Экструзия - один из наиболее эффективных и применяемых в комбикормовой промышленности способов обработки зерна. При обработке зернофуража таким способом протекают два непрерывных процесса: 1)механическое и химическое деформирование; 2) взрыв продукта.

Процесс экструзии занимает короткий промежуток времени (около 30–60 секунд), однако за это время сырье успевает пройти несколько стадий обработки: тепловую, стерилизацию, обеззараживание (под воздействием температуры и давления болезнетворные микроо рганизмы, грибки, плесени полностью уничтожаются), увеличение объема (является следствием разрыва стенок клеток, разрушения структуры гранул и разрыва молекулярной цепочки крахмала, что повышает энергетическуюценность продукта), измельчение, смешивание (несмотря на то, что сырье дробится и перемешивается перед подачей в экструдер, в стволе экструдера эти процессы продолжаются и продукт становится полностью однородным), обезвоживание (за 20–30 секунд содержание влаги снижается на 70–75% от исходной), стабилизацию (высокая температура и давление нейтрализуют разрушительное действие ферментов, а это способствует значительному увеличению сроков хранения готовой продукции).

Технологический процесс переработки состоит из измельчения и смешивания исходных компонентов, экструзионной обработки и охлаждения готового продукта. Конечный продукт может быть выпущен в различной физической форме (россыпь, гранулы) и использован в качестве полного рациона или для включения в самые разнообразные рационы. Особое внимание стоит обратить на более высокую ус вояемость получаемого продукта (на 25–30% выше обычного), что позволяет увеличить привесы при кормлении по сравнению с традиционным кормом, и резко уменьшить объем отходов жизнедеятельности.

Подлежащее экструзии сырье доводят до влажности 12-16%, измельчают и подают в экструдер, где пoд действием высокого давления (2,8-3,9 МПа) и трения зерновая масса разогревается до температуры 120 - 150 градусов С. Затем вследствие быстрого перемещения ее из зоны высокого давления в зону атмосферного происходит так называемый «взрыв», в результате чего гомогенная масса вспучивается и образует продукт микропористой структуры. Вследствие желатинизации крахмала, деструкции целлюлозно-лигниновых образований значительно улучшается его кормовая ценность. Количество крахмала при этом уменьшается на 12%, а декстринов (продуктов первичного гидролиза крахмала) увеличивается более чем в 5 раз, количество сахара возрастает на 14%. При этом значительно улучшается санитарное состояние корма. Под действием высокой температуры и давления почти полностью уничтожаются патогенная микрофлора и плесневые грибы [3].

Для повышения производительности и питательности корма, нами предлагается следующее изобретение, которое относится к устройствам для переработки кормов, в том числе комбинированных кормов, может быть использовано в сельском хозяйстве, в частности животноводстве.

Прототипом является устройство для переработки кормосмеси, состоящее из загрузочной камеры 4, винта 2, корпуса 1, фильеры 3, греющих шайб. Внутренняя поверхность фильеры выполнена в виде ступенчатых последовательно усеченных конусовидных поверхностей, образующие которых расположены соответственно под углом 60⁰, 45⁰, 8-12 ⁰ к оси по направлению прессуемого материала, при этом последняя внутренняя поверхность сопряжена с выходной цилиндрической поверхностью фильеры. (Предварительный патент №19144. Экструдер для переработки кормосмеси. Опубликован 14.03.2008. БИЛ. РК №3.г. Астана,2008). Данное устройство является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатком этого устройства является то, что экструдат на выходе из фильеры подгорает.

Задачей настоящего изобретения является повышение производительности, снижение энергозатрат процесса экструдирования путем совершенствования конструкции фильеры.

Указанная задача решается тем, что в известном устройстве, включающем загрузочную камеру, винт, корпус, фильеру; согласно предполагаемому изобретению конструкция внутренней поверхности фильеры выполнена в виде ступенчатых последовательно усеченных конусовидных поверхностей, образующие которых расположены соответственно под углом 60⁰, 45⁰, 8-12⁰ к оси по направлению прессуемого материала, при этом выходное отверстие будет иметь скос под углом 45⁰ (рисунок 1).

Движение корма в экструдере носит псевдопластический характер (неньютоновский характер), описывающийся уравнением Оствальда-де Виля. При исследовании течения вязкопластичес ких материалов в каналах различной формы обнаружена возможность их движения с проскальзыванием по контактным поверхностям. Эта гипотеза получила подтверждение при экспериментальных исследованиях процесса экструдирования комбикормов (Штеренлихт Д.В.Гидравлика – с. 218, Карташов Л.П. Моделирование экструдеров – с.12) [4,5].

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство экструдирования кормосмеси отличается простотой, надежностью, низкой себестоимостью.

На фиг.1 Вид А приведен общий вид устройства для экструдирования кормосмеси, на фиг.2 вид. В конструктивные отличия от прототипа.

Устройство для экструдирования кормосмеси состоит из загрузочной камеры 4, винта 2, корпуса 1, фильеры 3, греющих шайб и работает следующим образом.

Материал подается в загрузочную камеру 4, захватывается винтом 2, который, вращаясь, перемещает кормосмесь к фильере 3, при перемещении кормосмеси за счет трения о стенку корпуса увеличивается давление на перерабатываемую кормосмесь, что приводит к её пластификации. Фильера 3, изготовленная со скосом под углом 45⁰ в выходном отверстии обеспечивает снижение пригорания экструдата и увеличение производительности.

Литература

1. Описание изобретения к предварительному патенту (19)КŹ(13)А (11)15942. Устройство для экструдирования грубых кормов. Курманов А.К., Гаврилов Н.В. от 05.05.2005 бюл. № 7. – С.7.
2. Описание изобретения к предварительному патенту (19)КŹ(13)А(11) 19144. Экструдер для переработки кормосмеси. Опубликован 14.03.2008. Бил. РК №3.г. Астана, 2008. Гаврилов Н.В.,Гаврилова М.Н.- С.7.
3. Груздев И.Э. и др. Теория шнековых устройств. Издательство Ленинградского университета. Ленинград. 1978. – с. 55. формула 2.69.
4. Штеренлихт Д.В. Гидравлика. М. Энергоатомиздат. 1984 – С. 218.
5. Карташов Л.П., Зубкова Т.М. Материалы по моделированию и оптимизации одношнековых экструдеров. Москва. 2004 г.- С.12.