Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Терпиловский К.Ф. Механизация процессов тепловой обработки кормов

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
3.56 Mб
Скачать

К.Ф. Терпиловский

МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ

ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ КОРМОВ

Издательство "Ураджай" Минск 1973

Терпиловский К.Ф.

35Механизация процессов тепловой обработки кормов. Мн., "Ураджай", 1973. ICM-o. сил. 500 экз.

Излагаются вопросы, связанные с процессом запаривания корнов и, в частности.картофеля. Приводится нетодика определе ния оптимальных параметров пара, расчета запарочных устройств Дается анализ периодического и непрерывного процессов запари зания.

В книге ниеются справочные данные, необходимые при рас чете запарочных устройств.

Предлагаемая методика монет быть применена для загар ива ния сахарной свеклы, брюквы, кормовой моркови, турнепса, зерна пшеницы, рви,ячменя, овса и других кормов.

631.363

Центральный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяй­

ства нечерноземной зоны СССР

 

(

ЦНИИМЭСХ), 1973

Т

№23.jfil

ДОП.-73

М305 (05)

- 73

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Одной из главных задач развития сельского хозяйства страны, как отмечается в отчетном докладе ЦКна ХХ1У съезде КПСС и Пост новлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР "О мерах по увеличению производства и улучшению качества кормов" (1970г.), является даль нейшее развитие животноводства. Огромная роль в успешном решении поставленной задачи принадлежит кормовой базе.

Важнов место в кормовом балансе занимают корнеклубнеплоды, более бО£ валового сбора которых используется на кормовые цели. Из корнеклубнеплодов наибольшее распространение в нечерноземной зоне СССР получил картофель. Кормовая ценность этой культуры обусловлена хорошей переваримостью органического вещества, зани­ мающей первое место среди растительных кормов (8J-97#). Клубни

картофеля содержат высококачественный белок (до

все амино­

кислоты, в том числе незаменимые. С единицы площади

картофель

по сравнению с другими культурами дает наибольшее

количество кор

мовых единиц.

 

Установлено, что усвояемость картофеля значительно повышает­ ся при скармливании его в запаренном виде. Так, если в I кг сыро­ го картофеля содержится в среднем 0,3 кори, ед., то в запаренном - 0,36 [ 8 ] . Ежегодно на корм свиньям в Белоруссии используется около 3 млн. т картофеля. Таким образом, скармливаниеего в запа­ ренном виде позволяет получить дополнительно 180 тыс. т кормовых единиц.

Запаривание картофеля в хозяйствах производится в настоящее время в запарниках разнообразной конструкций паром атмосферного давления. Отсутствие в литературе обоснованных методов расчета запарочных устройств обусловливает повышенные потери тепла, что удорожает тепловую обработку. Учитывая большие объемы перерабаты­ ваемого картофеля, экономное потребление тепловой анергии приоб­ ретает первостепенное значение.

Настоящая работа является первой попыткой научно обоснован- 3"

ного изложения вопросов, связанных с запаривайиен корковых мате риалов и, в частности, картофеля.

Рассматривается теоретические вопросы теплообмена и экспе­ риментальная проверка основных положений. Приведена методика определения оптимальных параметров пара, расчета запарочных устройств и их производительности. Рассмотрено влияние различных

факторов, в частности тепловой изоляции запарочных

чанов, на ве

личину тепловых потерь. Дан анализ

периодического

и непрерывно­

го процессов запаривания. В работе

имеется справочный материал,

который необходим при расчетах запарочных устройств. Приведены примеры расчетов.

Следует отметить, что предложенной методикой можно пользо­ ваться при расчете запарников, предназначенных для запаривания не только картофеля, нои других кормов.

Автор надеется, что настоящая работа поможет правильному решению стояцих перед практическими работниками задач по улучше ние эксплуатации, совершенствованию существующей и созданию но­ вой высокопроизводительной техники.

ГЛАВА

I . ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ТЕПЛОВОЙ

 

ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ

 

I .

Теплофиэические характеристики кормовых

 

материалов

 

 

Тепловая обработка кормов заключается

в нагревании продук­

та до температуры готовности, обусловленной

зоотехническими

требованиями или

технологией процесса. Продолжительность наг­

ревания зависит

от размеров тела и теплофизических

свойств:

теплоемкости С , теплопроводности А.

и температуропровод­

ности а .

 

 

 

 

Основным фактором, влияющим на теплофиэические

коэффициен­

ты, является температура. Влажность

и зависящая от

нее плот­

ность для большинства кормовых материалов в процессе обработ­ ки изменяются в узких пределах, поэтому их влияние на теплофизические коэффициенты и на сам процесс незначительно.

Теплофизическке коэффициенты различных материалов, в том числе и влажных, можно определять несколькими способами. Для влажных кормовых материалов наиболее пригоден универсальный из-

тод, предложенный А.Б.Вержинской и Л.Н.Новиченок / " 3 / , Из

одно­

го опыта, длящегося ЗОО-чОО с, определяется все теплофизиче

кие

коэффициенты. Обработка результатов измерений проста и не

тре­

бует высокой квалификации персонала.

 

 

В опытах, проведенных

автором /"7.7, определялись теплофи­

эические коэффициенты картофеля и сахарной свеклы в зависимос­

ти от температуры. В результате установлено, что для сырых

клуб­

ней картофеля в интервале

температуры Ю-90°С эти зависимости

 

имеют вид:

 

 

 

 

 

для теплопроводности

ГВт/м.град)

 

 

А. = 0,116

- 1,71

. I 0 " 3 t

;

 

 

теплоемкости

(Дж/кг.град)

 

 

 

С = (3,97 - 0,021 t ) I 0 3

;

 

 

"температуропроводности ( м/с).

 

 

 

а= ( 0,098 + 2,22.10"'* t ) 10~б .

 

 

5

Для запаренного мятого картофеляв интервале температуры Ю-95°С теплопроводность мокно считать постоянной и равной

0,36 Вт/м.град, а функции C = j - ( t )

и a = j - 2 ( t ) имеот

ВИД!

 

 

С = (3,35-0,017 t

) ЮэДк/кг.град;

a = (0,095+0,9. КГ3

t ) Ю " 6 м2

/с.

Опыты, проведенные

с сахарной свеклой,показали, что тепло­

проводность вдоль и поперек волокон отличается на постоянную всего интервала температур (Ю-90°С) величину, а зависимость теплопроводностиот температуры соответственно имеет вид (Вт/к.град):

Л.ь = 0,324

- 40,7

. IO"

5

t

;

 

 

А.п = 0,356

- 40,7

. IO"

5

t .

 

 

Функция C = j - ( t )

нелинейная. В зависимости от

темпера­

туры величина С изменяется

 

в пределах (0 , 32-0,22) I 0

3

Ля/кг.г

Теплоемкость С , теплопроводность А. , плотность

у и

температуропроводность <х связаны зависимостью

 

 

Для удобства использования

твплофизи»ескиу характеристик в

практических расчетах составлена сводная таблица (табл. I ) ,

которой приведены их среднеарифметические и предельные

значени

в определенных интервалах температуры. Для сравнения даны теп емкости некоторых других кормовых материалов.

В таблице приведены также значениявлажности, при которой определялись теплофиэические коэффициенты. В исследованном диа­ пазоне влияния влажности на теплофиэические коэффициентыне о ружено.

2. Критерий готовности кормовых материалов

Важнуп роль в расчетах запарочных агрегатов играет крит готовности кормового материала, так как от него зависят такие рактеристики, как производительность, время запаривания, расход пара и др.

б

 

 

 

 

 

 

 

Таблица I

 

 

 

;Елаж-

Темпе­ т

г

 

»Теипературопровод-

 

 

 

 

Теплопроводность,(Теплоемкость

 

 

Кормовой материал

'ность,

ратура,

Вт/м.град

!С-10~

,ДЕ/кг.град|нссть а, I0 6 ,u 2 /c

 

 

 

 

л

 

 

 

 

 

!

 

[сред­

 

 

 

 

 

 

| С

(пределы

! сред­

(пределы

! сред-

(пределы

 

 

i

няя

 

няя

i

\ Н?Я

 

Картофель

сырой

72-82

10-90

0,33

0,40-0,26

2,94

3,77-2,09

0,11

0,10-0,12

Картофель

запаренный мятый

69-77

10-80

0,36

0,35-0,37

2V 60

3,18-2,01

0,14

0,11-0,17

Картофельная мезга

73-76

19

0,28

-

1,63

-

0,14

-

Сахарная

свекла:

 

 

0,30

0,31-4), 29 2,72

 

 

 

вдоль

волокон

67-74

10-90

3,22-2,16

0,11

0,09-0,12

поперек волокон

 

 

0,34

0,35-0,31

 

0,12

0,10-0,14

Брюква

 

86

0-100

-

-

-

3,68-3,83

-

_

Кормовая

морковь

85-87

0-100

-

-

-

3,68-3,85

 

-

 

 

 

0-100

-

-

 

-

-

-

Турнепс

 

90

-

-

3,89

-

-

-

Тыква

 

89

0-100

3,85

-

Зерно ржи е пиеницы

-

-

-

-

-

1,76-2,01

-

-

Зерно ячменя и овса

-

-

-

-

2,09-2,30

-

-

Солома и соломенная резка с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

-

-

0,05-0,06 -

 

-

-

объемной массой 60 кг/м

15

2,22-2,30

Методика определения степени готовности кормов в настоящее время не разработана. В известной мере это объясняется отсут ствием понятия критерия готовности, который должен зависеть вида материала и его назначения.

Б животноводстве целью тепловой обработки является улучше­ ние вкусовых и питательных качеств продукта, стерилизация и

уменьшение механической прочности корма, что должно облегчить дальнеишуо переработку (ыятие, смешивание, дозирование) и улуч­

шить усвоение питательных веществ организмом животных. Поэтом на животноводческих фермах корма запаривают насыщенным паром при атмосферном давлении. Качество обработки кормов получаетс вполне удовлетворительным с точки зрения усвоения их животным Критерий готовности при этом характеризуется механической про ностью корма.

До настоящего времени исследований по этому вопросу прове­ дено мало. Кще не ясно, при каких условиях наступает размягче ние корма: достаточно ли продукт нагреть до определенной темпе ратуры или нагревание необходимо сочетать с последующей выдер кой. Очевидно,это зависит также от вида кормов.

В.П.Пучков £9 J для оценки готовности предлагает так на

ваемый показатель готовности, который характеризует твердость вареного картофеля относительно сырого.

Как показали его опыты, прочность картофеля зависит от те пературы я размягчение наступает постепенно, по мере нагрзвания. Поэтому за критерий готовности, по нашему мнению, удобне принять температуру нагревания клубней, так как ее проще опр делять.

Этими же опытами установлено, что размягчение клубня кар­ тофеля наступает при температуре в центре его tг = 93-98°С. Нижний предел соответствует более крупнымклубням. Это свиде­ тельствует, что готовность продукта может быть достигнута пут нагревания его до более низкой температуры и выдержки при н в течение некоторого времени. Вполне вероятно, что готовность картофеля может наступить принагревании, например до 85°С, с некоторой последующей выдержкой при этой температуре. Одна­ ко для практики это явление не имеет существенного значени

8

поскольку нагревание кормов обычно производится паром, имевшим температуру не менее Ю0°С. Для выдержки продукта при более низкс(! температуре необходимо установить в запарнике автоматический регулятор температуры греющей среды, что услоннит конструкцию напарника.

Опиты показали, что готовность мелкого картофеля (меньше '4-10 мм) нельзя характеризовать только температурой, поскольку нагретый насыщенным паром атмосферного давления до 95°С клубень оказывается еще не приготовленным, т.е. для мелких клубней ско­

рость нагревания превышает скорость размягчения клеток. Так как расчет процесса запаривания необходимо вести по максимальным размерам клубней, мелкий картофель за время доведения до гстоьаости крупного успеет прогреться иразмягчиться. Поэтому продол­ жительность запаривания всей иассы картофеля не изменится.

Таким образом, в любом случае запаривания массы разноразмер­ ных клубней в качестве критерия готовности следует использовать температуру в центре клубня. Выдержку при этом производить не надо.

Б.И.Вагин £1J готовность жидких кормовых смесей при запа­

ривании предлагает

определять по вязкости или пределу текучести,

так как внзко-пластичную массу трудно характеризовать прочностью,

а оценка готовности

по запаху или внешнему виду субъективна.

Как видно из его опытов, вязкость жидких кормовых смесей с повы­ шением температуры увеличивается, что объясняется процессом клейстеризации крахмала, а затем уменьшается. Таким образом, при различных температурах и соответственно степени готовности вязкость может быть одинаковой. Кроме того, для определения вязкости в производственных условиях необходим вискозиметр, а

анализ отобранных проб займет больше времени, чем весь процесс запаривания.

Для кидких

кормовых смесей

за критерий готовности также удоб­

нее принимать

температуру. Это

потребует проведения специальных

исследований с различными видами кормов, однако практическое

использование результатов исследований будет значительно проще и достовернее.

Совершенно не освещен в литературе критерий готовности гру­ бых кормов. Вкусовой критерий субъективен и его нельзя положить

9

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ