13540 (Впровадження технології експандування при виробництві кормів), страница 5

Технологія екструзії особливо благодійно впливає на білкові добавки для жуйних тварин, так як при цьому збільшується кількість білка, не руйнуючогося в рубці тварини, крім того, екструзія забезпечує більш повне засвоювання білка в тонкому відділі кишечника. Внаслідок підвищується продуктивність скота і знижуються затрати кормів на виробництво продукції.

Крохмаль. В процесі екструзії крохмаль желатинізується, що підвищує його засвоюваність. При виході із екструдера температура і тиск різко падають, що приводе до збільшення кінцевого продукту в об’ємі.

Жири. Проходе розрив стінок жирових клітин, внаслідок чого підвищується доступність масла, збільшується енергетична цінність продукту. завдяки тому, що такі ферменти, як ліпаза, викликаючи прогорання масел, руйнуються в процесі екструзії, а лецитин і токоферолі, що є природнім стабілізатором, зберігаючи повну активність, підвищується стабільність масла.

Клітковину. В процесі тертя і подрібнення клітковини подрібнюється, що підвищує її перетравність.

Смакові якості. Практика показує, що технологія екструдування компанії «Інстра-Про» значно підвищує смакові якості готового продукту. Цьому є декілька причин:

• крохмаль розчіплюється на більш прості, солодкі компоненти;

• при виході продукту із екструдера улітучується неприємний запах, характерний для деякої сировини;

• готовий продукт має однорідну структуру.

Область використання екструдерів досить широка. Компанією «Інста-Про» розроблені і використовуються на практиці технології з використанням екструдерів по виробництву:

• полножирної сої;

• соєвого жмиху (44% протеіну, 6-7% жиру) і соєвого масла;

• напівжирної соєвої муки;

• жмиху і масла із масличних культур;

• переробка на корм відходів птахівництва і тваринництва;

• насіння культур, вмісту антиживильних факторів.

Використовуючи обладнання «Інста-Про», можна виробляти як повноцінні комбікорми або компоненти для них, так і харчові продукти (легкові закуски, індігрієнти для кондитерських виробів.

За допомогою спеціальної насадки до екструдерів-кутера-екструдат можна подрібнювати, надавати йому різну форму (кільця, сердечка, рибки, кісточки і т.д.), отримують екструдат у виді пластівців різної форми, проводить гранулювання (діаметр гранул).

Технологія гранулювання з «тепловим щитом»

Загальні вимоги сучасної комбікормової промисловості міститься в одній фразі «Промислове виготовлення кормів – це рентабельне виробництво високоякісного комбікорму.

Якість кормів визначається їх фізичними властивостями, харчовою цінністю, точною відповідністю своєму призначенню і чистим бактеріологічним статусом. Для випуску високоякісної продукції завод повинен бути обладнаний сучасним обладнанням для теплового обробітку. Таке обладнання і технологія використовуються з ціллю покращення харчових властивостей і підтримання бактеріологічної чистоти корму. Бажаними і навіть необхідними властивостями використовуваної технології теплового обробітку є малі енергозатрати, безпека, надійність, простота очищення, виключення можливості зараження кормів.

Гранулювання має добре відомі переваги: отримання комбікорму з високими гігієнічними і якісними показниками, що робить цей процес ще більше популярним.

З’явилась ця технологія декілька років назад в зв’язку зі складною проблемою зараження корму сальмонелою, з якою зіштовхнувся ряд європейських країн. В Скандинавії вже багато років працювали установки фірми «Бюлер АГ» для гранулювання, які спеціально використовувались для знезараження таких компонентів, як риб’яча кормова мука. Це виявилось дуже ефективним для зменшення кількості небезпечних бактерій. На основі такого досвіду з’явилась ідея модернізації установок для гранулювання, щоб їх можна було використовувати для знезараження звичайних комбікормів в масовому виробництві. Була розроблена система «тепловий щит». Принцип її простий, економічний і ефективний.

Техніка «теплового щита». Час теплового обробітку компонентів збільшено, для чого встановлений додатково другий кондиціонер. На поверхні обох кондиціонерів і на приймальному пристрої преса закріплена обігрівальна сорочка - силіконові мати з електронагрівальними елементами. При цьому забезпечений безпосередній контакт нагрівальних елементів з поверхнею металу і в той же час ефективна ізоляція. Система електрообігріву забезпечує лише додатковий нагрів продукту і внаслідок цього працює дуже економічно. Одночасно ведення гарячого повітря через дверцята преса виключає конденсацію в проблемних зонах робочої камери пресу впритик до входу в охолоджувальну колонку.

Технологія «теплового щита». Використання технології «теплового щита» при гранулюванні забезпечує оптимальний нагрів частинок продукту при безпосередній подачі пара. Завдяки нагріву стінок кондиціонерів до високої температури ведений пар конденсується саме на частинках пресує мого продукту, що значно підвищує ефективність процесу кондиціювання. Поверхні самих важливих робочих зон прес-гранулятора додатково обігріваються, що важливо для пуску в роботу, під час виробничого циклу і після закінчення процесу гранулювання. Температура підтримується в тих межах, при яких знищуються бактерії сальмонели.

Переваги системи:

суха атмосфера внутрі кондиціонерів і робочої камери пресу;

чистий знезаражений корм при високій якості гранул і мінімумі мілкої фракції;

економія енергії головного приводу прес-гранулятора, внаслідок більш ефективного кондиціювання;

великий строк служби прес-форми;

збільшення продуктивності преса.

Діюче знезараження. Впливання кондиціювання на знищення сальмонел в кормі залежить від температури, тривалості термообробки, вологості продукту і ступеня інтенсивності змішування в кондиціонері.

Ефективне знезараження комбікорму забезпечується наступними факторами:

• послідовне використання двох кондиціонерів збільшує тривалість термообробітку до 30 секунд;

• конструкція лопаток кондиціонерів гарантує інтенсивне змішування пресованого продукту;

• система «тепловий щит» підтримує оптимальний температурний режим продукту (83-86 ^оС), при якому знищуються бактерії сальмонели, та не пошкоджуються вітаміни.

Ефективність технології гранулювання з «тепловим щитом» була доведена в ході наукових досліджень, проведених фірмою «Бюлер АГ» під контролем Інституту клінічної мікробіології і імунології (ИКМИ), Санкт-Галден, Швейцарія. Досліди проводили у виробничих умовах на кормі для птиці, використовуючи установку гранулювання ДРВА потужністю 110 кВт, продуктивністю 7,5 т/год. При цьому температура попереднього кондиціювання була 80 ^оС, задана величина зазору роликів 0,3 мм, температура гранул на виході 84 ^оС. Корм був заражений бактеріями ентерокока до рівня 310000±17000 бактерій на грам.

Результати теплового обробітку при гранулюванні з системою «тепловий щит» виявились ідентичними результатам обробітку при експандуванні, і вони показали: бактерії сальмонели повністю знищені, а зниження кількості бактерій ентерокока склало не менше 5х10³ рази. Повторний аналіз зразків з позитивною пробою через 5 днів не виявив жодної бактерії ентерокока. Ці досліди довели, що такий щадівний тепловий обробіток забезпечує практично повне знищення цього штампа ентерокока, не дивлячись на його більш високу резистентність до температури, ніж у бактерій сальмонели.

Таким чином, ефективність термообробітку шляхом використання технології «тепловий щит» аналогічна результатам,досягаємих в процесі експандування. При цьому температурний режим, використовуваний в технології «теплового щита» гарантує збереженість ведених в корма вітамінів, ензимів та інших активних речовин,які можуть бути підвернені впливу більш високих температур. Інвестиційні і експлуатаційні затрати для даної технології значно нища, ніж при використанні інших методів теплового обробітку. Наприклад, розрахунок проведений для швейцарського виробника кормів і враховуючий такі фактори, як затрати електроенергії, пару, потреби в персоналі, амортизацію обладнання і виплату процентів по кредиту, показав наступне: в порівнянні із затратами при традиційній технології гранулювання (прийнято за 100%), виробничі затрати при гранулюванні з «тепловим щитом» складають-104%, при використанні експандера – 146%.

Ефективність використання технології «тепловий щит» була багатократно підтверджена успішним використання при проектуванні нових заводів і при проведені реконструкції працюючих ліній гранулювання у всьому світі.

Технологія експандування

При експандуванні комбікорм піддається короткочасного (4-5 сек.). Тепловій дії парою з наступним стисненням в експандері до тиску 30 атмосфер. На виході з експандера комбікорм потрапляє в область низького тиску, в цей момент відбувається як би спучування продукту, розриваються зв'язку на клітинному рівні, модифікується крохмаль, підвищується доступність вуглеводів дії травних ферментів. Крім того знищуються всі хвороботворні бактерії, при транспортуванні комбікорм не розшаровується і не пилить. В результаті, при використанні експандуйованих кормів, зростають прирости, скорочуються терміни відгодівлі, знижується падіж тварин і птиці, підвищується конверсія корму.

Пропарений комбікорм з кондиціонера направляється в експандер FEX-34. Принцип дії експандера аналогічний екструдера, але випресування продукту виробляється не крізь отвори матриць, а в кільцевий зазор, що регулюється за допомогою гідравлічної системи. На експандер встановлений шнек, за допомогою якого продукт переміщається, перемішується і додатково прогрівається за рахунок сил тертя до 85-100 ° С. Спресоване продукт виводиться через конічний дифузор, забезпечений замикаючим конусом, яким регулюють величину вихідного кільцевого зазору і величину робочого тиску на продукт. На виході з експандера в результаті різкого падіння тиску у продукті волога випаровується і продукт дещо збільшується в обсязі. Далі експандуйований комбікорм піддається грубому подрібнення на лопатевою дробарці і спрямовується на гранулювання або охолодження.

Параметри експандування: тиск, температура продукту на виході з експандера, величина кільцевого зазору постійно реєструються і виводяться на монітор, що дозволяє оператору візуально контролювати процес експандуювання і при необхідності регулювати його. При виході процесу на оптимальний режим автоматизована система забезпечує управління і підтримку основних параметрів на рівні заданих значень. В залежності від оброблюваного продукту параметри роботи експандера змінюються.

Застосування експандера покращує роботу гранулятора, дозволяє збільшити введення в гранульовані комбікорми жиру і рослинного масла, сприяє підвищенню продуктивності гранулятора, зменшення товщини матриці і зниження зносу пресувальне роликів та матриць.

2.5 Технічний та технологічний огляд вітчизняних екструдерів

ООО НПП «Експро» розробив і запатентував Російським агентством по патентам і товарним знакам екструдер Експро-02, працюючий по технології «сухої» екструзії. Він призначений для екструзійного обробітку зерна пшениці, ячменю, жита, кукурудзи, гороху, бобових і сої, для отримання високоякісних комбікормів.

Екструдер має ряд переваг:

• виконаний на жорсткій розбірній рамі;

• обладнаний дозатором пропускної здатності до 2000 кг за годину з регулятором, дозволяючи подавати в екструдер з великою точністю різні продукти в необхідній кількості;

• має електронний блок автоматичного керування процесом екструзії, для запобігання роботи машини на нерозрахованих режимах, дозволяючи досягти заданих технологічних параметрів за рахунок зміни об’єму камери стиску під дією переміщення корпусу філери;

• підвищення зносостійкості всіх деталей, підлеглих навантаженням від тертя, тиску і температури;

• малі енергозатрати при виготовлені корму;

• можливість отримувати повно жирну сою;

• можливість використовувати в харчовій промисловості.

Таблиця 2.5 Технічна характеристика екструдера Експро-02

Прес-екструдери типу ПЕ призначені для виробництва з суміші зерна, карбаміду і бентонітового порошку - карбаміду концентрату, який застосовується в тваринництві для годівлі жуйних тварин (корів, овець, свиней) з метою підвищення продуктивності, при нестачі білків в кормах, а також для економії кормів.

Таблиця 2.6 Технічна характеристики прес-екструдерів ПЕ:

3. Технологічні розрахунки впровадження нової технології

3.1 Пояснення заміни обладнання

Серед головних причин скорочення поголів’я тварин є збитковість галузі і підвищення ціни на кормові засоби, незбалансованість раціонів.