Гранулювання комбікормів

Виробництво комбікорму

Гранульовані комбікорми мають, як правило, форму невеликих циліндриків діаметром від 2,4 до 20 мм, довжина їх зазвичай не перевищує 1,5...2 діаметрів. Розміри гранул залежать від застосування. Дрібні гранули призначені в основному для молодняку птахів (курчат, каченят і т. д.), гранули розміром близько 5 мм використовують для дорослого птаха, риби, великі гранули - для великої рогатої худоби, свиней, коней. Кожна гранула є повним набором всіх поживних речовин, укладених у комбікормі, тоді як при годівлі розсипним комбікормом птиці їдять тільки те, що їм подобається, залишаючи частину комбікорму. Гранульовані комбікорми також важливі для жуйних тварин та свиней. Зручні гранули для риб, оскільки ціла гранула довго може бути у воді, зберігаючи поживні речовини. Деякі дослідники вважають, що завдяки високій температурі та зволоженню при пропарюванні та пресуванні підвищується поживність комбікорму внаслідок декстринізації крохмалю та часткової денатурації білків. У той же час є дані про часткове руйнування деяких амінокислот, наприклад метіоніну, часткове зниження кількості біологічно активних речовин. Проте результати годівлі гранульованими комбікормами птахів та тварин свідчать, що такі комбікорми не гірші, ніж розсипні. Багато досліджень свідчать про більш високу поживну цінність гранульованих комбікормів. Гранульовані комбікорми мають ще одну важливу гідність — підвищену об'ємну масу, що добре транспортуються механічним та пневматичним транспортом без порушення однорідності, зручні для безтарних перевезень та повної механізації роздачі корму на фермах. Гранульований комбікорм краще зберігається, у процесі гранульування можливе часткове знезараження комбікорму. На комбікормових заводах застосовують два способи виробництва гранульованих комбікормів - сухий та вологий. При першому способі сухі розсипні комбікорми перед пресуванням пропарюють, іноді додають у них рідкі сполучні добавки (мелясу, гідрол, жир і т. д.). При вологому способі комбікорм додають гарячу воду (70…80°С) у кількості, що забезпечує одержання тіста з вологістю 30…35 %, потім з тіста формують гранули, сушать і охолоджують.

Гранулювання сухим способом.

Для цього використовують прес з кільцевою матрицею, що обертається. Найбільш поширені установки ДГ продуктивністю до 10 т/год та преси ДГВ та ДГЕ, що мають дещо більшу продуктивність. У комплект установки входять прес-гранулятор, колонка охолоджувальна, подрібнювач гранул. Спочатку комбікорм надходить через живильник-дозатор у змішувач. Живильник-дозатор є шнеком, який приводиться в обертання електродвигуном через редуктор і варіатор, що дозволяє збільшити або зменшити подачу комбікорму в десять разів. У лопатевому змішувачі встановлені форсунки для подачі гарячої води або сполучної рідини, а також камери для подачі пари. Підготовлений комбікорм надходить у пресуючу частину гранулятора, що являє собою кільцеву матрицю, що обертається, і два пресуючих ролика (у деяких конструкціях — три). Продукт у пресуючій частині затягується в клиноподібний зазор між матрицею, що обертається, і валком, що приводиться в обертання матеріалом, (за рахунок тертя). При переміщенні продукту в клиноподібному проміжку відбувається пресування матеріалу, що збільшує його щільність. У момент, коли напруга стиснення перевищить опір матеріалу, раніше запресованого у фільєри матриці, продукт, що знаходиться в клиноподібному зазорі, починає вдавлюватися у фільєри і переміщатися в них. Процес супроводжується висуненням гранул за зовнішню поверхню матриці, яке закінчується в момент проходження фільєри через переріз, де клиноподібний зазор має найменшу висоту. Пройшовши через фільєри, продукт приймає форму та розміри гранул з відповідною щільністю та міцністю. При виході з матриці гранули зрізаються двома ножами, наближаючи або відсуваючи, які можна регулювати довжину гранули. Міцність гранул можна змінювати різною підготовкою продукту, зміною зазору між валком та матрицею. В результаті пропарювання та виділення тепла при пресуванні гранули виходять із преса з температурою до 80 °С. Гарячі гранули неміцні, легко роздавлюються та руйнуються. Тому відразу після вироблення їх охолоджують в охолоджувальній колонці до температури не більше ніж на 5...10°С вище температури навколишнього середовища. Ефективність гранулювання визначають вмістом дрібної фракції, що проходить через сита з отворами 02 мм, причому кількість її не повинна перевищувати 5%. Після охолодження гранули просівають на ситах, оскільки наявність дрібної фракції викликає втрати та перевитрату комбікорму. Розмір отворів сит зазвичай вибирають 02...2,5 або № 1,6...2 мм для металотканих сит. Ефективність роботи пресів визначається їх продуктивністю, коефіцієнтом корисної дії, питомою витратою енергії на пресування.

Коефіцієнт корисної дії преса є відношенням кількості цілих гранул до всього продукту, що отримується після пресування. Чим вище міцність гранул, тим вище коефіцієнт корисної дії. Міцність гранул є важливим показником їхньої якості. Якщо гранули недостатньо міцні, то вони руйнуються при транспортуванні, завантаженні в бункери, зберіганні, перевезеннях. Отримання досить міцних гранул забезпечується фізико-хімічними властивостями продукту, що пресується, параметрами пресування. Раціональна підготовка продуктів до пресування істотно впливає як на міцність гранул, так і на їх вихід, коефіцієнт корисної дії, продуктивність та витрата енергії. Найбільш ефективний спосіб підготовки продукту – пропарювання, яке пластифікує продукт, підвищує його температуру, що полегшує проходження продукту через фільєри. Оптимальними параметрами підготовки продукту є його зволоження до 15 ... 16% і прогрівання до 75 ... 80 ° С при тиску пари в магістралі 0,2 ... 0,4 МПа. Висока температура може призвести до деякої модифікації хімічних речовин, наприклад, часткової клейстеризації та декстринізації крохмалю, денатурації білків тощо, що сприяє кращому утворенню гранул. Важливе значення мають звані сполучні речовини, які вводять як підвищення міцності гранул, але й скорочення витрати пари, енергії, підвищення продуктивності. Як такі речовини використовують найчастіше рідкі продукти, такі, як жир, гідрол, меляса та ін, і порошкоподібні - бентоніти. Деякі з перерахованих речовин підвищують поживну цінність комбікормів (жир, меляса), збагачують комбікорми мікроелементами (бентоніти). Кількість сполучних речовин, що додаються, зазвичай невелика - до 3%. Однак у рецепти деяких комбікормів для птахів рекомендується вводити велику кількість жиру-до 6%. Жир, введений у кількості більше 3%, перестає бути сполучним компонентом. Більш того, при введенні більшої кількості жиру знижуються продуктивність пресу та міцність гранул. У такому випадку можливе застосування іншої сполучної речовини, наприклад, бентоніту, що дозволяє поліпшити процес гранулювання комбікорму. При використанні сполучних речовин комбікорм можна не пропарювати, проте кращі результати отримують при одночасному застосуванні сполучних речовин та пропарювання. На ефективність пресування впливає дисперсність комбікорму. Робота комбікормових заводів показала, що комбікорм із середнім розміром частинок близько 1 мм утворює міцніші гранули при відносно високій продуктивності преса. Утворенню міцних гранул сприяє раціональний розмір робочого зазору між валком та матрицею. Помірно міцні гранули можна отримати при зазорі 0,2…0,4 мм. При зазорах менших розмірів швидко зношуються матриці і валки, при більшому гранули виходять більш міцними, але продуктивність преса знижується. Зниженню споживання енергії, підвищенню продуктивності сприяють раціональна форма та розташування фільтрів у матриці, а також їх стан. Висока чистота внутрішньої поверхні каналу є важливою умовою нормальної роботи пресів. Шорстка поверхня фільєри збільшує коефіцієнт тертя продукту об стінки, підвищує тиск пресування, знижує продуктивність преса. При використанні нової матриці її спочатку приробляють, пропускаючи суміш комбікорму, піску та олії. При зберіганні матриці, якщо вона протягом тривалого часу залишається в неробочому стані, потрібна її консервація, яка полягає в заповненні отворів сумішшю олії та висівок.

Гранулювання вологим способом.

Застосовують цей спосіб значно рідше. Дослідження показують, що вологий спосіб є найбільш зручним для отримання комбікорму для риби. Гранулюють комбікорм у спеціальних пресах. Схема гранулювання включає автоматичні ваги, що просіває машину із ситами. Комбікорм, пройшовши магнітний захист, надходить у прес, куди також подають гарячу воду. Отримані гранули висушують у калориферній сушарці, потім охолоджують у колонці і контролюють у машині, що просіває, де відокремлюють дрібні фракції. Дрібні частинки, отримані проходом через сита з отворами 0 2...2,5 мм, повертають повторне гранулювання. Дослідження процесу вологого гранулювання показали, що на продуктивність преса та енергоємність впливають вологість тіста, температура, склад та крупність комбікорму. Величина оптимальної вологості тесту залежить від матеріалу, з якого виготовлено матрицю. Зі збільшенням вологості зменшуються питома енергоємність процесу, щільність та об'ємна маса гранул. Зниження питомої енергоємності при збільшенні вологості пояснюється підвищенням пластичності комбікорму, зниженням коефіцієнта тертя стінки матриці і пресуючого шнека, а зменшення щільності - зниженням тиску пресування. При низькій вологості комбікорму (16 ... 20%) можуть бути отримані гранули, щільність яких менше 1000 кг/м3. Застосування фторопластових вкладишів у матриці покращує прес.