Лабораторна робота № 12 Виробництво гранульованих комбікормів в лабораторних умовах
Мета роботи.
У результаті проведення роботи студент повинен: знати різні види гранульованої продукції комбікормових заводів, методи і методики визначення фізичних властивостей, значення цих властивостей для оцінки її якості; вміти визначити фізичні властивості гранульованих комбікормів, опрацювати результати та отримати характеристики, зробити висновки.
Завдання на виконання роботи.
1. Вивчити технологічні способи пресування комбікормів.
2. Провести гранулювання розсипного комбікорму та оцінити його якість.
Установки, прилади, лабораторний посуд, реактиви.
Лабораторний прес, устаткування для визначення фізичних властивостей, пропарювач, термометр, зв’язуючі речовини, сушильна шафа, лабораторний змішувач, набір сит, ППГ-2 тощо.
Теоретичні відомості.
Для виробництва пресованих комбікормів застосовують валково-матричні і штангові преси. Валково-матричні преси використовують для виробництва гранульованих кормів сухим способом, шнеково-матричні – вологим способом і штангові – для виробництва повнораціонних брикетів, а також для брикетування соломи, сіна та висівок.
При пресуванні на комбікорми діють стискуючі сили робочих органів, а їм протидіють пружні властивості продукту. Міцність гранул і брикетів залежать від властивостей і стану, температури, вологості і степеня подрібнення пресованого продукту, а також від характеру і терміну пресування, стану пресуючої поверхні.
Оптимальна вологість, яка відповідає найбільш міцному зчепленню частинок комбікорму в залежності від його складу і способу пресування, коливається в межах:
- при гранулюванні сухим способом без значного попереднього зволоження комбікорму вологість повинна бути 16,0 – 17,0 %;
- при гранулюванні вологим способом із зволоженням комбікорму перед пресуванням і подальшим сушінням гранул, приймають вологість 34,0 – 35,0 %;
- при пресуванні в брикети повнораціонних і грубих кормів вологість повинна бути 16,0 – 18,0 %, висівок – 6,0 – 8,0 %.
При гранулюванні вологим способом комбікорм перед пресуванням попередньо нагрівають до 60 – 80 ˚С, що сприяє більш рівномірному розподілу поверхневої вологи і збільшує пластичність продукту. Комбінована обробка (подрібнення, зволоження і підігрів) надає продукту найбільшої пластичності і створює ефективні умови для пресування. Щільність готових гранул збільшується.
При гранулюванні комбікормів сухим способом з метою збільшення щільності, стійкості гранул до руйнування і збільшення поживної цінності, в розсипні комбікорми перед пресуванням вводять певну кількість зв’язуючих добавок: меляси – до 7 % (для ВРХ), до 5 % (для свиней) і до 3 % (для птиці і риби); солоного гідролу – до 5 %.
Порядок виконання роботи
1. Вплив хімічного складу комбікормів на ефективність їх пресування.
Готують три зразки комбікорму масою по 200 г кожний. Перший зразок – комбікорм-концентрат з високим вмістом крохмалю зернових компонентів, другий зразок – БВД з високим вмістом білка 30 % і більше, третій зразок – кормова суміш з високим вмістом клітковини. Всі три зразки гранулюють в лабораторному пресі без пропарювання і без зв’язуючих речовин, але матриця повинна бути розігріта до температури 50 – 60 ˚С. Одержані гранули аналізують, визначаючи їх питому вагу, розбухання в воді, крихкість. Отримані дані заносять в табл. 12.1.:
- вологість:
;
- щільність:
;
- розміри гранул:
D, мм: ___, ___, ___, ___, ___, ___, ___, ___, ___, ___; Dсер.=___ мм;
L, мм: ___, ___, ___, ___, ___, ___, ___, ___, ___, ___; Lсер.=___ мм.
- набухання гранул: τ = ___ хв.
- крихкість гранул визначають за формулою (5.1):
.
Таблиця 12.1 - Ефективність пресування комбікормів з різним складом
Характеристика комбікорму, який пресується |
Вологість, % |
L/D |
Щільність, кг/см3 |
Набухання, хв. |
Крихкість, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Ефективність технологічних способів гранулювання комбікормів.
Перший спосіб – з використанням води для гранулювання.
Розсипний комбікорм зволожують до вологості 16,0 – 17,5 %. Комбікорм змішують з водою і витримують 10 хв., потім гранулюють при температурі матриці 80 – 85 ˚С. Гранули сушать в сушильній шафі при температурі 80 ˚С протягом 15 хв., охолоджують до температури, яка не перевищує температуру навколишнього середовища більше як на 10 ˚С і визначають фізичні властивості. Дані заносять в табл. 12.2
Другий спосіб – з використанням пари.
Перед гранулюванням 200 г комбікорму пропарюють 2 хв. під тиском 0,20 МПа (без створення надлишкового тиску в робочій зоні пропарювача). Заміряють температуру комбікорму і відбирають пробу масою 50 г для визначення вологості суміші. Розігрітий і зволожений комбікорм гранулюють при температурі матриці 80 – 85 ˚С. Гранули охолоджують до температури, яка не перевищує температуру навколишнього середовища більше як на 10 ˚С і визначають фізичні властивості. Дані заносять в табл. 12.2.
Третій спосіб – темперування (кондиціювання).
Пропарюють при вище названих режимах комбікорм в термоізольованій ємкості 1 годину. Потім комбікорм гранулюють при температурі матриці 80 – 85 ˚С. Далі все роблять, як і в другому способі.
Перший спосіб.
- вологість:
;
- щільність:
;
- набухання гранул: τ = ___ хв.;
- крихкість гранул визначають за формулою (5.1):
.
Другий спосіб.
- вологість:
;
- щільність:
;
- набухання гранул: τ = ___ хв.;
- крихкість гранул визначають за формулою (5.1):
.
Третій спосіб.
- вологість:
;
- щільність:
;
- набухання гранул: τ = ___ хв.;
- крихкість гранул визначають за формулою (5.1):
.
Таблиця 12.2 - Ефективність технологічних способів гранулювання
Спосіб гранулювання |
Вологість комбікорму до обробки, % |
Суміш, до гранулювання |
Якість гранул |
|||
температура, ˚С |
вологість, % |
Щільність, кг/см3 |
Набухання, хв. |
Крихкість, % |
||
Використання води |
|
|
|
|
|
|
Використання пари |
|
|
|
|
|
|
Темперування (кондиціювання) |
|
|
|
|
|
|
3. Використання речовин і інших добавок при гранулюванні.
Дослідження проводять на одному й тому ж рецепті комбікорму. Готують зразок масою 1000 г. Потім готують мелясу, підігріваючи її до температури 50 ˚С. відважують п’ять наважок комбікорму по 100 г кожна. Першу наважку комбікорму гранулюють при температурі матриці 80 – 85 ˚С без меляси, в наступні наважки добавляють 1, 2, 4 і 6 % меляси, ретельно перемішуючи комбікорм.
Одержані гранули охолоджують і вивчають їх фізичні властивості. Готують також дві наважки комбікорму (по 100 г), в першу добавляють 5 % терпела або мергеля, в другу 5 % терпела або мергеля і 3 % меляси. Обидві наважки комбікорму гранулюють і вивчають фізичні властивості гранул.
Добрі результати дає використання клейстерів зернових мучок. Подрібнюють 100 г зерна вівса, просіюють через сито з отворами ø 0,5 мм. З борошняної фракції відбирають наважку масою 20 г і розчиняють у холодній воді в співвідношенні 1:4, потім цю суспензію вливають в киплячу воду об’ємом 100 мл. Після відновлення кипіння, суміш кип’ятять 5 хв. зважують мірний циліндр і вливають в нього суміш, охолоджену до 50 ˚С і знову зважують. Знаючи різницю мас і об’єм суміші, враховують її питому вагу.
Готують чотири наважки комбікорму, по 100 г кожна, і добавляють 1, 2, 4 і 6 % одержаної зв’язуючої речовини. Суміш гранулюють при температурі матриці 80 – 85 ˚С. Гранули охолоджують і визначають їх фізичні властивості.
Вміст речовини 1%:
- щільність:
;
- набухання гранул: τ = ___ хв.;
- крихкість гранул визначають за формулою (5.1):
.
Вміст речовини 2%:
- щільність:
;
- набухання гранул: τ = ___ хв.;
- крихкість гранул визначають за формулою (5.1):
.
Вміст речовини 4%:
- щільність:
;
- набухання гранул: τ = ___ хв.;
- крихкість гранул визначають за формулою (5.1):
.
Вміст речовини 6%:
- щільність:
;
- набухання гранул: τ = ___ хв.;
- крихкість гранул визначають за формулою (5.1):
.
Аналіз одержаних результатів. Висновки і рекомендації.
Запитання для самоперевірки.
1. Які існують види пресування і показники оцінки ефективності цього процесу?
2. Які фактори впливають на процес гранулювання?
3. Наведіть способи покращення якості гранул.
Рекомендована література: [2, 3, 7, 8].