Оборудование для гранулирования и брикетирования кормов

ТЕМА 11
МЕХАНИЗАЦИЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ И БРИКЕТИРОВАНИЯ КОРМОВ

Сущность процесса прессования кормов Гранулирование кормов Брикетироване кормов Производство амидо-концентратных добавок Контрольные вопросы Дополнительная литература

Вернутся к содержанию

без связующих добавок при малых давлениях (15…20 МПа); без связующих добавок при высоких давлениях (30…35 МПа); со связующими добавками при малых давлениях (5…10 МПа);

Современное оборудование для прессования позволяет получать из мучнистых кормов гранулы диаметром до 20мм и длиной 1,5…3 диаметра плотностью 900…1300 кг/м3, из травяной и соломенной резки длиной 20…70 мм, или из полнорационных кормовых смесей брикеты диаметром до 65 мм, или нецилиндрической формы с наибольшими размерами 80 мм.
Применяемые в животноводстве корма представляют собой полидисперсную систему, состоящую из частиц разного диаметра. Эта система является также многофазной, состоящей из твердой, жидкой и газообразной фаз.
Под давлением объем газообразной фазы резко уменьшается и в процессе прессования трехфазная система практически достигает двухфазного состояния, частицы сближаются настолько, что начинают проявляться силы молекулярного сцепления.
Механизм гранулирования и брикетирования наиболее описывается молекулярной теорией в сочетании с механической. В качестве характеристики брикетируемости корма служат порции материала до прессования V к объему полученного брикета Vk. При уплотнении в камере с постоянной площадью поперечного сечения будет справедливо выражение

где h и hk — высота слоя до и после прессования в камере постоянного сечения.
Выразив объемы через их массу M и плотность, можно написать

где ρ и ρ0 – плотности полученного монолита и рыхлого материала до прессования.
При уплотнении в материале накапливается потенциальная энергия упругих деформаций, поэтому после снятия давления происходит его упругое расширение преимущественно в направлении прилагавшегося давления. Величина расширения характеризуется коэффициентом упругого расширения.
Наблюдения показали, что для грубостебельчатых кормов при однократном сжатии и быстром снятии давления Ку. р = 2…2,5. При этом монолиты получаются непрочными, имеют поперечные трещины и разваливаются. В то же время установлено, что если сжатый материал выдержать определенное время под тем же давлением, прочность монолита после снятия давления резко возрастает, а коэффициент упругого расширения уменьшается до Ку. р=1,1…1,15.
Это объясняется тем, что с течением времени напряжения от упругих деформаций уменьшаются, рассасываются. Такое явление называется релаксацией.
Напряжения при релаксации изменяются по формуле, предложенной Максвеллом,

где τнач – начальное напряжение в материале;
G — модуль сдвига, Па;
τ – вязкость, Па·с;
t — текущее время, с.

Вернутся к содержанию | Вернутся в начало

по принципу прессования — на прессы с закрытой и открытой камерами, в которых противодавление создается соответственно глухой стенкой и силой трения о боковую стенку камеры; по типу рабочих органов, создающих усилие прессования, на следующие.

Формирующие прессы, образование гранул в которых происходит при прохождении продукта между двумя вращающимися навстречу друг другу ячеистыми вальцами.

Естественно, что форма ячеек может быть самой разнообразной. Продукт, попадая в ячейки вальцов, подвергается обжатию, а затем выпадает из них в виде спрессованных гранул определенной формы. Вследствие кратковременного усилия гранулы получаются непрочными.
К недостаткам таких прессов относится также низкая производительность и большая энергоемкость. Поэтому такие прессы нашли лишь ограниченное применение. Шестеренчатые прессы.

Рабочим органом шестеренчатых прессов служит пара зубчатых колес, находящихся в зацеплении вращающихся навстречу друг другу. У основания зубьев имеются сквозные радиальные отверстия, через которые продавливается прессуемый материал. Выходящие из отверстий гранулы срезаются неподвижными ножами. Диаметр гранул 10…13,5 мм. Шнековые грануляторы могут быть цилиндрическими и коническими, одно – и двухшнековыми, с горизонтальным и вертикальным расположением шнеков.

В любом из них сырье захватывается шнеком, перемешивается, нагнетается к матрице и продавливается через отверстия соответствующего диаметра.
Выходящие из матрицы гранулы срезаются вращающимися ножами. В конических шнеках масса предварительно подпрессовывается. Матрицы могут быть плоские, сферические и сегментные.
Шнековые прессы применяют главным образом для гранулирования влажного исходного сырья (влажный способ). Прессы с плоской горизонтальной вращающейся матрицей, через отверстия которой материал продавливается прессующими вальцами и формируется в гранулы. Вальцы могут быть коническими и цилиндрическими с активным и пассивным приводом. В прессах с цилиндрическими вальцами из-за разности окружных скоростей неравномерно изнашиваются матрицы и вальцы.

Недостатком является при определенной окружной скорости относ материала под действием центробежных сил к периферии матрицы и, как следствие, неравномерная нагрузка на ее рабочую поверхность. Прессы с кольцевой горизонтальной или вертикальной вращающейся матрицей. Через формирующие отверстия последний материал продавливается прессующими вальцами активными или пассивными.

Главной особенностью такого рабочего органа является равенство окружных скоростей по линии контакта матрицы и вальца, поэтому трение между ними отсутствует и вся энергия тратится на прессование. По такому принципу работают наиболее распространенные прессы: ДГ; ОГМ-0,8; ОГМ-1,5; Бб-ДГЛ; “Сайзер”, “Орбит”.
Прессы с вертикальной кольцевой матрицей (ДГ) гранулируют комбикорма сухим способом.
Их преимущества: возможность быстрой и легкой замены матриц и вальцов при переходе с одного диаметра гранул на другой.
Комплектуется семью матрицами с различными отверстиями (3…19 мм). Производительность гранулятора 8…10 т/ч, мощность 78 кВт, расход пара 500…600 кг/ч.
Оборудование ОГМ-0,8А и ОГМ-1,5 предназначено для гранулирования травяной муки и работает в комплекте с агрегатами для ее производства АВМ-0,65 и АВМ-1,5. Сменные матрицы имеют отверстия 6…16 мм (5 шт.)
Производительность грануляторов с вращающейся матрицей:

где d0 — диаметр формирующего отверстия матрицы, м;
Δl — толщина запрессованного в отверстие матрицы слоя материала за один проход вальца, обычно равна (4…6)·10-4м;
z0 — число формирующих отверстий в матрице;
zв — число вальцов;
ρ – плотность запрессованного в отверстие материала, кг/м3;
n — частота вращения матрицы относительно вальцов, с-1
Мощность на прессование
N = Fmp * vcp * zβ Вт,
где Fтр — сила трения в формирующем отверстии
Fmp = Pmax ξ f S Н,
где f — коэффициент трения материала о стенки канала матрицы;
ξ = 0,4…0,45 — коэффициент бокового давления (для стебельчатых кормов);
Рmax — наибольшее осевое давление прессования, Па
Рmax = c(ea(ρ – ρПа
где S — площадь внутренней поверхности канала, м2;
С и а — коэффициенты, зависящие от структурно-механических свойств материала (прочность, крупность частиц, влажность), а = (4,6…5,1)·10-3 м3/кг, С= (0,33…0,59)·106 Па;
vcp — средняя скорость перемещения гранулы в канале
vcp = Δ*zb*n м/с,
где zb — число каналов, в которых происходит прессование одновременно,

где β – угол зоны захвата одним вальцом, град.

Вернутся к содержанию | Вернутся в начало

Вернутся к содержанию | Вернутся в начало

Вернутся к содержанию | Вернутся в начало

Контрольные вопросы

В чем заключается сущность процесса прессования кормов? Что такое гранулирование кормов и для какой цели оно применяется? По каким принципам классифицируются пресса — грануляторы кормов? Какие факторы влияют на производительность и мощность на привод пресса с вращающейся матрицей? Чем отличается технологическая линия гранулирования от технологической линии брикетирования рассыпных кормов? От чего зависит плотность гранул, брикетов? В чем заключается особенность процесса производства амидоконцентратных добавок?

Вернутся к содержанию | Вернутся в начало

Дополнительная литература

Способы механизированного приготовления полнорационных кормов. — Мн.: Урожай, 1976. , Сазонова брикеты и гранулы для животных. — М., Госсельхозиздат, 1977. и др. Машины и оборудование для уплотнения сеносоломистых материалов. — М., 1974.