автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Разработка измельчителя кератинсодержащего сырья применительно к производству кормовой муки

»оссийская академия сельскохозяйственных наук :ероссийский научно- -исследовательский институт мясной промышленности (вниимп)

рг6 од

. г На правах рукописи

Геута Вадим Сергеевич

удк 636.087.62:637.513.4

разработка измельчителя кератинсодержащего сырья применительно к производству кормовой муки

Специальность 05.18.12 — процессы, машины и агрегаты пищевой промышленности

Автор ефер ат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1993

Работа выполнена в Московской Государственной Академии прикладной биотехнологии.

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

член-корреспондент Российской Академии сельскохозяйственных наук, доктор технических наук, профессор ЧИШКОВА Т.В.

член-корреспондент Российской Академии сельскохозяйственных наук, доктор биологических наук, профессор СНИЦАРЬ А.И.

член-корреспондент Российской Академии сельскохозяйственных наук, доктор технических наук, профессор ЛИМОНОВ Г.Е.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник РОДИН В.Н.

Ведущее предприятие - Московский мясокомбинат, А/О "Микомс"

Защита диссертации состоится " /О " -¿¿/¿^¿¿1 1993 г. в 13.00 часов на заседании Специализированного совета К 102.01.01 Всероссийского научно-исследовательского института мясной промышленности по адресу: 109316, Москва, Ж-29, ул.Талалихина, 26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан 1993 г.

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат технических наук

А.Н.Захаров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В последнее время аграрный сектор кономики не обеспечивает нужного уровня производства мяса, ад и другой сельскохозяйственной продукции. Основным и решающим зловием быстрого наращивания мясных ресурсов по прежнему являются эрма животного происхождения, производимые мясной и рыбной рюшшленностью в достаточных количествах и высокого качества.

настоящее время развитие кормовой базы животноводства, как звестно, остановилось.

В современном балансе кормов особое место отводится кормам ивотного происхождения, которые вводят в основном в комбикорма ля балансирования их по протеину и зольным элементам с целью омпенсирования недостаточности.некоторых аминокислот, минеральных еществ и витаминов.

Однако вырабатываемые по действующей технологии сухие животные орма не всегда удовлетворяют предъявленным к ним требованиям, меют низкое содержание протеина и, следовательно, невысокую ормовую и биологическую ценность, что обусловливает в целом овышенный расход готовых кормов.

Одним и& существенных резервов, расширяющих ассортимент аиболее ценных животных белков, является кератинсодержащее ырье/рога, копыта, рого-копытная стружка, малоценное перо, етина и волос/. Наиболее рациональное использование нератинсодер-ащего сырья - выработка из него рого-копытной /кератиновой/ уки.

Задача по использованию кератинсодержащего сырья для производ-тва животных кормов сводится лишь к расщеплению его на первых тадиях до образования полипептидов.

Из ранее опубликованных литературных источников известно, то получение готового кератинсодержащего кормового продукта непродолжительное время в тонкоизмельченном виде/порядка 5000 ммк/ способствует его расщеплению собственно ферментами .елудочно-кишечного тракта и полной усвояемости организмом.

Возникает проблема первичного измельчения кератинсодержащего :ырья, которая усугубляется тем, что в настоящее время практически 1тсутствуют технические средства для осуществления указанной

технологической операции. При этом следует учитывать, что кератин содержащее сырье обладает высокой прочностью и значительно вязкостью.

Следует отметить, что переработка предварительно измельченног кератинсодержацего сырья на кормовую муку при одновременно проведении гидролиза, стерилизации, разварки и сушки в вакуумно котле позволяет упростить и интенсифицировать процесс и снизит тем самым себестоимость готового продукта.

_ В России вопросами создания технических средств по измельчени: рого-копытного и мясокостного сырья плодотворно занимались: Ивашов В.И., Илюхин В.В., Лимонов Г.Е., Родин В.Н., Сницар А.И., Чижикова Т.В. и др.

Цель и задачи исследований. Цель настоящего исследовани - разработка измельчителя кератинсодержащего сырья применительн к производству кормовой муки.

Для достижения поставленной цели- предусматривалось решени следующих задач:

- изучение морфологических и биомеханических характеристи рогов и копыт крупного рогатого скота;

- установление рациональных режимов измельчения;

- оценка степени измельчения рого-копытного сырья на экспери ментальном образце машины;

- разработка технологической схемы переработки кератинсодержа щего сырья;

- изучение возможности гранулирования сухого белково-расти тельного корма с добавками измельченного- кератинсодержащег сырья;

- изучение пожарной безопасности производства сухих животны кормов с добавками измельченного кератинсодержащего сырья;

- расчет экономической эффективности, получаемой от внедрени в промышленность измельчителя кератинсодержащего сырья.

Научная новизна. Впервые изучены морфологические и биомехани ческие характеристики рогов и копыт крупного рогатого скота особенности их структуры и взаимосвязь с механическими характерно тиками.

Установлены рациональные режимы измельчения кератинсодержащег сырья, производства сухого белково-растительного корма с добавкам

:змельченного кератинсодержащего сырья и его гранулирования непрерывном потоке.

Установлены пониженные пожаровзрывоопасные свойства сухого елково-растительного корма, выработанного на основе наныги добавок предварительно измельченного кератинсодержащего сырья.

Научная новизна работа подтверждается положительным решением выдаче авг.свид. по заявке Р 4926725/33 на "Устройство для змельчения кератинсодержащего сырья от 08.04.91 г.

Практическая ценность работы. На основании научных исследова-ий разработана конструкция измельчителя кератинсодержащего ырья применительно к производству кормовой муки.

На Минском мясокомбинате проведена апробация технологии рсизводства сухого белново-растительного корма с повышенным одержанием каныги и добавки предварительно измельченного кератин-одержащего сырья.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, состояния опроса, экспериментальной части, выводов, списка использованной итературы и приложений.

Работа изложена на 126 страницах машинописного текста, одержит 14 таблиц и 21 рисунок. Список литературы включает 122 аименования работ отечественных и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность теш и определены цель задачи исследований.

В первой главе "Состояние вопроса" дана характеристика ератинсодержащего сырья /рога, копыта/, используемого для произ-одства кормовой муки; приведен критический анализ исследований, асающихся технологических, аспектов производства кормовых продуктов з кератинсодержащего сырья; изложено описание различных конструк-ий машин, применяемых для измельчения мякотных и кератинсодержащих тходов; приведена биологическая ценность рого-копытной муки, ыработанной по различным технологическим схемам.

На основании анализа литературных данных обоснованы и сформу-ированы основные задачи исследований.

Во второй главе "Методы, приборы и оборудование для проведения сследований" обоснован выбор объектов исследования, описан

порядок отбора проб, определен выбор показателей, характеризующих качество готового продукта, изложены основные методы исследований, в том числа пожаровзрывоопасности технологического процесса, гранулирования сухого белково-растительного корма и методи» исследования морфологических и биомеханических характеристш рогов и копыт крупного рогатого скота.

В разделах экспериментальной части работы обсуждены и обобщен! результаты экспериментов, приведены данные производственны? испытаний и выводы.

В приложении представлены копии документов, подтверждающю завершенность работы: "Изменение № I к технологической инструкцш по производству рого-копытной муки"; "Изменение № I к временно! технологической инструкции по производству сухого белково-растительного корма /на опытную партию/"; положительное решение Государственной научно-технической экспертизы изобретений на "Устройств« для измельчения кератинсодержащего сырья" /заявка Р 4926725/33/.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ

В качестве объектов исследований при выполнении эксперимен тальной части работы были использованы: каныга; кератин-коллагенсо держащее сырье; техническая кровь; кость; готовые - сухой белково растительный корм в рассыпном и гранулированном виде, выработанны из указанных выше видов технического сырья.

Схема проведения исследований приведена на рис. I.

При проведении исследований определены следующие качественны показатели готовых кормовых продуктов: массовая доля влага жира, золы по ГОСТ 17681-82; содержание белковых веществ п методу Къельдаля; содержание клетчатки - методом определен« сухого остатка из навески после обработки кислотами, спиртс и эфиром; величину рН-потенциометрически; температуру воспламенена самовозгорания и тления твердых веществ и материалов - по методике в соответствии с ГОСТ 12.1.004-84; объемную массу и угол ecтecтвe^ ного откоса сухих животных кормов - с помощью пурки ПХ-1; крои» мость полученных гранул - по ГОСТ 23513-79; плотность гранз - по ГОСТ 13496.13-75; физико-механические показатели - по ГОС 13496.3-80; особенности структуры рогов и копыт изучали с помощ! сканирующего микроскопа /СЕМ/£4-10; оценка пoкaзaтeJ

КСдлагенсодержащее сырье

Техническая кровь (цель-

Каныга

Загрузка в вакуумный котел и перемешивание

Гранулирование

Шизико-механичес-кие показатели

13 14 15 16

Рис. I. Схема проведения эксперимента

Содержание: влаги (I), жира (2), золы (3), белка (4), клетчатки (5); твердость (6), ударная вязкость (7), напряжение изгиба (8);' нижний предел распространения пламени (9), температура замовоспламенения (10), температура воспламенения (II), температура гления (12); объемная масса (13), угол естественного откоса (14), крошимость гранул (15), плотность гранул (16).

микротвердости /Но/, характеризующего упруго-пластические свойства материала, выполнена на микротвердомере ПТМ-3.

Экспериментальные данные обработаны с использованием методов математической статистики на универсальном комплексе СМ-3. Табличные критерии выбраны на уровне значимости 0,05.

Повторность экспериментов - пятикратная.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ

Морфологические и биомеханические характеристики рогов и копыт крупного рогатого скота

Проведенный анализ литературы показывает, что при наличии обширной информации о биомеханических свойствах минерализованных тканей, мышц и сухожилий, сосудов отсутствуют системные исследования особенностей структуры и их взаимосвязи с механическими характеристиками образцов, взятых из рогов и копыт крупного рогатого скота. Имеющиеся в литературе сведения носят отрывочный характер, что вызывает необходимость проведения детальных исследований кератинеодержащих тканей на основе современных достижений экспериментальной морфологии и биомеханики.

Копыта крупного рогатого скота состоят из двух тканий -соединительной /основы кожи/ и эпидермиса /рогового башмака/. Роговый башмак образует наружный покров копыта и выполняет защитную и опорную функции. На копыте различают кайму, венчик, подошву, стенки и мякиш. Дорсальная стенка достигает толщины 10-15 мм, абаксиальная - 5-9 мм, а аксиальная - около 5 мм. Аксиальная стенка несколько вогнутая, а абаксиальная - выпуклая.

Стенка рогового башмака делится на три слоя: наружный /покровный или слой глазури/, средний /трубчатый или защитный/ и внутренний /листочковый или связывающий/. Наружный слой наиболее тонкий, средний составляет основную часть стенки, а внутренний /листочковый/ слой содержится лишь в нижних отделах стенок копытца.

Рельеф рогового башмака сравнительно ровный. Выявляются чешуевидные структуры, соответствующие наиболее поверхностно •расположенным ороговевшим клеточным элементам /рис. 2/. В среднем слое определяются преимущественно вертикально ориентированные роговые трубочки, плотность расположения которых постепенно

уменьшается по направлению к внутреннему слою. Между трубочками локализуется промежуточный или межтубулярный рог, образованный полигональными ороговевшими клетнами с отчетливо различающимся межклеточным спайным веществом /рис. 3/. Листочковый слой повторяет очертания листочков основы кожи и представляет собой пластинки толщиной 50-70 мкм /рис. 4/. Они образованы плотно упакованными роговыми чешуйками удлиненной формы /рис. 5/.

Подошва копыт имеет толщину 5-10 мкм и постепенно утолщается в сторону мякиша. Рог здесь имеет трубчатое строение, листочковый слой отсутствует. Диаметр трубочек больше, чем в области стенок. Рельеф внутренней поверхности подошвы имеет черепицеобразный вид /рис. 6/.

Основа рогов - полые роговые отростки лобной кости. Изнутри они покрыты тонкой слизистой оболочкой, а снаружи роговым чехлом. Рельеф наружной его поверхности образован' чешуевидными структурами, придающими ему мозаичный вид /рис. 7/. Изучение внутреннего строения рогового чехла показывает, что чешуйки очень плотно упакованы, их границы выявляются не столь отчетливо, как это имеет место в роговом башмаке копыта /рис. 8/.

Проведенными исследованиями определены значения микротвердости нативных и воздушно-сухих образцов, полученных из различных участков рогового башмака копыт и рогового чехла. Их сопоставление показывает, что величина /Но/ копыт в нативном состоянии не зависит от направления приложения нагрузки и варьирует в пределах /39,21-49,97/ Ша при среднем значении /45*5,4/ МПа. При измерении влагосодержания образцов до воздушно-сухих /при высушивании образцов на воздухе при комнатных условиях/ отмечено повышение микротвердости в 2,71 раза, что, вероятно, обусловлено уплотнением структуры материала вследствие потери свободной воды.

Величина /Но/ нативных рогов повышает аналогичный показатель копыт в 2 раза и составляет в среднем /85-9,7/ Ша. Дегидратация образцов вызывала аналогичный эффект, отмеченный для копыт. Повышение /Но/ составило 2,54 раза. Полученные данные свидетельствуют о необходимости учета влагосодержания образцов при анализе их механических характеристик.

Рис.2. Рельеф наружной поверхности рогового бапкака

Рпс.З. промежуточный /межтабулярннй рог/.образованный поллгокаль ними ороговевшими клетками

Рис.4, ¿источкоадй /связывающий/

слои стенки рогового башмака

Рис.5. Роговые чешуики лпсгочкового слоя рогового башмака

Рнс.6. Черепицеобтазный вид рельефа внутренней*ловерхности подошвы копнт

Рис.7. Рельеф наружной поверхности рогового чехла

Описание экспериментального образца машины для измельчения кератинсодержащего сырья

В процессе проведения экспериментальных исследований разрабо тано устройство для измельчения кератинсодержащего сырья и выявлен рациональных режимов измельчения.

Следует отметить, что у нас в стране и за рубежом извести: машины подобного назначения. Однако степень измельчения, достигав мая в этих машинах, неудовлетворительна при большом расход электроэнергии. Учитывая эти обстоятельства, нами была разработан принципиально новая конструкция машины, исключающая указанны недостатки. На рис. 9:

а/ изображена схема работы машины;

б/ разрез машины с подвижными заслонками;

в/ нож измельчающего механизма;

г/ положение зуба ножа относительно его торцевых поверхностей

д/ криволинейная трапециедальная форма зуба ножа в сечении.

Устройство для измельчения кератинсодержащего сырья состой из прямоугольного приемного бункера, рабочей камеры и разгрузочног патрубка. Боковые стенки бункера снабжены подвижными заслонкам и движущими их оттарированными пружинами. В рабочей камере располо

А - А

Рис. 9. Устройство для измельчения рого-копытного сырья: 1-приемный бункер; 2-подвижная заслонка; 3-пру-жина; 4-рабочая камера; 5-разгрузочный патрубок; 6,7-валы; 8,9-ножи; ХО-втулка; П-зубья; 12,13-ре-жущие кромки; 14-цилиндрическая поверхность паза; 15,16-торцевые поверхности фрезы.

жен измельчающий механизм, состоящий из валов, насаженных Н1 них ножей с втулками между ножами /рис. 9-6/. При этом вал имеют шестигранную форму, которая обеспечивает четкую фиксаци; ножей, исключает прокручивание относительно друг друга и облегчав: сборно-разборочные работы. Ножи с втулками насажены на вала; в шахматном порядке таким образом, чтобы они чередовались (нож-втулка) и зубья каждого последующего ножа перекрывали пазы предыдущего ножа на одном валу. При вращении валов огибающая линю зубьев ножей одного- вала взаимодействует с огибающей линией втулок другого вала и наоборот. Валы выполнены с возможность! вращения навстречу друг другу и отношение их чисел оборотоз находится в пределах 1,5т2. Это отношение, а также конструктивны« параметры ножей можно варьировать в зависимости от требуемо£ степени измельчения и от состояния и физико-механических характеристик исходного сырья.

Ножи, входящие в состав измельчающего механизма машины, имеют особую конструкцию и схожи с дисковой фрезой (см.рис, 9-в). Нож-фреза имеет пять зубьев криволинейной формы. Каждый зуб в поперечном сечении ограничен кривой линией, образуемой его шейкой и головкой, причем число зубьев определяется степень« измельчения. Последняя при измельчении кератинсодержащего сырья, как было сказано выше, принята 20 мм. Отношение высоты зубг Н к диаметру Д - 0,1*0,25 и зависит также от степени измельчения, от характеристики исходного сырья и прочности ножа. Физико-механические свойства кератинсодержащего сырья, в частности, твердость, определяют угол захвата головки, выполненной в виде трапецш и режущей кромки (рис. 9-д).

Для уменьшения усилий, возникающих на шейке с вогнутым!', боковыми сторонами зуба, образованных цилиндрической поверхность«: паза, с радиусом 12 и торцевыми поверхностями ножа развернута относительно ее торцевых плоскостей на угол £ . Угол £ находится в пределах 50-759.Угол ^ , образованный верхней трапециедально? частью зуба, составляет более 90^ и зависит, как и угол £ от сырья.

Машина работает следующим образом.

Сырье подается в приемный бункер и под действием силы тяжести поступает в рабочую камеру. Попадая на измельчающий механизм,

оно порциями захватывается режущей кромкой одной фрезы и попадает в зону резания между валами и измельчается. Измельчение сырья происходит аналогично процессу резания ножницами. Измельченное сырье отводится через разгрузочный патрубок транспортером. При конструировании устройства были определены Следующие основные положения, полученные аналитическим и расчетным путем, и которые были подтверждены экспериментально:

- если зубья ножа выполнить с разворотом относительно торцевых

поверхностей б менее 50 ® , то имеет место недостаточный захват О

сырья; если - более 75 , то не исключается заклинивание продукта;

- если угол захвата зуба будет менее 60 ® , то не исключена поломка ножа, а если более 80 ® , то захвата сырья происходить не будет;

- отношение ширина зуба 5 к ширине паза Ь должно составлять 0,541; если отношениеменее 0,5, то отмечается крупное измельчение /размер фракций > 20 мм/ и не исключено заклинивание ножей;

с

если отношение более 1,0, то наблюдается мелкое измельчение /размер частиц фракций < 12 мм/, а также отмечено образование трудноразделяемой водно-жировой эмульсии;

- при отношении высоты зуба Н к наружному диаметру ножа Д менее 0,1 прочность зуба увеличивается, но усложняется выполнение

ц

его конфигурации; если отношение-д- более 0,25, прочность зуба снижается, увеличивается крупноразмерный состав измельченного сырья.

Исследование влияния скорости вращения измельчающего механизма на фракционный состав кератинсодержащего сырья

Исследования проводили при следующих скоростях вращения измельчающего механизма: ^"Ведущ = мин"1 и ^едом = мин-1;

^ведущ = 54 шн_1 51 ^едом = 31 мшг1: "^едущ = 25 шн_1 и

""ведом = 16 шн_1-

Качество измельчения оценивали по выходу фракций с размерами шрота от 20 до 30 мм включительно. Франции с размерами менее 20 мм нежелательны, так как при этом наблюдаются потери продукта

и технологически они не оправданы. Фракции с размерами более 30 мм также нежелательны, ибо это усложняет последующую переработку сырья. Анализируя полученные результаты исследования процесса измельчения (табл.; при разных скоростях вращения ножевых

валов необходимо отметить что наибольший выход (52%) фракций с требуемыми размерами кусков от 20 до 30 мм, получен при скоростях вращения 1Гведуц = 25 мин"1 и 1Гведом = 16 мин'1.

На рис. 10 показана гистограмма распределения фракций измельченного кератинсодержащего сырья (рога + копыта). Как видно из рисунка, размеры фракций группируются около 25 мм; 'аналогичный характер зависимости отмечен в наибольшем числе экспериментов. Заштрихованная область на графике означает выход фракций требуемых размеров кусков.

Таблица

Содержание фракций в общей массе измельченного кератинсодержащего сырья

Показатели

Фракции, мм

агуаациу! « мул

до 10 ¡св.10 до Щсв.20 до 30|св.30 до

40

Масса фракций, г. Процент по массе

Выход, %

Масса фракций, г Процент по массе

Выход, %

Масса фракций, г Процент по массе

Выход, %

V,:

ведущ 84,8 4,0

84 мин"

212,0 10,0

Сведущ = 54 мин 130,6 6,2

-I

261,4 12,4

Гведущ = 25 шн 153,0 233,6

7,2 11,0

^ведом = 56 мин

-I

508,8 24,0

24,0

1314,4 62,0

V =31 мин"* ведом

839,0 877,0

39,8 41,6

39,8

^ведом = 16 мин

-I

1104,4 52,0

52,0

633,0 29,8

Рис. 10. Гистограмма распределения фракций измельченного кератинсодержащего сырья (рога + копыта) по массе при ЯГ_______ = 25 мик"1, ТГ = 16 мин"1

ведущ

ведом

Оценка степени измельчения кератинсодержащего сырья

Как было сказано ранее, большое влияние на способность материала к измельчению оказывают механические свойства. Твердость - одно из главных свойств, определяющих в значительной мере измельчаемое?ь материала. Чем больше твердость материала при прочих равных условиях, тем легче он разрушается. Немаловажное значение имеют структура материала и способ измельчения.

Применительно к разработанному устройству, включающему в качестве основного рабочего органа набор фрез, использована методика оценки степени измельчения путем расчета показателя измельчаемое™.

Энергию, затрачиваемую на измельчение (Е), вычисляли по формуле

Е*г(Е-20), (I)

гдеХ.иХ! - площади поверхности единицы массы продукта соответст-

2

венно до и после измельчения, м ; Г - удельная энергия разрушения, Дж/м2.

Определения показателя измельчаемости проводили, предполагая, что частицы кератинсодержащего сырья равномерно распределены по длине от 0 до "у.

Выделим из // количества сырья частицы размером в диапазоне от у до у +с£у без учета их движения. Их количество ^ определится соотношением р4

¿4 ¿П, (я-.А) ¿я , (2)

о

где £ - угол между осями частицы и фрезы;

или > (3)

в л'*

с учетом перемещения получим

(4)

Пусть 5д и Рд ~ пл°ЩаЛь и периметр торцевых поверхностей час тицы. Будем считать, что£ф и Рд - постоянные для всех. Площадь всей поверхности частиц2^ длиной у определится

Общая площадь поверхности всех частиц длиной у определится соотношением

о;

(6)

Откуда получим ^

(7)

Интегрированием (7) по у в пределах от 0 до у получим выражение для 210 , /

(8)

Количество частиц в измельченной массе размером а: (б^Я-х) определяется соотношением

¿Л^/Й^ О)

Если - площадь торцевой поверхности частицы, Р^ - периметр, о площадь поверхности одной частицы Ц" равна

= Цх*28, (Ю)

Из выражений (9) и (10) можно получить площадь поверхности 21 сех частиц размером х

Общая площадь поверхности частиц после измельчения определится оотношением £

(П,

О

Вычисляя интеграл и подставляя результат в (I) с учетом (8), поучим выражение для определения показателя измельчаемости кератинсо-.еряащего сырья г- . п_

При этом величины Рд, Рр и в формуле (12) обезразме->ены; В V. р - размеры частиц; И^ - параметр, равный И^ = СО^З.

При расчете показателя измельчаемости (12) учитывали удельную шергию разрушения, которую рассматривали с учетом значений ■вердости кератинсодержащего сырья.

Разработка технологической схемы переработки кератинсодержащего сырья

На основании проведенных исследований разработана технология [роизводства сухого белково-растительного корма на базе серийно «пускаемого оборудования - вакуумного котла, магнитного сепаратора, 1змельчителя и просеивателя кормовой муки.

Освоение разработанных технологий и измельчителя кератинсодер-сащего сырья марки Я8-ФИЖ осуществлено на Клинском и Херсонском шсокомбинатах.

Сырьем для производства сухого белково-растительного корма шляются: каныга, непищевая кровь, сырая кость и до 15% /к массе :ырья/кератин/коллаген/содержащее сырье.

Сырьем для производства рого-копытной муки служат все вид предварительно измельченного на измельчителе Я8-ЙШ рого-копытног сырья, а также отходы рого-копытного сырья от производства товаро народного потребления, допущенные ветеринарным надзором на выработ ну технической продукции.

о

В вакуумный котел емкостью 4,6 м загружают 2400 кг сырья После загрузки указанных выше компонентом в котел наливают вод в соотношении 1:0,8 к массе закладываемого кератин/коллаген/содер жащего сырья. Термическую обработку сырья-осуществляют по режимам приведенным в "Изменении № I" к "Временной технологической инструк ции по производству сухого белково-растительного корма". Термичес кую обработку кератинсодержащего сырья проводят по режимам приведенным в "Изменении № I" к "Технологической инструкци по производству рого-копытного сырья".

Выработанный сухой белково-растительный корм реализуете непосредственно предприятиям/совхозам и колхозам/, занимающимс откормом свиней.

В результате проведенных исследований установлено, чт выработанный сухой белково-растительный корм по своему химическом составу соответствует требованиям ТУ и "Изменению Р I" на "Времен ную технологическую инструкцию по производству сухого белково растительного корма. Таким образом, данные, полученные во врем производственной проверки технологии производства сухого белково растительного норма, подтвердили результаты лабораторных исследова ний, а именно, что применение фрезового измельчителя Я8-ФИ для предварительного измельчения кератин/коллаген/содержащег сырья способствует сокращению технологического процесса.

На основании проведенных производственных испытаний был разработано и утверждено в установленном порядке "Изменени ¥ I к "Временной технологической инструкции по производств сухого белково-растительного корма".

Изучение возможности гранулирования сухого белково-раститёльного корма с добавками измельченного кератинсодержащего сырья

С целью установления возможности гранулирования сухого элково-растительнсго корма, изготовленного с добавками предвари-эльно измельченного кератинсодержащего сырья, в условиях Клинского ясокомбината было изготовлено два образца сухого корма животного роисхождения: мясокостная мука/сухой животный корм, образец I - "СЖК-1"/ и белково-растительный корм/сухой животный корм, бразец да 2 - "С1К-2"/.

В процессе разработки технологии и оборудования для гранулиро-ания кормов необходимо знать физико-химические свойства исходного ырья, основными из которых являются объемная масса и угол естест-енного откоса.

Объемная масса 1^1 образцов кормов составила: для "СКК-" - ^ = 830 и "СКК-2" - 442 кг/м3 . При этом угол естест-

енного откоса / сС / имел следующие значения: для "СЖК-1" -С = 41° , а для "СЖК-2" - = 47° .

Проведенными исследованиями установлено, что объемная масса онтрольного образца практически в два раза больше, чем у опытного, ледует отметить, что с увеличением влажности кормов объемная асса "СЖК-1" несколько снижается ввиду набухания частиц. Объемная асса опытного образца практически остатется без изменения, гол естественного откоса кормов с увеличением их влажности "СЖК-1" увеличивается, а у "СЖК-2" он несколько больше и практи-ески не изменяется при увеличении влажности.

В процессе гранулирования сухих животных кормов полученные ранулы исследованы на крошимость и плотность. Анализируя в ,елом процесс гранулирования и качественные показатели полученных ранул можно отметить, что несколько лучше поддается гранулированию .онтрольный образец корма. Прессование этого кормового продукта южно проводить без дополнительного увлажнения исходной мясокостной ¡уки или с добавлением влаги в пределах, допустимых для хранения ■ранул, что позволит избежать лишних энергозатрат, необходимых [ля сушки корма.

Прессование опытного образца корма лучше проводить при тесовой доле влаги 13% и выше или при уменьшенной длине прессо-¡альных каналов матрицы.

Следует отметить, что полученные гранулы из образцов кормовы продуктов "СЖК-1" и "СЖК-2" по своим качественным показателя: отвечали требованиям ГОСТ 23513-79. Крошимость образцов не превыша ла 8,6%.

Пожарная безопасность производства сухих животных кормов

Некоторые виды нетрадиционного сырья мясной отрасли, например каныга, в отечественной промышленности практически не используется Вырабатываемый ранее сухой растительно-животный корм, в соста: которого входила каныга, имел неблагоприятное соотношение органи ческой и минеральной частей, относящее его к пожароопасным Это явилось одной из причин того, что Госгортехнадзор запрети производство сухого растительно-животного корма в вакуумны: котлах больной и малой моделей.

Проведенные исследования показали, что испытанные вид: сухих животных кормов /мясокостная мука, сухой растительно-животны корм и сухой белково-растительный корм/ склонны к самовозгорани при определенных условиях. Производство мясокостной муки и сухог белково-растительного корма в строгом соответствии с технологичес ким регламентом и утвержденной инструкцией взрывобезопасно При этом концентрация горючих газов /водорода, оксида углерод и метана/ на всех стадиях процесса / разварки, стерилизаци и сушки/ не превышает 503К значения нижней концентрации предел распространения пламени для смеси этих газов.

При отсутствии на предприятиях принудительного охлаждени самовозгорание выгруженной из вакуумного котла сухой шквар: может произойти, если ее слой превысит I • I03 мм, а время д проведения измельчения, просеивания и затаривания превысит 1,4 •I04 с.

Пожаровзрывоопасные ситуации при производстве сухих животны кормов могут возникнуть из-за задержки шквары в вакуумном котл на этапе сушки и отключения мешалки на время более 1,44 ' 10 выгрузне шквары из вакуумного котла на пол и укладке высото более I • 103 мм, а также продолжительности хранения без перемешива ния более 1,44 • 104 с.

Для предотвращения самовозгорания непосредственно после выгрузки шквары из вакуумного котла следует проводить ее перемешивание на всю глубину через каждые 7,2 ' 10^ с до достижения температуры в толще слоя не выше 308К.

ВЫВОДЫ

1. Разработана конструкция измельчителя кератинсодержащего сырья, позволяющего получать размеры измельченных кусочков в диапазоне 20-30 мм в количестве до 52% /от общей массы сырья/ при скоростях вращения ножевых валов У„=„,„„ = 25 мин * и

^ведом = мин ' Новизна разработанной конструкции измельчителя подтверждается положительным решением Государственной научно-технической экспертизы на "Устройство для измельчения коллагенкератинсодержащего сырья" !Р 4926725/33.

2. Изучены морфологические и биомеханические Характеристики рогов и копыт крупного рогатого скота и показана необходимость учета влагосодержания образцов при анализе их механических характеристик.

3. Установлены рациональные режимы измельчения кератинсодержащего сырья, производства сухого белково-растительного корма с добавками измельченного кератинсодержащего сырья и его гранулирования в непрерывном потоке.

4. Изучен общий химический состав и физико-механические характеристики кормового продукта, выработанного с добавками измельченного кератинсодержащего сырья.

5. Изучены пожаровзрывобезопасные характеристики сухого белково-растительного корма и установлено, что он может быть приравнен к мясокостной муке.

6. По результатам производственной проверки разработано и утверждено в установленном порядке "Изменение № I" к "Временной технологической инструкции по производству сухого белково-растительного корма".

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Сницарь А.И., Геута B.C., Вогман Л.П. и др. Пожарная безопасность производства сухих животных кормов. - Молочная и мясная промышленность, 1991, № 3, с.36-38.

2. Сницарь А.И., Геута B.C., Склярова Н.Ю. Интенсификация производства сухого белково-растительного корма. - Научно-технический информационный сборник, изд. "АгроНИИТЭИ" /мясная промышленность/, 1991, выпуск 11-12.

3. Заявка № 4926725/33 на "Устройство для измельчения колла-ген-кератинсодержащего сырья" (Т.В.Чижикова, В.И.Ивашов, А.И.Сницарь, K.M.Китов и В.С.Геута). - Положительное решение о выдаче авторского свидетельства от 08.04.91 г.