авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 9 |

«НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ Республиканское унитарное предприятие «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации ...»

-- [ Страница 5 ] --

Для доения коров в доильных залах в НПЦ НАН Беларуси по механиза ции сельского хозяйства разработаны автоматизированные доильные установ ки типа «Елочка» – УДА-24Е, 16Е, 12Е (количество дойных мест 24, 16, 12 со ответственно);

типа «Тандем» – УДА-8Т (8 доильных мест) и «Параллель» – УДП-24 (24 доильных места). Производство данных доильных установок освоено отечественными предприятиями (ОАО «Гомельагрокомплект», РПДУП «Экспериментальный завод» РУП «НПЦ НАН Беларуси по механиза ции сельского хозяйства», ОАО «Дятловская сельхозтехника» и др.). Следует отметить, что по своим возможностям и показателям данное оборудование практически ничем не уступает импортному, что подтверждает успешная ра бота доильных установок в республике. Всего таких доильных установок по ставлено более 500 штук. Кроме того, они активно продаются в страны СНГ, в первую очередь – в Россию.

Для всех доильных установок может быть использована разработанная в центре система управления стадом СУС-1000, которая обеспечивает иденти фикацию животного, фиксирует ежедневные индивидуальные надои, проводит менеджмент стада и сохраняет данные в компьютере. Система управления стадом оснащена селекционными воротами, позволяющими автоматически отделять животных от стада [3].

Для оснащения молочно-товарных ферм перспективным оборудованием запланировано создание доильных установок нового поколения «Елочка» с быстрым выходом, типоразмерного ряда доильных установок типа «Парал лель» (210–224), «Карусель» и доильного робота. Для автоматизированного доения коров с охлаждением молока в пастбищных условиях предусматрива ется разработка передвижной доильной установки УДП-8, внедрение которой позволит в 4 раза снизить затраты труда и не менее чем на 10% повысить про дуктивность коров на пастбищах.

Автоматические доильные системы, или доильные роботы, впервые по явились в Нидерландах в 1992 году. Сегодняшние системы автоматического доения различаются, в основном, по числу одновременно обслуживаемых ко ров. Главные части робота – это рука, способная совершать трехмерные дви жения;

система очистки сосков и вымени при помощи щеток или стакана с моющим раствором;

устройство для надевания и снятия доильных стаканов;

контрольные и сенсорные приборы;

весы;

компьютер;

интерфейс;

программ ное обеспечение;

система контроля качества, объема молока и других показа телей по отдельным долям вымени, что позволяет отбраковать продукцию не желательного качества;

система идентификации животных. Для обнаружения сосков, обработки вымени, надевания и снятия доильных стаканов использу ются лазерные, оптические, ультразвуковые или комбинированные системы.

Все автоматические доильные системы можно условно разделить на две группы: один доильный бокс с одним роботом и одной рукой;

роботизирован ная система, состоящая из нескольких доильных боксов, обслуживаемых од ним роботом с одной рукой.

Внедрение автоматических доильных установок на небольших фермах с традиционным двукратным доением, по данным голландских специалистов, повышает надой молока на 5–15% за счет увеличения числа доений при сво бодном доступе коров к доильной установке, что, в свою очередь, способству ет сравнительно быстрой окупаемости затрат на нее. Применение доильных роботов позволяет оценивать состояние каждой из четвертей вымени и свое временно выявлять признаки мастита. Для диагностики субклинических ма ститов используются два параметра – электропроводность и температура мо лока. Производители роботов могут снабжать свою продукцию дополнитель ными датчиками.

Производство роботизированных систем доения.

Их преимущества и недостатки Научные разработки роботов начали в конце 70-х гг. прошлого столетия практически одновременно такие известные производители доильного обору дования, как LelyIndustries N.V. (Нидерланды), GascoigneMelott (позже вошла в состав компании Bou-Matic, США), Insentec (Нидерланды) и др.

Первой компанией, начавшей промышленное производство доильных ро ботов, была голландская Lely NV. Сейчас их производят по лицензии Lely фирмы Fullwood и Bou-Matic. А компании AMC Liberty, DeLaval, GaskonMelot, Meko, Prolion, SAC и Westfalia выпускают системы автоматического доения по собственным технологиям. Фирма Lely и сейчас остается мировым лидером по производству доильных роботов. В самой Голландии каждая четвертая до ильная установка, покупаемая фермерами, – автоматическая.

К декабрю 2002 года в мире насчитывалось 1754 доильных робота, спустя 5 лет их было 8190, в 2010 году – более 16 тысяч. При этом в Германии и Франции в 2010 году 30% всего доильного оборудования составляли роботи зированные системы, в Дании – 50%, в Нидерландах – 57%. В 2011 году евро пейский рынок получит более 2500 роботов, при этом возрастет роль новых рынков в Чехии, Ирландии, Мальте, Беларуси. Значительный потенциал для роста имеют Швеция, Испания, Италия. На конец 2008 г. во всем мире насчи тывалось уже свыше 6,5 тыс. ферм с системами автоматического доения. В последние годы темпы роста продаж доильных роботов в мире достигали 150%.

Выделим основные преимущества доильных роботов:

полная автоматизация процессов и минимальные трудозатраты для по лучения молока;

обязательное качественное выполнение всех операций по подготовке животных к доению, а также по санобработке вымени;

индивидуальный режим доения для каждого соска, что обеспечивает максимально возможное в промышленных условиях щадящее доение и мини мальный риск распространения инфекции;

комфортное и бесстрессовое содержание коров, обусловленное рацио нальной компоновкой коровника и доильно-молочного блока;

анализ качества молочного сырья с регистрацией его параметров во время доения;

отделение первых струек молока, содержащих наибольшее количество бактериальной микрофлоры, способствует продлению сыропригодности моло ка.

Повышение удоев на 5–15%в случае применения доильных роботов при продуктивности коровы более 8 тыс. кг в год – весьма ощутимая прибавка. За счет индивидуального выдаивания каждой четверти вымени в соответствии с интенсивностью молокоотдачи повышается содержание жира на 0,08–0,1% и уменьшается количество соматических клеток до уровня менее 100 тыс. в 1 см3.

Использование роботов для доения коров основывается на технологии, суть которой заключается в самообслуживании животного, предусматриваю щем предоставление корове возможности выбора срока и частоты посещений доильного бокса. При этом увеличивается частота доений животных (у высо копродуктивных коров – до 4 раз и более в сутки).

Наряду с очевидным преимуществом автоматических доильных систем, в процессе их эксплуатации обнаружен ряд проблемных моментов. Прежде все го, их высокая стоимость. Доильный робот компании Delaval с одним доиль ным боксом стоит 112500 евро, такой же робот компании Lely – 115 000 евро, компании Foolwood – 108 000 евро, а двухбоксовый компании Insentec – 210 000 евро.

Немецкие специалисты показали, что сегодня инвестиции в одно ското место на фермах с беспривязно-боксовым содержанием коров и автоматиче ской доильной системой значительно выше, чем с традиционными доильными установками. Однако имеющийся опыт показывает достаточно высокую эф фективность доильного робота. При оптимальных капиталовложениях и гра мотной организации труда прибыль, получаемая при его применении, позво ляет за несколько лет окупить установку.

При внедрении роботов необходим особый подход к дойному стаду.

Прежде всего, это тщательная выбраковка коров по параметрам вымени в це лом и сосков в частности.

Анализируя опыт эксплуатации доильных роботов за рубежом, можно от метить некоторые характерные технологические направления, применимые в условиях отечественного молочно-товарного производства [4].

Одно из них – беспривязное содержание коров на глубокой подстилке или в боксах с доением на автоматических линиях типа «Бокс-площадка» или «Дубль-бокс», где один робот обслуживает 50–60 коров. АСУ ТП молочно товарной фермы контролирует управление стадом, нормированное кормление высокоэнергетическими кормами и микроклимат помещений. Технологиче ская схема применима для селекционных хозяйств и небольших (до 150 коров) ферм с высокопродуктивными животными.

Промышленные молочно-товарные фермы с поголовьем 200 дойных ко ров составляют 31% в масштабах отрасли. Автоматизированная линия доения имеет доильную площадку типа «Робот-полибокс» с количеством от 2 до 5 ро ботизированных мест доения. Содержание, кормление коров и управление стадом аналогично применяемому на автоматической линии типа «Бокс площадка» или «Дубль-бокс».

Основной эффект от использования роботов будет складываться из обще го снижения трудозатрат (порядка 4,5 тысяч человеко-часов в год для МТФ 200), а также исключения низкоквалифицированного труда обслуживающего персонала.

Кроме того, будет обеспечиваться высокое качество молочного сырья (не менее 98% высшего сорта) за счет безусловного выполнения всех требуемых операций по содержанию, кормлению и доению животных, созданию условий микроклимата.

В филиале «Белшина-Агро» ОАО «Белшина» Осиповичского района Мо гилевской области в двух коровниках установлены 12 станций автоматического доения фирмы DeLaval. Каждая лактирующая корова посещает бокс-автомат 2– 3 раза в сутки. Охлаждение полученного молока до +4С производится в бу ферной емкости с использованием холодной проточной воды и лишь затем – в танке-охладителе емкостью 9700 литров. Такая система позволяет продолжать доение коров роботом даже во время промывки основного танка [5].

Учеными Научно-практического центра НАН Беларуси по животновод ству сделан предварительный ориентировочный сравнительный расчет затрат на строительство МТФ на 400 коров дойного стада с доением на роботизиро ванных установках и в доильном зале [6].

Однако в настоящее время дать достоверную оценку экономической и технологической эффективности доильных роботов применительно к услови ям Республики Беларусь весьма затруднительно. Экономический эффект от применения роботизированных систем доения коров в сравнении с аналогич ной по мощности фермой с доением в доильном зале, складывающийся из со кращения инвестиционных затрат (не требуется строительства доильно молочного блока), уменьшения затрат труда (обслуживающий персонал со кращается в 2 раза), увеличения молочной продуктивности (удой увеличился на 900 кг) и повышения сортности молока (98% молока сорта «экстра»), поз воляет обеспечить уровень рентабельности при производстве молока не менее 25% и достичь сокращения периода окупаемости затрат с 11 до 8 лет. Приме нение многобоксовых доильных роботов позволило бы сократить затраты на приобретение на 40% по сравнению с однобоксовыми. Разработана проектно сметная документация на строительство ряда подобных ферм [7].

В настоящее время в Республике Беларусь во многих хозяйствах уже имеются технологические предпосылки для использования сложной, насы щенной электроникой техники. В них накоплен большой практический опыт беспривязного содержания скота с использованием современных доильных систем импортного производства, оснащенных системами автоматизации от дельных технологических операций, традиционно поддерживается высокий уровень технологической дисциплины. Все это свидетельствует о том, что в молочном скотоводстве нашей страны есть исходные предпосылки для ис пользования автоматизированных систем доения.

Охлаждение молока и его качество Обязательным условием получения качественного молочного сырья явля ется его охлаждение после окончания дойки и временное хранение на МТФ при температуре +4..5С до перевозки на дальнейшую переработку.

Для удовлетворения потребности хозяйств с различными производствен ными условиями и продуктивностью в РУП «НПЦ НАН Беларуси по механи зации сельского хозяйства» разработаны и успешно прошли приемочные ис пытания молокоохладительные установки вместимостью 3000, 5000, 8000 и 10 000 литров молока, создание которых предусматривалось «Системой ма шин на 2006–2010 гг. для реализации научно обоснованных технологий произ водства основных видов продукции животноводства». Разработанное оборудо вание оснащается молочной емкостью закрытого типа, выполняет непосред ственное охлаждение молока, комплектуется рекуператором тепла и системой автоматической санитарно-гигиенической обработки молочной емкости.

Охладители такого типа характеризуются наименьшей металлоемкостью, тру дозатратами и удельным энергопотреблением. Освоено серийное производ ство разработанных охладителей в ОАО «Несвижский райагросервис» и ИП «Промтехника-Агросервис» (г. Брест). Выпускаемая этими предприятиями продукция по конструктивным и технологическим параметрам соответствует требованиям как отечественных ТНПА, так и международных стандартов (ISO 5708). Совокупный объем выпуска отечественного молокоохладительно го оборудования превысил 1200 единиц, и поставка импортных охладителей в хозяйства РБ свелась к минимуму.

В настоящее время ведутся работы по новым перспективным направле ниям. Разрабатываются технические средства для предохлаждения молока, обеспечивающие интенсификацию процесса охлаждения и наиболее полное соответствие действующему в РФ стандарту, согласно которому длительность цикла охлаждения не должна превышать 2,5 часа. Создан экспериментальный образец и планируется разработка оборудования для охлаждения молока в по левых условиях, в том числе смонтированного в изотермических контейнерах на колесном прицепе, используемого как для охлаждения молока, производи мого в условиях пастбищного содержания, так и эксплуатируемого в качестве резервных молокоприемных пунктов. В условиях республики применение та ких охладителей за счет повышения качества молока и сокращения издержек на транспортировку молока из летнего лагеря на МТФ обеспечит экономиче ский эффект около 30 млн. руб. за сезон.

Охлаждение молока все же не проходит бесследно для его качества. По сле хранения молока длительное время при температуре +2–6C способность его к свертыванию сычужным ферментом (при производстве высококаче ственных сыров) заметно ухудшается. Полученный сгусток характеризуется способностью к синерезису (выделению жидкой фазы) и меньшей прочно стью. При охлаждении молочного сырья происходит частичное отвердевание и кристаллизация молочного жира в жировых шариках, что и приводит к ослаб лению связей в оболочках, так как глицеридный слой теряет эластичность и становится более подверженным механическим воздействиям.

Охлаждение и хранение охлажденного молочного сырья приводит к раз рушению витаминов. Например, витамин С разрушается на 18% при хранении охлажденного молока в течение 2 суток и на 67% при хранении 3 суток.

При охлаждении происходит изменение состава микрофлоры сырого мо лока – замедляется рост мезофильной и термофильной микрофлоры и начи нают преобладать психрофильные бактерии, развивающиеся в молоке от +5 до +15°C.

Поэтому охлажденное молоко не следует долго задерживать на ферме.

Необходим определенный компромисс между желанием сконцентрировать максимальное количество молока для сокращения транспортных затрат и необходимостью сохранения его качества.

Выводы 1. Повышение требований к качеству молочного сырья как к основе важ нейшей экспортной продукции диктует новые условия производства: исклю чение влияния малоквалифицированного труда во всем технологическом про цессе и обеспечение полного контроля за выполнением регламентных техно логических операций. Перспективным направлением совершенствования про изводства являются организация управления всеми процессами на ферме од ним компьютерным центром и роботизация доения.

2. В промышленном молочно-товарном производстве Республики Бела русь существуют предпосылки для масштабного использования технологий на основе автоматизированных линий доения и роботизированных технических средств. Подготовка к их внедрению должна включать разработку эффектив ных технологических схем выполнения процессов.

3. Необходимы новые подходы к объемно-планировочным решениям ферм, перечню и размещению требующегося технологического оборудования как при новом строительстве, так и при реконструкции существующих зданий.

14.07. Литература 1. Калмыкова, О. Технология доения и качество молока / О. Калмыкова, Т. Ананьева, И.

Колпакова // Животноводство России. – 2011. – № 6. – С. 41-42.

2. Молоко и молочная продукция. Безопасность: технологический регламент ТР 2010/018 / BY: утв. постановлением Совета Министров Республики Беларусь № 431 от 25.03.2010 // Национальный реестр правовых актов Республики Беларусь. – 2010. – № 271.

3. Китиков, В.О. Направления совершенствования компьютерной системы управления ста дом на молочно-товарной ферме / В.О. Китиков, Е.В. Тернов // Научно-технический про гресс в животноводстве: сб. науч. тр. – Подольск: ВНИИМЖ, 2007. – Т. 17, ч. 4. – С. 86-92.

4. Китиков, В.О. Научные и технологические подходы в создании передовых технологий в молочном животноводстве на базе роботизированного оборудования / В.О. Китиков // Ме ханизация и электрификация сельского хозяйства: межвед. тематич. сб. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2008. – Вып. 42. – С.160-165.

5. Палкин, Г. Дюжина роботов на одном комплексе. / Г. Палкин // Животноводство. – № 4. – 2010. – С. 56-57.

6. Трофимов, А.Ф. Современные технологии производства молока / А.Ф.Трофимов, В.Н. Ти мошенко, А.А. Музыка // Белорусское сельское хозяйство. – 2003. – № 3. – С. 4-6.

7. Музыка, А.А. Основные направления реконструкции молочных ферм и комплексов / А.А. Музыка // Новые направления развития технологий и технических средств в молоч ном животноводстве: материалы ХІІІ Междунар. симпозиума по вопросам машинного дое ния с.-х. животных, г. Гомель, 27–29 июня 2006 г. – Гомель, 2006. – С. 79-84.

УДК 631.352.2/.352.5 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ КОСИЛОК Н.Г. Бакач, И.Е. Мажугин ПО УХОДУ ЗА (РУП «НПЦ НАН Беларуси по ЛУГОПАСТБИЩНЫМИ механизации сельского хозяйства», УГОДЬЯМИ г. Минск, Республика Беларусь) Введение В Республике Беларусь традиционным способом скармливания зеленой массы крупному рогатому скоту является использование пастбищ. Увеличе ние доли пастбищного корма в общем рационе молочного и мясного скота – важный фактор снижения затрат на производство животноводческой продук ции. Основным направлением развития кормопроизводства в Беларуси явля ется создание культурных пастбищ – главного источника дешевого и биоло гически полноценного корма [1, с. 60]. Современные сорта многолетних зла ковых трав при благоприятных условиях возделывания способны формировать биологическую урожайность зеленой массы до 170…280 ц/га, однако на прак тике она в большинстве случаев не превышает 20…30 ц/га [2, с. 4]. Окульту риванием этих малопродуктивных естественных угодий можно повысить уро жайность в 6–8 раз.

Основная часть Улучшение сенокосов и пастбищ разделяют на поверхностное и коренное.

При коренном улучшении сельскохозяйственных угодий природную рас тительность целиком уничтожают вспашкой, фрезерованием, интенсивным дискованием и заново создают сеяный сенокос или пастбище.

Поверхностное улучшение целесообразно проводить на угодьях, где в травостое сохранилось более 50% ценных в кормовом отношении трав.

Одним из основных технологических приемов поверхностного улучше ния является подкашивание, как наиболее действенный на пастбищах прием уничтожения однолетних и предупреждения образования семян у многолетних сорняков, способствующий выравниванию высоты и степени зрелости расте ний, стимулирующий их рост, кущение и отрастание.

В настоящее время применяемые для кошения трав на пастбищах косилки отличаются по назначению, типам режущих аппаратов, принципу действия, рабочими органами и т.п.

По принципу резания все режущие аппараты косилок можно разделить на две основные группы: аппараты, режущие растения с подпором и без подпора стеблей.

По характеру траекторий движения режущего элемента (ножа) различают режущие аппараты с возвратно-поступательным и вращательным движением ножей. В свою очередь, режущие аппараты с возвратно-поступательным дви жением ножей делят на сегментно-пальцевые и беспальцевые, или иначе двухножевые режущие аппараты (два подвижных ножа) [3, с. 31].

Одной из косилок, применяе мых на окультуренных пастбищах, является косилка КС-Ф-2.1 произ водства ОАО «Бобруйсксельмаш»

(рисунок 82). Косилка оборудована режущим аппаратом возвратно поступательного действия, навеши вается на заднюю навеску колесных тракторов класса 0,6 и 1,4 кН и со Рисунок 82 – Общий вид косилки стоит из редуктора привода, обеспе сегментно-пальцевой КС-Ф-2. чивающего преобразование враща тельного движителя ВОМ в возвратно-поступательное с одинарным пробегом ножа, и режущего аппарата.

ОАО «Бобруйсксельмаш» также выпускает двухбрусную сегментно пальцевую косилку КДС-4.0 шириной захвата 4 м (рисунок 83). Модульная конструкция и раздельный привод за счет раздаточной коробки, приводимой от ВОМ трактора, позволяет использовать переднюю навеску косилки. В этом случае улучшается обзор и появляется возможность эффективного кошения сложного контура. В косилке применены режущие аппараты и элементы при вода косилки КС-Ф-2.1 [4].

Сегментно-пальцевые косил ки отличаются простотой кон струкции, малым весом и низки ми затратами энергии на привод.

Основным недостатком та ких косилок является возвратно поступательное движение ножа по неподвижному пальцевому брусу, что вызывает знакопере менные нагрузки, которые огра Рисунок 83 – Двухбрусная сегментно ничивают увеличение скорости пальцевая косилка КДС-4. резания, а следовательно, и по ступательную скорость. В тяжелых условиях работы на полеглых травах и за соренных участках наблюдаются частые забивания и выход из строя сегментов и пальцев режущих аппаратов.

Широкое распространение получили ротационные косилки бесподпорно го резания с вращательным движением режущих элементов (ножей).

Конструктивно, по расположению привода рабочих органов, ротационные режущие аппараты делятся на аппараты с верхним и нижним приводом.

Ротационные рабочие органы обычно не имеют противорежущих ножей и срезают растительность с использованием инерции покоя стеблей, поэтому скорость резания находится в пределах 20…90 м/с [5, c. 120].

Наибольшее распространение получили роторные рабочие органы с шар нирно закрепленными на них ножами. Так, ОАО «Кохановский экскаваторный завод» выпускает ротационную косилку АС-1 (рисунок 84) шириной захвата 2,1 м [6], которая агрегатируется с тракторами с тяговым усилием 0,9 и 1,4 кН и имеет механический привод от вала отбора мощности базового трактора.

Рисунок 84 – Общий вид четырехроторной косилки АС- В процессе работы, благодаря центробежным силам, ножи, шарнирно прикрепленные к диску, располагаются в радиальном направлении. При встре че с непреодолимым препятствием ножи отклоняются и уходят под диск, что предотвращает их поломку.

За рубежом ротационные косил ки по уходу за лугопастбищными угодьями также получили широкое распространение.

Фирма «JF-STOLL» (Дания) выпускает ряд ротационных косилок, одной из которых является косилка СМ 170 (рисунок 85), состоящая из Рисунок 85 – Ротационная косилка рамы, навески, режущего аппарата, СМ 170 «JF-STOLL» (Дания) блока отбора мощности.

Для предохранения от поломок при наезде на препятствие косилка снаб жена демпферующим устройством.

Косилка СМ 170 может навешиваться как сзади, так и фронтально (рису нок 86 а, б).

б) a) а) задняя навеска;

б) фронтальная навеска Рисунок 86 – Способы навески ротационной косилки СМ Для уменьшения высоты срезания растительности и уменьшения трения диска о стерню выпускаются косилки, у которых диск или редуктор наклонен вперед по ходу движения косилки или плоскость ножа выполняется с режущей кромкой, отклоненной вниз.

Недостатками косилок с ротационным режущим аппаратом является вы сокая материало- и энергоемкость.

Все вышеперечисленные косилки применяются на сенокосах и окульту ренных пастбищах, хотя на пастбищах косилки не могут измельчать скошен ную массу, а также не способны разбрасывать экскременты животных, в ре зультате чего площадь пастбища уменьшается на 15…18% [2, с. 12].

В настоящее время за рубежом широко используются ротационные ко силки-измельчители, предназначенные для скашивания и измельчения на пастбищах сорной растительности, однолетних побегов кустарников, а также для разравнивания мелких кочек и кротовин.

Фирма «SEPPI M» (Италия) производит серию косилок измельчителей WBS рабочей ши риной захвата от 1,75 до 3,5 м (ри сунок 87). Косилка может агрегати роваться как спереди, так и сзади трактора.

Косилка работает от ВОМ трактора, ножи спроектированы с расширением наружу и рассчитаны так, что центробежная сила равна Рисунок 87 – Косилка-измельчитель скорости вращения самого ротора.

WBS «SEPPI M» (Италия) Это действие позволяет обеспечить чистый срез по всей ширине рабо чей поверхности. Общий вид рабо чего органа представлен на рисун ке 88.

Фирма «McConnel» (Велико британия) выпускает ротационную Рисунок 88 – Общий вид рабочего косилку-измельчитель SR 620 (ри органа косилки-измельчителя сунок 89). Данные косилки имеют WBS «SEPPI M» (Италия) различную ширину захвата – от до 8,2 м – и обладают высокой скоростью роторов – 90 м/c. Каждая пара колес оснащена плавающей осью, чтобы соблюдать прямолинейность кошения даже на неровной поверхности.

За счет специфической формы ножа срезания (рисунок 90) данная косил ка способна скашивать и измельчать полеглую растительность. Измельчение происходит благодаря лезвиям шести конфигураций. Три ножа резания внача ле срезают, а затем подбрасывают растительность лопаткой к трем следую щим ножам шинковки для полного мульчирования.

Рисунок 89 – Ротационная Рисунок 90 – Рабочий орган косилка-измельчитель косилки-измельчителя SR 620 (Великобритания) SR 620 (Великобритания) Данные косилки обеспечивают полноценный уход за лугопастбищными угодьями, что, в свою очередь, ведет к повышению продуктивности травяных кормов.

Заключение В приведенном анализе конструкций косилок видно, что наиболее широ кое распространение получили ротационные косилки с шарнирно закреплен ными ножами, поскольку они имеют повышенную производительность, спо собны работать на более высоких скоростях резания, чем сегментно пальцевые. Однако, как и сегментно-пальцевые, ротационные косилки не спо собны выполнять комплексный уход за лугопастбищными угодьями.

Несомненную актуальность имеет направление, связанное с созданием ротационных косилок-измельчителей, способных разбрасывать экскременты животных, а также измельчать несъеденные остатки трав.

21.06. Литература 1. Яковчик, Н.С. Кормопроизводство: Современные технологии / Н.С. Яковчик;

под ред.

С.И. Плященко. – Барановичи: РУПП «Баранов. укрупн. тип.», 2004. – 278 с.

2. Современные технологии и машины для улучшения естественных и окультуренных сено косов и пастбищ: аналит. обзор / В.В. Азаренко [и др.]. – Минск: Белорусский институт внедрения новых форм хозяйствования в АПК, 2003. – 46 с.

3. Кондратьев, В.Н. Особенности конструкций отечественных и зарубежных косилок для ухо да за мелиоративными системами / В.Н. Кондратьев // Мелиорация переувлажненных зе мель. – 2007. – № 1 (57). – С. 31-38.

4. ОАО «БобруйскСельмаш» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.bobruisksel mash.com/ru/product/two-beam-mowing-mashine-kds-4-0.html. – Дата доступа: 21.05.2011.

5. Мажугин, Е.И. Машины для эксплуатации мелиоративных и водохозяйственных объектов:

пособие. – Горки: Белорусская государственная сельскохозяйственная академия, 2010. – 336 с.

6. ОАО «Кохановский экскаваторный завод» [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://www.kez.by/ru/production/~showobj/id/631. – Дата доступа: 21.05.2011.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ УДК 631. ПРИМЕНЕНИЯ ТЮКОВЫХ В.Г. Самосюк, И.М. Лабоцкий, ПРЕСС-ПОДБОРЩИКОВ Н.А. Горбацевич (РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства», г. Минск, Республика Беларусь) Введение Природно-климатические условия хозяйств Республики Беларусь позво ляют получать высокие урожаи зеленой массы травяных кормовых культур.

Однако при их заготовке и хранении имеют место значительные потери уро жая и питательной ценности (до 50%). Снизить потери до технологически неизбежных можно, используя современные технологии заготовки кормов в прессованном виде, особенно с применением рулонных и тюковых пресс подборщиков. Например, при прессовании общий сбор сена увеличивается на 25–30%, затраты труда уменьшаются на 13–15, а себестоимость – на 21% по сравнению с заготовкой его в рассыпном виде. При этом улучшается его каче ство: содержание протеина увеличивается на 10–12%, а каротина – в 2 раза благодаря сохранению листьев и соцветий [1, 2].

В парке машин для прессования кормов (имеется более 7500 единиц) преобладают рулонные пресс-подборщики, составляющие примерно 80%, остальные – тюковые. Несмотря на сложность конструкции тюковых пресс подборщиков, в мировой практике просматривается устойчивая тенденция увеличения объемов их производства и закупок сельхозпроизводителями. Это связано с высокой производительностью, компактностью и высоким каче ством тюков, минимальными потерями при уборке и прессовании раститель ной массы.

Ведущие фирмы-производители постоянно совершенствуют конструкции пресс-подборщиков высокого давления для прессования кормов в крупногаба ритные прямоугольные тюки и стремятся снизить ресурсоемкость процесса. В связи с этим целью настоящей работы является определение эффективности применения тюковых пресс-подборщиков высокого давления.

Основная часть Технология заготовки сена, а также других грубых кормов в прессован ном виде сегодня занимает доминирующее место в мировой практике. Для прессования кормов применяют поршневые пресс-подборщики, тюковые, ру лонные прессы, а также прессы высокого давления для формирования крупно габаритных тюков. При этом следует отметить, что производство пресс подборщиков, формирующих небольшие тюки с размером в поперечном сече нии 0,36 0,46 м, существенно снизилось, поскольку их использование требу ет больших затрат труда при складировании тюков. В Республике Беларусь за водом ОАО «Бобруйскагромаш» выпускается подобный пресс-подборщик ти па ПТ-165. Основным потребителем являются мелкотоварные и фермерские хозяйства [3].

Порядка 80% мирового рынка принадлежит продажам рулонных пресс подборщиков. Это объясняется простотой конструкции, а самое главное, меньшей их стоимостью в сравнении с пресс-подборщиками высокого давле ния. Тем не менее, получает распространение способ заготовки кормов с при менением пресс-подборщиков высокого давления, формирующих прямоуголь ные крупногабаритные тюки, которые имеют ряд преимуществ в сравнении с другими типами машин.

Ведущие машиностроительные фирмы мира (John Deer;

Claas;

Krone и др.) предлагают около 20 моделей пресс-подборщиков крупногабаритных тю ков. К современным машинам относятся пресс-подборщики Квадрант 2200 и Квадрант 2200RC фирмы Claas, выпуск которых начат с 2000 года. У этих мо делей сечение прессовальной камеры составляет 0,7 1,2 м. Длина тюка регу лируется в пределах от 1 до 3 м. Оснащены подборщиком шириной 2,1 м, ко торый опирается на почву двумя копирующими колесами. С помощью гидрав лической системы подъем и опускание осуществляет тракторист из кабины трактора. За подборщиком установлен поперечный шнек, встречной навивкой которого поток травяной массы, поднятый подборщиком, заужается до шири ны прессовальной камеры. На прессах Квадрант 2200RС установлена система доизмельчения травяной массы, которая состоит из ротора с четырьмя рядами захватов и 25 ножей, которыми обеспечивается измельчение травяной массы.

Управление измельчительной системой осуществляется с пульта, установлен ного в кабине трактора. Тракторист может включать в работу 6, 13 или 25 но жей, изменяя длину резки, может вывести из работы все ножи, и прессование будет идти без измельчения травяной массы. Кроме того, пресс оснащен элек тронным терминалом, который информирует механизатора о влажности тра вяной массы, степени заполнения прессовальной камеры, плотности прессо вания, о работе вязального аппарата, положении ножей доизмельчителя [4, 5].

Пресс-подборщики крупногабаритных тюков Big Pack фирмы Krone раз личаются размерами прессовальных камер: 1,2 0,9 м;

1,2 0,7 м;

0,8 0,9 м;

1,2 1,3м. Это позволяет рационально подбирать и комплектовать технологи ческий комплекс машин по производительности и грузоподъемности для по грузки, перевозки, складирования и скармливания кормов. Эти машины осна щаются также измельчающими системами, электронными датчиками и борто выми компьютерами для контроля основных функций пресс-подборщика.

Рассмотрим технологические процессы прессования кормов рулонным и тюковым пресс-подборщиками. У машин обоих типов механизмы для подбора растительной массы и доизмельчения принципиально не различаются. Про цессы уплотнения массы выполняют механизмы, которые различаются прин ципиально и конструктивно.

Рулонные пресс-подборщики получили наибольшее распространение вследствие простоты конструкции и неприхотливости в обслуживании, невы сокой металлоемкости и относительно низкой стоимости. Рулонные пресс подборщики по конструкции прессовальной камеры разделяются на прессы с камерами постоянного и переменного сечения. Камеры первого типа образо ваны вальцами или цепно-планчатыми транспортерами, а другого – ременны ми контурами и др. Формирование рулона осуществляется путем послойного наматывания стеблей при вращении его под действием транспортеров или ремней. Поскольку камеры прессования незакрытые, то при формировании рулона вследствие постоянного вращения происходит перетирание массы, и самая ценная часть корма – листья и соцветия – безвозвратно теряются, что приводит к снижению качества корма. Рулоны пресс-подборщиков с постоян ной камерой прессования имеют неравномерную плотность, а именно плот ность в центральной части ниже, чем во внешней. По данным авторов, плот ность массы в центре рулона ниже в 1,21,5 раза [2]. Этот недостаток приво дит к деформации рулонов, потере формы и ухудшает условия измельчения при работе измельчителей. Процесс обвязки рулонов шпагатом или сеткой происходит только при остановке агрегата, кроме того, при выгрузке рулона необходимо сдать назад. Процесс обвязки рулонов и выгрузка рулона (пере мещение агрегата назад) занимают практически одинаковое время, что подбор и прессование. Это приводит к резкому снижению производительности прес сования.

Основное технологическое преимущество современных тюковых пресс подборщиков высокого давления для прессования кормов в крупногабаритные тюки состоит в том, что обеспечивается стабильная форма и оптимальное рав номерное прессование тюков независимо от размеров валков и скорости дви жения машины. Это достигается применением системы предварительного или двойного прессования массы в транспортирующем канале перед подачей мас сы в прессовальную камеру (рисунок 91).

а б а б Рисунок 91 – Схема пресс-подборщика высокого давления для прессования кормов в крупногабаритные тюки с системой двойного прессования в транспортном (подающем) канале (а) и прессовальной камере (б) В подающем (транспортном) канале прессуемый материал собирается и предварительно уплотняется, при этом деформируются и равномерно уклады ваются стебли и заполняются пустоты. На этом этапе происходит взаимное сближение частиц. Только после полного заполнения транспортирующего ка нала осуществляется подача предварительно спрессованного материала в прессовальную камеру. На этом этапе под действием высокого давления про исходит деформация самих частиц, что и позволяет получить высокую плот ность материала.

Прессование корма (формирование тюка) осуществляется в закрытой прессовальной камере, при этом потери самой ценной части – листьев и со цветий – сводятся практически к нулю. Процессы прессования и обвязки тю ков шпагатом осуществляются непрерывно без остановки агрегата, что явля ется существенным преимуществом по сравнению с рулонными машинами и обеспечивает повышение производительности в 2–2,5 раза.

В части выявления эффективности применения тюковых пресс подборщиков рассмотрим сравнительные показатели укладки рулонов и пря моугольных тюков.

Допустим, что рулоны и тюки имеют правильную цилиндрическую и, со ответственно, прямоугольную форму, при складировании не деформируются и имеют одинаковую плотность, кг/м3, травяной массы.

Возьмем некоторое количество рулонов диаметром Д и смоделируем воз можные способы укладки, представленные на рисунке 92.

а) б) в) Рисунок 92 – Поперечные сечения укладки рулонов (а и б), тюков (в) Укладка рулонов (рисунок 92а) характеризуется как неустойчивая. Она сохраняет устойчивость при наличии подпорных стенок и может быть реали зована только в хранилищах.

Определим коэффициент полноты использования складского помещения при таком виде укладки.

Из рисунка 92а следует, что площадь поперечного сечения занимаемого рулонами помещения составляет:

Sп = nДn1Д = Д 2nn1, где n и n1 – число рулонов в горизонтальном и вертикальном рядах.

Соответственно, площадь поперечного сечения уложенных рулонов Д 2 nобщ Sp, где nобщ и Д – общее число и диаметр рулонов.

Составив отношение величины заполненного пространства к занимаемо му, получим коэффициент полноты заполнения (использования) Кн помещений при неустойчивом виде укладки:

Sp 0,25 Д 2 nобщ Кн. (1) Д 2 n n Sп Поскольку в рассматриваемом случае nn1=nобщ, то выражение (1) примет вид:

Кн = 0,25 = 0,785.

При рассмотрении других, а именно устойчивых укладок, которые имеют место и в помещениях, а главное, при скирдовании на открытой горизонталь ной поверхности (рисунок 92б), введем понятие «угол давления рулонов друг на друга», а именно угол между горизонталью АА1 и общей нормалью NN1 к линии соприкосновения рулонов, или в точке их соприкосновения в сечении рулонов. В зависимости от способа укладки рулонов одинакового диаметра угол может меняться в пределах 0° 60°. Например, в первом случае (ри сунок 92а) = 0°. С учетом принятых допущений значение ширины скирды будет В = nД, а высота Н = Д + 0,86Д(n1–1), где n и n1 – число рулонов в гори зонтальном и наклонном рядах рулонов скирды.

Тогда площадь поперечного сечения пространства, занимаемого стогом S в прямоугольном хранилище с устойчивой укладкой рулонов, будет ограниче на прямоугольником со сторонами Н и В:

S з n Д Д 0,86 Д n1 1.

С учетом значения площади поперечного сечения уложенных рулонов определим коэффициент заполнения Ку для устойчивых укладок рулонов:

0,25 Д 2 nобщ 0,25 nобщ Sp Ку S з n Д Д 0,86 Д n1 1 n (0,14 0,86 n1 ). (2) По расчетам численное значение коэффициентов в зависимости от вида укладки рулонов варьирует от 0,54 до 0,785.

Составляя значения коэффициентов укладки, видим, что обеспечение устойчивой укладки рулонов приводит к снижению коэффициента полноты использования складского помещения. Далее, получив значения коэффициен тов с учетом стоимости кубического метра хранилища, можно рассчитать из держки (убытки) при хранении кормов, запрессованных в рулоны.

Складирование тюков сопровождается наличием только межтюковых зазо ров (рисунок 92в), которых можно избежать. Отличительная особенность но вейших тюковых пресс-подборщиков состоит в том, что длина тюков варьирует в широких пределах (от 1 до 3 м и более). Это позволяет заготавливать тюки той длины, которая согласуется с параметрами кузовов автомашин, вагонов, складских помещений, грузоподъемностью погрузочных средств. В общем слу чае значение коэффициента использования помещения можно принять к = 1.

На основании изложенного приходим к выводу о том, что прессование кормов и других стебельчатых материалов в крупногабаритные прямоуголь ные тюки позволяет с минимальными издержками использовать емкость хра нилищ и транспортных средств, погрузочные средства и другие машины.

Заключение 1. Заготовка кормов в прессованном виде – способ, обеспечивающий снижение потерь и повышение их качества.

2. Реализацию способа в республике и мировой практике обеспечивают рулонные и тюковые пресс-подборщики.

3. Пресс-подборщики тюковые высокого давления для прессования кор мов в крупногабаритные тюки имеют ряд технологических преимуществ, а именно: большую плотность и компактность укладок тюков в сравнении с ру лонами, меньшие потери кормовой массы при подборе и прессовании, обеспе чивают заметное повышение темпов уборочных работ благодаря высокой про изводительности этих машин.

15.07. Литература 1. Шелюто, А.А. Кормопроизводство / А.А. Шелюто, В.Н. Шлапунов, Б.В. Шелюто. – Минск:

УП «ИВЦ Минфина», 2006. – С. 355-363;

369-371.

2. Шпаар, Д. Кормовые культуры. Производство, уборка, консервирование и использование грубых кормов / Д. Шпаар. – М: ИД ООО «ДЛВ Агродело», 2009. – С. 45-52.

3. Шпилько, А.В. Техника для заготовки грубых кормов в крупногабаритных тюках / А.В. Шпилько // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 2001. – № 12.

4. Буклагин, Д.С. Тенденции развития кормоуборочной техники за рубежом / Д.С. Буклагин // Техника и оборудование для села. – 2000. – № 5. – С. 5-7.

5. Федоренко, В.Ф. Технологии и технические средства для заготовки кормов: каталог справочник / В.Ф. Федоренко, Н.Ф. Соловьева. – М.: ФГНУ «Росинфорормагротех», 2005. – С. 184.

УДК 636.085:7:631.363.21 АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ А.И. Пунько, Д.И. Романчук ВАЛЬЦОВЫХ (РУП «НПЦ НАН Беларуси ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЕЙ по механизации сельского хозяйства», ЗЕРНОФУРАЖА г. Минск, Республика Беларусь) В.Н. Савиных, А.Н. Гуд (УО «БГАТУ», г. Минск, Республика Беларусь) Введение Важнейшим направлением развития сельского хозяйства Республики Бе ларусь является повышение эффективности производства и экономия всех ви дов ресурсов. Создание энергосберегающих технологий и оборудования при одновременном снижении их металлоемкости является одной из ключевых за дач научно-технического прогресса.

При проектировании вальцовых дробилок рациональная организация процесса измельчения в них отодвигалась на второй план. В результате сложи лось противоречие между наличием большого числа конструкторских реше ний для вальцовых дробилок как машины и отставанием моделирования и оп тимизации в ней самого рабочего процесса.

В связи с этим исследование, моделирование и оптимизация рабочего процесса измельчения в вальцовых дробилках с целью энергосбережения яв ляется весьма актуальной задачей.

Основная часть Измельчающие машины в зависимости от технологических задач и свойств продуктов измельчения классифицируются по видам воздействия ра бочих органов на материал. Схемы воздействия рабочих органов с зерном и схемы сил для различных машин представлены в таблице 23.

Таблица 23 – Классификация измельчающих машин Рабочий Вид Схемы рабочих Схемы движения Схемы сил орган воздействия органов рабочих органов Вальцовый Сжатие станок и сдвиг Жерновой Сжатие постов и истирание Дисковый Удар измельчи тель Молотковая Удар и ис дробилка тирание Бичевая Истирание машина и удар Плющиль- Сжатие ный станок В сельском хозяйстве Республики Беларусь для измельчения фуражного зерна наибольшее применение нашли различные виды молотковых дробилок.

В основу их работы положен принцип измельчения ударом с истиранием, что приводит к образованию переизмельченного продукта и значительно повыша ет энергоемкость процесса дробления. Воздействие ударом не дает требуемой равномерности измельчения зерна. Одной из перспективных схем воздействия рабочих органов на продукт является сочетание сдвига и сжатия. Такая схема позволит значительно снизить энергоемкость и переизмельчение фуражного зерна.

Рабочий процесс вальцовой дробилки основан на разрушении зерна за счет разных скоростей измельчающих вальцов. В зоне измельчения разрушае мая частица зерна отстает от быстровращающегося вальца и обгоняет медлен но вращающийся, в результате чего скалывающее воздействие на него рифлей усиливается.

Существует два типа вальцовых измельчителей: первые выполняют техно логический процесс за два прохода (зерно проходит одну пару вальцов, уста новленных с большим зазором, затем другую пару с меньшим зазором, что поз воляет достичь более тонкого измельчения зерна). Ко второму типу относятся одно-, двух-, трех-, четырехвальцовые измельчители, которые измельчают зерно за один проход. Наибольшее распространение получили двух- и четырехваль цовые измельчители, обеспечивающие качественное дробление зерна с мини мальной энергоемкостью при сохранении высокой производительности.

Производительность дробилки, степень измельчения и расход электро энергии взаимосвязаны и определяются окружной скоростью вальцов, диа метром и параметрами рифленой поверхности [1]. Среди факторов, влияющих на эффективность измельчения зерновых продуктов, особое место занимает величина межвальцового зазора. Его изменение и установка является одной из оперативных регулировок вальцовой дробилки. Схемы вальцовых дробилок и особенности их конструкций приведены в таблице 24.

Таблица 24 – Классификация измельчающих машин Особенности конструкции Схемы вальцовых дробилок С внешним расположением валь цов С внутренним расположением вальцов Двухступенчатая дробилка Окончание таблицы Особенности конструкции Схемы вальцовых дробилок С одним вальцом и декой С внешним расположением валь цов с вибровозбудителем Дробилка с колебательным движе нием вальца.

Основные преимущества вальцовых дробилок:

энергетическая эффективность;

равномерность распределения частиц;

оперативность изменения степени помола зерна;

относительно низкие уровни шума и запыленности.

При дроблении зерна вальцовой дробилкой достигается более низкий расход электроэнергии, чем при использовании для этих целей молотковой дробилки: потребление электроэнергии уменьшается более чем на 40% [2]. В отличие от молотковых дробилок, размер частиц можно точно и быстро ме нять путем изменения зазора, а не заменой сит. Дробленое зерно из вальцовых дробилок отличается однородностью гранулометрического состава, отноше ние мелких частиц к средним 1 : (58), между тем как у молотковых дробилок этот показатель составляет 2:3. Высокое содержание мучных и пылевых фрак ций способствует возникновению расстройств, легочных заболеваний и дие тических проблем у животных.

Конструктивные параметры рабочих органов вальцовой дробилки Рабочим органом дробилок является валец. Основные его параметры – длина, диаметр, тип рабочей поверхности. Диаметр вальцов машин, использу емых в настоящее время, находится в интервале 200–450 мм, длина вальцов – в диапазоне от 100 до 1200 мм, причем с увеличением длины вальца произво дительность растет прямо пропорционально, а энергоемкость уменьшается (таблица 25).

Таблица 25 – Основные технические характеристики вальцовых дробилок фирмы Romill [3] Производительность, Энергоемкость Установ Масса Длина т/ч дробления, кВтч/т Марка ленная машины, вальца, машины мощность, тонкий грубый тонкий грубый кг мм кВт продукт продукт продукт продукт S100 163 2,2 100 0,4–0,5 0,6–0,9 5,50–4,40 3,67–2, S300 478 7,5 300 1,2–1,5 1,8–2,6 6,25–5,00 4,17–2, S600 993 18,5 600 3–5 6–9 6,17–3,70 3,08–2, S900 1387 37 900 7–9 14–20 5,29–4,11 2,64–1, S1200 1712 45 1200 10–12 17–25 4,50–3,75 2,65–1, Тип рабочей поверхности вальца оказывает существенное влияние на весь процесс измельчения в целом:

вальцы с гладкой поверхностью характеризуются слабым захватом и низкой производительностью. Применяются в основном для плющения зерна;

вальцы с микрошероховатой поверхностью характеризуются удовлетво рительным захватом, средней производительностью и высокой степенью пе реизмельчения, что недопустимо при использовании их в фуражных целях.

Применяются в основном в шлифовальных машинах;

вальцы с рифленой поверхностью характеризуются хорошим захватом, высокой производительностью. Наиболее пригодны для измельчения фураж ного зерна.

Эффективность измельчения фуражного зерна вальцами с рифленой по верхностью зависит от профиля рифлей, их числа на 1 см длины окружности вальцов, уклона рифлей, а также их взаимного расположения на парно работа ющих вальцах. Профиль рифлей (рисунок 93) характеризуется следующими па раметрами: уклоном (°), шагом t, т.е. расстоянием между одинаковыми точками соседних рифлей;

углом заострения ( = + );

углами острия () и спинки ();

размером полочки p, мм.

В зависимости от крупности посту пающего на измельчение продукта на вальцовой машине нарезается от 4 до рифлей на 1 см, так что шаг в этом случае составляет от 2,5 до 0,6 мм. Размер по лочки p = 0,1–0,15 мм.

Угол заострения рифли выбирают для разных систем измельчения от 85 до Рисунок 93 – Профиль рифленой 115°. Чаще всего он равен 90, 100 или 110°. Углы острия и спинки в каждом из поверхности вальцов этих случаев могут иметь разные значе ния: чем меньше угол острия, тем сильнее проявляется режущий эффект и тем интенсивнее измельчается продукт. Рифли нарезают с уклоном от 4 до 15°;

при этом чем больше уклон, тем лучше измельчается продукт.

В зависимости от взаиморасположения гра ней острия и спинки риф лей парно работающих вальцов в зоне измельче ния различают четыре по ложения рифлей. На ри сунке 94 показаны четыре б а возможных варианта вза имного положения рифлей быстровращающегося и медленновращающегося вальцов.

В процессе эксплуа тации вальцовой дробилки может снижаться произво дительность, увеличивать г в ся энергоемкость процес а – «острие по острию»;

б – «спинка по острию»;

в – «острие по спинке»;

г – «спинка по спинке» са, ухудшаться качество дробление зерна. Причи Рисунок 94 – Взаимное расположение профилей вальцов ной является изменение геометрических характеристик, забивание рабочей поверхности (залипание рифлей), неверные параметры и режимы работы, техническое состояние дро билки [4].


Заключение 1. Эффективным рабочим органом для измельчения фуражного зерна яв ляются вальцы с рифленой поверхностью. Рациональными значениями пара метров вальца для измельчения фуражного зерна являются: количество рифлей на 1 см длины окружности вальца – 4–8 шт.;

угол острия – 2040°;

угол спин ки – 5070°;

длина полочки на острие рифли – 0,1–0,15 мм;

продольный уклон рифли – до 15°.

2. Окружная скорость быстровращающегося вальца должна находиться в пределах 8–16 м/с, отношение скоростей вращения между вальцами (диффе ренциал) i = 2,0–2,5.

3. Данные параметры заложены в конструкции разрабатываемого в РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства» эксперименталь ного образца вальцовой дробилки для проведения исследований и испытаний по обоснованию рациональных параметров и режимов работы вальцовых ра бочих органов.

15.07. Литература 1. Практикум по оборудованию и автоматизации перерабатывающих производств / В.Г. Ша бурова [и др.]. – М.: Колос, 2007. – 183 с.

2. Воробьев, Н.А. Вальцовые рабочие органы машин для переработки зерна / Н.А. Воробьев / Научно-технический процесс в сельскохозяйственном производстве: материалы междунар.

науч.-практ. конф., Минск, 17–19 окт. 2007 г.: в 2 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механи зации сельского хозяйства». Минск, 2007. – Т. 2. – С. 71-75.

3. Валковые дробилки Romill. – 2007. – 8 с. – (Рекламный материал, Чешская Республика.).

4. Мянд, А.Э. Кормоприготовительные машины и агрегаты / А.Э. Мянд. – М.: Машинострое ние, 1970. – 26 с.

УДК 636.085:7:631.363.21 К ВОПРОСУ РАЗРАБОТКИ ВАЛЬЦОВОГО А.И. Пунько, Д.И. Романчук ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ (РУП «НПЦ НАН Беларуси ЗЕРНОФУРАЖА по механизации сельского хозяйства», г. Минск, Республика Беларусь) Введение В настоящее время в республике имеется значительное число производи телей комбикормовой продукции, которые заинтересованы в высокопроизво дительных дробилах с минимальным удельным расходом электроэнергии и высоким качеством измельченной массы. Таким требованиям наиболее соот ветствуют вальцовые дробилки, которые могут использоваться на существу ющих комбикормовых предприятиях без нарушения технологических процес сов и без значительных трудозатрат на монтаж и эксплуатацию.

Промышленностью выпускаются молотковые дробилки ДБ-5, ДЗВ-5, ко торые обеспечивают производительность 3–5 т/ч при удельном расходе энер гии 7,2–10,5 кВтч/т и удельной материалоемкости 242–388 кг-ч/т. Однако из-за нарушений условий хранения и использования зерна в хозяйствах, пере пада температур воздуха зерно увлажняется до 18–20%, изменяются его физи ко-механические характеристики, что приводит к повышению вязкости зерно вых частиц, которая значительно влияет на процесс измельчения. Энергетиче ские характеристики рабочих органов молотковых дробилок увеличиваются на 20–25%, а удельные затраты энергии достигают 16–18 кВтч/т.

В связи с этим остро стоит вопрос создания и серийного освоения валь цовой дробилки зерна производительностью не менее 3 т/ч с низкой энерго емкостью, адаптированной для работы в существующих и вновь разрабатыва емых комплектах комбикормового оборудования, в т.ч. работающих в услови ях хозяйств.

Основная часть В сельском хозяйстве Республики Беларусь для измельчения фуражного зерна наиболее широко применяются различные виды молотковых дробилок.

В основу их работы положен принцип измельчения ударом с истиранием. Мо лотковые дробилки различаются по принципу работы, конструктивным и аэродинамическим особенностям, размещению места загрузки, способу отво да измельченного материала, могут быть решетными или безрешетными, с от крытым или закрытым циклом, с рециркуляцией и без нее. Молотковые дро билки характеризуются значительными затратами энергии на уровне 8– кВтч/т при измельчении зерна влажностью до 14% и 16–18 кВтч/т – при влажности зерна 16–18%.

Основными недостатками молотковых дробилок являются высокий удельный расход электроэнергии на измельчение, неоднородность конечного продукта, переизмельчение материала, образование пыли при измельчении.

В последние годы в сельском хозяйстве Республики Беларусь и за рубе жом находят применение дробилки с вальцовыми рабочими органами. Рабо чий процесс вальцовой дробилки основан на разрушении зерна за счет разных скоростей измельчающих вальцов. В зоне измельчения разрушаемая частица зерна отстает от быстровращающегося вальца и обгоняет медленновращаю щийся, в результате чего скалывающее воздействие рифлей на него усиливает ся. Производительность дробилки, степень измельчения и расход электроэнер гии взаимосвязаны и определяются окружной скоростью вальцов, диаметром и параметрами рифленой поверхности. Дробленое зерно из вальцовых дроби лок отличается однородностью гранулометрического состава, отношение мел ких частиц к средним 1:(58), между тем как у молотковых дробилок этот по казатель составляет 2:3. При дроблении зерна вальцовой дробилкой достига ется более низкий расход электроэнергии, чем при использовании для этих це лей молотковой дробилки, потребление электроэнергии уменьшается более чем на 40% [2].

В настоящее время в республике для измельчения зернофуража, в т.ч. по вышенной влажности (до 35%), используются вальцовые измельчители «Murska» (Финляндия), «Renn roller mill» (Канада), «Romill» (Чехия), ПВЗ- (30), УПЗ-20, КОРМ (Республика Беларусь), «БВ» (РФ), применяемые как для плющения, так и для дробления. Техническая характеристика данных машин представлена в таблице 26.

Таблица 26 – Основные технические характеристики вальцовых дробилок Вальцы Q, N, Марка N BOM т/ч кВт n d l Murska 220S 1 4 2 200 220 540 350S2 5 15 2 300 350 540 + 700S2 10 30 2 300 700 540 + 1000S2 20 50 2 300 1000 540 + 1000hd 20 65 2 300 1000 540 + 1400 S2x2 30 75 4 300 700 540 + 2000S2x2 40 95 4 300 1000 540 + Renn RMC10 2,2 5 2 216 254 540 RMC12 6,5 10 2 406 305 540 + RMC18 9,8 15 2 406 457 540 + RMC24 13 20 2 406 610 540 + RMC30 17,4 30 2 406 762 540 + RMC36 19,5 40 2 406 914 540 + RMC48 26 50 2 406 1219 540 + New Concept NC 1210 10 30 2 273 305 540 + NC 1610 15 40 2 273 406 540 + NC 2210 20 50 2 273 559 540 + NC 3010 25 65 2 273 762 540 + BM BM-1 1 4 2 200 200 500 BM-2 4 7,5 2 200 300 500 BM-3 10 32,2 2 310 700 500 Romill M100 0,7 2,2 2 300 100 500 M300 1,8 5,5 2 300 300 500 M600 4 11 2 220 600 1000 M900 6 18,5 2 220 900 1000 M1 15-20 44 2 220 900 1000 + M2 30-40 88 4 220 900 1000 + ПВЗ ПВЗ-10 10 22 2 292 700 540 + ПВЗ-30 30 60 4 292 700 540 + КОРМ КОРМ-10 10 39,2 2 300 420 1480 КОРМ-20 20 47,2 2 300 560 1480 На вальцовых дробилках можно измельчать зернофураж практически для всего ассортимента комбикормов. Однако широкое применение в хозяйствах Республики Беларусь дробилок с вальцовыми рабочими органами сдерживает ся отсутствием отечественных вальцовых измельчителей необходимой произ водительности и высокой стоимостью зарубежных аналогов.

Для реализации поставленной задачи сотрудниками РУП «НПЦ НАН Бе ларуси по механизации сельского хозяйства» в рамках ГНТП «Механизация производства основных сельскохозяйственных культур» ведется разработка вальцовой дробилки производительностью 3…5 т/ч для оснащения рекон струируемых и вновь разрабатываемых установок для производства комби кормов (кормосмесей) в условиях хозяйств.

В настоящее время создан экспериментальный образец для проведения исследований и испытаний по обоснованию рациональных параметров и ре жимов работы вальцовых рабочих органов, результаты которых будут положе ны в разработку опытного образца вальцовой дробилки.

Технико-эксплуатационная характеристика экспериментального образца вальцовой дробилки приведена в таблице 27.

Таблица 27 – Технико-эксплуатационная характеристика эксперименталь ного образца вальцовой дробилки Наименование параметра Значение Тип стационарный Источник электропитания Сеть приемочного тока 380/220 В, 50 Гц Производительность за час основного времени, т:

при получении средневзвешенного размера частиц в диапазоне 0,6–0,9 мм от 1,5 до 2, при получении средневзвешенного размера частиц 0,9–1,7 мм от 2 до Удельные затраты энергии, кВт·ч/т:

при получении средневзвешенного размера частиц 0,6–0,9 мм от 4 до при получении средневзвешенного размера частиц 0,9–1,7 мм от 3 до Номинальная мощность, кВт 18, Размер вальцов (диаметр, длина), мм 276 х 1800 1000 Габаритные размеры (длина, ширина, высота), мм Масса, кг, не более Объем приемного бункера, л, не менее Окружная скорость быстровращающегося вальца, м/с 8;

12;

Отношение окружных скоростей быстровращающегося вальца к медленновращающемуся, i 1,5;

2,0;

2, Параметры рифлей:

угол острия, град. 20;

30;

угол спинки, град. 70;

60;

угол рифлей от продольной образующей, град. Количество нарезки рифлей по окружности диаметра вальца на 1 см длины 4;

6;

Конструкция вальцовой дробилки включает в себя следующие основные узлы: приемный бункер;

решетку;

магнитный сепаратор;

питатель;

корпус;

быстровращающийся валец;

медленновращающийся валец;

ременной привод вальцов;

механизм установки зазора между вальцами;

воронку сбора измель ченного продукта;

электрошкаф управления (рисунки 95, 96).

Рисунок 95 – Схема конструкции экспериментального образца вальцовой дробилки Бункер предназначен для приема зерна, решетка – для задержания кусковых включе ний, магнитный сепаратор – для задержания ферромагнит ных примесей.

Питатель (вал-дозатор) обеспечивает равномерную по дачу зерна к вальцам в зависи мости от загрузки электропри Рисунок 96 – Комплект вальцов вода вальцов. Привод измель с винтовой нарезкой рифлей чающих вальцов служит для придания вальцам разных окружных скоростей. Механизм установки зазора обеспечивает регулировку зазора с точностью до 0,1 мм и имеет устройство быстрого отката вальцов при попадании между вальцами твердого предмета, чтобы предотвратить разрушение рифлей. Воронка предназначена для сбора измельченного зерна и его выгрузки. Электрошкаф управления обеспечивает безопасность работы и содержит аппаратуру управления, защиты и сигнали зации.


Заключение 1. На основании имеющейся информации проанализирована конструкция существующих вальцовых измельчителей зернофуража, выявлены особенно сти и диапазон изменения основных параметров рабочих органов.

2. Для проведения исследований по обоснованию оптимальных парамет ров и режимов работы вальцовой дробилки зерна разработан эксперименталь ный образец, в конструкции которого заложены необходимые варьируемые факторы: шаг, продольный уклон, угол острия (спинки) рифли вальцов, окруж ная скорость и дифференциал вальцов, межвальцовый зазор, усилие сжатия.

15.07. Литература 1. Практикум по оборудованию и автоматизации перерабатывающих производств / В.Г. Ша бурова [и др.]. – М.: Колос, 2007. – 183 с.

2. Воробьев, Н.А. Вальцовые рабочие органы машин для переработки зерна / Н.А. Воробьев // Научно-технический процесс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар.

науч.-практ. конф., 17–19 окт. 2007 г.: в 2 т. / РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – Минск, 2007. – Т. 2. – С. 71-75.

УДК [636.084.74] ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВИНТОВОГО НАСОСА ДЛЯ В.И. Передня, В.И. Хруцкий, ДОЗИРОВАННОЙ РАЗДАЧИ А.М. Тарасевич, А.А. Романович ЖИДКИХ КОРМОВ (РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства», г. Минск, Республика Беларусь) Введение Молочное и мясное скотоводство Беларуси характеризуется большим разнообразием размеров ферм (от 200 до 1200 коров и от 200 до 10 000 голов откорма).

Другой особенностью скотоводства является многокомпонентность раци онов кормления. Как известно, основу многокомпонентных рационов [1] со ставляют стебельчатые корма, комбикорма, измельченные корнеплоды и жид кие корма, которые, согласно зоотехническим требованиям, должны выдавать ся животным одновременно. Раздавать такие корма в большинстве случаев пытаются путем применения различных мобильных раздатчиков или смесите лей-раздатчиков [2].

Недостатком имеющихся смесителей-раздатчиков является отсутствие устройств для приема и дозированной раздачи жидких кормов [3]. Для раздачи жидких кормов используют непредназначенные для этого устройства и при способления, что приводит к большим затратам труда, низкой производитель ности и к недозированной раздаче жидких кормов.

Результаты исследований Для устранения указанного недостатка на основе серийно выпускаемого смесителя-раздатчика СРК-10 в РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства» разработан смеситель-раздатчик кормов, способный до зировать все виды кормов, смешивать и выдавать их животным в виде кор мосмеси (рисунок 97). Для этого в смесителе-раздатчике СРК-10, содержащем бункер для стебельчатых кормов, бункер для сыпучих высокоэнергетических кормов с установленными в них рабочими органами и сборный транспортер для выгрузки кормосмеси, вдоль бункера стебельчатых кормов установлены две емкости «U»-образной формы, в нижней части которых смонтированы шнеки для транспортирования и перемешивания жидких кормов.

1 – бункер стебельчатых кормов;

2 – бункер высокоэнергетических кормов (комбикормов или измельченных корнеплодов);

3 – сборный транспортер;

4 – емкости «U»-образной формы;

5 – дозирующие устройства;

6, 7 – распределяющие устройства;

8 – шнеки;

9 – крышки;

10 – насосы Рисунок 97 – Смеситель-раздатчик СРК- Забор и дозирование жидких кормов из емкости можно осуществлять не сколькими способами и устройствами, но, как показал анализ, все они требу ют наличия насоса, способного изменять производительность, и различных электроуправляемых дозирующих и запорных устройств.

С целью упрощения конструкции смесителя-раздатчика, а главное, упрощения процесса управления всеми дозирующими устройствами, установ ленными на смесителе-раздатчике, было предложено имеющийся в емкости шнек использовать как винтовой насос с возможностью транспортировки из лишек жидких кормов, образующихся при дозировании, обратно в емкость.

Для этого со стороны выгрузки жидких кормов шнеки были закрыты крышками, образуя тем самым винтовые насосы. К винтовым насосам при креплены патрубки, к которым, в свою очередь, прикреплены дозирующие устройства, заканчивающиеся распределителями жидких кормов. Причем рас пределители расположены над сборным транспортером. Установка распреде лителей над выгрузным транспортером позволяет выдавать дозированный жидкий корм не в одной точке, а равномерно, на расстоянии примерно 1 м, внутрь слоя летящих стебельчатых кормов, образуя тем самым кормосмесь.

С целью подтверждения этой идеи были проведены экспериментально теоретические исследования по определению параметров винтового насоса.

Исходными данными для изготовления экспериментального устройства к смесителю-раздатчику были определены производительность насоса и созда ваемый им напор. Причем, как показал анализ рационов, производительность насоса должна обеспечивать выдачу жидких кормов на сборный выгрузной транспортер в пределах от 1 до 4 л/с с напором выдаваемой кормосмеси через распределитель в пределах 0,5–0,7 м.

Отсюда общий напор, который необходимо развивать винтовому насосу, должен быть:

Ноб = Нг + hp + hmn, (1) где Нг – геодезическая высота подъема жидких кормов, м;

hp – напор выходящей кормосмеси из распределителя, м;

hmn – так называемые местные потери (в зазорах, на поворотах, в кранах, отверстиях и т.д.).

Изменение напора при раз ных зазорах между винтом и ци линдром для создания необходи мого напора (0,5 м) при выходе из распределителя представлено на рисунке 98.

Исследования производились на экспериментальном смесителе раздатчике кормов, представлен ном на рисунке 97.

Смеситель-раздатчик состоит Рисунок 98 – Зависимость изменения из бункера 1 стебельчатых кор напора от зазора между винтом и мов, бункера 2 высокоэнергетиче цилиндром насоса ских кормов (комбикормов или измельченных корнеплодов), сборного транспортера 3 и двух емкостей «U»-образной формы с дозирующими устройствами 5, после которых над сборным транспортером установлены распределяющие устройства 6 и 7. В нижней части каждой емкости 4 установлены шнеки 8, на конце у которых длиной не менее двух шагов шнека установлены сверху крышки 9, образуя тем самым насосы 10, к которым прикреплены дозирующие устройства 5. До зирующие устройства представляют собой пробочные краны с внутренним диаметром не менее 50 мм для обеспечения производительности на выходе 4 л/с. К дозирующим устройствам прикреплены патрубки, заканчивающиеся распределителями 6 и 7, которые расположены параллельно сборному транс портеру 3 на высоте выше кромки емкости 4 для жидких кормов. Место уста новки распределителя имеет большое значение, потому что если его устано вить ниже высоты емкости, то перед дозирующим устройством надо устанав ливать электроуправляемую задвижку, что усложняет конструкцию и делает ее ненадежной.

Смеситель-раздатчик кормов работает следующим образом.

После загрузки бункера стебельчатых кормов и бункера сухих высоко энергетических кормов смеситель-раздатчик доставляют к месту загрузки жидких кормов и загружают емкости жидкими кормами.

Загрузив жидкие корма в емкости и доставив смеситель-раздатчик к ме сту раздачи кормов, тракторист устанавливает норму выдачи жидких кормов посредством дозирующих устройств, затем включает в работу механизмы по дачи стебельчатых, сухих высокоэнергетических и жидких кормов. Проезжая вдоль кормушек, смеситель-раздатчик раздает животным приготовленную кормосмесь.

Когда включаются в работу механизмы смесителя-раздатчика, начинают подаваться стебельчатые, сухие высокоэнергетические корма, одновременно с ними включаются в работу шнеки 8, которые перемешивают жидкие корма и не дают им возможности расслаиваться на фракции. Вращающиеся шнеки 8, на концах которых имеются насосы 10, равномерно подают жидкие корма, независимо от уровня имеющихся жидких кормов в емкостях 4, в дозирующие устройства 5 и распределяющие устройства 6, 7 и дальше внутрь слоя летя щих стебельчатых кормов, образуя тем самым кормосмесь.

Производительность винтового насоса описывается известным уравнением:

Q = (F – Fв)·Sn, (2) где F – поперечное сечение винта насоса;

Fв – поперечное сечение вала винта;

S – шаг винта;

n – частота вращения;

– влажность кормосмеси.

Как следует из уравнения 2, изменять производительность винтового насоса во время работы можно только путем изменения частоты вращения, но это значительно усложняет конструкцию смесителя-раздатчика и управление рабочими органами.

Поскольку в нашем случае винтовой насос работает с жидкими кормами и имеет зазор между винтом и цилиндром, то он может иметь разную произ водительность, сбрасывая излишки кормосмеси обратно в емкость, работая на постоянной частоте вращения. Для подтверждения этой гипотезы были про ведены экспериментальные исследования винтового насоса с разными зазора ми между винтом и цилиндром для кормосмеси влажностью 86%.

Полученные экспериментальные данные приведены в таблице 28.

Таблица 28 – Необходимая производительность насоса для получения заданной производительности в распределителе Требуемая Необходимая производительность насоса при зазорах, л/с производительность в 1 мм 5 мм 10 мм 15 мм распределителе, л/с 1 1,3 2,6 3,3 5, 2 2,7 5,2 6,7 11, 3 4,0 7,7 10,0 13, 4 5,4 10,3 13,3 23, Как следует из таблицы 28, достаточно делать винтовой зазор для жидких кормов влажностью 86% с зазором, равным 1 мм, но при этом, как следует из рисунка 98, потребуется создавать очень большой напор – около 30 м, а при зазоре 5 мм – всего 13,0 м.

Поэтому были проведены исследования по определению потребляемой мощности винтовым насосом при разной производительности и с разными за зорами. Результат исследований представлен в таблице 29.

Таблица 29 – Потребляемая винтовым насосом мощность при дозированной раздаче кормосмеси влажностью 86% и напоре 0,5 м в распределителе Требуемая Потребляемая насосом мощность при зазорах, Вт производительность в 1 мм 5 мм 10 мм 15 мм распределителе, л/с 1 385 340 360 2 790 680 720 3 1160 1010 1040 4 1570 1335 1330 Как следует из таблицы 29, наименьшая потребляемая мощность требует ся винтовому насосу при зазоре винта 5–10 мм.

Исходя из полученных данных был разработан опытный образец смеси теля-раздатчика, который успешно прошел приемочные испытания на Бело русской МИС, и Минсельхозпрод рекомендовал его в производство.

Заключение Как показали исследования, винтовой насос, имеющий зазор между вин том и цилиндром насоса, вполне может быть использован для дозирования жидких кормов.

Определен оптимальный зазор между винтом и цилиндром насоса. Сме ситель-раздатчик успешно прошел приемочные испытания и рекомендован в производство.

20.07. Литература 1. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных: справочное пособие / А.П. Калашников [и др.]. – М.: Агропромиздат, 1990. – 330 с.

2. Передня, В.И. Малозатратная технология для реконструируемых молочно-товарных ферм и комплексов / В.И. Передня, А.И. Пунько, С.В. Лосик // Научно-технический прогресс в животноводстве – ресурсосбережение на основе создания и применения инновационных технологий и техники: сб. науч. тр. – Т.17, ч.2. – Подольск, 2008.

3. Смеситель-раздатчик кормов: пат. 6263 Респ. Беларусь, МПК А 01К 5/00 / В.И. Передня, В.И. Хруцкий, А.М. Тарасевич, А.А. Романович;

заявитель РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства». – № u 20090896;

заявл. 29.10.2009, опубл. 30.06.2010 // Афіцыйны бюл. / Нац. цэнтр інтэлектуал. уласнасці. – 2010. – № 3. – С. 154.

УДК 664.696.9 ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ Н.П. Луговая, М.П. Шабета, ЗЕРНОВОГО СЫРЬЯ З.А. Соколова МЕТОДОМ ЭКСТРУЗИИ (ГП «Институт «Плодоовощпроект»

РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства»), С.Л. Романов (РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства», г. Минск, Республика Беларусь) Введение Переработка сельскохозяйственного растительного сырья с получением новых пищевых продуктов повышенной пищевой и биологической ценности является вопросом весьма актуальным. Современное развитие аграрной науки позволяет использовать самые перспективные технологии переработки сырья.

В настоящее время экструзионная технология – один из самых успешных и высокоэффективных процессов, совмещающий термо-, гидро- и механиче скую обработку сырья и позволяющий получать продукты высокой пищевой ценности. Методы экструзионной обработки имеют целый ряд преимуществ:

они позволяют интенсифицировать производственные процессы, повысить степень использования сырья, получить полностью готовые к употреблению пищевые продукты или создать для них новые компоненты, снизить производ ственные и трудовые затраты, расширить ассортимент пищевых продуктов, повысить усвояемость переработанного сырья, практически до нуля снизить микробиологическую обсемененность продуктов на выходе из экструдера, снизить уровень загрязнения окружающей среды.

Анализ тенденций развития производства экструзионных продуктов по ристой микроструктуры (экспандированных продуктов), а также областей их применения и рынка сбыта показывает, что и в ближайшем будущем пищевые продукты такого вида будут занимать важное место в рационе питания насе ления [1–3].

Результаты исследований и их обсуждение Для производства экспандированных пищевых продуктов используется преимущественно кукурузная и рисовая крупа. Для Республики Беларусь это импортируемое сырье.

Для исследований использовали злаковые культуры, массово произраста ющие в Беларуси: рожь, пшеницу, тритикале, овес, ячмень, причем как в це лом виде, так и продукты их переработки (крупы и муку).

Все исследования проводили на промышленном экструзионном комплек се КЭП, обеспечивающем режимы горячей экструзии. Критериями отбора сы рьевых компонентов, которые в процессе экспандирования давали устойчивые показатели качества готового продукта, являлись: поведение в экструдере при различных режимах экструдирования, стабильность формы изделий, устойчи вый цвет продукта, приятные вкус, запах, пористость и хрустящая консистен ция готового продукта.

Экструзионный комплекс КЭП представляет собой про мышленную двухшнековую установку с постоянной частотой вращения шнеков и постоянным объемом шнековой камеры (ри сунок 99). Производительность экструдера задается количеством подаваемой в шнековую камеру муки. Подача муки в шнековую камеру осуществляется шнеком 1 – металлический корпус;

2 – шнек;

питателя и регулируется часто 3 – система передач;

4 – электродвигатель той вращения последнего. Диа Рисунок 99 – Кинематическая схема пазон частоты вращения питаю двухшнекового экструдера щего шнека позволяет регулиро вать производительность экстру дера от 100 до 300 кг по исходному сырью. «Вспучивание» выпрессовываемо го экструдата происходит непосредственно после его выхода из отверстий (фильер) матрицы за счет резкого падения давления и температуры в продукте и мгновенного превращения перегретой воды в пар.

Преимущества применения горячей экструзии заключаются в первую очередь в том, что из экструдера выходит готовый к употреблению продукт, во-вторых, в скоротечности процесса и, наконец, в отсутствии необходимости высушивания экструдата. Продолжительность технологической обработки от состояния сырья до состояния готового продукта составляет несколько секунд, при этом практически весь состав питательных веществ сырья сохраняется.

В процессе горячей экструзии протекают глубокие физико-химические изменения различных компонентов сырья. Главными факторами, влияющими на глубину изменений, являются механический сдвиг, температура и влаж ность смеси в экструдере.

Основной компонент зернового сырья – это крахмал. Наиболее важным в структуре конечного продукта является то, что крахмал в процессе экструди рования теряет свою естественную кристалличность, желатинизируется, под вергается молекулярной деградации и часто связывается липидами обрабаты ваемой смеси. Образующиеся при этом формы крахмала являются низкополи меризованными и легкоусвояемыми.

Белок является также очень чувствительным к теплу и сдвигу компонен том. Он может вступать в реакцию с различными составляющими продукта.

Влажная температурная обработка и механическое воздействие вызывают структурное разворачивание белка с разрывами ионных, дисульфидных и во дородных связей естественной третичной структуры. Денатурация белка при водит также к увеличению количества пептидов и свободных аминокислот.

Следствием этого процесса является повышение перевариваемости белка и частичное или полное разрушение антипитательных факторов, таких как ин гибиторы трипсина [2].

Проведенные исследования показали эффективность и перспективность переработки отечественного зернового сырья на продукты питания на данном комплексе. Было отмечено, что присутствие в экструдируемом зерновом со ставе дополнительных некрахмальных полисахаридов, таких как волокна зер новых оболочек, требует увеличения расхода энергии на обеспечение процес са экструдирования. С одной стороны, это способствует большей молекуляр ной дезинтеграции крахмала и белков и уменьшению размеров их молекул, что обеспечивает их более высокую усвояемость. С другой стороны, такие крахмалы дают мелкопористые готовые продукты, удельный объем которых снижается с увеличением содержания в экструдате пищевых волокон. Так, до полнительное внесение 7–10% таких компонентов приводит к снижению удельного объема готовых изделий в 1,5–1,7 раза и, соответственно, к сниже нию органолептических показателей продукта.

Выявлено, что мука ржи, пшеницы и тритикале в одинаковой степени пригодны для получения экспандированных продуктов. Полученные изделия имеют одинаково стабильную форму, максимальный удельный объем, хрустя щую и пористую консистенцию, приятные на вкус, лишь цвет готового про дукта изменяется: от более светлого у изделий из пшеничной муки до более темного у изделий из ржаной муки.

Вместе с тем экструдирование целых зерен злаковых не приводит к одно родности по пористости и консистенции в готовом продукте. Удельный объем единицы массы готового продукта, полученного из целых зерен, в 1,4–1,6 раз меньше удельного объема готового продукта, полученного из муки соответ ствующих видов зерна. Крупы и мука овса и ячменя малопригодны для экс трудирования из-за нестабильности формы готовых изделий, малого удельного объема, низкой пористости и специфического вкуса с признаками горечи (при использовании овса).

Поскольку экспандированные продукты из ржаной, пшеничной и трити калевой муки очень близки по качеству и вкусовым свойствам, эти виды сырья могут быть взаимозаменяемыми в технологическом процессе.

Наилучшие результаты получены при использовании муки ржи и трити кале. Это особенно ценно, поскольку тритикале – один из перспективных ви дов сырья. Наряду с высокой урожайностью, стойкостью к заморозкам и бо лезням, низкой ценой, он характеризуется широким варьированием по содер жанию белка (в пределах 10–23%), в том числе лизина (1,6–6,6%). Белок три тикале по содержанию незаменимых аминокислот более полноценен и лучше усваивается, чем белок пшеницы. Мука из тритикале превосходит по биологи ческой ценности пшеничную муку 1-го сорта (67–71,6% против 50,6%) [4].



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 9 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.