Устройство для переработки грубого растительного сырья на корм

Устройство для переработки грубого растительного сырья на корм

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам для переработки грубого растительного сырья и отходов полеводства на корм, и предназначено для использования в кормопроизводстве.

Известно устройство для обработки соломы на корм [пат. РФ №3038031, опубл. 1995.06.27]. Подаваемая солома режется ножами, установленными определенным образом на внутренней поверхности корпуса, затем корм подпрессовывается и выгружается.

Известно устройство для переработки кукурузного растительного сырья или соломы, содержащее нагреваемый (от 30 до 100°С) цилиндрический экструдер, вращающийся шнек, отверстия для подачи и выгрузки сырья, средство нагревания и охлаждения между концами цилиндра, расходный бак, содержащий жидкий аммиак под давлением, питающий трубопровод с насосом, систему для взрывного разрыхления лигноцеллюлозного материала с использованием жидкого аммиака [WO №99/56555 от 11.11.1999 г., заявка RU №2000127138, опубл. 2002.11.20].

Однако эти устройства не обеспечивают глубокую переработку сырья до легкоусвояемых компонентов и хорошего качества корма.

Наиболее близким к заявляемому решению по сущности протекающих в нем процессов является устройство, выполненное в виде двух сообщающихся сосудов высотой 60-65 м, заполненных водой. В месте сообщения сосудов расположен нагревательный агрегат [Пат. РФ №2028789, опубл. 1995.02.20] (прототип). Обработка соломы в нем идет в водной среде под давлением 6,5 атмосфер и температуре 158-162°С.

Однако это устройство по прототипу громоздко, дорого и не удобно в эксплуатации, особенно в условиях мелких фермерских хозяйств. К тому же это устройство не обеспечивает высокого качества корма из перерабатываемого сырья.

Задача предлагаемого изобретения - создание устройства, удобного для использования как в крупных, так и в мелких фермерских хозяйствах, позволяющего получать корма из грубого растительного сырья с повышенной питательной ценностью за счет увеличения выхода при переработке легкоусвояемых компонентов, например сахаров и переваримых протеинов. Использование этих кормов позволяет поднять эффективность производства молока и мяса.

Технический результат заявленного устройства - более глубокий гидролиз грубого растительного сырья, обеспечивающий повышение питательной ценности и улучшение усвояемости корма за счет увеличения выхода при переработке легко усвояемых компонентов, например, сахаров, переваримых протеинов.

Поставленная задача решается предлагаемым устройством.

На чертеже представлен общий вид устройства в разрезе.

Устройство представляет собой две цилиндрические емкости разного диаметра, закрепленные одна в другой. Внутренняя полая цилиндрическая емкость расположена по центру внешней емкости и на определенном расстоянии h от ее дна, причем форма дна может быть как плоской, так и выпуклой. Диаметры внутренней емкости d и внешней емкости D и расстояние h выбираются так, чтобы:

d:D=1:(1,3÷1,5)

h=(0,25±0,05)d

Устройство снабжено кранами для подачи сырья 4 и для выгрузки корма 5. В нижней части внешней цилиндрической емкости расположен кран 6 для подачи острого перегретого пара. В крышке внутренней емкости устройства установлены датчики 8, 9 для контроля уровня (верхнего и нижнего) находящегося в аппарате перерабатываемого сырья, манометр Р - для регистрации давления, клапан 12 для стравливания избыточного давления, электромагнитный клапан 13 для дополнительной импульсной подачи острого пара. В крышке внешней емкости устройства установлены датчики 10, 11. На паропроводе, соединяющем верхние части внутренней и внешней емкостей расположен электромагнитный клапан 14 для выравнивания уровня суспензии. Электромагнитные клапаны 13 и 14 и датчики уровня соединены с блоком управления 15.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Густую суспензию, образованную в смесителе 1 из предварительно измельченного сырья, смешанного с 0,3-0,4% раствором соляной кислоты при температуре 60-80°С подают через кран 2 насосом 3 и кран 4 в верхнюю часть внутренней емкости устройства. В середину дна наружной емкости устройства поступает острый перегретый пар, за счет которого создается температура 120-150°C и рабочее давление 0,2-0,5 МПа. Сверху во внутреннюю емкость устройства через электромагнитный клапан 13 по паропроводу импульсно поступает острый пар, создавая периодические сжатия суспензии с частотой 1-6 импульсов в минуту, создавая дополнительное давление 0,03-0,05 МПа сверх рабочего с последующим отпуском до рабочего давления. Острый пар через электромагнитный клапан 13 поступает во внутреннюю емкость в течение 1-3 с (длительность одного импульса), вытесняя суспензию во внешнюю емкость и создавая превышение давления 0,03-0,05 МПа над рабочим давлением. Через 1-3 с клапан 13 закрывается и открывается клапан 14 на паропроводе 7, соединяющем внутреннюю емкость с внешней емкостью, уровни суспензии во внутренней и внешней емкостях выравниваются. Клапаны 13 и 14 работают в противофазе.

Датчики 8 и 10 сигнализируют о переполнении аппарата и о необходимости приостановки подачи суспензии через кран 4. Датчик контроля уровня 9 сигнализирует о необходимости завершения подачи острого пара через электромагнитный клапан 13, чем и определяется продолжительность импульса поступления острого пара. Датчик контроля уровня 11 сигнализирует о чрезмерном опорожнении аппарата и соответственно о необходимости перекрыть кран 5.

Режим работы устройства отрегулирован таким образом, что растительное сырье может пребывать в аппарате 1-3 часа. Прогидролизованное растительное сырье перекачивается насосом 16 из аппарата через кран 5 в емкость, где происходит разделение на твердую и жидкую фазы. Обе фазы могут использоваться на корм крупного рогатого скота сразу, либо после приготовления различных композиций.

Размеры устройства определяются потребностью заказчика в объеме корма. Например, при размерах устройства: высота 3 м, диаметр внешней емкости 1,7 м, внутренней - 1,25 м, производительность составляет 1-3 т/ч (в зависимости от времени переработки). Все процессы загрузки, разгрузки и переработки сырья по изобретению являются непрерывными, автоматизированными, что значительно упрощает и облегчает труд, снижает трудозатраты. Компактность устройства делает его удобным для применения в любом хозяйстве. Окупаемость такого устройства - до одного года. Себестоимость производимого корма не превышает 1 руб. за 1 кг.

Предлагаемое устройство обеспечивает деструкцию клетчатки соломы в целом и существенное повышение концентрации сахаров и переваримого протеина в получаемом корме, жидкая фаза которого содержит 30-35% сахаров и 7-8% протеина от сухого остатка. Такой корм лучше переваривается симбиотическими микроорганизмами, в результате улучшаются условия для эффективного использования питательных веществ рациона и повышения продуктивности животных. Применение корма, полученного в заявляемом устройстве, позволяет повысить привес молодняка на 700-900 г в сутки, о чем свидетельствуют заключение, полученное из колхоза "Родина" Алексеевского района Республики Татарстан.

Устройство для переработки грубого растительного сырья, включающее аппарат для переработки сырья, снабженный загрузочными и разгрузочным приспособлениями, отличающееся тем, что аппарат выполнен в виде двух закрепленных одна в другой цилиндрических емкостей разного диаметра, соединенных между собой паропроводом через электромагнитный клапан, причем внутренняя емкость сообщена с загрузочным приспособлением, выполнена полой, расположена по центру внешней емкости на расстоянии h=(0,25+0,05)d от ее дна, где d - диаметр внутренней емкости и соотношение между ним и диаметром внешней емкости D определяется как d:D=(1,3-1,5) и имеет крышку, в которой установлены датчики для контроля верхнего и нижнего уровней находящегося в аппарате перерабатываемого сырья, манометр для регистрации давления, клапан для стравливания избыточного давления и электромагнитный клапан для дополнительной импульсной подачи острого пара, а внешняя емкость сообщена с разгрузочным приспособлением, в ее нижней части расположен кран для подачи острого перегретого пара, а в ее крышке установлены датчики контроля уровня перерабатываемого сырья, сигнализирующие о чрезмерном опорожнении аппарата, кроме того, электромагнитные клапаны и датчики уровня сырья соединены с блоком управления.