Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Механизация приготовления кормов. Часть 2. Учебное пособие.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Тамбовский государственный технический университет»
С. М. ВЕДИЩЕВ, В. П. КАПУСТИН,
Ю. Е. ГЛАЗКОВ и др.
МЕХАНИЗАЦИЯ
ПРИГОТОВЛЕНИЯ
КОРМОВ
В 2 частях
Часть 2
Утверждено Учёным советом университета
в качестве учебного пособия для бакалавров и магистрантов,
обучающихся по направлениям
35.03.06, 35.04.06 «Агроинженерия»
Учебное электронное издание
комплексного распространения
Тамбов
Издательство ФГБОУ ВПО «ТГТУ»
2015
1
УДК 631.171: 636.0851(07)
ББК П072.0я73
М55
Рецензенты:
Доктор технических наук, профессор
заведующий лабораторией управления качеством технологических
процессов в сельском хозяйстве ФГБНУ ВНИИТиН, г. Тамбов,
Н. П. Тишанинов
Кандидат технических наук, доцент
начальник отдела педагогической инноватики и
электронного обучения ФГБОУ ВПО «ТГТУ»
А. И. Попов
Авторский коллектив:
С. М. Ведищев, В. П. Капустин, Ю. Е. Глазков, А. В. Прохоров,
Н. В. Хольшев, А. В. Брусенков, А. В. Милованов
Ведищев, С. М.
М55 Механизация приготовления кормов [Электронный ресурс] :
учебное пособие : в 2 ч. Ч. 2 / С. М. Ведищев, В. П. Капустин,
Ю. Е. Глазков и др. – Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ»,
2015. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). – Системные требования : ПК не ниже класса Pentium II ; CD-ROM-дисковод
M
b RAM ; Windows 95/98/XP ; мышь. – Загл. с экрана.
ISBN 978-5-8265-1482-5.
Изложены основные требования к механизации поточно-технологических линий в животноводстве, машинам и оборудованию для
приготовления кормов, дан анализ конструкций и рабочих процессов
этих машин, приведен теоретический расчёт и методика выбора
машин.
Предназначено для бакалавров и магистрантов, обучающихся по
направлениям 35.03.06, 35.04.06 «Агроинженерия».
УДК 631.171: 636.0851(07)
ББК П072.0я73
Все права на размножение и распространение в любой форме остаются за разработчиком.
Нелегальное копирование и использование данного продукта запрещено.
ISBN 978-5-8265-1482-5 (ч. 2)
ISBN 978-5-8265-1393-4 (ч. 1)
ISBN 978-5-8265-1388-0
2
© Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Тамбовский государственный технический
университет» (ФГБОУ ВПО «ТГТУ»), 2015
51,5
Животноводство – важнейшая отрасль сельского хозяйства, значительно влияющая на его экономику. Продуктивность животных на
60…65% определяется их кормлением. Научные материалы и практический опыт показывают, что организация кормления без учёта особенностей питания и обмена веществ, а также пренебрежение нормированием энергии и элементов питания в рационе приводят к большим
издержкам.
На повышение эффективности усвояемости кормов большое
влияние оказывают способы их подготовки и переработки. Наибольший эффект даёт приготовление полнорационных кормосмесей с
предварительно подготовленными компонентами и добавками.
Разнообразие техники, выпускаемой промышленностью, разработка новых машин, первую очередь для дозирования и смешивания
компонентов кормов для поточно-технологических линий, остаётся
актуальной задачей.
В настоящем учебном пособии изложены требования к механизации поточно-технологических линий (ПТЛ) в животноводстве, более
подробно приведены требования к машинам и оборудованию по приготовлению кормов, дан анализ их конструкций и рабочих процессов,
а также освещены вопросы их теоретического расчёта и методики
выбора.
Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению «Агроинженерия», изучающих дисциплины «Механизация и
технология животноводства», «Машины и оборудование в животноводстве», «Оптимизация технологий и технических средств в животноводстве» при формировании компетенций: владение способами анализа качества продукции, организации контроля качества и управления
технологическими процессами; способность использовать современные методы монтажа, наладки машин и установок, поддержания режимов работы электрифицированных и автоматизированных технологических процессов, непосредственно связанных с биологическими
объектами; готовность к участию в проектировании новой техники и
технологии.
ВВЕДЕНИЕ
3
1. ЖИВОТНОВОДЧЕСКИЕ ФЕРМЫ И КОМПЛЕКСЫ
1.1. МЕХАНИЗАЦИЯ ТЕПЛОВОЙ И
ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КОРМОВ
Тепловую и химическую обработку кормов проводят для повышения их питательности, поедаемости и усвояемости питательных
веществ животными, а также стерилизации и уничтожения вредных
соединений и бактерий, которые могут вызывать заболевания. Тепловой обработке подвергают грубые корма, корнеклубнеплоды, отходы
крахмального и маслобойного производства, зерно, корма животного
происхождения, химической – зерно и грубые корма.
Обработка грубых кормов. Для повышения поедаемости грубые
корма смачивают горячей или теплой подсоленной водой из расчёта
80...100 л воды с растворёнными в ней 1,5...2 кг соли на 100 кг предварительно измельчённого корма. С этой же целью соломенную резку
смачивают силосным настоем. Последний получают отстаиванием в
горячей воде (20...30 л) 20 кг силоса в течение 20...30 мин. После тщательного двукратного перемешивания к настою добавляют ещё 20...30 л
подсоленной горячей воды, приготовленной из расчёта 20...25 г соли
на 1 л воды.
Для обеззараживания соломы и улучшения её вкусовых качеств
резку закладывают в кормозапарники и смачивают простой или подсоленной водой, подают пар при давлении 0,3...0,4 МПа и выдерживают
в течение 30...40 мин. После прекращения подачи пара соломенную
резку выдерживают 3...12 ч, а затем скармливают. Обработка соломы
известью с добавлением карбамида и поваренной соли – дешёвый и
эффективный способ. Он безопасен по сравнению с обработкой кислотами и сильными щелочами, прост и не требует промывки или нейтрализации обработанного корма.
При обработке ячменной, овсяной, пшеничной и ржаной соломы
прирост питательности составляет соответственно 0,13; 0,15; 0,13 и
0,17 корм. ед. Содержание переваримого протеина возрастает соответственно на 21,5; 23,5; 20,5 и 22,0 г на 1 кг сухого вещества.
Для обработки соломы используют качественную гашёную и негашёную известь. Последняя должна отвечать следующим требованиям: быть серого цвета плотностью 1,27 г/см3, содержать не более 2%
карбоната кальция и не менее 90% оксида кальция; быть свежеобожжённой, жирной, без камней; содержать различные примеси (золу, шлак и др.) в установленных нормах. Наиболее предпочтительна
гашёная известь. Её гасят в специальном ящике, где разбавляют водой
до консистенции известкового молока.
4
Предназначенную к обработке солому или грубое сено измельчают до частиц размером 30...50 мм. Солому известкуют в смесителяхзапарниках после смачивания её рабочим раствором.
Для обработки 1 т сухой резки требуется 90 кг известкового теста
или 30 кг негашёной извести, растворённых в зависимости от первоначальной влажности резки в 2000...2500 л воды. Для улучшения вкусовых качеств в корм добавляют 10...15 кг поваренной соли, а для обогащения резки азотом и повышения протеиновой питательности –
10...15 кг мочевины. Процесс насыщения ускоряется с повышением
температуры. Если при обычной температуре увлажнённая рабочим
раствором масса становится готовой к скармливанию через 24...36 ч,
то с применением пропаривания время на подготовку корма значительно сокращается. Так, при температуре 110 °С и давлении пара
0,05 МПа время обработки составляет 6...7 ч, при температуре 130 °С и
давлении пара 0,2 МПа – 3 ч, при температуре 140 °С и давлении пара
0,3 МПа – 2 ч.
Действие пара сказывается только на времени кальцинирования и
не оказывает прямого воздействия на питательность корма.
В 1 кг обработанного таким способом корма в расчёте на сухую
массу содержится 0,4...0,5 корм. ед., 30...50 г протеина, 18...20 г кальция и 2...3 г фосфора.
Для механической обработки соломы используют смесителизапарники С-12, С-7А, различные ящики, траншеи, а также горизонтальные вращающиеся цилиндрические ёмкости. На крупных фермах
целесообразно иметь агрегаты вместимостью 40...60 м3.
Обработанную известью солому скармливают животным в сочетании с другими кормами. Ориентировочные нормы дачи влажной
обработанной массы на одну голову в сутки: коровам и нетелям 15...18 кг,
взрослому молодняку крупного рогатого скота – 15...20, овцам 2...3 кг.
При этом отмечено положительное влияние обработки на минеральное
питание скота.
Способ обработки соломы малыми дозами едкого натра отличается более высокой производительностью и эффективностью по сравнению с известкованием. Сущность такого способа заключается в том,
что измельчённая солома подвергается в течение нескольких часов
смачиванию непрерывно циркулирующим 1%-ным раствором щёлочи,
в результате чего солома размягчается, приобретает приятный запах и
её охотно поедает скот.
Технология ощелачивания соломы без промывки состоит в следующем. Соломенную резку увлажняют 2%-ным раствором щёлочи в
плотно сколоченных ящиках. Для обработки 500 кг соломы требуется
ящик вместимостью 5 м3, 1000 л воды и 20 кг едкого натра. В ящик
5
плотно загружают соломенную резку и смачивают указанным раствором. По окончании загрузки его накрывают крышкой с грузом и оставляют на 8...10 ч. После этого готовую солому скармливают скоту. Если
же её после смачивания запаривают, то солому скармливают сразу же
после остывания. Взрослому поголовью крупного рогатого скота
скармливают 15...18 кг, молодняку до года – 10...12, овцам – до 2 кг
в сутки.
При обработке соломы водным раствором кальцинированной соды (карбоната натрия) значительно повышается переваримость соломы. С этой целью измельчённую солому смачивают 5...6%-ным раствором соды из расчёта 800...1000 л на 1 т, тщательно уплотняют и
укрывают. Через 3...4 дня в результате развития микроорганизмов
смоченная солома самосогревается до температуры 40...45 °С и корм
становится готовым к скармливанию. Вместо самосогревания соломы
применяют запаривание, что значительно ускоряет процесс подготовки корма.
Обработка пищевых отходов. Пищевые отходы – стабильный источник ценного корма для сельскохозяйственных животных. В среднем от питания только одного человека в течение года остается 40...50 кг
пищевых отходов.
Состав пищевых отходов зависит от времени года. В августе–
сентябре больше отходов фруктов и овощей, в зимнее время – картофеля. К кормовым отходам промышленных предприятий относят
мельничную пыль, хлебные и кондитерские отходы, соевую лузгу,
картофельную мезгу, овощные и фруктовые отходы, пивную дробину,
солодовые ростки, отходы мясокомбинатов, рыбные отходы, молочную сыворотку.
Питательность 1 кг кормовых и пищевых отходов составляет
0,15...0,33 кормовых единиц.
Перед скармливанием пищевые отходы обрабатывают для повышения переваримости питательных веществ, улучшения вкусовых
и диетических свойств, уничтожения вредной микрофлоры и разложения токсичных соединений. Способы обработки могут быть механическими, химическими, биологическими и термическими. К механическим способам обработки пищевых отходов относятся удаление
посторонних (несъедобных) примесей, измельчение, размол, гранулирование; к химическим – обработка карбамидом, поваренной солью, пиросульфитом натрия и др.; к биологическим – дрожжевание,
добавление различных ферментных препаратов заводского изготовления, силосование и др.; к термическим – сушка и варка отходов.
6
Режимы варки зависят от структуры кормов и протекают в течение
45...60 мин при температуре 105...110 °С.
Основные операции технологического процесса обработки пищевых отходов: приёмка и складирование, очистка от посторонних примесей, измельчение, запаривание или варка, охлаждение, дозирование
и смешивание.
Отходы маслобойного производства или жмых после измельчения варят при температуре 100 °С в течение 2 ч, затем выдерживают
1,5...2,5 ч и скармливают крупному рогатому скоту, свиньям, овцам и
пушным зверям.
Мясорыбные корма обрабатывают перед скармливанием при температуре 100 °С продолжительностью 2 ч с последующей выдержкой
1,5...2,5 ч. Расход пара на 1 т корма составляет 200 кг. Мясорыбные
корма в каждом конкретном случае обрабатывают в соответствии с
указаниями ветеринарного врача по режиму, гарантирующему их надёжную стерилизацию. При использовании автоклавов и варке под
давлением продолжительность тепловой обработки сокращается
в 2 раза.
Обработка зерновых кормов. На кормовые цели используют зерно
и продукты его переработки почти всех культур. К основным зернофуражным культурам относят кукурузу, ячмень, овес, рожь, пшеницу,
сорго, просо, гречиху, горох, кормовые бобы, саго, люпин, вику, чину
и т.д.
Немеханические способы обработки кормового зерна: сушка,
поджаривание, микронизация, химическое консервирование, охлаждение и др.
В основе большинства способов обработки кормового зерна лежит его нагрев до определённой температуры с целью снижения влажности, улучшения сохранности и повышения питательности.
Сушка влажного и сырого зерна – один из наиболее распространённых способов его сохранности. При сушке снижается влажность
зерна ниже критической. Рекомендуемые режимы сушки кормового и
продовольственного зерна предусматривают высокую температуру
теплоносителя. Критерий для установления температуры теплоносителя и нагрева зерна, экспозиции, скорости воздушного потока и других
показателей режима сушки – кормовая ценность высушенного зерна
по протеину и аминокислотам.
В процессе поджаривания зерна предусматривается его нагрев
сухим воздухом, под действием которого происходят физико-химические изменения в структуре зерновки. Питательная ценность, усвояемость и другие показатели такого зерна значительно повышаются.
7
Зёрна поджариваются на нагретой металлической поверхности
довольно интенсивно. При температуре поверхности 100 °С зерно
за 2 мин нагревается до температуры 70 °С, за 4 – до 80 °С. Если температура нагрева поверхности составляет 250 °С, то зерно за 2 мин
нагревается до температуры 150 °С, за 4 мин – до 170 °С, за 10 мин –
до 200 °С.
Режимы обработки зависят от толщины слоя зерна на нагреваемой поверхности. Зерно в тонком слое нагревают до температуры
100...250 °С и выдерживают 2...60 мин в зависимости от влажности.
В утолщенном слое при той же температуре время выдержки увеличивают до 90 мин.
В производственных условиях предварительно зерно замачивают
в воде до набухания, затем высыпают на металлические листы или
противни и, перемешивая, нагревают до приобретения им светлокоричневого цвета.
Зерно злаковых и бобовых культур обрабатывают паром перед
плющением и скармливают затем в виде хлопьев свиньям, овцам и
крупному рогатому скоту. Зерно варят паром под давлением 0,06...0,07
МПа при расходе 200 кг на 1 т. Варёное зерно скармливают свиньям и
зверям.
Тепловую обработку зерна инфракрасным излучением – микронизацию используют при производстве комбикормов для молодняка, а
также животных других возрастных групп. Она включает в себя следующие операции: увлажнение с обработкой паром под давлением
0,06...0,07 МПа из расчёта 50...80 кг пара на 1 т зерна; обработку инфракрасным излучением с плотностью теплового потока 45...46 кВт/м2
при продолжительности обработки 16...22 с в зависимости от влажности зерна; охлаждение до температуры, не превышающей температуру
окружающей среды более чем на 10 °С. Проводят также тепловую об-
работку сухого зерна инфракрасным излучением.
Химическое консервирование влажного зерна выполняют для сохранения его питательных свойств.
Для обработки зерна применяют различные химические вещества,
в основном органические кислоты: пропионовую, муравьиную, уксусную или их смеси. Для консервирования зерна используют аммиак.
Основные преимущества метода химического консервирования
зерна – возможность быстрого внедрения, сохранение зерна при неблагоприятных условиях уборки, отрицательное действие кислот на
семена сорняков, отсутствие пыли при хранении и переработке. К недостаткам метода химического консервирования относятся значительное сокращение срока службы емкостей для хранения зерна за счёт
8
разрушающего действия кислот; трудности при измельчении зерна,
смешивании измельчённого влажного зерна с сухим порошком БВД;
пожароопасность и токсичность органических кислот.
С помощью богатых белком кормовых рационов можно получать
большой выход животноводческой продукции. Один из источников
получения белка – производство кормовых дрожжей. Для их получения в качестве сырья используют отходы пищевых производств, переработки сельскохозяйственной продукции и древесины.
Технология производства кормовых дрожжей включает в себя
приготовление питательной среды, культивирование посевного материала и выращивание дрожжей, отделение биомассы от культуральной
жидкости и промывку водой, концентрирование и плазмолиз дрожжей,
сушку, расфасовку и упаковку. Её применяют на крупных предприятиях. Приготовленные в кормоцехах ферм дрожжи обычно скармливают
животным в жидком виде.
В связи с использованием на корм скоту соломы и мякины зерновых культур в больших количествах ведут интенсивные поиски кормовых добавок, пополняющих баланс питательных веществ и стимулирующих возможности организма самих животных по усвоению малоценных грубых кормов. Одна из таких добавок – микроводоросль хлорелла. Она содержит более 50 % протеина, 35 % углеводов, 5 % жиров
при выращивании в условиях достаточного азотного питания. Хлореллу
выращивают в специальных установках, называемых культиваторами, и
используют при кормлении животных и птиц различных видов.
Для тепловой, химической и биологической обработки кормов
необходимы источники теплоты и машины. Ряд технологических процессов выполняют с использованием нагретой воды и пара. Для нагрева воды используют электроводонагреватели типов ЭПЗ, САЗС,
САОС, ВЭП, ЭВ и др. Для получения пара служат котлы-парообразователи на твердом топливе КТ-Ф-300, КС-Ф-500, КТ-500А и КТ1000; на жидком топливе КВ-300Л, КЖ-Ф-500, Д-721А и Д-900; на
газе КТГ-300, КГ-500, Д-721Г, КГ-1000, КГ-1500 с блочными горелками типа ГБ и турбинными горелками типа ГТГ.
Картофель, предназначенный для скармливания животным, запаривают в специальных агрегатах ЗПК-4, АЗК-3.
Все эти запарники непрерывного действия, но могут работать и в
циклическом режиме. Агрегатируют их с парообразователями производительностью 400…800 кг пара в час и рабочим давлением до 50 кПа.
Агрегат ЗПК-4 (рис. 1) состоит из рамы 16, электродвигателей с
приводными устройствами, системы подачи воды 10 и пара 7. На раме
установлены мойка 12 с вертикальным шнеком 9, запарный чан 5 с
выгрузным 2 и мяльным 4 шнеками.
9
0
–
Рис. 1. Схема агрегата для запаривания кормов ЗПК-4
Продукт, поступающий в мойку 12, приводится в движение потоком воды, который создаётся вращением активатора 13. При трении
клубней отделяются загрязнения, которые вместе с камнями, отброшенными активатором, собираются в камнесборнике 14 и периодически удаляются в канализационную систему через люк 15, открываемый
заслонкой 11. Отмытый продукт захватывается вертикальным шнеком
9 и ополаскивается встречным потоком воды, поступающим в кожух
вертикального шнека через распределительную гребёнку. Чистый картофель из шнека поступает на вращающийся распределительный диск
8 и равномерно заполняет запарочный чан 5.
Распределительное устройство (рис. 2) предназначено для равномерного распределения картофеля, подаваемого шнеком мойки в запа-
Рис. 2. Распределительное устройство:
1 – распределительный диск; 2 – вал; 3 – подшипник; 4 – шкив;
5 – муфта; 6 – пружина; 7 – ролик 8 – путевой выключатель;
9 – палец; 1
10
клиновидный ремень; 11 – кронштейн; 12–верх чана