Введение к работе
Актуальность работы. Известно, что полноценное кормление является одним из основных путей повышения продуктивности животных и птицы и, следовательно, снижения себестоимости производства такой продукции.
Анализ литературных данных и практика показывают, что в настоящее время содержание протеина в кормах составляет 79% от его потребности, в результате чего в кормовых рационах в среднем на одну кормовую единицу приходиться не более 85-86 г. перевариваемого протеина вместо 105-110 г. по зоотехническим нормам. При таком дефиците белка недобор продукции составляет 30-35 % а ее себестоимость и расход кормов возрастают в 1,5 раза.
В тоже время богатым источником белка являются семена зерновых культур и сои, а также продукты их переработки в виде заменителя цельного молока (ЗЦМ) и нерастворимого остатка (НО).
Однако, в настоящее время вопросы приготовления ЗЦМ на основе зерновых культур и сои, а также использования нерастворимого остатка, получаемого на основе зерновых композиций, не изучались. Так, существующие технологии производства ЗЦМ не имеют законченного решения по обработке и дальнейшему использованию нерастворимого остатка, являющегося ценным белковым кормовым продуктом. Предпринимаемые попытки по применению для этих целей технических средств, используемых в молочной промышленности при производстве казеина, не дают должного эффекта. В этой связи, совершенствование технологии и линии приготовления высокобелковых кормов, путём обоснования параметров и условий совместного использования в её составе технических средств является актуальной задачей.
Цель исследований. Целью исследований является повышение эффективности приготовления кормов с использованием сои, путем совершенствования технологии и обоснования параметров линии их приготовления.
Научная гипотеза. По данным литературного обзора, а также лабораторным опытам можно заключить, что эффективность процессов приготовления высокобелковых кормов жидкой (ЗЦМ) и гранулированной (комбикорм) форм функционально зависит от многих факторов и определяется выходом белковых фракций в экстрагент, а также конечной крошимостью гранул, полученных из нерастворимого остатка.
Знание закономерностей выхода белковых веществ из измельчённой композиции семян сои и пшеницы в экстрагент, получения нерастворимого остатка необходимой влажности, для формования гранул и их сушки, позволяет учесть характер управляемых факторов на выходе из многофункциональной машины (ММ) и обосновать параметры двухшнекового пресса, а также условия сушки
гранул в технологических линиях ресурсосберегающего производства высокобелковых кормов с использованием зерновой композиции соя + пшеница.
Объект исследований. Технологический процесс приготовления ЗЦМ и гранулированного комбикорма с использованием сои.
Предмет исследований. Закономерности совмещённых в одной машине процессов измельчения, экстракции и разделения жидкой и нерастворимой фракций из семенной композиции, а также отжима влаги от нерастворимой фракции с получением влажных гранул и их сушкой.
Методы исследований. В работе использованы методы аналитического и эмпирического исследования, математического моделирования при планировании эксперимента, методы теории вероятности и математической статистики, а также статистические методы обработки исследований на ПЭВМ с использованием программ «KPS» и «Statistika-6».
Данный методологический подход позволил объективно и обоснованно раскрыть закономерности и установить взаимосвязи в исследуемых явлениях и процессах. Обоснованы конструктивно-режимные параметры двухшнекового пресса с учётом взаимной увязки входных и выходных факторов процессов, выполняемых предшествующей многофункциональной машиной для получения ЗЦМ и НО, прессами для отжима НО и его гранулирования, а также камерной сушилкой для сушки гранул комбикорма.
Научная новизна работы заключается в следующем:
на основе системного подхода обоснована структурная схема технологической линии приготовления высокобелковых кормов с последующим поэлементным анализом входных и выходных параметров исследуемых процессов в соответствующих технических средствах;
установлены аналитические выражения для определения производительности линии с учётом составленных уравнений баланса, а также мощности и энергоёмкости двухшнекового пресса с взаимно пересекающимися осями и его конструктивно-режимных параметров;
обоснованы условия получения и параметры сушки гранул с помощью лотковой сушилки;
разработаны математические модели, с помощью которых обоснованы конструктивно-режимные и технологические параметры по четырём технологическим машинам линии приготовления высокобелковых кормов с использованием сои.
Практическая значимость работы. Полученные аналитические и эмпирические зависимости, позволяют на стадии проектирования линии приготовления высокобелковых кормов, научно обоснованно определить качественные, конструктивно-режимные и энергетические параметры машин, входящих
в её состав, а также показатели готовых высокобелковых кормов жидкой и гранулированной формы.
Результаты исследований могут быть использованы конструкторскими бюро, проектными организациями, высшими учебными заведениями Министерства сельского хозяйства РФ. Результаты исследований внедрены в кресть-янско-фермерском хозяйстве Майорова Г.Б. и крестьянско-фермерском хозяйстве Суровегина Н.А.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на: IV международной научно-практической конференции Алтайского ГАУ «Аграрная наука сельскому хозяйству» (2009 г., г. Барнаул); Научно-практических конференциях ВНИИ сои, АмГУ и ДальГАУ (2008-2010 г.г., г. Благовещенск); V международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в современном машиностроении» (2009 г., г. Пенза); Международной научно-практической конференции Ульяновской ГСХА «Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения» (2010 г., г. Ульяновск).
Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 11 работах, в том числе 2- в изданиях, рекомендованных ВАК Минобр-науки РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, включающего 180 источников отечественных и зарубежных авторов. Работа изложена на 178 страницах, содержит 22 таблицы, 49 рисунков, 16 приложений.
