Введение к работе
Актуальность темы. Существенным резервом укрепления кормовой базы животноводства является использование в качестве корма вторичных сырьевых ресурсов: отходов от хранения плодов и овощей, пищевых отходов, побочных продуктов переработки таких отраслей пищевой промышленности, как крахмало-паточной, сокосахарной. мукомольной, консервной и др.
Вторичные сырьевые ресурсы содержат ценнейшие вещества: витамины, белки, клетчатку, микроэлементы и др., и являются стабильным источником корма для животных. Общая кормовая ценность их по Российской Федерации оценивается 5 млрд. к.е. в год, а это эквивалентно, примерно, 5 млн. т дорогостоящих концкормов, что составляет в кормовом балансе откормочного свиноводства около 10%. Но низкое содержание во вторичных сырьевых ресурсах сухих веществ, примерно 5...18%. обуславливает нестойкость их при хранении, зависание, забраживание, потери ценных компонентов, и они без соответствующей обработки перед скармливанием могут быть источником заболевания животных.
Тепловая обработка является наиболее доступным и надежным видом обработки. Однако она требует расхода большего количества тепловой энергии. Снижение энергозатрат на получение из вторичных сырьевых ресурсов качественных кормов затруднено несовершенством существующих технических средств и технологий.
Поэтому изыскание рациональных способов переработки больших объемов вторичных сырьевых ресурсов (около 40 млн.т в год) и обоснование режимно-конструктивных параметров энергосберегакнщгх технических средств обеспечивающих получение кормов высокого качества чрезвычайно актуально.
Цель работы - разработка и обоснование конструктивно-режимных параметров запарника кормов непрерывного действия для тепловой обработки вторичных сырьевых ресурсов, позволяющего снизить удельные энергозатраты по сравнению с действующим технологическим оборудованием на 50% при сохранении питательной ценности корма.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
- провести теоретические исследования рабочего процесса тепловой
обработки втортных сырьевых ресурсов в запарнике кормов непрерывного
действия и обосновать аналитические зависимости энергоемкости от
основных факторов процесса;
- определить теплофизические характеристики используемых в
исследованиях вторичных сырьевых ресурсов;
- провести экспериментальные исследования, на основании которых
уточнить основные конструктивно-технологические параметры
экспериментального запарника кормов непрерывного действия;
-. оптимизировать работу экспериментального запарника кормов непрерывного действия;
- разработать методику определения основных параметров запарника
кормов непрерывного действия;
)
- разработать конструкцию опытного запарника кормов непрерывного действия в составе технологической линии, провести его производственные испытания, дать технологическую и экономическую оценку.
Объектами исследований являются вторичные сырьевые ресурсы (отходы овощехранилищ, пищевые отходы и др.), экспериментальный запарник кормов непрерывного действия и технологическая линия для приготовления влажных кормосмесей.
Методика исследований. Лабораторные исследования теплофизических характеристик вторичных сырьевых ресурсов проводились методом акалориметра и микрокалориметра по общепринятым методикам.
Экспериментальные исследования экспериментального запарника кормов непрерывного действия проводились на натурном образце в соответствие с программой и методикой испытаний по ОСТ 70.19.2-83 и при помощи приборов и приспособлений выбранных согласно действующим ОСТам на испытание кормоприготовительных машин.
Рабочий процесс экспериментального запарника кормов непрерывного действия изучался методом системного анализа, который включал оптимальное планирование эксперимента, регрессионный анализ полученной математической модели рабочего процесса с помощью ЭВМ и выявление оптимальных параметров режимных характеристик экспериментального запарника путем канонических преобразований математической модели и последующего ее анализа с помощью двумерных сечений.
Научная новизну работы составляеют математические зависимости и параметры, определяющие рабочий процесс непрерывной тепловой обработки вторичного сырья в "тонком" слое на основании учета характеристик сырья, изменения его температуры, особенностей теплоносителя и конструктивно-технологической схемы технического средства.
Научная ценность. Обоснована конструктивно-технологическая схема' запарника кормов непрерывного действия в составе ресурсосберегающей технологической линии для приготовления кормов из вторичных сырьевых ресурсов, защищенная авторским свидетельством № 1583069.
Получены теоретически и подтверждены экспериментально аналитические зависимости для расхода пара по "горячим" зонам запарочной камеры запарника и для удельного расхода пара в запарнике непрерывного действия.
Установлены оптимальные параметры и режимы работы запарника
кормов непрерывного действия. _
Предложена методика конструктивно-технологического расчета запарника кормов непрерывного действия для тепловой обработки вторичных сырьевых ресурсов.
. Практическая ценность. Запарник кормов непрерывного действия обеспечивает получение влажной кормосмеси высокого качества со снижением удельных энергозатрат на 50%, в сравнении с действующим технологическим оборудованием.
Разработана техническая документация на автоматизированный ,. комплект машин и оборудования для приготовления влажных кормосмесей с использованием вторичного сырья КПС-20, который включен в "Систему машин для комплексной механизации с\х производства" до 2000 г. ч. II Животноводство: п Ж 2.3.03/2.
Методика расчета и разработанный комплект технической документацій!'используются проектно-технологическими организациями при проектировании новых и реконструкции действующих кормоцехов свиноводческих ферм и комплексов.
Реализация результатов исследований. "Научно-обоснованные
рекомендации ГСКБ по созданию машин и предприятиям АПК по совершенствованию технологий приготовления и раздачи кормов из вторичного сырья" переданы в ГИПРОАГРОХИМ г. Владимир, ГСКБ г.Умань "Гипронисельхоэ" и др.
Комплект оборудования технологической линии для приготовления. влажных кормосмесей с использованием вторичного сырья изготовлен и внедрен в кормоцехах совхоза "Приокский" Нижегородской обл. и подсобного хозяйства Раменского комбината "Красное Знамя" с экономическим эффектом соответственно 96000 руб. и 40000 руб. ( в ценах 1990г.)
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы обсуждены на научно-технических конференциях ВНИИМЖа (1987-1996 г.г.) и научно-практігческой конференцій! "Научно-технический прогресс в шгженерной сфере АПК России" (1995г.), на ВДНХ СССР в 1989 г. (серебряная медаль) и ВВЦ в 1994 г. (золотая медаль).
Публикация. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 10 научных статьях и одном авторском свидетельстве.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 165 страницах машшюппсного текста и включает 35 рисунков, 20 таблиц. Библиография включает 79 наименований. Приложения состоят из 24 стр.
Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и приложешш.
Похожие диссертации на Обоснование конструктивно-режимных параметров запарника кормов непрерывного действия для тепловой обработки вторичных сырьевых ресурсов
