автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование процесса приготовления соевой белковой добавки для птицы и обоснование параметров фильтрующей центрифуги

Введение.

1. Состояние вопроса. Цель и задачи исследований.

1.1 Эффективность скармливания соевого зерна и продуктов его переработки птице.

1.2 Существующие технологии приготовления соевого белка.

1.3 Классификация и анализ устройств для разделения дисперсных систем.

2. Теоретические исследования процесса разделения с помощью фильтрующей центрифуги непрерывного действия.

3. Программа, методика исследований и обработки экспериментальных данных.

3.1 Программа, методика и объекты исследования.

3.2 Установка и оборудование для экспериментальных исследований.

3.3 Методика проведения эксперимента.

3.4 Методика планирования экспериментальных исследований. Определение оптимальных конструктивных и режимных параметров измельчителя.

4. Результаты экспериментальных исследований и их анализ.

4.1 Результаты экспериментальных исследований процесса отделения соевого белка.

4.2 Результаты расчета параметров линии приготовления соевой белковой добавки 109 5. Производственные испытания и экономическая эффективность результатов исследований.

5.1 Производственные испытания фильтрующей центрифуги.

5.2 Экономическая эффективность результатов исследований.

Полноценное кормление - один из основных способов повышения продуктивности сельскохозяйственных животных и птицы, увеличения производства животноводческой продукции при одновременном снижении затрат на ее производство. Одним из способов полноценного кормления животных и птицы является введение в их рационы высокобелковых продуктов.

Одним из таких продуктов является соевый белок.

Высокая энергетическая ценность и большой процент содержания белка делают сою важным компонентом для включения в рационы птице и сельскохозяйственным животным, насыщенные концентратами. Но помимо включения сои в рационы животных и птицы, необходимо обеспечить улучшение поедаемости и усвояемости сои и соевого протеина.

При выращивании молодняка птицы наиболее полно физиологическим потребностям отвечает использование в рационах соевого протеина. В этом случае достигается максимальная сбалансированность рациона и усвояемость белка.

Анализ работы существующих технологических схем и средств для выделения из суспензии соевого белка показал, что все они мало эффективны вследствие недостатков технологического и технического характера. Существенным недостатком оборудования для отделения соевого белка является его низкая производительность и высокие металло и энергоемкость. Кроме того, не найдено достаточно продуманного решения использования нерастворимого остатка, получаемого в процессе измельчения и экстракции исходного сырья.

Эти серьезные факторы ограничивают использование соевого белка в рационах животных и птицы. Следовательно, желательно получать высококачественный соевый белок при наименьших затратах. Для этого необходимо разработать новые рациональные технологические линии и технологические средства производства высококачественного соевого белка. 6

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ результатов исследований отечественных и зарубежных ученых зоотехников по использованию соевого белка в рационах кормления птицы показал, что его скармливание эффективно всем видам птицы только в подготовленном виде, исключающем наличие антипитательных веществ, таких как уреаза, ингибитор трипсина и др.

2. На основании анализа существующих технологий и средств механизации приготовления соевых белковых продуктов разработаны способ получения соевого белкового продукта и фильтрующая центрифуга. Их технологическая и техническая новизна подтверждена патентами на изобретения.

3. В результате теоретических исследований рабочего процесса разделения суспензии на твердую и жидкую фракции с помощью центрифуги, установлены зависимости по обоснованию ее параметров. Получено уравнение свободной поверхности обрабатываемого продукта, позволяющее обосновать высоту ротора центрифуги. Получены выражения для определения производительности центрифуги и мощности, затрачиваемой на процесс фильтрования.

4. Проведенные экспериментальные исследования позволили установить факторы влияющие на процесс фильтрации суспензии, а также определить оптимальные значения конструктивно-режимных параметров центрифуги, которые равны:

- частота вращения ротора - 1800 мин

- угол наклона стенки ротора - 20°

- угол наклона трубок ротора - 45°

- ширина спирали - 3 мм при исходной влажности белковой суспензии 90%.

5. Производственные испытания, разработанных в процессе исследований технологии и центрифуги показали их высокую технико-экономическую эффективность и соответствие по качеству соевого белкового продукта предъявляемым требованиям. На полученный соево-белковый продукт разработаны технические условия ТУ 929110 - 001 - 22192276 - 96., которые

123 утверждены Амурским центром стандартизации и метрологии Госстандарта РФ.

6. Использование разработанной технологии получения соево-белковой добавки и фильтрующей центрифуги позволяет исключить дефицит белка в рационах птицы и получить годовой экономический эффект 94872 рубля в ценах 1999 года.

1. Адлер Ю. П. , Маркова Е. В. , Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий - М .: Наука, 1976 с .280.

2. Азаров Б. М. Технологическое оборудование пищевых производств .- М . : Агропромиздат, 1988 .- с .463 .

3. Акопян В. , Манукян К. Повышение эффективности использования протеина корма методом электрометрической обработки . //Производство и использование растительного белка . Краснодар . : 1981 . -с. 297 .

4. Алейникова JI. Д. , Козлов Ю. С. Основы кормопроизводства . М .: Агропромиздат, 1988 с .191.

5. Алешкин В. Р. , Рощин Н. М. Механизация животноводства . Под ред . С. В. Мельникова М .: Агропромиздат , 1985 . -с . 346.

6. Алябьев Е. В. и др. Приготовление хранение и раздача кормов на животноводческих фермах . М .: Колос , 1977 . -с .135-139.

7. Андреева Е. И. , Бакаева Е. В. , Басистый В. П. Соевые корма в птицеводстве . //Научные труды ДальНИИСХ . Хабаровск , с. 96-99.

8. Астахов А. С. , Еленев А. В. Краткий справочник по машинам и оборудованию для животноводческих ферм . -М .: Колос , 1977 с .256.

9. Бабичев А. А. Соя в США .// Масличные культуры . 1987 № 6 .

10. Баловнев В. И. Дорожно-строительные машины и комплексы . — М .: Машиностроение , 1988 . -с. 384.

11. Богомолов А. И. , Михайлов К. А. Гидравлика . М .: Машиностроение , 1988 . -стр . 35 .

12. Беленький Д. Е. Приготовление молочных и молочнокислых соевых продуктов . // Труды ВНИИ зернобобовых культур . М .: 1934 , т. 5 - 30 с .

13. Белянчиков Н. Н. , Смирнов А. И. Механизация животноводства . М .: Колос , 1983 .-с .360 .

14. Булавин С. А. Системы и оборудование для выращивания телят . -Белгород : 1991 , -с. 197 .

15. Бутковский В. А. Мукомольное производство . М .: Колос , 1983 -с.490.125

16. Васильев Б. А , Грецов Н. А. Гидравлические машины . М .: Агропромиздат, 1988 -с. 272 .

17. Веденяпин Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. Изд . 3 -е . доп. М.: Колос , 1973 . -с. 199 .

18. Власов Н. С. Методика экономической оценки сельскохозяйственной техники . М .: Колос , 1968 .-с. 223 .

19. Волков Е. Н. , Прахин М. Е. Комплексный метод использования сои для получения молока и отжима для колбасного и консервного производства . // Труды Центральной НИЛ по переработке сои . М .: 1941 , вып . 4 , -с . 20.

20. Гжиров Р. Н. Краткий справочник конструктора Л .: Машиностроение , 1983 .-с. 464.

21. Гордезиани В. С. Производство заменителей молока . М .: Агропромиздат, 1990 . -с. 272 .

22. Горячкин В. П. Собрание сочинений в 4-х т. М .: Сельхозгиз , !940 .

23. Гринь В. Т. Экструзионная обработка семян сои с получением диспергента . // Масложировая промышленность ., 1994 , № 3 -с . 30 32 .

24. Дегтерев Г. П. Справочник по машинам и оборудованию для животноводства . (2-е изд . , перераб . и доп . ) М .: Агропромиздат , 1986 . -с. 224 .

25. Денисов А. М. Методика лабораторных испытаний кормоприготовительных машин . В кн. : Научные труды ВИЭСХ . М .: 1964, вып. 14 . -с. 36-38 .

26. Деревянский В., Смоляр В. , Кузьмич П. Соя в рационах дойных коров . // Молочное и мясное скотоводство . , 1993 , № 4 -с . 35-37 .

27. Дмитриченко А. П. , Пшеничный П. Д. Кормление сельскохозяйственных животных . Л .: Колос , 1975 . -с . 480 .

28. Дмитриченко А. П. Методы нормирования кормления сельскохозяйственных животных . М .: Колос , 1975 . -с . 480 .

29. Доценко С. М. Механико-технологическое обоснование повышения эффективности процессов приготовления и раздачи кормовых смесей крупному рогатому скоту . Дисс. доктора техн. наук .- Благовещенск ,1993 .

30. Доценко С. М. , Фролов В. Ю. , Вараксин С. В. Технология производства соевого творога . // Сборник научных трудов " Механизация технологических процессов в животноводстве . " ч. 1 , с. 46 . Благовещенск .: ПКИ " Зея " , 1996 .

31. Дрейнер Н. , Смит Г. Прикладной регрессионный анализ . М .: Финансы и статистика . 1987 , -с . 349 .

32. Егоров Б. В. Разработка технологии влаготепловой обработки сои. Автореферат дисс. канд. техн. наук . ,1985 , -с.24 .127

33. Егоров Б. В. , Шерстобитов В. В. , Чайка И. К. , Левицкий А. П. Влаготепловая обработка сои . // Техника в с. х. ,1985 , № 3 .

34. Евсеев М. К. Механизация и электрификация животноводства . М .: Колос, 1972 .

35. Ерсков Э. Р. Протеиновое питание жвачных . М .: Агропромиздат , 1985. -с.183 .

36. Ефимов Н. П. , Кнышов В. Н. Эффективность использования сои при откорме молодняка крупного рогатого скота . // Сб. науч. ст. Нижне-Волжск. НИИСХ . 1986 , т. 7, -с . 93-97 .

37. Завалишин Ф. С. , Манцев М. Г. Методы исследования по механизации сельскохозяйственного производства . М .: Колос , 1982 , -с . 231 , илл .

38. Заверюхин В. И. , Левандовский И. П. Производство и использование сои . М .: Урожай , 1988 , -с . 120 .

39. Завражнов А. И. Технологическое проектирование ферм и комплексов . -Алма-Ата .: Казнар , 1982 , -с . 282 .

40. Завражнов А. И. , Николаев Д. И. Механизация приготовления и хранения кормов . М .: Агропромиздат, 1990 , -с . 335 .

41. Зенков Р. Л. Механика насыпных грузов . М .: Машгиз , 1964.

42. Зоотехнические и агротехнические требования на комплекты машин и оборудования для механизации и автоматизации животноводческих и птицеводческих ферм . ВНИИЭСХ .Вып .6 М .: 1976 .

43. Иванов М. Ф. Полное собрание сочинений . т. 5 . М . Колос , 1964 .

44. Кавецкий Г. Д. , Королев А. В. Процессы и аппараты пищевых производств . М .: Агропромиздат , 1991 , -с .432 .

45. Л. Кириленко И. В. Соевое молоко . //Животноводство .

46. Кленин Н. И. , Попов И. Ф. ,Сакун В. А. Сельскохозяйственные машины . -М.: Колос, 1970,-с. 234.

47. Корн Г. , Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров . М .: Наука, 1978 .

48. Косачев Г. Г. , Самойленко Е. М. Экономическая оценка новой техники . // Техника в сельском хозяйстве .- 1985 . № 3 . -с. 32-34 .128

49. Колода В. Д. , Ясенецкий В. А. Результаты испытания измельчителей кормов . // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства . 1972 , № 1 , с. 32-34 .

50. Король Я. Э. Соя . Культура и использование . Госиздательство с. х. и колхозно-коперативной литературы . 1921 , -с . 155 .

51. Красников В. В. Краткий справочник по физико-механическим свойствам сельскохозяйственных грузов . Саратов .: 1971 , -с . 129 .

52. Краюхин Г. А. Экономическая эффективность изобретений и рационализаторских предложений . JÏ .: Лениздат, 1983 . -с .129 .

53. Кривченко Г. И. Гидравлические машины . M .: Энергоатомиздат , 1983 . -с . 320 .

54. Кукта Г. М. Испытания сельскохозяйственных машин . M .: Машиностроение , 1964 . -с . 283 .

55. Кукта Г. М. , Губко И. И. , Коврига В. В. Методика определения технологических и эксплуатационных показателей машин и оборудования для приготовления кормов . В кн. : Механизация и электрификация сельского хозяйства . - Киев , 1973 . -с . 43-45 .

56. Кукта Г. М. Машины и оборудование для приготовления кормов . M .: Агропромиздат , 1987 .

57. Кулаковский И. В. и др . Машины и оборудование для приготовления кормов .4.2: Справочник . M .: Росагропромиздат , 1987 . -с. 226 .

58. Кутузова А. А. , Новоселов Ю. К. , Харьков Г. Д. Увеличение производства растительного белка . M .: Колос , 1984 . -с . 191 .

59. Лесниковский А. И. , Сенченко Т. И. Оценка машин по обобщенному критерию качества . // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства . № 3 ,1974 . -с .56-58 .

60. Липатов H. Н. Процессы и аппараты пищевых производств . M .: Экономика, 1987 . -с . 272 .

61. Ломакин А. А. Центробежные и осевые насосы . M .: Машиностроение , 1966 .

62. Мартынов В. И. , Штанько И. П. , Лобанов Е. А. Питательность и биологическая ценность зерновых кормов в зависимости от способов129термической обработки . // Технология возделывания , заготовки , хранения и использования кормов , 1996 .

63. Математическая энциклопедия , Том 1 , М.: Просвещение 1987 .

64. Машины и оборудование для цехов и предприятий малой мощности по переработке с. х. сырья . М .: Информагротех, 1992 . -с . 256 .

65. Машины и оборудование , приборы и средства автоматизации для перерабатывающих отраслей АПК . М .: Информагротех, 1992 . -с . 353 .

66. Мельников С. В. Технологическое оборудование животноводческих ферм и комплексов . 2-е изд . , перераб ., доп . - JI.: Агропромиздат, Ленингр . Отд-ние , 1985 .-с .640 .

67. Мельников С. В. и др . Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов . // С. В. Мельников , В. Р. Алешкин , П. М. Рощин . 2-е изд перераб и доп . - Л .: Колос , Ленингр . отд-ние , 1980 . -с . 168 .

68. Мельников С. В. Механизация и автоматизация животноводческих ферм . -М .: Колос, 1978 .-с . 560 .

69. Механизация приготовления кормов . Сыроватка В. И., Демин А. В., Джалилов А. X. М .: Агропромиздат, 1985 . -с . 340 .

70. Методика определения экономической эффективности использования в сельском хозяйстве результатов научно исследовательских и опытно -конструкторских работ , новой техники и рационализаторских предложений. -М .: ВНИИВИ , 1983 . -с . 150 .

71. Митков В. В. Технологии переработки сои . // Механизация и электрификация с. х. ,1993 , № 8 , с . 16 .

72. Митропольский А. К. Техника статистических вычислений . М .: Физматгиз ,1961 .

73. Морелли С. Справочник по использованию в кормлении животных необезжиренных соевых бобов . -с . 44 .

74. Мусхелишвили Н. И. Курс аналитической геометрии . М .: Наука, 1967.

75. Насосы : спраывочное пособие . Перев. с нем . / К. Бадеке и др . Под ред В. Пфлейтнера . М .: Машиностроение , 1979 . -с . 502 .130

76. Налимов В. В., Чернова Н. А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов . М .: Наука, 1965 . -с . 360 .

77. Новая система протеинового питания молочных кормов . Боровск .: 1989 . с . 105 .

78. Новая техника для агропромышленного комплекса . М .: Информагротех .,1994.-с. 316.

79. Новиков Б. В. Методика расчета пресс экструдера с "греющими" шайбами . // Научн . труды СИМСХ . - Саратов .: 1983 , -с . 64-66 .

80. Норден А. Н. Теория поверхностей . М .: 1956 , с . 98 .

81. Орлов С. П. Дозирующие устройства . М .: 1978 , с . 265 .

82. Передня В. И. Механизация приготовления кормосмесей . Мн .: Ураджай , 1982 . -с . 80 .

83. Подобед Л. И. Эффективность некоторых способов подготовки зерна к скармливанию . // Кормление сельскохозяйственных животных . 1985 , № 5 , -с . 19 .

84. Программа и методика проведения исследований по разработке системы машин бля комплексной механизации животноводства и птицеводства на 1986 1995 гг. и уточненный прогнозразвития техники на период до 2000 года. -М., 1981 .

85. Протодьянова М. М., Гедер Р. И. Методика рационального планирования экспериментов . М .: Наука , 1970 .

86. Пустыльник Е. И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений . М .: Наука , 1968 .

87. Резник Е. И. Малым фермам совершенную кормоприготовительную технику . // Тракторы и сельскохозяйственные машины . 1986 , № 8 .

88. Рекомендации по организации производства экструдированного зерна и использование его в комбикормах для молодняка сельскохозяйственных животных . // Сыроватка В. И. , Лихачев В. Ф. , Королев М. И. и др . М .: Агропромиздат , 1986 . -с .17 .

89. Рощин П. М. , Агеев Л. Е. , Андреев П. В. и др . Эксплуатация технологического оборудования животноводческих ферм и комплексов . // Под ред . С. В. Мельникова . М .: Колос , 1980 . -с . 287 .131

90. Рунов Б. А. Основы промышленного откорма скота в США и Канаде . М .: Колос , 1975 . -с . 392 .

91. Рунов Б. А. Соя ценный источник белка и масла . // Хранение и переработка с. х. сырья , 1994 . -с . 13-15 .

92. Рычагов В. В. , Флоринский М. М. Насосы и насосные станции . М .: Колос , 1975 . -с . 416 .

93. Свеженцов А. И. Зерно сои и питание животных и человека . // Вестник с. х. науки , 1992 , № 7, -с .126 -128 .

94. Смирнов В. Н. Курс высшей математики , том 2 . М .: Колос , 1977 . -с .187 .

95. Сибирцев А. И. Некоторые направления использования сои в пищу . // Труды ДальНИИСХ . Хабаровск .: 1964 , -с . 120 .

96. Система машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства на 1981 1990 гг. Животноводство . - М .: ЦНИИТЭИ , 1981с. 615.

97. Сичкарь В. И. , Левицкий А. П. Аминокислотный состав белка . // Кормопроизводство , 1986 , № 6 . -с . 10 -12 .

98. Способы обработки соевых бобов непосредственно в хозяйствах . // Рекомендации Северно Кавказского НИИ животноводства, 1988 . -с . 32 .

99. Справочник конструктора сельскохозяйственных мащин . М .: Машиностроение , 1969 , т. 4 . -с . 536 .

100. Старикова Н. П. Кормление КРС в Приамурье . Хабаровск .: 1988 .

101. Сыроватка В. Н. , Демин А. В. , Джанилов А. X. Механизация приготовления кормов . М .: Агропромиздат, 1985 .

102. Технология подготовки грубых , концентрированных и других кормов к скармливанию . Методические рекомендации . Свердловск , 1975 . -с . 52 .

103. Толстогузов В. Б. Новые формы белковой пищи . М .: Агропромиздат , 1987.-с. 303.

104. Тютюнников А. И. , Фадеев В. М. Повышение качества кормового белка . М .: Россельхозиздат, 1984 . -с . 18 .

105. Турк В. И. и др . Насосы и насосные станции . М .: Стройиздат , 1976 . -с . 304 .

106. Фурцев С. Г. , Саяпина Т. А. Установка для приготовления соевого молока в хозяйстве . // Тр. ДальНИПТИМЭСХа , Новосибирск , 1991 . -с . 3637 .

107. Фихтенгольц Г. М. Курс дифференциального и интегрального исчисления . М .: 1966 , т . 1 . -с 552 .

108. Хагемейстер X . , Кауфман М. , Пфефер Э . Факторы , влияющие на поступление азота и аминокислот в кишечник молочных коров . // Белковый обмен и питание . М .: Колос , 1980 . -с . 301-312 .

109. Чабб JI. Дж. Антипитательные факторы в кормлении животных . // Новейшие достижения в исследоавании питания животных . 1985 . Вып . 4 . -с . 27-48 .

110. Чайка И. Технологические способы повышения содержания белка в кормах . Краснодар .: 1984 . -с . 295 .

111. Шенкель Г. Шнековые прессы для пластмасс . JI .: Госхимиздат , 1962.-е . 408 .

112. Ярошенко С. П. Влияние гидротермической обработки на эффективность откорма свиней . // Свиноводство , 1989 . № 45 , -с . 13 .

113. Яблонский А. А. Курс теоретической механики . Часть 2 . Н .: Колос , 1977.-с. 135.

114. Abdelgadir I. Е. О. , Morrill J. L. et. al. Effect of processing temperatur on utilization whole soybeans by calves // J. Dairy Sc. 1984 Vol .67. 11. P. 54-59 .

115. J 23. Casper D. P., Shingoethe D. J., Jang С. M. J., Muller C. R. Protected methionine supplementation with extrudet blend of soibeans and soibean meal for dayry cows // J. Dairy Sc. 1987 . Vol. 70. 2. P. 321-330 .

116. Ramsay H. A. , Willard T. R. Soy protein for milk replacers . J. Dairy Sc. , 1975 v. 58, №3, p. 436-441 .133

117. Димитрова М. Биологичен ефект от сльнчогледов шрот произведен при различии технологии, изследован в опити с пилета // Животн Науки. 1980. Vol. 17. №7. Р.61-67.

118. Murray J.L'mfranisation aussi. Rev. Aliment. Anim. 1987. № 41. P. 36-37.135