Способ производства карбамидного концентрата

 

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КАРБАМИДНОГО КОНЦЕНТРАТА, включающий смешивание дробленного зерна ячменя с карбамидом и последующее нагревание смеси под давлением до температуры плавления карбамида, о т л и ча rent и и с я тем, что, с целью снижения затрат и повышения качества продукта , нагрев смеси осуществляют в электромагнитном поле высокой частоты напряженностью 700-800 В/см при давлении 0,08-0,10 МПа. g (Л с

COOS СОВЕТСКИХ

0 Ц

РЕСПУБЛИК

3(51) А 23 К 1 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

Н *O TOPCKOMV CBMCETRlhCTOV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЮ (21) 3477329/30-15 (22) 30.07.82 (46) 30.08.84. Бюл У 32 (72) С.П.Лебедев, А.Д.Хетагуров и В.В.Олоничев (71) Институт механизации и электрификации сельского хозяйства (53) 636.085.57(088.8) (56) 1. Патент США У 3642489, кл. 99-2, 1972.

2. Заявка ФРГ У 2257108, кл. А 23 К t/22 ° 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

1Ð 5770ttç кл. А 23 K 1/22ю 1975 °

„„SU„„11104 4 А (54)(57) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КАРБАМИДНОГО КОНЦЕНТРАТА, включающий смешивание дробленного зерна ячменя с карбамидом и последующее нагревание смеси под давлением до температуры плавления карбамида, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения затрат и повышения качества продукта, нагрев смеси осуществляют в электромагнитном поле высокой частоты напряженностью 700-800 В/см при давлении 0,08"О, 10 МПа.

1 1110

Изобретение относится к кормопроиэводству, а именно к производству

t карбамидного концентрата (амидоконцентратной добавки), включаемого в. рацион жвачных животных, и может найти применение при производстве других кормов, содержащих синтетические небелковые азотистые соединения.

Известен способ производства карбамидного концентрата корма "Starea", заключающийся в увлажнении паром или водой смеси, включающей крахмалсодержащее сырье (зерно, сено, батат и их смеси), синтетическое азотис 15 тое соединение, преимущественно карбамид, до влажности 15-30Х при 93,33104,44 С и экструдировании увлажненной смеси при 121, 11-176,67 С и давлении (28-35) 10 Па. Готовый продукт высушивается и подвергается измельчению (1).

Недостаток этого способа заключается в необходимости увлажнения и пропаривания смеси, а после ее экстру25 дирования — сушки продукта. Кроме того, при экструдировании наблюдаются большие потери карбамида в виде аммиака.

Известен также способ производства карбамидного концентрата корма

"Golden Pro", заключающийся в экструдировании предварительно измельченной смеси, включающей 40-85 крахмалсодержащего сырья (кукуруза, ячмень, пшеница и др.), 15-47,5Х синтетичес- 35 ких азотисных соединений (карбамид, биурет, этиленмочевина и др.) и до

151 бентонита натрия в качестве сорбента. Смесь указанных компонентов подается в экструдер. При движении по шнеку экструдера.смесь нагревается до 126,7-160,0 С за счет трения и давления, которое колеблется в пределах (10,5 — 14,1)-101 Па (2).

Недостатками данного способа явля-45 ются большие затраты энергии на нагрев трением, высокая температура, приводящая к потерям карбамида, а также необходимость включения в смесь балластного компонента — бентонита 50 натрия.

Иэ не стен также способ произ водства карбамидного концентрата, включающий смешивание дробленого зерна ячменя 55 с карбамндом и последующее нагревание смеси под давлением до температуры плавления карбамида (31.

434 2

Однако согласно известному способу необходимо дополнительное внесение бентонита и плющение зерна, что является более энергоемкой операцией чем экструдирование.

Цель изобретения — снижение затрат и повышение качества получаемого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу производства карбамидного концентрата смешивание дробленого зерна ячменя с карбамидом и последующее нагревание смеси под давлением до температуры плавления карбамида, нагрев смеси осуществляют в электромагнитном поле высокой частоты напряженностью 700-800 В/см при давлении 0,08-0, 10 MIIa °

Пример . Смесь дробленого зерна ячменя (75X) и карбамида (25X), составленную в соответствии с рецептурой и качеством ингредиентов, отвечающими техническим условиям

ТУ 8-22-4-77 "Концентрат карбамидный", с исключением бентонита натрия, надобность в котором как в пластификаторе при невысоком уровне давления отпадает, засыпают в прямоугольную фторопластовую формочку и помещают между пластинами конденсатора рабочей камеры, серийной высокочастотной установки ЛД1-4. С помощью рукоятки приводного механизма опускают верхнюю пластину конденсатора до упора, при этом она давит на обрабатываемую смесь с уплотняющим усилием 0,08—

0 ° 10 МПа, которого достаточно для хорошего контакта ингредиентов и формования готового продукта. Затем вклю чают установку и производят нагрев смеси до температуры 133 С в электромагнитном поле высокой частоты с параметрами Е = 700 — 800 В/см и 40,68 МГц в течение минуты. Высоко. частотный нагрев обеспечивает все условия для интенсивного протекания процесса желатинизации крахмала, плавления карбамида и диффузии расплава (молекулярного внедрения азота) в массу клейстеризованного крахмала.

После обработки готовый продукт, представляющий собой прочный брикет, выгружают из формочки, охлаждают и измельчают.

В таблице представлены основные показатели качества карбамидного концентрата.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что качество продукта

1110434

25

35

Зерно

Карбамид 25

20 20

Бентонит

55 соответствует нормам ТУ 8-22-4-77.

Основные показатели, растворимость карбамида в воде и протеиновый эквн. валент — значительно лучше нормируемых °

Испытания проводились в лабораторных условиях на базе серийной высокочастотной установки ЛД1-4. Устройство установки позволяет осуществлять регулирование напряженности электромагнитного поля, а также производить уплотнение обрабатываемого материала невысоким давлением.

Рабочая камера установки ЛД1-4 представляет сббой плоскопараллельный конденсатор, у которого верхняя пластина, являющаяся высокопотенциальным электродом, снабжена ручным приводом, посредством которого она может перемещаться относительно нижней неподвижной заземленной пластины.

В качестве сырья для проведения эксперимента использовалось дробленое зерно ячменя влажностью 13%, карбамид гранулированный, по качеству соответствующий ГОСТУ 2081-75 и бентонит натрия, соответствующий

ТУ 39-043-74.

Было составлено три смеси этих компонентов со следующими процентными соотношениями:

1 смесь 2 смесь 3 смесь

75 80 75

Готовая смесь засыпалась в прямоугольные фторопластовые формочки и помещалась в межэлектродное пространство рабочей камеры установки ,Цц1-4. С помощью рукоятки приводного механизма верхняя пластина конденсатора опускалась, сдавливая обрабатываемую в формочках смесь с усилием, величина которого определялась динамометром. Затем включалась установка и производился нагрев смеси вt электромагнитном поле высокой частоты.

В ходе серии опытов были опробованы различные режимы обработки смеси с целью определения. оптимальных величин напряженности электромагнитного поля, сдавливающего усилия и времени обработки.

Наилучшие результаты были получены при обработке смеси в поле напряженностью 700-800 В/см,,давлении

0,08 — 0,10 ИПа в течение 1-2 мин.

Такой режим высокочастотного нагрева обеспечивает все условия для протека ния процесса желатинизации крахмала, плавления карбамида и диффузии расплава молекулярного внедрения азота) в массу клейстеризованного крахмала.

После обработки готовый продукт, представляющий собой прочный брикет с приятным хлебным запахом, выгружался из формочки, охлаждался и измельчался.

Опыты, в которых устанавливались значения напряженности и давления меньше вышеуказанных, показали худшие результаты. Продукт плохо формировался и медленнее достигал температуры плавления карбамида. Увеличение напряженности поля и длительности обработки приводило к достижению температуры, превышающей температуру плавления карбамида (132,7 С), что способствовало потере азота в виде аммиака.

Результаты опытов по обработке смеси 3 подтвердили, что бентонито- вый порошок не способствует улучшению качества продукта и надобность в нем как в сорбенте и пластификаторе при данном способе приготовления карбамидного концентрата отпадает.

Использование предлагаемого способа получения карбамидного концентрата обеспечивает снижение затрат на производство продукта за счет снижения металлоемкости оборудования.и возможность создания оборудования значительно большей производитечьнос. ти;" ежегодную экономию более

100 тыс. т дефицитного и дорогостоящего сырья — бентонита натрия (1 т36 руб), улучшение качества продукта благодаря меньшим потерям азота за счет снижения рабочей температуры процесса возможность тонко управлять параметрами технологического процес.7 са и, как следствие, снижение требований к влажности ингредиентов и их качеству.

f 110434

Карбамидный концентрат

Показатели

Требуемый

ТУ 8-22-4-77

Полученный. l

Протеиновый эквивалент (общий азот в пересчете на коэффициент, 6,25), Х

40-80

Содержание карбамида, Х

23,1

15-45

Растворимость карбамида в воде через 60 мин, Ж не более

70

Заказ 6209/3 Тираж 588 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений- и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент™, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель М.Белоусова

Редактор В.Ковтун Техред Т.Фанта Корректор О.Тигор