Введение к работе
Актуальность темы. Эффективность животноводства во многом обусловлена обеспеченностью животных кормами соответствующего качества. Практика показывает, что затраты на производство продукции на 60... 70 % определяются их стоимостью. Поэтому энергетические затраты кормопроизводства на пути от поля до кормушки должны быть оправданы получением соответствующего конечного продукта. Здесь на первый план выходят показатели энергетической эффективности производства кормов. Таким образом, возникает задача получения достаточного количества доброкачественных кормов с наименьшими материальными, энергетическими и трудовыми затратами.
Одним из важнейших направлений снижения себестоимости кормов и повышения их качества является необходимость использования отходов пищевой промышленности. В процессе производства основной продукции в плодоовощной отрасли образуются и отходы производства: томатные и яблочные вытерки, яблочные и виноградные выжимки, томатные семена, плодовые косточки, очистки картофеля, моркови, свеклы, кабачков, баклажан, створки зеленого горошка, покровные листья капусты, выжимки ягод, а их переработка является дорогостоящей операцией.
В настоящее время в связи с большими затратами на переработку отходов консервного производства, таких как яблочные выжимки, вывозятся за территорию заводов, лежат кучами на протяжении многих лет на полях, ранее довольно плодородных. Поэтому была поставлена задача использования яблочных выжимок на кормовые цели с их дальнейшей переработкой. Это позволит существенно поднять экономическую устойчивость и рентабельность производства, в том числе благодаря исключению экологических штрафов и затрат на вывоз отходов.
Степень разработанности темы.
Вопросам уплотнения растительных материалов посвящены исследования В.П. Горячкина, С.А. Алферова, М.А. Пустыгина, А.И. Завражнова, В.И. Особова, И.А. Долгова, В.Ф. Некрашевича, Г.Я. Фарбмана, С.В. Мельникова, Д.И. Николаева, В.И. Щербины, Ю.В. Подкользина и других. Анализ этих работ показывает, что общая теория формирования твердых брикетов и гранул из смесей растительного происхождения разработана в достаточной степени, однако теоретические исследования прессования яблочных выжимок не проводились.
Анализ существующих машин и технологий показывает, что конструктивно-технологические схемы устройств для прессования довольно многообразны, однако они практически не могут использовать в качестве сырья яблочные выжимки, получаемые после выдавливания сока, без добавления дополнительных компонентов.
Это обуславливает необходимость совершенствования технологии и исследование шестеренного пресса для производства кормовых смесей на основе яблочных выжимок.
Цель работы. Повышение эффективности использования яблочных выжимок для кормовых целей путем совершенствования технологии и технических средств прессования их в смеси с соломой и дертью зерновых культур.
Задачи исследований:
- провести анализ существующих технологий и машин для прессования растительных кормов в АПК;
- провести теоретические исследования процесса прессования кормовых смесей с добавлением яблочного жома шестеренным гранулятором;
- разработать и обосновать технологический процесс для прессования яблочных выжимок в смеси с соломой и дертью зерновых культур;
- экспериментально определить наилучшие параметры процесса прессования смеси яблочных выжимок с соломой и дертью зерновых культур;
- дать экономическую оценку предлагаемой технологии с использованием экспериментального пресса.
Научную новизну составляют:
1.Теоретическое обоснование использования шестерённых прессов для приготовления гранул из смеси яблочных выжимок, соломы и дерти зерновых культур;
2.Выявленные закономерности процесса прессования смесей, включающих влажные компоненты, в том числе яблочные выжимки.
Теоретическая и практическая значимость работы заключается в разработке энергосберегающего технологического процесса гранулирования смеси из отходов перерабатывающей промышленности для кормовых целей, включающей яблочные выжимки, солому и дерть зерновых культур с помощью шестеренного пресса.
Объект исследований. Технологический процесс прессования яблочных выжимок в смеси с соломой и дертью зерновых культур в шестеренных прессах.
Предмет исследований. Закономерности рабочего процесса гранулирования смеси из яблочных выжимок, соломы и дертью зерновых культур шестеренным прессом.
Методы исследования, достоверность и обоснованность результатов. Методика исследований основана на применении современного оборудования и измерительных приборов. Теоретические исследования были выполнены, основываясь на законах механики и методах математического моделирования.
Экспериментальные исследования и определение физико-механических свойств яблочных выжимок и гранул проводились в соответствии с действующими ГОСТами, ОСТами и с использованием методики планирования экспериментов. При обработке экспериментальных данных были использованы методы математической статистики с применением современных средств вычислительной техники и стандартных ЭВМ-программ. Результаты теоретических исследований подтверждены экспериментальной проверкой на лабораторных и опытно-производственной установках.
На защиту выносится результаты:
- анализа существующих технологий консервирования растительных кормов и основных направлений использования вторичных сырьевых ресурсов;
- исследований качества яблочного жома в зависимости от сроков и условий хранения;
- обоснования технологического процесса прессования смеси яблочных выжимок с соломой и измельченной дертью зерновых культур шестеренным гранулятором;
- теоретических исследований процесса прессования смесей на основе яблочного жома в шестеренных грануляторах;
- экспериментальных исследований и рекомендации по выбору компонентов, их соотношении и свойств, необходимых для получения гранул необходимого качества;
- экономического обоснования эффективности практического использования результатов исследования.
Апробация работы. Результаты исследований были доложены, обсуждены и получили положительную оценку на международной научно – практической конференции 15 – 16 ноября 2007 г. «Перспективные технологии и технические средства АПК», Мичуринск – наукоград РФ, 2007; международной научно – практической конференции 4 – 5 мая 2009 г. «Инновационно – техническое обеспечение ресурсосберегающих технологий АПК», Мичуринск – наукоград РФ, 2009; Международной научно-практической конференции 13 – 16 апреля 2011 г. "Сады Будущего", Мичуринск - наукоград РФ – 2011; Международной научно-практической конференции 27-29 июня 2012 г. «Интеграция научно-технического потенциала регионов РФ и стран СНГ в решении задач механизации садоводства на современном этапе» ", Мичуринск - наукоград РФ – 2012; на ежегодных конференциях МичГАУ (2007 – 2012 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы из 148 наименований и приложений. Работа изложена на 130 страницах, содержит 36 иллюстраций, 18 таблиц.
