экструдера 115
4.3 Методика расчета рецепта комбикормов с использованием программы для ПК 118
4.4 Расчет годового экономического эффекта для модернизированного двухшнекового экструдера и использования комбикормовой смеси с протеиновыми зелеными концентратами 124
Вывод по главе 129
Общие выводы и результаты 130
Список использованной литературы 132
- Обзор теоретических исследований, выполненных в области экструдирования
- Определение формы отверстия матрицы по ее длине
- Исследование процесса гранулирования через отверстия различной формы
- Методика расчета рецепта комбикормов с использованием программы для ПК
Введение к работе
Актуальность исследования
В 2014 году объем производства рыбы в РФ оказалось равным производству говядины. По затратам производство рыбы гораздо выгоднее. Для того чтобы вырастить 1 тонну рыбы требуется 177 тыс. рублей, а говядины 190 тыс. рублей. Кроме того, мясо рыбы по ряду показателей лучше говядины. Производство рыбы осуществляется по двум технологиям: выращивание в естественных водоемах и искусственных водных сооружениях.
Выращивание товарной рыбы осуществляется, как в крупных хозяйствах, так и в небольших и средних фермерских хозяйствах (в 2014 году в этих хозяйствах было выращено около 50 % всей рыбной продукции).
Для поддержания и развития рыбоводства и рыболовства в 2013 году был принят Федеральный закон РФ от 2 июля 2013 года № 148-ФЗ, об аквакультуре (рыболовстве).
При любой технологии главным фактором, определяющим качество и количество рыбной продукции, является кормление рыб гранулированным комбикормом. Этот способ является универсальным, так как позволяет осуществлять сбалансированное и лечебное кормление.
Однако, процесс производства гранул для рыб, особенно в фермерских
хозяйствах, сдерживается отсутствием грануляторов небольшой
производительности с высокими технико-экономическими показателями.
Поэтому научное обеспечение и разработка такой машины является актуальной. Анализ технологий и оборудования для гранулирования показал, что машиной, удовлетворяющей перечисленным требованиям, является шнековый экструдер.
Данная работа выполнена в рамках комплексной программы по развитию биотехнологий в Российской Федерации на период до 2020 года от 24.04.12 № 1853п - П8-ДГТУ.
Степень разработанности темы. Значительный вклад в исследование вопроса экструдирования и прессования кормов внесли зарубежные и отечественные ученые Г. Шенкель, Т. Торнер, З. Тадмор, О. В. Абрамов, Х. Геррман, И.Э. Груздев, В.Ф. Некрашевич, В.И. Особов, А. Н. Остриков, А.С. Рудометкин и другие.
Анализ изученных работ показал, что с точки зрения реологии, процесс производства комбикормов в экструдере практически не изучен, основные работы выполнены в области экструдирования пластмасс. Результат анализа показал, что все экструдеры для пластмасс работают с высокой температурой (от 120 0С и до 200 0С), необходимой для перевода пластмассовой крошки в расплавленное состояние и создания условий для ее течения. Такие температуры не приемлемы для производства комбикормов.
Целью работы: исследование технологического процесса и определение
рациональных параметров шнекового экструдера для производства
комбикормов.
Задачами исследования являются:
Разработка теории, описывающей движение и прессование комбикормовой смеси, как тиксотропной неньютоновской среды.
Разработка теории определения формы отверстия матрицы по ее длине для равномерной производительности.
Определение рациональных параметров экструдера.
Разработка инженерной методики расчета двухшнекового экструдера.
Разработка макетного образца двухшнекового экструдера.
- Разработка вычислительной программы по расчету рецептов комбикормов.
Объект исследования: шнековый экструдер.
Предмет исследования: технологический процесс шнекового экструдера.
Рабочая гипотеза: принимается, что при влажности 25-30 % комбикормовая смесь представляет из себя тиксотропную среду, у которой вязкость при увеличении скорости деформации уменьшается.
Научная новизна заключается: в разработке теории работы шнекового экструдера для производства комбикормов на основе реологических характеристик смеси; в разработке теории построения профиля отверстии матрицы по ее длине для равномерной производительности.
Практическая значимость заключается:
В разработке инженерной методике расчетов параметров экструдера.
В разработке макетного образца экструдера и документации в формате 3D для его производства.
В разработке нового формующего рабочего органа, а именно, матрицы с отверстиями постоянной пропускной способности (патент на полезную модель от 23.04.2013 № 135484 «Матрица экструдера»).
В разработке рецепта комбикормовой смеси для производства гранул с использованием белкового концентрата, полученного из зеленых растений (подана заявка на патент изобретение «Комбикорм для рыб» № 2015123532 от 18.06.2015). Этим также решается частично и вопрос импортозамещения дорогостоящих компонентов (мясокостной и рыбной муки).
В разработке программы для расчета рецептов комбикормов с ПЗК на основе заданной питательной ценности и содержания сырого протеина.
Достоверность научных положений: подтверждена результатами экспериментальных исследований, проведённых с использованием современной измерительной аппаратуры, обеспечивающей требуемую точность измерений, обработкой экспериментальных данных с использованием компьютерных программ, адекватностью полученных теоретических выражений. На конструкцию получен патент на полезную модель от 23.04.2013 № 135484 «Матрица экструдера» и подана заявка на изобретение «Комбикорм для рыб» № 2015123532 от 18.06.2015.
На защиту выносятся результаты представленные в разделах научная новизна и практическая значимость.
Апробация: Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научных конференциях: профессорско-преподавательского состава ДГТУ, г. Ростов-на-Дону (2009-2015гг.); СКНИИМЭСХ, г. Зерноград (2010-2015
5 гг.); международной научно-практической конференцией «Состояния и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения» ВЦ «ВертолЭкспо», г Ростов-на-Дону (2009-2015 гг.); международной научно-методической конференцией «Инновационные технологии в науке и образовании», п. Дивноморское (2014 - 2015 гг.). Результаты работы отмечены: дипломом победителя конкурса научных проектов Программы по поддержке высшего образования компании «PepsiCo», г. Москва, 2012 г; дипломами в рамках 16-18-й международных агропромышленных выставках «Интерагромаш», г. Ростов-на-Дону, (2013-2015гг): «За разработку рецептуры комбикормов для рыб на основе замены дорогостоящих компонентов на протеиновые концентраты из зелёных растений»; «За разработку экструдера и рецептуры для получения комбикормов на основе протеиновых зеленых концентратов»; дипломом первой степени и золотой медалью «За разработку двухшнекового экструдера комбикормов для рыб».
Структура и объем работы: диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка использованных источников и приложений. Работа изложена на 143 странице, содержит 86 рисунков, 24 таблицы и 43 страницы приложений. Список использованных источников включает 119 наименования, в том числе 5 - иностранных.
Публикация результатов: по теме диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 4 в ведущих периодических изданиях, рекомендованных ВАК, а также патент на полезную модель.
Обзор теоретических исследований, выполненных в области экструдирования
Прессы для гранулирования можно подразделить на пять основных типов, отличающихся конструктивными особенностями [1,13,18,41,42,47,48,81].
К первому типу (рисунок 1.15, а) относят прессы, формирующие гранулы в ячейках двух вращающихся навстречу друг другу валков, имеющих ячейки на поверхности. В этих ячейках исходный продукт обжимается, а затем выпадает из формирующих валков. Такой пресс не обеспечивает высокой прочности и плотности гранул, имеет низкую производительность, потребляет много электроэнергии [16].
Ко второму типу (рисунок 1.15, б) относят шестеренчатые грануляторы. Продукт, поступающий на шестерни, выдавливается через отверстия у основания зубьев. Неподвижный нож срезает гранулы. На прессах этой конструкции вырабатывают в основном гранулы 10 - 14 мм [16,110].
К третьему типу (рисунок 1.15, в) относят прессы, имеющие неподвижные матрицы с различными диаметрами отверстий, через которые шнек продавливает продукт. Полученные гранулы срезают ножом. Такие прессы используют в основном для выработки комбикормов- влажного прессования. Они имеют низкую производительность и требуют применения специальных сушилок для гранул [16,44].
К четвертому типу (рисунок 1.15, г) относят прессы, имеющие горизонтальные плоские матрицы и неподвижные ножи. Гранулы выдавливаются под действием роликов, вращающихся от соприкосновения с матрицей. На таких прессах наблюдается неравномерный износ матриц и роликов вследствие различия их окружных скоростей. Центробежные силы относят продукт к периметру матрицы, что нарушает равномерность нагрузки на ее рабочую поверхность [41,42]. Прессы пятого типа (рисунок 1.15, д) наиболее распространены. Они имеют вращающуюся горизонтальную или вертикальную кольцевую матрицу с радиальными отверстиями. Продукт поступает в камеру прессования, где подается скребком в пространство между матрицей и прессующими роликами. Последние выпрессовывают продукт через отверстия матрицы, где он срезается неподвижным ножом, образуя гранулы. Такие прессы имеют высокую производительность и относительно небольшой расход электроэнергии. Выпускает их как отечественная, так и зарубежная промышленность [34,47]. горизонтальными плоскими матрицами; д - с горизонтальной или вертикальной кольцевой матрицей с радиальными отверстиями. Исходя из того, что гранулы для перечисленных выше видов рыб должны быть тонущими и иметь плотность не менее 1400 г/дм3, наиболее подходящими для таких комбикормов будут шнековые грануляторы (тип 3 рисунок 1.15, в). На рисунках 1.16-1.18 представлены самые распространенные пресс-экструдеры [32,99,42].
На экструдерах разных конструкций производят сухие зерновые завтраки (снеки), макаронные изделия, продукты детского и диетического питания, кондитерские изделия, комбикорма для животных, птиц и рыб.
Классификация экструдирующих машин применительно к комбикормовому производству дается по типу рабочего органа, по физическим признакам, по конструктивному исполнению, по частоте вращения шнека, по рабочему давлению и по длине шнека (рисунок 1.20) [1,13,14,39,41,53,103,111,115-117].
Основными элементами в шнековом пресс-грануляторе (экструдере) является матрица, шнек и рабочая камера, где происходит прессование. Классификация основных рабочих органов представлена на рисунке 1.21 [82,85,111,113]. Рисунок 1.21 - Классификация основных рабочих органов
Матрица представляет собой плоский металлический диск с отверстиями, через которые продавливается прессуемая масса. Форма отверстия матрицы определяет вид изделия. При продавливании через отверстия матрицы масса принимает определенную форму. Течение массы в отверстиях матрицы подобно течению очень вязкой жидкости. Основные требования к матрицам [41,82,113]:
Обеспечение спрессовывания смеси; давление, создаваемое шнеком, зависит от гидравлического сопротивления в отверстиях фильеры. Сопротивление определяется составом смеси, формой и размером отверстий.
Рабочая камера представляет собой зону, где происходит перемешивание, перемещение и прессование смеси комбикорма, далее смесь формируется в гранулы посредствам фильеры. В камере создается необходимое давление для прессования смеси [1,103].
Современные конструкции экструдеров предусматривают совмещение ряда процессов (смешивание, тепловая обработка, сжимание, транспортировка и формование в отверстиях матрицы) в одном устройстве с целью осуществления полного технологического цикла по обработке сырья вплоть до термически обработанного изделия [1]. Таблица 1.4 - Основные сравнительные показатели производимых на сегодняшний день экструдеров
Определение формы отверстия матрицы по ее длине
Рядом учёных было установлено, что при процессе продавливания продукта, а также увеличения качества гранул, необходимо иметь постоянную скорость потока в фильере по всей длине отверстия [17,60]. Как показал анализ работ по гранулированию, при использовании цилиндрического, конического и др. форм отверстий этого достичь не возможно. Однако похожие задачи решались при истечении сыпучих тел из бункеров [31] и было определено, что форма отверстия с постоянной скоростью потока (рисунок 2.5) соответствует уравнению кривой [87]:
Так как комбикорм относится к неньютоновским псевдопластичным жидкостям, для описания течения комбикормов в процессе экструзии используется уравнение степенного закона Освальда-де-Виля. Соответственно, величина вязкости, с учетом реологических свойств комбикорма будет иметь вид [1,53,102,116]: ЧИ-1
Определение скорости перемещения частиц продавливаемого материала через отверстие Процесс уплотнения комбикормов, предшествующий началу экструзии, исследован рядом авторов [3,4,8,43,107].
Предполагаем, что давление р\ соответствующее началу экструзии, известно, плотность материала р и закон изменения вязкости известны. Если принять, что процесс экструзии является термический и установившимся, для решения задачи можно использовать уравнения Новье-Стокса, которые в силу принятых допущений представляется в виде [29,41,111,117]: где v - скорость частиц материала вдоль оси 0Z, м/с; р - функция давления в движущемся вдоль этой оси материала, Па. Из уравнения (2.59) следует, что v = v(x, y), а из (2.58) - что р = р(x). Система равенств (2.58) - (2.60) сводится к одному уравнению:
Левая часть уравнения (2.61) представляет собой функцию только от х и у, правая - только от z. Следовательно, левая и правая части уравнения (2.61) есть по отдельности величины постоянные. Обозначим: где p p p 2 - давление среды, в которую происходит экструзия, Па. Сведем уравнение (2.61) к линейному уравнению в частных производных второго порядка в плоскости OXY:
Схема отверстия с постоянной пропускной способности с переменным радиусом Граничным условием к уравнению (2.63) будет равенство нулю скорости частиц материала на стенках отверстия: v\c=0, 0 z /, (2.64) где С - уравнение контура нормального к оси OZ сечения, который является направляющей цилиндрической поверхности, ограничивающей отверстие. Рассмотрим частный случай контура С. Пусть контур С представляет собой окружность (где ее параметры изменяются вдоль оси у).
Следовательно, скорость перемещения частиц продавливаемого через данное отверстие материала вычисляется по формуле: y = E.(R2-f-r2) (2.70) Дальше определим секундную массовую пропускную способность через отверстия матрицы.
Учитывая, что диаметр матрицы нам известен, рассчитаем рациональное количество отверстий в матрице. Площадь окружности вычисляется по формуле [106]: S =n-R\ (2.71) отв Обозначим расстояние между двумя фильерами і. Введем в рассмотрение используемую площадь матрицы и обозначим через і. Используемая площадь матрицы вычисляется исходя из «отступа от края» (рисунок 2.7). Следовательно: К = (2.72) 7T-(R + —) где м - количество отверстий в матрице; Sj- используемая площадь матрицы, м2; R - входной радиус отверстия, м; S1 - расстояние между двумя отверстиями, м. Рисунок 2.7 - Схема матрицы двухшнекового экструдера Расчет производительности через одно отверстие в матрице Производительность через одно отверстие матрицы найдем по формуле [58]: Qотв=v-Sотв, (2.73) Подставляем (2.70) и (2.71) в (2.73) и получим объёмную производительность через одну фильеру: Qо Ар TJ-1 (R2 -Г -r2)-7i-R2 (2.74) Объемная производительность матрицы экструдера Объёмная производительность через матрицу определяется по формуле [58]: Q =К -Q , z- м м опів Подставляем (2.72) и (2.74) в (2.75) и получим [87, 90]: (2.75) где Qм А0 (R2-l2-r2)-7i-R2, x-(R + ) Л-1 2 Q - производительность матрицы экструдера, кг/ч; S1 - используемая площадь матрицы, м2; (2.76) R - входной радиус отверстия, м; S1 - расстояние между двумя отверстиями, м; Ар0 - разность давлений на входе и на выходе из отверстия, Па; г/ - вязкость, Па-с; / - длина отверстия матрицы, м г - выходной радиус отверстия, м. 2.4 Определение мощности двухшнекового экструдера, необходимой для его работы Расчет мощности двухшнекового экструдера является наиболее ответственным, так как он связан с рациональным выбором привода, экономичным расходом энергии и необходимыми силовыми расчетами. Уравнения для определения мощности можно получить исходя из следующей формулы [64,99,106,111]: кр (2.77) где N - мощность, затрачиваемая на прессование в двухшнековом экструдере, кВт; Мкр - крутящий момент, Нм; - угловая скорость, с-1. Крутящий момент каждого витка шнека экструзии определяется, исходя из условия равномерного распределения давления по всему сечению. В этом случае на каждую элементарную площадку винтовой поверхности шнека действуют сила осевого сопротивления. Для определения сопротивления движению вязких материалов по винтовым каналам шнека к каждому элементарному кольцу винтовой поверхности витка шнека необходимо приложить элементарный момент усилия: dM = 2-7i-pg(p-\f/2 -(іц/=р-і-ц/-(іц/, (2.78) где dM - элементарный момент усилия;
Исследование процесса гранулирования через отверстия различной формы
Сначала эти опыты проводились на матрице с цилиндрическими отверстиями. Для определения зависимости производительности Q и энергоемкости N, использовали метод подобия и размерности [29,92,97].
Этот метод позволяет правильно определить рациональные параметры целой серии подобных машин на основании исследования и испытания одной машины (модели). Для этого необходимо определить критерии и масштабы моделирования.
Масштабы моделирования исследуемого двухшнековых экструдеров были определены на основе результатов исследования шнековых экструдеров для пластмасс [97]. Соответствующие соотношения и значения параметров, масштабов и функции отклика представлены в таблице 3.14-3.16. Принимая условие полного геометрического и кинематического подобия базового и модельного образцов. Наиболее подходит критерий Фруда при равнозначном геометрическом и кинематическом подобии.
Сопоставление экспериментальных и расчетных значений мощности привода экструдера по масштабам моделирования Диаметр шнека, мм Геометрический масштаб моделиС D0 l = Мощность, кВт По данным эксперимента, N0 СогласномасштабаммоделированияN0=Nm-Cj ИсходныйD0 МоделиDm 60 45 0,66 2 0,87
Масштабы моделирования По критерию Коши с поправками приЕо = Ет;р0 = рт ; fl0 = jum и числе оборотов шнека, червяка,дисков По критерию труда Фрудапри g() = gm ;Ро = Рт В случае полногогеометрического подобияшнековых машин В случае неполногогеометрического подобиячервячных прессов привысоте витков червяка к=к К = КСТ П0 = ПтС1 П0=Пт «о=« Г--0,5п0 =птС[ Диаметр шнековСг= ОД;1 Сl Сl Сl Сl Сl
Высота витков червяка Ch = h0hml Сl Сl 1 С5 Сl Число оборотов С„ =С;1 с;1 1 1 cf Cf Скорости cv = Cfi;1 і Сl Сl С5 С5 Сил CF = FnF_1 От Сl2 Сl2 Сl2 с;-5 Сl3 Давления Ср = СрС; S і 1 Сl і Сl Мощности CN = CpCv Сl2 Сl3 Сl3 Сl2 с,3-5 Производительности CQ = CsCtC;x Сl2 Сl3 Сl2 Сl2 с,2-5 Удельного расхода мощности привода CN = CNCgQ і 1 Сl і Сl Таблица 3.16 - Сопоставление экспериментальных и расчетных значений производительности шнекового экструдера, определенные по масштабам моделирования
Согласно проведенным испытаниям на экспериментальной установке с двухшнековым экструдером при использовании диаметра шнеков 60 мм, можно смоделировать следующие диаметры шнеков 45 и 90 мм в соответствии с таблицей 3.10 и получить значения производительности (рисунок 3.30) и удельной энергоемкости (рисунок 3.31).экспериментальные значения; теоретические значения Зависимость производительности шнекового экструдера от диаметра шнека по опытным и расчетным данным, полученные методами моделирования при различных скоростях вращения шнеков. Геометрический размер маркера соответствует погрешности измерений (=5%) - экспериментальные значения; " " - теоретические значения:
Зависимость потребляемой мощности шнекового экструдера от числа оборотов шнека: шнек диаметром 45 мм (кривая 1), 60 мм (кривая 2) и 90 мм (кривая 3) по опытным и расчетным данным, полученным методом моделирования от скорости шнеков. Геометрический размер маркера соответствует погрешности измерений (=5%) 3.4.2 Сравнение теоретических и экспериментальных данных производительности и энергоемкости двухшнекового экструдера с экспериментальной матрицей
Первой функцией отклика была производительность, которую определяли следующим образом: за определенные промежутки времени были взяты образцы готового продукта, которые взвешивали на технических весах, находили производительность как массу образца за одну секунду экструдирования по формуле [88,92]:
Варьируемыми параметрами являлись: диаметр отверстий d, число оборотов шнеков п и влажностью. Для проведения этих экспериментов в «Южном центре модернизации машиностроения» при ДГТУ были изготовлены пять матриц с отверстиями диаметром: 2; 3,6; 5; 8,4 и 10 мм (акт ЮЦММ от 16.01.2015) и запатентованной формой сечения по ширине матрицы (патент «Матрица экструдера» № 135484 от 23.04.2013) .
Фотографии этих матриц приведены на рисунке 3.32. Обработка результатов проводилась по стандартным методикам планирования эксперимента и регрессионного анализа. Все необходимые этапы и процедуры, в том числе на проверки уравнений регрессии приведены в приложении Б. В конечном итоге регрессионное уравнение для производительности QN экструдера с матрицей экспериментальной формы отверстия выглядит следующим образом:
Методика расчета рецепта комбикормов с использованием программы для ПК
По результатам проведённой работы сконструирован двухшнековый экструдер с матрицей постоянной пропускной способностью, который имеет рациональные конструктивно-кинематические параметры с точки зрения производительности и удельной энергоёмкости.
Двухшнековый экструдер является машиной непрерывного действия. При этом необходимо обеспечить универсальность машины, так как при небольшой переналадке в производстве можно производить комбикорма, отличающиеся как по составу, так и по крупности частиц.
Для рассматриваемой машины в качестве источника механической энергии был выбран электродвигатель. Для передачи крутящего момента от электродвигателя на редуктор используем цепную передачу, а на шнек смесителя ременную передачу. Выбор типа привода основан на критериях эффективности и безопасности.
Трёхмерная модель экспериментального двухшнекового экструдера и фотография экспериментального двухшнекового экструдера представлены на рисунке 4.2 (а) и рисунке 4.2 (б).
Установка состоит из приемного устройства (рисунок 4.3, а), двухшнекового экструдера, матрицы и приводной станции, смонтированных на общей сварной раме (рисунок 4.3, б). Рама устанавливается на фундаменте и крепится к нему анкерными болтами.
Приемное устройство пресса (рисунок 4.3, в) состоит из приемного конуса, который позволяет удобно доставлять материал к рабочему органу машины и рассекателя который равномерно распределяет материал между двумя шнеками (рисунок 4.3, г).
Созданы 3-D модели формующих рабочих органов (матриц) (рисунок 4.3, е) (с выходным диаметром матрицы: 2; 3,6; 6; 8,4 и 10 мм).
Новизной данного экструдера является рабочий орган - матрица с формой отверстий постоянной пропускной способностью [69]. Данная форма позволяет дополнительно спрессовывать и уплотнять гранулированный продукт, для достижения лучшего качества гранул. Матрица служит основным рабочим органом двухшнекового экструдера.
Производственные испытания двухшнекового экструдера проводились на рыбных хозяйствах ООО «Рыболовецкая артель им. Чкалова» (х. Дугино, Азовский район, Ростовская область) и OOO «СИМЕОН АкваБиоТехнологии» (г. Ростов-на-Дону). В приложении (Приложение А) представлены акты проведенных производственных испытаний на предприятиях.
Пищевые потребности рыбы в корме и питательных веществах в период её выращивания неодинаковые зависят от многих факторов: возраста, температуры воды, содержание в воде растворенного кислорода, химического состава воды и многих других факторов, связанных с воздействием окружающей среды на организм рыбы [36,38].
Потребность в питательных веществах корма для выращивания рыбы рассматривается каждая в отдельности для протеина, аминокислот, жира, углеводов, энергии, минеральных элементов, витаминов, по видам рыб и возрасту их, а также в сочетании с естественной пищей [38].
Рыба синтезирует белки тел из аминокислот кормов. В протеин входит 24 аминокислоты, которые в свою очередь подразделяют на незаменимые, заменимые и частично заменимые. Основную роль в обменных процессах пищеварения корма играют роль незаменимые аминокислоты, синтез которых в организме не происходит, и они должны доставляется с кормом. К числу десяти незаменимых аминокислот для рыб относятся: треонин, валин, метионин, изолейцин, фенилаланин, лизин, триптофан, гистидин, аргинин [36,98]. Недостаток или отсутствие одной из аминокислот ведет к нарушению обменных процессов, а это вызывает замедление роста рыбы, повышение затраты корм на прирост массы выращиваемой рыбы, увеличивается предрасположенность к заболеваниям. Одними из ключевых источников белка комбикормов для рыб, являются рыбная, мясокостная мука, соевый шрот.
Белок рыбной муки имеет полный набор незаменимых аминокислот; в нем много лизина, метионина, триптофана и валина. В жирах рыбной муки преобладают ненасыщенные жирные кислоты, обеспечивающие организм энергией и необходимыми элементами питания. Мясокостная мука - богатый источник животного белка. В ней также содержится много незаменимых аминокислот, особенно аргинина и гистидина. Наибольшей пищевой ценностью среди растительных компонентов отличается соевый шрот. По аминокислотному составу, соевый шрот близок к рыбной муке [38,72, 98].
Однако, многие дефицитные белковые компоненты - побочные продукты пищевой переработки - целенаправленно для животноводства в России не выпускают. Например, производимой единичными мясокомбинатами мясокостной муки недостаточно для нужд животноводства, а ее качество не соответствует требованиям к кормам. Что касается соевых компонентов, то производство данного вида сырья в нашей стране ограничено климатическими и географическими факторами.
Таким образом, складывается ситуация, что российская комбикормовая промышленность зависит от импорта основного источника белка комбикормов. Стоимость комбикормов, произведённых в России, имеет прямую зависимость от цены на импортное белковое сырьё, поскольку содержание таких компонентов в рыбных кормах доходит до 45-50 %. Так, например, подорожание с начала 2008 г. по март 2009 г. соевого шрота в 2,2 раза, а рыбной муки - в 1,25 [36,72], привело к подорожанию комбикорма для осетровых рыб по этим показателям в 1,4 раза. В таблице 4.3 приведен типовой расчет комбикорма [38,72]. Таблица 4.3. - Типовой расчет комбикорма