Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Состояние механизации приготовления заменителей цельного молока. цель и задачи исследований 8
1.1 Роль и значение сои как кормового продукта 8
1.2 Характеристика вторичного молочного сырья, заменителей цельного молока и эффективность их использования на корм молодняку с.х. животных 17
1.3 Способы и технологии производства сухих заменителей цельного молока с использованием соевого белка и их анализ 28
1.4 Обзор проведенных исследований по изучению процессов измельчения и смешивания кормовых компонентов 40
1.4.1 Обзор научных исследований по изучению процесса измельчения сырья и материалов 40
1.4.2 Обзор научных исследований по изучению процесса смешивания компонентов 48
1.5 Постановка цели и задач исследования 53
ГЛАВА 2 Теоретические исследования по обоснованию параметров рабочего процесса и технологической линии приготовления сухого заменителя молочных кормов 56
2.1 Классификация и структурный анализ основных операций приготовления заменителей молочных кормов на основе соево-пшеничной муки 56
2.2 Теоретические предпосылки и подходы к обоснованию параметров процесса получения соево-пшеничной муки повышенной растворимости с помощью вихревой мельницы 59
2.3 Теоретические исследования по обоснованию параметров процесса смешивания сухих компонентов СЗМК 70
Выводы по главе 2 75
ГЛАВА З Программа и методика экспериментальных исследований 76
3.1 Программа и объекты исследования 76
3.2 Оборудование и материалы для проведения экспериментальных исследований 76
3.3 Методика проведения эксперимента 79
3.4 Методика планирования многофакторного эксперимента по оптимизации конструктивно-режимных и технологических параметров измельчителя и смесителя 82
ГЛАВА 4 Результаты исследований и их анализ 88
4.1 Обоснование оптимальных параметров процесса получения соево-пшеничной муки повышенной растворимости 88
4.2 Обоснование оптимальных параметров процесса смешивания компонентов при приготовлении сухого заменителя молочных кормов 99
Выводы по главе 4 111
ГЛАВА 5 Производственная проверка результатов исследований, их технико-экономическая оценка и методика расчета линии по производству сухого заменителя молочных кормов 112
5.1 Производственная проверка результатов исследований 112
5.2 Технико-экономическая оценка результатов исследований 124
5.3 Методика расчета параметров линии приготовления сухого заменителя молочных кормов 127
Выводы 130
Список использованной литературы 132
- Характеристика вторичного молочного сырья, заменителей цельного молока и эффективность их использования на корм молодняку с.х. животных
- Классификация и структурный анализ основных операций приготовления заменителей молочных кормов на основе соево-пшеничной муки
- Методика планирования многофакторного эксперимента по оптимизации конструктивно-режимных и технологических параметров измельчителя и смесителя
- Производственная проверка результатов исследований
Введение к работе
Актуальность темы. В кормовом балансе многих хозяйств Амурской области и других регионов страны можно широко использовать как источник белка соевое зерно и отходы его переработки. В соевом зерне содержится до 40% протеина, 20% жира, незаменимые аминокислоты, минеральные вещества и витамины. По содержанию, биологической ценности и выходу протеина в единицы площади посева с соей не может сравниться ни одна зернобобовая культура. В то же время в семенах сои находятся вещества, снижающие усваиваемость кормовых продуктов и которые разрушаются при соответствующей тепловой обработке. Поэтому скармливание соевого зерна без предварительной обработки неэффективно всем видам сельскохозяйственных животных и птицы.
Однако после термической обработки соевое зерно является ценнейшим кормом для животных и, особенно, для молодняка. Из него можно готовить разнообразные корма, в частности, так называемое соевое молоко, которое рекомендовано учеными-зоотехниками и практиками для массового применения на животноводческих фермах.
В то же время на сегодняшний день не существует эффективных технологических схем и технических средств приготовления заменителей цельного молока на основе соевого белка. Связано это, прежде всего с тем, что использованию соевого зерна на корм скоту и переработке его в соответствующие кормовые продукты не уделялось должного внимания.
Анализ существующих способов и технических средств, предназначенных для подготовки семян сои к скармливанию молодняку сельскохозяйственных животных, показал, что наиболее эффективным способом их обработки является приготовление сухого соевого заменителя молочных кормов (СЗМК) на основе соевой муки повышенной растворимости, с включением в него соответствующих компонентов рациона. В связи с изложенным, исследования, направленные на получение высококачественного СЗМК, являются актуальными.
Степень разработанности темы. Проблеме приготовления заменителей цельного молока с использованием соевого компонента посвящены работы Гор-дезиани В.С., Доценко С.М., Самуйло В.В., Иванова С.А., Катаева А.С., Подобед Л.И., Краснощековой Т.А. и других ученых. Однако до настоящего времени не
было получено данных, позволяющих проектировать технологические линии по производству СЗМК на основе соево-пшеничной муки.
Цель исследования - повышение эффективности приготовления сухого заменителя молочных кормов на основе соево-пшеничной муки, путем обоснования и оптимизации параметров процессов совмещенного измельчения семян сои и пшеницы, а также смешивания соево-пшеничной муки с другими рецептурными компонентами.
Задачи исследования:
разработать теоретические аспекты по обоснованию процессов приготовления сухого заменителя молочных кормов на основе соево-пшеничной муки повышенной растворимости;
посредством физического и математического моделирования процессов измельчения соево-пшеничной композиции, а также смешивания полученной соево-пшеничной муки с другими компонентами рецептуры заданного состава и свойств обосновать оптимальные значения параметров указанных процессов;
провести производственную проверку и дать экономическую оценку полученным результатам исследований;
разработать методику расчета параметров технологической линии и технических средств по производству сухого заменителя молочных кормов молодняку с.х. животных и рекомендации по использованию данной линии.
Объект исследования - технологический процесс приготовления сухого заменителя молочных кормов для молодняка сельскохозяйственных животных.
Предмет исследования - закономерности процесса приготовления сухого заменителя молочных кормов на основе соево-пшеничной муки.
Научную новизну исследования представляют:
- аналитические зависимости по определению производительности и
мощности, затрачиваемой на привод вихревой мельницы, а также выражения по
обоснованию параметров смесителя периодического действия с пространствен
ным движением барабана;
математические модели процесса получения соево-пшеничной муки с помощью вихревой мельницы;
математические модели процесса смешивания соево-пшеничной муки с другими компонентами получаемого СЗМК с помощью смесителя с пространственным движением барабана;
обоснованные с помощью данных моделей рациональные технологические и конструктивно-режимные параметры технологической линии и технических средств приготовления СЗМК.
Теоретическая и практическая значимость работы. Обоснованы технологический процесс и параметры технических средств приготовления СЗМК для молодняка сельскохозяйственных животных. Разработана методика расчета технологической линии и технических средств приготовления СЗМК. Результаты исследований могут быть использованы проектными организациями, КБ и НИИ при проектировании внутрихозяйственных и межхозяйственных предприятий по производству данного вида кормового продукта, расчетах мельниц вихревого типа и смесителей с пространственным движением барабана, а также в учебном процессе при подготовке инженеров сельскохозяйственного профиля и специалистов АПК.
Методы исследования. Общим методологическим подходом к проведению исследований являлся системный подход который позволил изучить разрабатываемый технологический процесс во взаимной связи качественных, технологических, технических и экономических показателей с конкретными параметрами исходного сырья и готового продукта, а также с параметрами технологической линии приготовления сухого заменителя молочных кормов.
В аналитических исследованиях использованы методы и положения теоретической и прикладной механики, а также методы теории вероятности.
Экспериментальные исследования проводились на пилотных установках с использованием метода планирования многофакторного эксперимента и математического моделирования.
Обработка и анализ полученных данных осуществлялись с использованием методов математической статистики с применением ПЭВМ и программ
«Excel», «КРS», «Statistika - 6.0».
Рабочей гипотезой для решения данной частной задачи является предположение о том, что эффективность приготовления сухого заменителя молочных кормов функционально зависит от выбора рационального способа получения со-ево-пшеничной муки и её смешивания с остальными компонентами рациона. При этом растворимость и однородность СЗМК являются функцией большого числа как управляемых , так и неуправляемых факторов и, в первую очередь, степени и однородности измельчения исходного сырья в виде двухкомпонентной композиции семян сои и пшеницы.
Установление характера данных зависимостей и определение области рациональных значений указанных факторов, позволяет управлять реализацией процесса приготовления сухого заменителя молочных кормов.
Основные положения, вынесенные на защиту:
результаты теоретических исследований по обоснованию технологических и конструктивно-режимных параметров процессов получения соево-пше-ничной муки с помощью вихревой мельницы и смешивания компонентов СЗМК в смесителе с пространственным движением барабана;
результаты экспериментальных исследований в виде полученных математических моделей и параметров процессов измельчения и смешивания компонентов СЗМК;
методика расчета технологической линии приготовления СЗМК;
технико-экономическая оценка результатов исследования.
Достоверность научных положений и выводов обусловлена использованием при исследованиях законов и методов математической статистики, математики, теоретической и прикладной механики, методик обработки данных на компьютере, с применением стандартных программ, и подтверждением полученных результатов теоретическими и экспериментальными исследованиями, и производственной проверкой.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию со дня рождения профессора Кобы В.Г. (г. Саратов, 2011);
межвузовских научных конференциях ДальГАУ (г. Благовещенск 2011-2013 г.г.); международной научно-практической конференции «Инженерно-техническое обеспечение регионального машиноиспользования и сельхозмашиностроения» ДальНИИМЭСХ (г. Благовещенск, 2011), международной научно-практической конференции «Аграрная наука: современные проблемы и перспективы развития» ДагГАУ (г. Махачкала, 2012), XIV региональной научно-практической конференции с межрегиональным и международным участием (г. Благовещенск, 2013), всероссийской научно-практической конференции «Инновации в пищевой промышленности: образование, наука, производство» (г. Благовещенск, 2014).
Реализация результатов исследования. Результаты исследования внедрены и использованы в Сельскохозяйственной артели (колхоз) «Родина» с. Но-вопетровка Константиновского района Амурской области, ООО «Соевые технологии» с. Тамбовка Амурской области, ООО «Симбирск соя» г. Дмитровград Ульяновской области.
Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 13 работах, в том числе 4 – международных, 2 – в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, получен патент РФ на изобретение № 2485791 «Способ приготовления концентрированного соевого заменителя молочных кормов», МПК А23 К 1/14/ №2011130057/13, заяв.19.07.2011 г.; опубл. 27.06.2013 г., Бюл. №18.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 166 страницах, содержит 26 таблиц, 39 рисунков, 4 приложения. Список литературы содержит 209 наименований, из них 38 – на иностранном языке.
Характеристика вторичного молочного сырья, заменителей цельного молока и эффективность их использования на корм молодняку с.х. животных
Известно, что при выращивании здорового молодняка в период его интенсивного откорма качество кормов имеет первостепенное значение [15, 27, 35, 36, 66, 112, 143, 144, 150, 164, 170].
Обезжиренное молоко, пахта и молочная сыворотка являются ценным вторичным сырьем для производства различных продуктов питания и кормов для животных. Обезжиренное молоко получают при переработке молока в сливки, пахту при производстве масла, сыворотку при производстве сыра, творога и казеина.
При этом липиды, белки и углеводы являются основными и наиболее ценными компонентами вторичного молочного сырья. Во вторичное сырье переходят также минеральные соли, небелковые азотистые соединения, витамины, гормоны, иммунные тела, органические кислоты. За исключением молочного жира, содержание основных компонентов в обезжиренном молоке и пахте примерно одинаковое, как и в цельном молоке (таблица 1.3) [26].
В молочной сыворотке по сравнению с цельным, обезжиренным молоком и пахтой существенно меньше сухих веществ, белков, но приблизительно равное количество лактозы. В молочных отходах многообразен минеральный состав, в них есть все известные витамины. Однако они бедны на серосодержащие аминокислоты - метионин и цистин, а также железо, медь, витамины А, Д и Е, которые отделяются при сепарировании вместе с жиром. Энергетическая ценность 1 килограмма цельного и обезжиренного молока, пахты и сыворотки составляет соответственно 2085, 1440, 1599 и 1013 кДж.
Основными белками молока являются казеин и альбумины.
При сепарации цельного молока происходит его разделение на сливки (жировую часть) и обрат (нежировую). Обезжиренное молоко отличается от цельного большим содержанием сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО) и наименьшим количеством жира.
Это наиболее выраженный в количественном отношении вид вторичного молочного сырья. В натуральном виде обрат используется главным образом на выпойку телят. Кроме этого промышленность выпускает жидкий заменитель цельного молока для телят ТУ 49341-78, жировитаминный концентрат ЖВК (ТУ 4946-78), предназначенный для приготовления жидкого заменителя цельного молока. Выпускают его в виде 30-и и 50%-ной жировой эмульсии.
Изготавливают также концентрат молочно-белковый сухой ТУ 49226-74 (таблица 1.4). Сухое обезжиренное молоко - это высокоценное кормовое сырье, содержащее полноценный белок, который хорошо усваивается животными. Влажность его находится в пределах 5-7%. В 1 кг сухого обрата содержится 30,5% переваримого протеина, 34,3% - сырого протеина, 49,8% - безазотистых экстрактивных веществ и 8,2% золы.
Норма введения сухого обрата в комбикорма - концентраты для телят до 6-ти месячного возраста составляет 20%, [64].
Помимо перечисленных продуктов из жидкого обрата вырабатывают сгущенное молоко (ТУ 49206-72), содержащее 27-35% сухих веществ, а также казеинат натрия (ТУ 49724-81), применяемый как эмульгатор жира, и многие другие продукты.
Пахту и сыворотку в сельском хозяйстве используют ограниченно, в основном для производства заменителей цельного молока. В перспективе использование пахты в сельском хозяйстве предусмотрено полностью исключить, так как это ценнейший продукт питания для людей. Молочная сыворотка является побочным продуктом при производстве сыров, творога и казеина. В зависимости от вида получают соответственно подсырную, творожную и казеиновую сыворотку.
В процессе производства сыров, творога и казеина в молочную сыворотку переходит около 50% сухих веществ молока. По содержанию питательных веществ эти три вида сывороток незначительно отличаются друг от друга. Белки молочной сыворотки более полноценны, чем казеин, т.к. в них содержится гораздо больше серосодержащих аминокислот [26].
В сыворотке содержится 0,05-0,5% жира, что обусловлено его содержанием в исходном сырье и технологией производства основного продукта. В сепарированной сыворотке жира содержится 0,05-0,1%. Молочный жир в сыворотке диспергирован больше, чем в молоке, что положительно влияет на его усвояемость.
В молочную сыворотку переходят практически все макро- и микроэлементы молока, а также минеральные вещества, вводимые при выработке основного продукта, и соединения, попадающие в продукт с поверхности оборудования.
Альбумин для кормления скота и птицы (РТС УССР 1811-78) получают из молочной сыворотки при производстве молочного сахара путем тепловой обработки и одновременного введения кислой сыворотки или химических реагентов. Выпускают его в виде альбуминного творога и альбуминного молока. Кислотность их должна быть не более 150Т.
БИО ЗЦМ (ТУ 49 БССР 23-75) готовят на основе биологически образованной молочной сыворотки. Сыворотка молочная обогащенная (ТУ 49 760-80) предназначена для скармливания животных с целью профилактики желудочно-кишечных заболеваний. Готовят ее путем внесения в подсырную или творожную сыворотку ацидофильной культуры. По внешнему виду сыворотка молочная обогащенная - слегка тягучая жидкость желтоватого цвета, запах кислосы-вороточный.
Классификация и структурный анализ основных операций приготовления заменителей молочных кормов на основе соево-пшеничной муки
В результате анализа, проведённого в главе 1 установлено, что технологический процесс приготовления заменителей молочных кормов с использованием соевого, пшеничного и другого сырья, является сложной иерархической системой, включающей множество технологических операций.
Рассмотрение данной системы, как совокупности взаимосвязанных операций, позволило выделить из нее две основные операции, такие как измельчение и смешивание.
На рисунке 2.1 представлена схема классификации основных технологических операций приготовления заменителей молочных кормов с использованием соевого сырья по существующим научно-техническим разработкам.
На рисунке 2.2 представлена структурная схема технологической линии приготовления соевого заменителя молочных кормов.
Проведенный анализ данных процессов позволяет сделать предположение о том, что получить в процессе термообработки и измельчения соево-пшеничную муку повышенной растворимости, можно путем целенаправленного влияния на управляемые технологические факторы. К таким факторам отнесены - влажность термообработанной соево-пшеничной крупки - WK, поступающей на измельчение, её температура - t и средневзвешенный размер частиц крупки - М характеризующийся эквивалентным диаметром - ds. В общем виде функциональную связь между этими факторами можно представить как
Получить аналитическую модель, характеризующую процесс растворимости соево-пшеничной муки и связывающую данные факторы между собой довольно сложно.
В этой связи, с целью решения данной задачи, нами выдвинуто предположение, что растворимость соево-пшеничной муки в жидкой (водной) фазе есть функция конечного, характерного размера частиц соево-пшеничной муки -d4,T.e. ц =f(d4).
В свою очередь, этот размер частиц соево-пшеничной муки, есть функция степени измельчения соево-пшеничной крупки, поступающей в вихревую мельницу -d4=f(X) из мельницы грубого помола.
Тогда, в общем виде данную функциональную связь можно представить как
Таким образом, целью дальнейших теоретических исследований является раскрытие данной функциональной связи.
Анализ технологических операций, согласно приведенной на рисунке 2.1 схемы, позволил представить технологический процесс приготовления СЗМК, как совокупность взаимосвязанных операций, характеризующихся совокупностью входных факторов - Увх (tj) и выходных Увых (tj) параметров. 59 На основе данного анализа разработаны структурная и функциональная схемы линии приготовления СЗМК, представленные на рисунках 2.3 и 2.4, как 2х блочная система. При этом, первый блок системы содержит 5 элементов, а второй блок - один элемент. Теоретические предпосылки и подходы к обоснованию параметров процесса получения соево-пшеничной муки повышенной растворимости с помощью вихревой мельницы
Согласно технологическому процессу получения соево-пшеничной муки, термообработанные частицы соево-пшеничной крупки радиусом R, поступает в вихревую мельницу [14, 15].
Согласно технологии, попадая в вихревую мельницу, частицы соево-пшеничной крупки разрушаются на большое число, так называемых осколков. После этого происходят очередные разрушения, уже образовавшихся осколков. Данный процесс разрушения происходит до тех пор, пока частицы материала не приобретут размер, меньший чем {д + А)/2 и выйдут из рабочей зоны вихревой мельницы. На рисунке 2.3 Q(t), t (t), W2(t), W3(t), D3(t), d3(t) - функциональные зависимости, характеризующие: Q - подачу сырья и продукта; t -температуру процессов; W2 и W$ - влажность на входе и выходе; D3 - эквивалентный диаметр семян; d3 - эквивалентный диаметр частиц (крупки); Увх (tt) и Увых (tt) - функциональные зависимости, характеризующие взаимосвязь факторов во входных и выходных потоках.
Методика планирования многофакторного эксперимента по оптимизации конструктивно-режимных и технологических параметров измельчителя и смесителя
Изучение литературных данных, посвященных проблемам измельчения зерна сои и пшеницы, а также результатов теоретических исследований и предварительных экспериментов показывает, что модели измельчения и смешивания являются функцией большого числа факторов [17, 18, 68, 123, 163, 164].
Однако количественной взаимосвязи между факторами, а также качественными и экономическими показателями указанных процессов не установлено. Для оптимизации этих процессов необходимо построение их математических моделей. Решение этой задачи теоретически невозможно, так как трудно учесть изменяющиеся во времени физические и механические свойства измельчаемого зерна и смешиваемых компонентов.
Методика экстремального планирования эксперимента позволяет определить условия осуществления указанных процессов и построить математические модели эмпирическим путем. Предварительное изучение объекта исследования позволило выбрать критерии и параметры оптимизации, собрать и обработать априорную информацию.
Априорное ранжирование факторов проводилось по общепринятой методике [86].
На рассмотрение были предложены анкеты, в которых в рондомизиро-ванном порядке расположены факторы, связанные с процессами измельчения и смешивания с кодовым обозначением и уровнями их варьирования. Были учтены только управляемые факторы. Неуправляемые, но контролируемые, учитывались перед началом эксперимента.
По данным анкет составлялись матрица рангов, в которой рассчитана сумма рангов Hay и величина А / - отклонение суммы рангов от средней величины. Оценка степени согласованности мнений опрошенных специалистов осуществлялась по коэффициенту конкордации, значимость которого устанавливалась с помощью критерия Пирсона.
Коэффициент согласования мнений специалистов рассчитывается по формуле, учитывающей наличие «связанных рангов» Если расчетное значение X - распределения больше табличного для 5% уровня значимости и числа степеней свободы f = К—1, значит можно утверждать о согласованности мнений специалистов относительно степени влияния факторов на параметр оптимизации.
Убедившись в согласованности мнений экспертов, строим диаграмму рангов, по оси абсцисс которой отложены факторы, по оси ординат - суммы их рангов. Априорная диаграмма рангов распределения факторов, влияющих на показатель выхода белка и энергоемкость процесса измельчения, позволяет отсеять ряд факторов и исключить их из дальнейшего рассмотрения как несущественные.
После отсеивания малозначимых факторов переходим к описанию области оптимума. Исследования, посвященные проблемам измельчения зерна и смешивания компонентов, показывают, что процессы описывается уравнением регрессии следующего вида
Для выбора наиболее оптимального плана, по результатам поисковых опытов, на профессионально - логическом уровне были сформулированы требования к плану эксперимента. Исходя из цели эксперимента (оптимизация и получение математической модели процесса) и учитывая трудоемкость опытов, план эксперимента должен наиболее точно описывать поверхность отклика и иметь минимальное количество опытов. Учитывая влияние внешних факторов на исследуемый объект, в частности изменение физико-механических свойств соевого зерна в зависимости от формы и эквивалентного диаметра данный план должен отвечать требованию разбиения на ортогональные блоки. Это позволит разделить эксперимент на части и в случае необходимости последовательно реализовать одну часть за другой. Этим требованиям наиболее полно отвечают трехуровневые планы Бокса-Бенкена, они в сравнении с ортогональными и рототабельными планами более экономичны и обладают их свойствами [1, 106].
Количество повторных опытов m определено на основе принятой допустимой ошибки где о - среднеквадратическое отклонение отклика для доверительной вероятности а: при оптимизационных опытах m = 3 (а = 0,05). Исследования проводили на экспериментальных установках, общий вид которых приведён на рисунках 3.1 и 3.2. В качестве критериев оптимизации были приняты: г],%, в,% и N л, для данных процессов. Расчет коэффициентов уравнений регрессии уо m производим по известной методике с использованием ЭВМ [86]. Ошибку опытов оцениваем по параллельным опытам, т.е. опытам, повторенным несколько раз при одних и тех же значениях факторов. Для оценки отклонений параметра оптимизации от его среднего значения вычисляем дисперсию по данным трех параллельных опытов. Однородность ряда дисперсии проверяем по критерию Кохрена при 5% уровне значимости и числе степеней свободы /= 3, где п - число параллельных опытов.
Производственная проверка результатов исследований
Производственная проверка проводилась на базе цеха по производству соевой муки ООО «Соевые технологии», расположенного в с. Тамбовка Амурской области.
План производственного здания цеха и размещения технологического
оборудования в нем, представлен на рисунке 5.1.
113
На рисунке 5.2 представлена технологическая схема производства сухого заменителя молочных кормов с использованием соево-пшеничной муки повышенной растворимости.
Получение соево-пшеничной муки повышенной растворимости является отличительной особенностью технологии (приложение В).
Согласно технологической и конструктивно-технологической схемам, представленным на рисунках 5.2 и 5.3, семена сои и пшеницы поступают посредством нории 7, в пропариватель термоагрегата 2. Пропаренная, а затем прожаренная в термоагрегате (приложение Г, рисунок Г.1) композиция семян поступает в шелушильную машину 3, где зерно обрушивается путем разделения на семядоли и отделения оболочки. Посредством сепарации, от полученной массы на вибросепараторе 4 оболочка отделяется от массы зерна, и направляется в бункер-накопитель 5. Из бункера-накопителя 5, посредством вибродозатора б, семядоли сои и пшеницы поступают в мельницу грубого помола 7, а затем в вихревую мельницу 8. СЗМК «Тамбовский-1» 1 - нория; 2 - термоагрегат; 3 - машина шелушильная; 4 - вибросепаратор; 5 -бункер-накопитель; 6 - вибродозатор; 7- мельница грубого помола; 8 - вихревая мельница; 9 - бункер-накопитель муки; 10 - весы; 11 - смеситель Из вихревой мельницы 8 (приложение Г, рисунок Г.2), готовый продукт в виде соево-пшеничной муки, повышенной растворимости, поступает в бункер-накопитель муки 9, а затем готовая мука фасуется в мешкотару, упаковывается и складируется (приложение Г, рисунок Г.З). Согласно разработанной рецептуре, необходимые дозы полученного мучного продукта, молочной сыворотки и премикса, с помощью весов 10, отмеряются и засыпаются в смеситель П. По окончании процесса смешивания, гото 115 вый СЗМК фасуется в мешкотару, упаковывается, складируется, а затем реализуется потребителю. Разработанная технологическая линия смонтирована и функционирует в производственном цехе ООО «Соевые технологии» с. Тамбовка Амурской области, ООО «Симбирск соя» г. Дмитровград Ульяновской области. При этом предусмотрены варианты по производству и реализации потребителю в необходимых объемах соево-пшеничной муки. Ниже приведены рекомендации по использованию СЗМК «Тамбовский-1», а также методика выпойки молодняка. Согласно разработанным в ООО «Соевые технологии» рекомендациям при использовании СЗМК «Тамбовский-1» начинают прикорм с минимального количества, независимо от возраста животного, постепенно в течение 10-15 дней, доводя его количество до полной суточной нормы для данного возраста телят. Способ приготовления: один килограмм сухого СЗМК разводится в 9-10 литрах воды, температурой 50-55С до получения однородной гомогенной смеси. Жидкий СЗМК охлаждают до t=34-38C, после чего продукт готов к употреблению. Смесь необходимо готовить непосредственно перед каждым кормлением.
Выпойку молодняка СЗМК начинают не ранее указанного в таблице 5.1 возраста. Приучение проводят в течение 5 дней. Его начинают со 100 г жидкого СЗМК за одно кормление, замещая соответствующее количество цельного молока.
Ниже приведена характеристика оборудования, использованного в линии производства СЗМК «Тамбовский-1».
На рисунке 5.4 представлена конструктивно-технологическая схема термоагрегата, а в таблице 5.2 его техническая характеристика.
Термоагрегат состоит из пропаривателя, вентиляционной системы, барабана, привода, переднего и заднего опорных узлов, нагревательного элемента, привода толкателя и рамы.
Пропариватель служит для обработки зерновой композиции паром перед последующей обжаркой. Пропариватель состоит из крышки 7 с опорным узлом и загрузочным бункером 2, корпуса 3 с одной паровой рубашкой, смотровой щелью 4, люком 5, а также патрубка для выхода продукта. На опорный узел закрепляется мешалка б, представляющая собой полый вал с лопастями, имеющими отверстия для выхода пара. Верхний конец мешалки входит в зацепление с валом 7 мотор-редуктора 8, приводящего его во вращение, а нижний свободно насажен на патрубок паровой рубашки. Ко дну паровой рубашки на кронштейнах закреплён механизм регулирования выхода продукта, состоящий из заслонки 9, расположенной между фланцами патрубка для выхода продукта из пропа-ривателя и штока с закрепленным на нем маховиком 10. Вращением маховика в ту или иную сторону регулируется степень открытия (закрытия) заслонки. Донная паровая рубашка имеет патрубки для подачи пара, выхода конденсата и патрубок для подачи пара в полость мешалки. Патрубок для выхода продукта имеет смотровое окно для визуального контроля семян, ссыпающихся на лоток, по которому продукт поступает в барабан.
Вентиляционная система предназначена для регулирования процесса обжарки продукта, путем изменения режимов движения воздушного потока в зонах термообработки.
Система состоит из центробежного вентилятора 11 о, приводом 72, возду-хоотвода 13 с гибкой вставкой и заслонкой 14, регулирующей расход воздуха, проходящего через агрегат. Один конец воздухоотвода входит в барабан и служит опорой для нагревательного элемента.
Барабан агрегата предназначен для ворошения, перемещения и выгрузки продукта во время термообработки.
Барабан состоит из цилиндрического корпуса 15, который закрыт с одной стороны крышкой 16, а с другой стороны уплотнением типа «Лабиринт» 17, предотвращающем просыпание продукта из барабана. Возле уплотнения расположены вентиляционные окна 18 закрытые сеткой. Снаружи к корпусу прикреплена приводная цепь 27 и опорное кольцо 19. Внутри барабана установлены наклонные пластины 21 для ворошения и перемещения продукта, а также ковши 22 для выгрузки продукта после его термообработки. Крышка барабана имеет отверстие для воздухоотвода, проходящего внутрь барабана через гибкую вставку. По наружному краю крышка имеет трапециидальный профиль, с помощью которого она закрепляет барабан от осевого смещения в роликах переднего опорного узла. Вращательное движение барабана осуществляется с помощью привода, состоящего из мотор-редуктора 23 со звездочкой 24, приводного вала 25 со звездочкой 26, цепи 27 входящей в зацепление с цепью, закрепленной на барабане. Привод установлен в левом опорном узле таким образом, что его приводной вал является осью опорного ролика, свободно вращающегося на нем. Передний опорный узел состоит из левой и правой опор 29 с роликами 30, вращающихся на осях в подшипниковых узлах. Задний опорный узел состоит из двух опор 31с роликами 32, свободно установленных на осях.
По роликам обкатывается опорное кольцо барабана. Передний и задний опорные узлы установлены на раме с возможностью изменения межосевого расстояния между их правыми и левыми опорами. Это позволяет изменять горизонтальный угол наклона барабана и, следовательно, регулировать продолжительность процесса термообработки, и использовать термоагрегат для обработки различных зерновых и зернобобовых культур.
Нагревательный элемент предназначен для обжарки продукта в различных температурных режимах. Он расположен внутри барабана и разделен перегородками, что формирует внутри три зоны с различными температурными режимами.
Нагревательный элемент состоит из пучка труб 33, закрепленных в полых трубных решетках. Передняя трубная решетка 34 имеет цапфу, с помощью которой нагревательный элемент опирается на воздухоотвод. Задняя трубная решетка 35 снабжена патрубками подачи пара 36 и отвода конденсата из пучка труб. Патрубки снабжены фланцами, с помощью которых нагревательный элемент крепится к флацам патрубков задней стойки. Обечайка, закрепленная на решетке, имеет окно выгрузки и шибер, расположенные над желобом для выхода продукта. Пучок труб разделен на три части перегородками. Два фартука крепятся к внутренним сторонам трубных решеток и перегородками. К фартукам через цепи подвижно крепится поддон с отверстиями, соединенный через тяги с приводом толкателя. Привод толкателя состоит из эксцентричного вала и электродвигателя соединенных через клиноременную передачу.
Похожие диссертации на Совершенствование рабочего процесса и обоснование параметров технологической линии приготовления сухого заменителя молочных кормов
