Совершенствование процесса экструдирования комбикормов на основании исследований течения материала в полости утечек одношнекового пресса

• Автор: Нгуен Хоанг Линь
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Современное состояние и основные направления совершенствования процесса экструдирования
кормов.

1.1 Возможности технологии экструдирования кормов

1.2 Краткий обзор шнековых прессующих механизмов и конструкции основных элементов шнековых прессов
1.3 Обзор теорий прессования и экспериментальных исследований экструдирования материалов

растительного происхождения

1.3.1 Описание взаимодействия рабочего органа с

обрабатываемым материалом при экструдировании

1.3.2 Современные представления о энергозатратах при движении материала в полостях рабочего
пространства экструдера
1.4 Формулировка целей и задач исследования
2 Теоретическое исследование течения материала
при сложном сдвиге.
2. Г Обоснование необходимости моделирования течения материала при сложном сдвиге для определения сдвиговых характеристик
2.2 Поиск устройства для моделирования течения
материала при сложном сдвиге.
2.3 Описание течения материала при сложном сдвиге
на устройстве, создающем сложный сдвиг.
2. 4 Выводы по второй главе.
3 Методика экспериментальных исследований
3.1 Экспериментальная установка, приборы и оборудование,
применяемые при исследованиях.
3.1.1 Описание экспериментальной установки
3.1.2 Описание тензометрической системы измерения давлений и крутящего момента в фильере устройства,
создающего сложный сдвиг.
3.1.3 Описание системы измерения температуры в фильере
устройства, создающего сложный сдвиг.
3.2 Программное обеспечение экспериментальных исследований
3.2.1 Описание программы для обработки результатов
измерений АЦП
3.2.2 Обработка результатов экспериментов.
3.3 Выводы по главе.
4 Экспериментальное определение реологических коэффициентов пир при сложном сдвиге.
4.1 Материалы, применяемые при исследованиях
4.2 Подготовка сырья
4.3 Планирование эксперимента и обработка результатов
эксперимента.
4.4 Анализ экспериментальных данных.
4.5 Выводы по четвертой главе.
5 Совершенствование прессэкструдера с использованием эффекта сложного сдвига и его оптимизация
5.1 Разработка новой конструкции головки пресса экструдера
5.2 Внутренняя характеристика процесса экструдирования.
5.3 Параметры эффективности процесса экструдирования.
5.4 Оптимизация геометрических параметров прессующего
механизма
5.5 Оптимизация кинематических параметров прессующего
механизма
5.6 Экспериментальное исследование на усовершенствованном прессэкструдере.
5.7 Экономическая эффективность внедрения нового объекта
5.8 Практические результаты.
Общие выводы по работе
Список использованных источников


Рационы сельскохозяйственных животных на % обеспечиваются протеином растительного происхождения. В практических рационах питательная ценность протеина определяет его аминокислотным составом, доступностью аминокислот для использования животными и физикохимическим состоянием протеина. На перевариваемость белков существенно влияет структура и сложность их строения. Питательная ценность протеина зависит от приготовления корма []. В существующей структуре кормового баланса отдельные виды кормов занимают следующий удельный вес (%): концентраты (комбикорма) -, грубые корма - , в том числе сено - И, сочные корма - , в том числе силос - 9, зеленые корма - , прочие корма - 2 [ 9]. Многочисленными исследователями [,,,3] отмечается необходимость скармливания животным гранулированных кормов с определенными физико-механическими свойствами. Например, П. Е. Ладан и М. И. Густун [] указывают, что при оценке гранулированных кормов следует учитывать не только содержание в них питательных веществ, но также и физическую форму скармливаемого корма, которая существенно влияет на потребление и усвоение его животными. Гранулирование кормов выгодно производить на экструдерах, так как они позволяют совместить ряд операций в одной машине, проводить их быстро и непрерывно (составлять композиции из нескольких компонентов, перемешивать, сжимать, нагревать, стерилизовать, формовать) [,]. Многие материалы чувствительны к нагреву, поэтому подвергать их тепловой обработке необходимо быстро. Используя экструдеры, можно осуществлять высокотемпературную обработку в течение короткого промежутка времени - в частности, проводить стерилизацию вязких материалов, что ранее было трудноосуществимым [,]. При применении экструдирования из-за короткого времени обработки белок не успевает коагулировать, сохраняются витамины и питательные свойства кормов, при этом уничтожаются бактерии, инфекционные палочки, грибки. Крахмал частично переходит в сахарозу, разрушаются остовые материалы, а токсичные разлагаются на неактивные составляющие и перестают быть опасными, что позволяет экструдированным кормам быть более доступными для воздействия ферментов желудка сельскохозяйственных животных и птиц. К числу наиболее важных особенностей белков относятся бесконечное разнообразие структуры и вместе с тем высокая видовая специфичность, многообразие химических и физических превращений, способность к внутримолекулярным взаимодействиям, наличие биокаталических свойств и другие [6]. После обработки экструдиро-ванием материал похож на однородный жгутообразный взорванный продукт [0]. Перевариваемость кормов с экструдированным компонентом повышается на 9-%. Это значит, что на столько же увеличивается привес животных и сокращается расход кормов []. Экструдеры позволяют получать очень высокие давления. Несложно осуществлять экструдирование с давлением сжатия МПа. Благодаря высокому давлению значительно сокращается время нагревания. Кроме того, при резком уменьшении давления на выходе из формующего устройства давление резко падает до атмосферного, происходит вспучивание, что позволяет осуществлять формовку вязких материалов [,,]. Перегретый пар буквально взрывает выдавленный полуфабрикат [,,,,,]. Таким образом, экструдеры позволяют за счет высокого давления, температуры, больших сдвиговых напряжений значительно сократить продолжительность технологических операций. При этом за счет совмещения нескольких операций сокращается продолжительность всего технологического процесса, что позволяет уменьшить трудоемкость и снизить энергопотребление. Обработка методом экструдирования оказывает преобразующие действия на углеродный комплекс зерна и его ферментную активность. Нагрев до высоких температур способствует образованию легкорастворимых углеводов, наличие влаги в сочетании с высокой температурой вызывает клейстеризацию крахмала. Использование жесткого температурного режима и высокого давления при экструдировании губительно воздействует на богатую микрофлору зерна и комбикормов, а также способствует снижению содержания токсичных веществ.