Кавитационная технология и оборудование для производства жидких кормов

Технология кормления животных и птиц с прямоточной системой желудочно-кишечного тракта. Кавитационное приготовление жидких кормов, обеззараживание и ферментация сырья, биологическая активация воды. Оборудование для диспергирования и гомогенизации зерна.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 14.02.2018
Размер файла 226,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Красноярский государственный аграрный университет

Кавитационная технология и оборудование для производства жидких кормов

Скрыль И.И., Ковальчук А.Н.

Красноярск, Россия

Аннотация

Рассмотрена технология подготовки жидких кормов и предложено оборудование для ее реализации

The technology of preparation of liquid forages is considered and the equipment for its realization is offered.

Устройство желудочно-кишечного тракта определяет «меню» животных и их способность переваривать ту или иную пищу.

Разработки и исследования ученых ГНУ Всероссийского научно-исследовательского института сельского хозяйства, Кубанского государственного аграрного университета, института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцева РАН, Алтайского государственного аграрного университета показывают, что при «традиционных» технологиях кормления в помете остается не переваренной до 40% пищи, а при кормлении свиней сухими комбикормами -- до 50% [1].

Рекомендации ученых для животных и птиц с прямоточной системой желудочно-кишечного тракта сводятся к тому, что:

*корма для свиней должны быть жидкими;

*злаки должны быть измельчены до размеров 0-30 мкН;

*в процессе приготовления должно быть обеспечено протекание процессов ферментативного сбраживания крахмала с переводом его в легкоусвояемые организмом животного формы, а именно: глюкоза, фруктоза, сарбоза, мальтоза, галактоза и т.д.

В свиноводстве подобная подготовка кормов обеспечивает среднесуточный привес 650-750 грамм (таблица 1) [2]. При этом указанные среднесуточные привесы достигаются при значительном снижении затрат корма в расчёте на 1 кг привеса, а также значительно уменьшается стоимость кормов.

Технология кормления, предлагаемая вашему вниманию, основана на приготовлении жидких кормов путем кавитационного смешивания исходного сырья с водой.

При кавитационной обработке пищевой смеси одновременно происходят следующие процессы:

*кавитационное измельчение в диспергаторе (зерна пшеницы, ячменя, овса, отрубей, жома, жмыха, шелухи и т. д.) до тонкодисперсного состояния;

*разогрев полученной суспензии до 60-95°C;

*создание условий для протекания физико-химических и биохимических процессов ферментативного сбраживания крахмала (перевод более 50% крахмала, содержащегося в корме, в вещества, которые легко усваиваются организмом животного, а именно: моно-, ди- и трисахариды, т.е. в глюкозу, фруктозу, сарбозу, мальтозу, галактозу и т.д.);

*угнетение всех бактерий, попавших в корм с поля со злаками, таким образом, уменьшается (исключается) вероятность возникновения нежелательных или нестерильных ферментаций от занесенных бактерий, которые составляют конкуренцию микрофлоре кишечника животных в борьбе за поступившую пищу и вырабатывают токсические вещества [2].

Таблица 1

Расход корма и привесы животных (поросят) за один месяц (данные приведённые в таблице предоставлены фермерским хозяйством из Берёзовского района Красноярского края)

Показатели

Опытная группа № 1

Опытная группа №2

Контрольная группа (сухое кормление)

Количество голов

300

300

300

Средняя живая масса в начале эксперимента, кг.

52,9

53,8

53,6

Средняя живая масса по окончании эксперимента, кг.

73

74,2

66

Прирост живой массы, кг.

20,1

20,4

13

Среднесуточный привес, г.

670

680

450

Затрачено кормовых единиц на 1 кг. привеса

3,1

3,4

5

Концепция разработанной технологии основана на феномене синпериодической кавитации. При кавитационном приготовлении жидких кормов вместе с обеззараживанием сырья происходит биологическая активация воды.

Такая вода является мощным растворителем солей, охотно вступает в реакцию гидратации биополимеров пищевого сырья (соединение биополимеров с молекулами воды), интенсивно экстрагирует (т.е. извлекает из сырья витамины и другие полезные вещества, не разрушая его природной структуры, так как имеет обычную температуру).

Осуществление данной технологии возможно при применении кавитационного измельчителя. Кавитационный измельчитель - это принципиально новый вид оборудования, используемый в производстве эмульсий и суспензий различного назначения. Он является последним достижением новой отрасли науки - физико-химической механики [3].

Известны следующие типы оборудования для диспергирования:

*Измельчители с мелющими телами (шаровые, бисерные, вибрационные, дезинтеграторы).

*Устройства самоизмельчения (барабанные, центробежные, струйные).

*Взрывные измельчители (со сбросом давления, с использованием взрывчатых веществ).

Недостатки этих типов устройств: износ мелющих тел; загрязнение продуктами износа измельчаемого материала; большая энергоемкость диспергирования; низкий КПД, агрегация (слипание) частиц при увеличении дисперсности материала.

В последние годы появилось оборудование для диспергирования с одновременной гомогенизацией:

*Ультразвуковые устройства.

*Ультразвуковые кавитационные устройства.

*Электрогидравлические устройства.

*Роторно-пульсационные устройства.

*Гидроударные установки.

Ультразвуковые устройства применяются редко и в специфических условиях (например, гомогенизация майонеза), а электрогидравлические устройства пока не нашли применения. Наибольшее распространение получили роторно-пульсационные устройства (за рубежом) и приходящие им на смену гидроударные установки (пока не имеют аналогов за рубежом).

Происходит закономерный переход к способу диспергирования материала в двухфазной (материал +жидкость) среде, что позволяет совместить процессы диспергирования и гомогенизации в одном аппарате. В качестве жидкости может быть вода или любая другая жидкость, например, масло выделяющееся при измельчении орехов, сок при переработке помидоров, гороха и т.д. Это дает возможность использовать физические свойства второй фазы (не сжимаемость, законы Паскаля и Бернулли) и применить новые физические эффекты (гидравлический удар, кавитацию, импульсы высокого давления, турбулентность).

Способ диспергирования материала в двухфазной среде лишен недостатков сухого способа диспергирования поскольку жидкость «не изнашивается», не загрязняет материал, предотвращает агрегацию за счет уменьшения поверхностной энергии твердой фазы (этот эффект усиливается добавлением поверхностно-активных веществ). Кроме того, использование жидкости позволяет совместить процессы диспергирования и гомогенизации в одном аппарате. кавитационный гомогенизация жидкий корм

Установка конструкции Мозгового В.Г. КаГУД-1 (кавитационный гидроударный диспергатор) обеспечивает диспергирование и одновременное смешивание (гомогенизацию) материалов (см. рис. 1) [4]. Основными элементами установки являются ротор и статор (см. рис. 2). В роторе по окружности расположены резонансные камеры (резонаторы). В статоре отверстия - конфузоры. При вращении ротора происходит периодическое перекрывание выходных отверстий резонаторов. Измельчение происходит за счет воздействия на частицу кавитации, а также двойного (прямого и обратного) гидравлического удара при прерывании потока пульпы с заданной частотой. Частота специально подбирается равной собственной частоте ротора. Действие гидравлического удара носит пульсирующий характер. Разрушаемые частицы подвергаются гидравлическому удару в резонансных камерах (резонаторах). За счет совпадения собственной частоты резонаторов с частотой следования импульсов давления в камерах происходит многократное (в 10 раз по сравнению с роторно-пульсационными аппаратами) увеличение амплитуды значения давления. Гидродинамические процессы в установке сопровождаются развитой турбулентностью. Это способствует хорошей степени гомогенизации обрабатываемого материала.

Рисунок 1. Общий вид и основные размеры аппарата КаГУД-1, производительностью 30 т/ч

Рисунок 2. Устройство аппарата КаГУД-1:

1 - корпус; 2 - входной патрубок; 3 - выходной патрубок; 4 - ротор; 5 - статор; 6 - резонаторные камеры; 7 - сужающийся канал резонатора прямоугольного сечения; 8 - лопатки; 9 - отверстия прямоугольного сечения в статоре

Разработано два типа гидроударного оборудования: роторно-пульсационные устройства или их аналоги и гидроударные системы - КаГУД-1 (аналогов за рубежом нет).

В настоящее время резонансная гидроударная система КаГУД-1 является наиболее эффективным и перспективным видом оборудования для диспергирования и гомогенизации.

Техническая характеристика аппаратов КаГУД-1 и обрабатываемого продукта приведена в таблицах 2 и 3.

Таблица 2

Технические характеристики аппаратов КаГУД-1

Показатель

Значение

Подача, т/ч (на воде)

5

30

80

Напор, м

20

20

20

Частота вращения, об/мин

2900

2900

1450

Электродвигатель

* мощность, кВт

30

45-90

110-…

* напряжение, В

380

380

380

* частота тока, Гц

50

50

50

Габаритные размеры установки, мм

* длина

1400

1800

2100

* ширина

700

800

800

* высота

550

650

650

Масса, кг

340

710

1100

Таблица 3

Характеристика обрабатываемого продукта

рН в пределах

6-12

Плотность гидросмеси до

2200 кг/м3

Температура

50-90°С

Максим. крупность частиц на входе до

8 мм

Микротвердость частиц до

1100 МПа

Размер частиц на выходе

0-60 мкм (зависит от рецикла и материала)

Концентрация в жидкости

30-70%

Отличия аппаратов КаГУД от роторно-пульсационных заключаются в следующем:

1. В аппарате КаГУД-1 поток пульпы структурирован в каналах-резонаторах (соплах). Структуризация потока обеспечивает разделение потока на отдельные равные ручьи (в соплах), разделение ручьев на отдельные равные порции (в окнах статора), смешение порций в объеме улитки перед напорным патрубком. При этом в объем улитки попадают порции из диаметрально противоположных четырех окон (в данной модификации КаГУД-1). Это одно из условий идеальной гомогенизации. В РПА поток не структурирован, только частично канализован, поэтому перемешиваемые порции не одинаковы, отдельные порции могут проскальзывать с возвратом, другие порции - проскакивать без обработки (без разделения и смешения).

2. Скорость движения потока в каналах выше, т.к. работает эффект гидравлического сопла (сужение - ускорение потока). При этом возникает высоко развитая турбулентность за счет кривизны канала. Это способствует увеличению степени гомогенизации на микроуровне - это второе условие идеальной гомогенизации.

3. За счет повышенной скорости и структурирования потока в каналах при перекрытии окон в роторе возникают условия для возникновения гидравлических ударов значительной величины. Этого в РПА не происходит.

4. В аппарате КаГУД-1 из-за несовпадения количества окон в роторе и статоре возникает бегущая волна гидравлических ударов. Путем подбора количества окон частоту бегущей волны можно согласовать с собственной частотой колебаний ротора. При этом ротор становится мощным объемным излучателем звукового давления в обрабатываемую среду. Звуковое давление концентрируется в объеме резонаторов. При этом твердая частица испытывает знакопеременное давление и силы "сжатия-растяжения" (ударная волна) разрывают частицу. Кроме звучащих стенок канала на частицу периодически (при перекрытии канала) воздействует пик давления в момент возникновения гидравлического удара. Комбинация этих сил приводит к эффективной диспергации пульпы.

5. В РПА пульсации давления слабо выражены, в основном работает кавитация, которая возникает только на рабочих поверхностях ротора и статора, что гораздо менее эффективно.

6. Производительность РПА гораздо меньше чем у КаГУД-1

Применение технологии жидкого кормления и кавитационного гидроударного диспергатора позволят повысить питательность кормов, снизить их стоимость и расход, получить дополнительный привес при минимальных затратах.

Литература

1. Мат. 16-й международной спец. торгово-промышленной выставки «Зерно-Комбикорма-Ветеринария-2011»

2. Мозговой В.Г., Алтухов А.М. патент России «Кавитационный гидроударный диспергатор» №74084 от 20.06.2008 г.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Препаративные формы зверобоя продырявленного, их применение для борьбы со стронгилятозами желудочно-кишечного тракта у жвачных животных. Химические состав зверобоя, возможные побочные явления. Сбор и технология приготовления лекарственного сырья.

    курсовая работа [2,3 M], добавлен 21.05.2012

  • Химический состав кормов; анализ их протеиновой, витаминной и минеральной питательности. Определение переваримости кормов. Ветеринарно-зоотехнических и биохимические методы контроля полноценности кормления животных. Белково-витаминные добавки и премиксы.

    методичка [428,4 K], добавлен 02.09.2014

  • Организация рационального и полноценного кормления животных. Качество скармливаемого животному протеина. Расход кормов на производство продукции. Процесс обработки кормов аммиаком для повышения в них содержания азота. Аммиачная вода.

    реферат [10,8 K], добавлен 19.11.2006

  • Технология заготовки сена с применением активного вентилирования. Оборудование для заготовки, оценка качества сена и потерь при его производстве. Производство кормов при сушке растительной массы нагретым воздухом. Перспективы заготовки и хранения кормов.

    реферат [656,4 K], добавлен 20.05.2010

  • Классификация кормов, оценка их качества и питательной ценности. Функции и виды консервантов. Правовые основы сертификации и стандартизации кормов. Технология производства белковых кормовых добавок. Поголовье молочного скота и его продуктивность.

    курсовая работа [131,8 K], добавлен 29.03.2012

  • Кормоцеха для приготовления общесмешанных кормовых смесей для свиней. Мобильные смесители раздатчики кормов. Оборудование для учета, фильтрации и охлаждения молока. Машины и оборудование для ветеринарно-санитарной обработки животных и помещения.

    контрольная работа [775,9 K], добавлен 26.11.2009

  • Характеристика и классификация кормов. Способы содержания и технология убоя крупного рогатого скота: достоинства, недостатки. Особенности кормления животных в зимние, летние периоды, механизация технологических процессов, выращивание ремонтного молодняка.

    курсовая работа [46,1 K], добавлен 25.02.2011

  • Гигиеническое значение полноценного кормления. Перекорм животных и его последствия. Зоогигиеническое значение витаминов. Предупреждение кормового травматизма. Отравления животных растениями и их профилактика. Гигиена кормов, пораженных вредителями.

    курсовая работа [76,5 K], добавлен 22.01.2012

  • Классификация, химический состав и питательность кормов для животных. Заготовка высококачественных кормов. Заготовка сенажа в траншее. Заготовка силоса. Подготовка кормов к скармливанию. Нормированное кормление и составление суточного рациона животных.

    реферат [31,5 K], добавлен 11.07.2015

  • Оборудование для транспортировки и раздачи кормов и поения свиней. Расчет микроклимата в животноводческом помещении. Конструктивная разработка растаривателя мягких контейнеров. Расчет системы удаления навоза на фермах. Расчет линии приготовления кормов.

    курсовая работа [131,2 K], добавлен 06.06.2010

  • Описание технологической схемы производства сухих животных кормов и технического жира. Выбор и обоснование главных параметров контроля, сигнализации и регулирования. Описание функциональной схемы и выбор средств автоматизации. Снижение потерь сырья.

    контрольная работа [39,1 K], добавлен 25.07.2013

  • Природно-климатическая характеристика хозяйства. Организационно-экономические условия сельскохозпредприятия. Урожайность сельскохозяйственных культур. Технология кормления крупного рогатого скота. Механизация подачи и дозировки кормов, проект дозатора.

    контрольная работа [123,4 K], добавлен 10.05.2010

  • Анализ кормления рыбопосадочного материала радужной форели, определение эффективности производства. Исследование состояния воды по температурному режиму, содержанию растворенного в воде кислорода и показателям рН. Темп роста форели и расход кормов.

    дипломная работа [1,4 M], добавлен 03.11.2013

  • Санитарно-топографическое исследование водоисточника. Определение окисляемости, жесткости и химического состава воды; методы ее очистки и обеззараживания. Изучение способов санитарно-гигиенической оценки силоса и корнеклубнеплодов, зерна и комбикорма.

    методичка [55,0 K], добавлен 21.05.2012

  • Профилактические методы предупреждения отравления животных, птиц, рыб, полезных насекомых. Химико-токсикологический контроль качества кормов, пастбищ, воды для животных. Характеристика отравлений животных неорганическими и органическими соединениями меди.

    контрольная работа [17,4 K], добавлен 25.06.2010

  • Применение программ оптимизации рецептов кормления свиней. Расчет рецептов кормления свиней средствами MS EXCEL. Создание первоначальной базы кормов и норм кормления животных, среды расчета рациона. Автоматизация процесса выбора группы животных.

    курсовая работа [2,3 M], добавлен 13.08.2010

  • Общие требования к кормам животного происхождения. Состав и питательность молочных кормов, использование молочных продуктов в кормлении животных. Особенности применения отходов мясной и рыбной промышленности для кормления сельскохозяйственных животных.

    курсовая работа [22,1 K], добавлен 03.09.2013

  • Происхождение, биологические особенности птицы. Характеристика кормов и методы нормирования питательных веществ. Выращивание ремонтного молодняка яичных пород, бройлеров и кур–несушек. Рацион кормления птиц при заданных параметрах, контроль полноценности.

    курсовая работа [455,9 K], добавлен 01.11.2015

  • Общая характеристика бобовых кормов, состав и питательность бобовых кормов: гороха, кормовых бобов, сои, люпина безалкалоидного, вики, чины. Подготовка зерновых кормов к скармливанию, измельчение, ошелушивание, поджаривание, дрожжевание, экструзия зерна.

    реферат [16,4 K], добавлен 28.10.2009

  • Характеристика зерноперерабатывающего хозяйства, расположенного в восточной зерново-скотоводческой сельскохозяйственной зоне г. Старобельска Луганской области. Пути поставки и оценка качества сырья, необходимое оборудование и методы хранения зерна.

    курсовая работа [774,7 K], добавлен 18.01.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.