Содержание к диссертации
Введение 5
1. Аналитический обзор II
I.I. История развития технологий и оборудования для сушки кормов горячими газами II
1 2. Теория сушки 12
1.2.1. Вопросы общей теории оушки 13
1.2.2. Вопросы теории сушки в барабанных сушилках 14
1.3 Технологии и оборудование для сушки кормов 16
1.3.1. Обоснование тина сушильной установки 16
1.3.2. Универсализация пневмобарабанных сушилок 18
1.3.3. Интенсификация процесса сушки и снижение энергозатрат 21
1;4. Заключение 27
2. Аналитическое исследование 30
3. Программа и методика основных экспериментальных исследований
3.1. Программа исследований 37
3.2. Методика экспериментальных исследований
3.2.1. Определение теплофизических и физико-механических характеристик измельченных кормов 37
3.2.2. Изучение влияния параметров влияющих на процесс сушки 38
4. Результаты исследований 40
4.1» Конструкторские разработки 40
4.2. Основные характеристики кормовых материалов 45
4.2.1. Начальная влажность (влагосодержаше) 45
4.2.2. Критическая влажность (влагосодержание)
4.2.3. Нагрев высушенного продукта 4.2»4.Аэродинамические свойства
4.3.Интенсификация процесса сушки и снижение энергозатрат
4.3.1. РеЖИМ СУШКИ
4.3.2. Совершенствование внутреннего устройства сушильного барабана
4.3.3. Автоматическое управление процессом сушки
4.3.4. Естественная подсушка трав в ноле (провяливание)
4.3.5» Расщепление стеблей перед сушкой
4.3.6. Обработка трав электроразрядами перед сушкой
4.4. Разработка технологий и их совершенствование
4 4.1. Подготовка кормов перед высокотемпературной сушкой
4.4.2. Приготовление травяной муки
4.4.3. Приготовление травяной резки
4.4.4. Сепарация травяной резки бобовых трав налистьевую и стеблевую фракции
4.4.5. Сушка всего биологического урожая зернофуражных культур
4.4.6. Сушка зерна
4.4.7. Сушка корнеклубнеплодов
4.5. Разработка методик и агрозоотехнических требований
5. Реализация основных разработок и их экономическая эффективность
5 1. Разработка и совершенствование оборудования
5.1Д. Комплекс машин для производства травяной муки и резки
5.1.2. Усовершенствование загрузочного устройства стр.
5.1.3. Усовершенствование внутреннего устройства трехходового барабана
5.1.4. Технологическая линия для подготовки корнеклубнеплодов к сушке 78
5.1.5. Устройство пожарной безопасности 79
5,2. Разработка технологий и их совершенствование 79
5.2.1. Производство травяной резки: с ее охлаждением из или провяленной травы 79
5.2.2. Сушка всего биологического урожая зернофуражных культур 80
5.2.3. Сушка кормового зерна 80
Основные выводы и предложения 81
Список использованных источников 84
Введение к работе
В основных направлениях экономического и социального развития СССР на 198ЬЛ985 годы и на период до 1990 года принятых ХШ съездом КПСС и Продовольственной программой отмечено, что неотложной задачей является коренное улучшение кормопроизводства придавая ему в колхозах и совхозах специализированный отраслевой характер, добиваясь при этом резкого снижения потерь питательной ценности кормов.
Этим направлениям наиболее полно соответствует заготовка кормов методом их высокотемпературной сушки. Сущность данного метода заключается в том, что влажные корма поступают в специальную установку, где под действием газов высоких температур в течение короткого времени высушиваются до влажности обеспечивающей длительную сохранность кормов. При этом высоковлажные корма (зеленые растения, корнеклубнеплоды) сушатся при начальной температуре газов в течение нескольких минут, а маловлажные, например, зерно, при в течение 20-40 минут.
Сравнивая данный метод с другими известными методами консервирования зеленых растений (наземная сушка, активное вентилирование, заготовка сенажа, силосование) достигаются минимальные потери питательных веществ составляющие 3«7 % вместо 15-40 % и более II; 2; 3;4;5;6 и др.Э. Подобные результаты получены при сушке корнеклубнеплодов 17;8;9;10;ИЗ , а также отходов пищевой, сахарной, винодельческой и других отраслей промышленности.
Использование, высокотемпературной сушки дает и другие преимущества; почти полностью исключает зависимостьзаготовки кормов от погодных условий, делает продукт транспортабельным, обеспечивает поточность процесса и,таким образом , соответствует наиболее прогрессивному направлению в развитии сельскохозяйственног производства - его индустриализации [І2;ІЗ;14;15;16 и дрЗ.
Многими зоотехническими исследованиями установлено, что корм из зеленых растений, особенно бобовых, высушенных горячими газами обладает высокой питательной и биологической ценностью, выражающейся в наличии много полноценных белковых веществ, витаминов, до сих пор наукой неопознанных факторов положительно влияющих на здоровье, аппетитность и плодовитость животных и птицы ив повышении качества продукции (мяса, молока» яиц) М;17;18;19 и Синтетические витамины и аминокислоты не обладают всеми указанными свойствами, поэтому сушка кормов горячими газами останется и в кор-моприготовлении будущего, хотя для получения I т высушенного корма из трав расходуется 170-350 кг и более жидкого топлива или 200-420 м3 природного газа.
Некоторые-выражают мнение, что в связи с прогнозами истощенния ресурсов нефти в ближайшие годы метод высокотемпературной сушки потеряет свою актуальность, однако сушильные установки нетрудово перевести на твердое топливо, напр. уголь подготовленный в соответствующем виде, что в последнее время и делается в ГЩР, ПНР и других странах. По постановлению ЦК КПСС и СМ СССР Д 500. от 15.06.78 г годовое производств в 1985 г должно достичь 10,2 млн. тонн.
Проведенные исследования явились составной частью следующих плановых работ.................. I. Совместные исследования стран-членов.СЭВ в области сельскогохозяйства (ПНР - коррдинатор, НРБ, ВНР, ГДР, СРР, СССР и ЧССР... .. соисполнители) по проблеме 9. "Механизированная технология возделывания, уборки, первичной обработки и хранения сельскохозяйственных культур", теме 5. "Технология уборки., консервирования и хранения зеленых кормов", заданию 3. "Заготовка зеленых кормов с использованием высокотемпературной сушки", I966-I975 (от СССР -ЛитНИШЭСХ).
2. Работы по решению научно-технической проблемы 0.51.04.
"Разработать научные основы и методы интенсификации; кормопроизводства и улучшения качества кормов по зонам страны" (приложение ,& 16 к пост. ГК СССР по науке и технике от 19.12.1975 Л 550, 1976-1980) по заданию 03. "Разработать высокоэффективные технологи! консервирования, брикетирования и гранулирования кормов и типы сооружений для их приготовления и хранения, обеспечивающие высокое качество и сохранность кормов, повышение продуктивности их продукции".
3. Программа научно-исследовательских и опытно конструктор еких работ на I98I-I985 гг., утвержденной зам.министра сельского хозяйства СССР от 24.06.81 по решению научно-технической проблемы Осд, 102 "Разработать общую и зональные системы машин для животноводства и птицеводства на 1986 1995 гг и долгосрочный прогноз развития комплексной механизации и автоматизации до 2000 года" по заданию 01.03 03 "Подготовить обоснованные предложения по номенклатуре и параметрам технических средств для механизации и ,автоматизации производства": - кормов искусственной сушки, 1984г.
В конструкторских разработках и исследованиях по теме диссертации, наряду с соискателем, под его научно-методическим руководством участвовали Блажайти с Р.П., Вилькявичюс I.-B.C.» Гинкуе П.Ю.,Дравининкае АЛ», Дромантас И#й#, Жалтаускае АД5.,1ешЙте-не Н.-В.В., йнгелевичюте Р.-Б.Ю.» Кайрис Л.А.,Капочюс Р.А., J&-пенас В.-й.Ю., Пиктурна Г.А.,Райлене Д.М.,Сирвидис И.И., Шнюряви-чюс Э.В., Юргялявичюе Э.И-. 120-881.
. В работе впервые сделана попытка аналитической увязки процесса тепло-и массообмена частиц корма о сушильным агентом используя основное уравнение А.В.Лыкова и механических воздействий на частицы находящиеся в сушильных установках пневмобарабанного шпа (напора сушильного агента, скорости вращения барабана), конструктивных элементов внутреннего устройства сушильного барабана (его длины, угла лежания частиц на лопастях, высоты их падения) и свойствами самих частиц (начальной, критической, конечной влагосодер-жаниями и скоростью витания); предложено дополнить принятую в настоящее время схему связи влаги с материалами учитывающую только термодинамическую связь еще и биологической связью которой обладают живые материалы в том числе и корма, и назвать ее витальной; предложено внести корректировку в терминологию классификации субтильных установок предназначенных для сушки кормов -дополнительно ввести пневмобарабанные, а пневматические называть пневмотруб-чатыми; предложены усовершенствования внутреннего устройства суши льного барабана защищенные авт.свид. $ 174554 "Загрузочное устройство к сушильному барабану" (соавт.Л.Кайрис), авт.овид. # 287586 "Пневмогазовая многоходовая сушилка" Сеоавт.И,Дромантас, Л.Кайрие, В.Шдькявичюе, А.Дравининкас); предложено устройство для снижения связи влаги в травах перед сушкой защищенное авт.свид.Л 425585 "Устройство для обработки: электрическим током травянистого материала перед сушкой" (соавт. В.Ланенас, А.Рагялис) и устройство пожарной безопасности предупреждающее загорание высушиваемой массы в сушильном барабане защищенное авт.свид. Л 803593 "Способ контроля режима работы сушилки" (соавт.Д.Райлене, С.Стирбис, Й.Сирви-дис); создана обширная экспериментальная база для проведения исследований: рециркуляционная сушилка с автоматическим выдерживанием всех режимных параметров сушильного агента (температуры,скорости и влагосодержания) в заданных пределах, лабораторная модель пнвмо-марабанной сушилки для исследования конструктивных параметров эле 9
ментов внутреннего устройства сутагаьного барабана в целях их оптимизаций, установка для определения теплофизичееких характеристик измельченных кормов, установки для изучения степени селективности, для определения фрикционных свойств и др.
В работе обосновывается пневмобарабанный тип сушильной установ ки и путем ее универсализации, совершенствования, подбора соответствующих технологий и режимов сушки; для отдельных видов высушиваемых кормов делается попытка добиться минимальных энергетических и трудовых затрат, максимальной производительности при высоком качестве высуженного продукта.
На защиту выносятся следующие основные положения, полученные исследованиями и при конструкторских разработках.
1. Аналитическая модель связывающая свойства высушиваемого, материала, режимные параметры сушки и основные конструктивные элементы сушильного барабана пневмобарабанной сушилки.
2. Технологии подготовки к сушке и высокотемпературной сушки с обоснованием рациональных рабочих режимов, обеспечивающих интенсивное протекание процесса с минимальными: энергетическими! затратами и высокое качество высушенного продукта для основных видов кор-мов:
1)травяной муки;
2)травяной резки из свежескошенннх и провяленных трав;
3)кормового зерна;
4)всего биологического урожая зернофуражных культур;
5)картофеля и моркови.
3.Комплекс машин состоящий-из агрегата для приготовления витаминной травяной муки АВМ-0,Л, косилки-измелшчителя кормов КИ& 1,4 и приспособленного тракторного прицепа 2ПТМ для сбора доставки измельченной травы с поля к сушильным пунктам.Комплекс обеспечивает механизированное, поточное производство травяной муки, внедрен в серийное производство.
Способы обработки кормов перед сушкой (измельчение,раещеп ление, обработка электроразрядами) снижающие энергозатраты, повышающие интенсивность сушки, производительность сушилок прж минимальныхпотерях питательных веществ, а также усовершенствования внутреннего устройства сушильного барабана.
5. Методики для экспериментального исследования пневмобарабан-ных сушилок и расчета основных узлов сушилки и других технологических звеньев с представлением необходимых данных полученных опытным путем для выполнения расчета.
Автор приносит благодарность всем организациям и лицам, оказавшим помощь и содействие в выполнении данной работы и реализации ее результатов и особенно сотрудникам сектора витаминных кормов института и бывшего конструкторского бюро Литовского НИИМЭСХ.
