Повышение эффективности процесса экструдирования зерна с обоснованием конструктивно-режимных параметров рабочих органов зоны подачи пресс-экструдера

• Автор: Харыбина, Наталья Александровна
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 170 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Экструдируемое сырье и его физикохимические свойства

1.2 Классификация экструдированных кормов, особенности их производства и применение

1.3 Анализ основных концепций формирования структуры экструдатов

1.4 Анализ исследований зоны подачи прессэкструдера.

1.5 Цель и задачи исследований.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЭКСТРУЗИИ

2.1 Обоснование структурнофункциональной схемы прессэкструдера кормов.

2.2 Определение объемного расхода экстру дата в зоне прессования одношнекового прессэкструдера.
2.3 Обоснование рациональной формы направителя нрессэкструдера
2.4 Движение экструдируемой смеси по сфероидной поверхности направителя
2.5 Кинематический анализ состояния смеси на выходе из зоны подачи
2.6 Методика расчета одношнекового прессэкструдера
2.6.1 Обоснование использованного способа учта сил трения и вязкости при экструдирован и и материала в прессэкструдерах
2.6.2 Оценка характера движения материала в прессэкструдере.
2.6.3 Определение мощности механического привода.
3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭКСТРУДЕРА
3.1. Программа и методика экспериментальных исследований.
3.2. Методика исследований физикомеханических свойств
экструдируемых кормов.
3.3. Методика определения коэффициента жесткости пружины
3.4. Методика лабораторных исследований экструдера и его питателя
3.5. Методика производственных исследований хмодернизированного
экструдера.
3.6 Анализ образцов и оценка качества процесса экструдирования.
3.6.1. Определение содержания крахмала.
3.6.2 Определение содержание декстринов в корме
3.6.3 Определение крошимости гранул
3.6.4 Определение комплексного показателя качества экструдируемого
Выводы.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ И АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Физикомеханические свойства экструдируемой смеси.
4.2.1. Результаты определения уплотнения и объемного сжатия
4.2.2. Результаты экспериментального, определения коэффициента трения зерна.
4.3. Результаты определения коэффициента жесткости пружины.
4.4. Обоснование конструктивных параметров рабочих органов питателя
4.5. Обоснование рациональных режимов работы пресса экструдера.
Выводы.
5 ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ЗОНЫ ПОДАЧИ ПРЕССЭКСТРУДЕРА В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1 Исследования в производственных условиях.
5.1.1 Описание производственной установки
5.1.2 Описание технологической линии.
5.1.3 Результаты исследований в производственных условиях
5.2 Определение абсолютных экономических показателей и
сравнительной эффективности оборудования
ВЫВОДЫ ОБЩИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Если структура белка меняется или разрушается, то такой белок называется денатурированным [; 9]. Повышается кинетическая энергия системы, разрушаются водородные связи, а структура белка становится менее упорядоченной (более хаотичной) [4]. Влияние влажности формуемой смеси на структуру и свойства экструдатов обусловлено тем, что вода в процессе экструзии выполняет ряд различных функций. Она играет роль пластификатора, повышающего текучесть материала и обеспечивающего подвижность макромолекулярных цепей и их ориентацию в потоке. Изменяя вязкость системы, вода оказывает влияние на тепловой баланс в рабочей камере экструдера. Вода выполняет роль летучего, перегретого компонента системы, обеспечивающего образования пор при сбросе давления, а также резкое охлаждения и отвердение (гелеобразования) продукта при взрывном испарении воды [6]. Экструдируемое сырье должно содержать небольшое количество жиров, не более 5%. Наличие жиров вызывает падение давления внутри экструдера [4]. Однако, липазы, оказывающие отрицательное влияние на продукты в процессе хранения, разрушаются [, ]. Содержание воды в премиксах и компонентах кормов оказывает неблагоприятное воздействие на стабильность витаминов []. Допускается максимальное содержание воды в комбикорме только %, но существенного воздействия на стабильность витаминов можно ожидать лишь при более высоком содержании воды. При влажности 7-9% разложение витаминов происходит не так интенсивно, как при %. Тем не менее, даже небольшие количества воды в премиксах и минеральных кормах могут привести к ощутимым потерям витаминов. Но также, установлено [2, 6], что сохраняемость витаминов В! В2 возрастала с уменьшением продолжительности обработки сырья и увеличением его влажности. Повышение влажности сырья улучшает сохраняемость витаминов, так как способствует снижению температуры обработки и сокращению ее п ро д ол жите л ьности. Под действием высокого давления 7. МПа и трения экструдируемая масса разогревается до 0-5 °С, что должно, естественно, приводить к уничтожению витаминов. Но здесь, нужно обязательно учитывать время нахождения сырья в экструдере, которое очень мало ЗО-бОс. За этот период разрушения витаминов (при правильной концентрации смеси) сводятся к минимуму []. Еще одним очень важным фактором, влияющим на стабильность витаминов, являются длительность и температура хранения экструдата. При повышении температуры высвобождается больше влаги, что нарушает стабильность. Размер отверстий матрицы и температура обработки, как показала экструзия обрушенного и цельного зерна тритикале, также влияют на количество витаминов в экструдированном продукте. С увеличением диаметра отверстий возрастает сохранность витамина В|. На содержание ви тамина В2 не влиял диаметр матриц [1, 2, 6]. Но также, нужно помнить, что сегодня в кормлении животных все чаще стали применять витамины и добавки [, ], производимые промышленно либо полученные в результате химических или ферментативных процессов. Они химически идентичны природным витаминам и выполняют тс же функции в обмене веществ []. Фуражное зерно является основным компонентом при производстве комбикормов для животных и птицы. Однако при скармливании зерна в обычном виде усвояемость его питательных компонентов пищеварительными системами составляет не более . Зерно злаковых состоит в основном из крахмала [9], усвоение которого при кормлении животных и птицы происходит медленно. По данным ряда авторов [, 5, 4], усвояемость питательного потенциала крахмала в созданной природной форме не превышает . Перевести крахмал в удобную для усвоения организмом животных форму, возможно при разрушении его зернистой структуры на клеточном уровне и переводе в более простые углеводы в виде декстринов и сахаров, т. Клетчатка также является трудноусвояемой без специальной обработки. Экструзия является одним из наиболее эффективных и применяемых в комбикормовой промышленности способов обработки зерна [, , ]. Экструдированные корма можно разделить на три группы [2] (рисунок 1. Рисунок 1.