Способ приготовления кормов
Изобретение относится к области сельского хозяйства, к животноводству, в частности к технологии и устройствам для приготовления кормов, и может быть использовано на животноводческих фермах, фермерских хозяйствах и т.д. Способ включает в себя загрузку корма в измельчитель, измельчение, загрузку кормов в емкость, его замачивание, нагрев, выдержку и выгрузку. Измельчение кормов осуществляют сначала путем грубого измельчения в воздушной среде, затем тонкого измельчения в жидкой среде, нагрева, гомогенизации и запаривания. Запаривание, тонкое измельчение, нагрев кормов и гомогенизацию проводят одновременно при помощи диспергатора, пропуская многократно измельченную смесь в течение 5-20 минут по замкнутому кругу - емкость для воды и измельченного корма - диспергатор - охладитель - емкость для воды и измельченного корма. Температуру смеси воды и измельченного корма поддерживают в пределах от 30 до 80 градусов С. Многократное пропускание измельченной смеси по замкнутому кругу осуществляют путем дозированной подачи измельченных кормов при помощи регулирующего клапана. Температуру смеси воды и измельченного корма поддерживают при помощи изменения проходного сечения регулирующего клапана, смонтированного на трубопроводе, соединяющем диспергатор с охладителем, или путем изменения числа оборотов двигателя электропривода. Использование изобретения позволит получить корма повышенной усвояемости. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, к животноводству, в частности к технологии и устройствам для приготовления кормов, и может быть использовано на животноводческих фермах, фермерских хозяйствах и т.д.
Известно устройство, при помощи которого осуществляется измельчение растительного сырья, содержащее металлические жернова с нанесенным на их рабочую поверхность абразивным покрытием и рабочую зону, выполненную в виде усеченного конуса, причем верхний жернов установлен с возможностью перемещения вдоль оси вращения между нижним и верхним ограничителями, а на нижнем жернове жестко закреплено сито в виде перфорированного кольца, причем о верхний ограничитель оперт установленный на валу вращения со стороны верхнего жернова ползун, на котором шарнирно установлены рычаги, один из концов которых свободно касается верхнего жернова, а на втором установлен груз с возможностью перемещения вдоль оси рычага (см. патент №2228795, М. кл. 7 В02С 7/14. Публ. 13.05.2003 г.).
К недостаткам известной технологии с использованием известного устройства можно отнести грубое измельчение кормов и невозможность тонкого измельчения.
Известен способ приготовления экспандированных комбикормов, включающий дозированный ввод сыпучих компонентов, жидких добавок, воды и/или пара в смеситель-кондиционер, смешивание и экспандирование, при этом в смесителе-кондиционере осуществляют совмещение процессов основного смешивания сыпучих компонентов комбикорма и жидких добавок и кондиционирования смеси с последующим выдерживанием смеси перед экспандированием в питателе-выдерживателе непрерывного действия. Смешивание и кондиционирование проводят порционно в псевдосжиженном слое, при этом время смешивания и кондиционирования не превышает 4 мин, выдерживания - 6 мин, температуры смеси 60-87 градусов С, влажность до 22% (см. заявку №2004103663/13, М. кл. 7 А23К 1/14).
К недостаткам известного устройства, при помощи которого осуществляется способ приготовления кормов, можно отнести ограниченные технологические возможности, т.е. по известной технологии нельзя приготовить тонко измельченные корма из растительного сырья, трав, овощей и других компонентов, требующих более тонкого измельчения.
Известен измельчитель кормов, при помощи которого осуществляется измельчение кормов, в том числе и растительного происхождения, включающий основание, на котором смонтирован питатель, выполненный в виде транспортера, на выходе которого расположены противорежущая пластина и измельчающий барабан, при этом ножи имеют шевронные лезвия, образующие с противорежущей пластиной два угла. Измельченный корм отводится при помощи транспортера (см. патент на полезную модель №37450 от 11.04.2002 г. М. кл. 7 AF 29/00).
К недостаткам известной технологии измельчения и устройства можно отнести грубое измельчение кормов, приводящее к достаточно низкой усвояемости животными, высокое энергопотребление при подготовке кормов.
Известно устройство, осуществляющее технологию запаривания кормов, - запарник кормов - прототип - (см. патент Российской Федерации №2241358, М. Кл. A23N 17/00, Публ. 01.04.2002 г.), включающий установленный на раме поворотный, горизонтально расположенный, цилиндрический герметичный барабан с загрузочным люком, лопасть прямоугольной формы, закрепленную на внутренней поверхности барабана, примыкающую боковой стороной к днищу барабана по полухорде днища, а периферийным концом к боковой поверхности барабана по образующей этой поверхности, шнек, размещенный между днищами барабана соосно последнему, желоб, выполненный на лопасти по всей ее ширине с охватом шнека, и выгрузной люк, выполненный на одном из днищ барабана напротив торца шнека, при этом на внутренней поверхности барабана закреплена аналогичная первой вторая лопасть с желобом, выполненным также по всей ширине с охватом шнека, при этом вторая лопасть примыкает ко второму днищу барабана, установлена относительно первой по другую сторону шнека, при этом запарник снабжен устройством для фиксирования вала шнека поочередно относительно барабана или стоек в угловом направлении, вал шнека выполнен в виде перфорированной трубы, сообщенной с пароподводящей трубой, а ширина лопастей равна половине расстояния между днищами барабана. Предложенный запарник кроме непосредственного запаривания кормов обеспечивает их измельчение лопастями.
К недостаткам прототипа можно отнести то, что запаривание растительных кормов водяным паром, нагретым до высокой температуры в 100 градусов С и более приводит к потере кормами биологически активных веществ, а измельчение лопастями при помощи шнека приводит только к грубому измельчению кормов и соответственно их низкой усвояемости животными, а также низкой эффективности их использования.
Технической задачей настоящего изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности повышение усвояемости кормов животными, за счет более тонкого измельчения и одновременного запаривания кормов при сокращении времени приготовления и сохранении биологически активных веществ в приготовленной кормовой смеси.
Поставленная изобретением техническая задача достигается тем, что измельчение кормов осуществляют сначала путем грубого измельчения в воздушной среде, затем тонкого измельчения в жидкой среде, гомогенизации и запаривания, при этом запаривание, тонкое измельчение, нагрев кормов и гомогенизацию проводят одновременно при помощи диспергатора, пропуская многократно измельченную смесь в течение 5-20 минут по замкнутому кругу: емкость для воды и измельченного корма - диспергатор - охладитель - емкость для воды и измельченного корма, при этом температуру смеси воды и измельченного корма поддерживают в пределах от 30 до 80 градусов С, а тонкое измельчение и гомогенизирование кормов осуществляют при 2000-8000 оборотах вала крыльчатки в минуту.
Многократное пропускание измельченной смеси по замкнутому кругу осуществляют путем дозированной подачи измельченных кормов при помощи регулирующего клапана, смонтированного на трубопроводе, соединяющем диспергатор с охладителем.
Температуру смеси воды и измельченного корма поддерживают при помощи изменения проходного сечения регулирующего клапана, смонтированного на трубопроводе, соединяющем диспергатор с охладителем.
Температуру измельченного корма поддерживают путем изменения числа оборотов двигателя электропривода.
Температуру измельченного корма поддерживают путем изменения объемов охлаждающей жидкости, пропускаемых через охладитель.
Электродвигатель привода диспергатора выполнен реверсивным и снабжен кнопкой включения обратного вращения вала двигателя в течение фиксированного (заданного) промежутка времени
Удаление гомогенизированного корма из охладителя осуществляют путем вытяжки корма при включенном диспергаторе при помощи трубопровода, связывающего трубопровод от диспергатора с охладителем и трубопровод от емкости к диспергатору.
Новизной предлагаемого изобретения является то, что измельчение кормов осуществляют сначала путем грубого измельчения в воздушной среде, затем тонкого измельчения в жидкой среде, гомогенизации и запаривания, при этом запаривание, тонкое измельчение, нагрев кормов и гомогенизацию проводят одновременно при помощи диспергатора, пропуская многократно измельченную смесь в течение 5-20 минут по замкнутому кругу: емкость для воды и измельченного корма - диспергатор - охладитель - емкость для воды и измельченного корма, при этом температуру смеси воды и измельченного корма поддерживают в пределах от 30 до 80 градусов С, а тонкое измельчение и гомогенизирование кормов осуществляют при 2000-8000 оборотах вала крыльчатки в минуту.
Указанные признаки являются новыми, неочевидными, существенными и направлены на достижение поставленной изобретением технической задачи.
Так, осуществление одноразового грубого и многократного тонкого измельчения с нагревом, запариванием кормов и гомогенизацией кормов при помощи образованного входящими в устройство механизмами, образующими замкнутый круг, состоящий из емкости, диспергатора и охладителя и связывающих их трубопроводов (кормопроводов), позволяет осуществить многократное прохождение и измельчение кормов в смеси воды после первоначально проведенного грубого их измельчения по этому замкнутому кругу, причем интенсивное, с высокой скоростью перемешивание кормов с измельчением позволяет нагревать корма до требуемой температуры и поддерживать ее в процессе его приготовления, а измельчение кормов, находящихся в воде (в жидкой среде), доводить до желеобразного состояния при 2000-8000 оборотах вала крыльчатки в минуту, сохраняя в них все имеющиеся в первоначальном растительном сырье биологически активные вещества. Поскольку в процессе интенсивного перемешивания на лопастях диспергатора и в среде смеси измельченного корма возникает эффект кавитации (всхлапывание образующихся при интенсивном перемешивании пузырьков воздуха), то всхлапывание пузырьков воздуха при кавитации создает множество своеобразных мини-разрядов и за счет этого приготовленная кормовая смесь проходит дезинфицирование, что влияет на продолжительность сохранения кормов в пригодном для употребления состоянии.
Признаки выполнения операций многократного пропускания измельченной смеси по замкнутому кругу, осуществляемых путем дозированной подачи измельченных кормов при помощи регулирующего клапана, смонтированного на трубопроводе (кормопроводе), соединяющем диспергатор с охладителем, а также то, что температуру смеси воды и измельченного корма поддерживают при помощи изменения проходного сечения регулирующего клапана, смонтированного на кормопроводе, соединяющем гомогенизатор с охладителем, или путем изменения числа оборотов двигателя электропривода при поддержании режима измельчения, являются признаками дополнительными раскрывающими основные признаки, которые способствуют достижению поставленной изобретением технической задачи.
Сочетание технологических операций высокой скорости перемешивания, измельчения и нагревания кормов с одновременной их прокачкой через емкость, диспергатор и охладитель позволяет осуществить измельчение, запаривание кормов, гомогенизацию и получить высокоусвояемый желеобразный корм, за несколько минут.
Наличие электродвигателя привода диспергатора, выполненного реверсивным и снабженного кнопкой включения обратного вращения вала двигателя, в течение фиксированного (заданного) промежутка времени позволяет устранить забивание грубоизмельченными кормами патрубка выхода кормов из емкости.
Признак удаления гомогенизированного корма из охладителя, осуществляемого путем вытяжки корма при включенном диспергаторе при помощи трубопровода, связывающего трубопровод от диспергатора с охладителем и трубопровод от емкости к диспергатору, позволяет полностью удалить приготовленные гомогенизированные корма из охладителя, предотвращает образование остатков в охладителе и, как следствие, предотвращает их загнивание при дальнейшей работе.
Дополнительной особенностью предлагаемой технологии кормоприготовления является использование диспергатора в качестве нагревателя смеси воды и кормов и в качестве средства для дезинфицирования кормов.
На чертеже схематично представлен кормоприготовитель, при помощи которого осуществляется предлагаемый способ.
Кормоприготовитель состоит из основания 1, на котором смонтирована емкость 2 с наклонным дном со смонтированным на боковой поверхности грубым измельчителем 3 кормов, связанным патрубком 4 загрузки грубоизмельченного корма в емкость 2. Диспергатор 5 соединен трубопроводом 6 через патрубок с клапаном 7 с емкостью 2 и трубопроводом 8 через клапан 9 с охладителем 10. Трубопровод 8 соединен с трубопроводом 6 дополнительным трубопроводом 11 с клапаном 12. Вал диспергатора 7 посредством резиновой муфты 13 связан с электродвигателем 14. Охладитель 10 связан с емкостью 2, по крайней мере, одним трубопроводом 15. На корпусе диспергатора 5, в нижней его части, выполнен патрубок 16 с клапаном 17 полного вывода кормов из диспергатора 5, а на трубопроводе 8 смонтирован клапан 18 с патрубком 19 для выгрузки из кормоприготовителя приготовленного корма. В полости на дне емкости 2 перед выходным патрубком 7 с клапаном вывода кормов из емкости 2 смонтирован лабиринтный заградитель 20, предотвращающий забивание выходного отверстия крупными фракциями кормов. Лабиринтный заградитель 20 выполнен из ряда металлических пластин.
В верхней части емкости 2 смонтирован патрубок 21 с клапаном для заполнения емкости водой из водопровода. В нижней части охладителя 10 установлены патрубок с клапаном 22 для входа в охладитель и регулирования объемов охлаждающий жидкости (например, воды) и патрубок 23 для выхода охлаждающей жидкости из охладителя. Для управления кормоприготовителем предусмотрен пульт управления 24.
Предлагаемый способ приготовления кормов осуществляется следующим образом.
Навеску, например, грубых кормов - травы, корнеплодов и т.д. - подают на грубый измельчитель 3, на котором корма измельчаются до требуемых размеров, и далее, после измельчения, через патрубок 4 поступают в емкость 2, предварительно наполненную необходимым количеством воды. Включается диспергатор 5, в котором при вращении крыльчатки с большой скоростью (от 2000 до 8000 об/мин) корма начинают измельчаться в жидкой среде, а получаемая кормовая смесь при этом начинает нагреваться. После того, как первые порции измельченного корма прошли диспергатор 5, они под давлением, создаваемым крыльчаткой диспергатора 5, подаются по трубопроводу 8 через регулирующий клапан 9 в охладитель 10 и далее по трубопроводу 15 в емкость 2. До тех пор, пока приготавливаемая кормовая смесь не нагреется до заданной температуры, охлаждающая жидкость не подается в охладитель 10. После того, как кормовая смесь нагрелась до заданной температуры, но еще не достигла готовности - не запарилась, в охладитель 10 через патрубок с клапаном 22 начинает поступать охлаждающая жидкость, которая выводится из охладителя через патрубок 23. Вариантом поддержания температуры кормовой смеси может быть вариант прохождения кормов от диспергатора 5 в емкость 2 через дополнительный трубопровод, минуя охладитель. По истечении заданного промежутка времени, в течение которого происходит приготовление кормовой смеси, последняя многократно проходит по замкнутому кругу: емкость - диспергатор - охладитель - емкость и имеет однородный желеобразный вид, который охотно употребляется животными, и является питательным и высокоусвояемым кормом. Выгрузка готовой кормовой смеси из кормоприготовителя осуществляется через клапан 18 с патрубком 19 при включенном диспергаторе, открытых клапанах 7 и 12 и закрытом клапане 9.
Очистка корпуса диспергатора 5 и охладителя 10 от остатков кормосмеси осуществляется через патрубок 16 при открытых клапанах 12, 17 и закрытом клапане 9.
Конкретный пример осуществления предлагаемого способа
Навеску грубых кормов - травы, корнеплодов с общей массой в 100 кг (травы 50 кг, корнеплодов 50 кг), подали на грубый измельчитель 3, измельчающий корма в воздушной среде. После того, как трава и корнеплоды были измельчены до требуемой фракционности (до фрагментов требуемых размеров), полученная смесь кормов через патрубок 4 подается в емкость 2, предварительно наполненную 300 литрами чистой воды. Включили диспергатор 5, в котором начала вращаться крыльчатка со скоростью 3000 об/мин. В случае вращения крыльчатки диспергатора менее 2000 об/мин нагрев измельчаемой массы идет медленно из-за снижения процесса кавитации и снижения всхлапывания пузырьков воздуха. При вращении крыльчатки выше 8000 об/мин приготавливаемая кормосмесь быстро нагревается и возникают сложности с ее охлаждением до заданной температуры во время запаривания. Поступающая из емкости 2 через клапан 7 и трубопровод 6 в диспергатор 5 смесь корма, взаимодействуя в жидкой среде с крыльчаткой диспергатора, начинала дополнительно измельчаться, а получаемая на выходе диспергатора более измельченная кормовая смесь постепенно начинала нагреваться. После того, как первые порции измельченного корма прошли диспергатор 5, они под давлением, создаваемым крыльчаткой диспергатора 5, подавались по трубопроводу 8 через клапан 9 в охладитель 10. До момента, пока приготавливаемая кормовая смесь не достигла температуры 65 градусов С, а это произошло по истечении 4-х минут, охлаждающая вода не подавалась в охладитель. После того, как кормовая смесь нагрелась до заданной температуры в 65 градусов С, но еще не достигла готовности (не запарилась и полностью не гомогенизировалась), в охладитель 10 через патрубок с клапаном 21 начали подавать воду для охлаждения, которая выводилась из охладителя через патрубок 22. Многократное пропускание измельченной смеси, при регулировании температуры и измельчении, по замкнутому кругу регулировалось величиной открывания пропускного отверстия регулирующего клапана. При необходимости ускоренного нагрева смеси проходное сечение регулирующего клапана уменьшали, а когда температура смеси достигла заданной и не требовался дальнейший интенсивный нагрев, проходное сечение регулирующего клапана увеличивали. При этом операции измельчения и гомогенизации смеси продолжались, т.е. после 4-х минут работы проходное сечение регулирующего клапана включили на максимум - полностью открыли.
При этом клапан 18 выхода готовой кормосмеси закрыт. По истечении заданного промежутка времени в 6 минут для данного состава кормовой смеси, в течение которого происходило ее приготовление, последняя многократно проходила по замкнутому кругу: емкость - диспергатор - охладитель - емкость и после окончания процесса приготовления имела однородный желеобразный зеленоватый вид, который охотно употреблялся животными, являлся питательным и высокоусвояемым кормом. Выгрузку готовой кормовой смеси из емкости 2 и из полости охладителя 10 осуществили через патрубок 19 при открытом клапане 18 и закрытом клапане 9. Приготовление кормосмеси по предлагаемому способу осуществляли также при различных оборотах электропривода, которые передавались на крыльчатку (2000, 3000, 6000, 8000 об/мин). Процесс выбора числа оборотов крыльчатки зависит от исходного сырья. Так, при приготовлении кормосмеси из сухого сырья, например гороха, обороты крыльчатки необходимо повышать.
Очистку корпуса диспергатора 5 и охладителя 10 от остатков кормосмеси осуществили через патрубок 16 при открытых клапанах 12, 16 и закрытом клапане 9. В случаях, когда кормосмесь по каким-либо причинам замедлила свое движение по трубопроводам (например, неизмельченным фрагментом частично перекрыто входное отверстие из емкости в диспергатор), на некоторое время включают обратный ход электродвигателя и вся кормовая смесь начинает перемещаться в обратном направлении, устраняя назревающий засор патрубка. После устранения засора процесс приготовления кормосмеси продолжается в прежнем режиме.
При измельчении более твердых кормов, таких как сухое зерно, горох и т.п., при помощи вариатора (частотного преобразователя) скорость вращения крыльчатки диспергатора увеличивают, например, до 5000 об/мин. Все остальные операции, исключая грубое измельчение, выполняются по описанной выше технологии.
Использование предлагаемого способа возможно и при приготовлении кормов из сыпучих растительных материалов, зерна, початков и т.д.
В настоящее время на предприятии изготовлено несколько опытных образцов кормоприготовителей, осуществляющих предлагаемый способ приготовления кормов, которые проходят производственные испытания в нескольких фермерских хозяйствах.
Предварительные результаты испытаний показали хорошие результаты.
Одновременно для оценки предпочтения животными кормов был проведен эксперимент. В течение нескольких дней животным поочередно давали грубые корма и кормосмесь, приготовленную по предлагаемой технологии.
Затем в течение нескольких последующих дней животным выставляли по два вида приготовленных кормов - грубо измельченные корма и кормовую смесь, приготовленную по предлагаемой технологии - и давали возможность выбирать животным, какой корм им есть.
Приготовленная по предлагаемому способу желеобразная кормовая смесь съедалась животным в первую очередь и полностью. Часть грубоизмельченной кормовой смеси оставалась в кормушках. Наблюдения за животными показали, что при кормлении их кормосмесью, приготовленной предлагаемым способом, уменьшилось выделение отходов продуктов жизнедеятельности животных, что указывает на высокую усвояемость кормосмеси.
Принято решение об организации производства кормоприготовителей, осуществляющих предлагаемую технологию.
1. Способ приготовления кормов, включающий загрузку кормов в измельчитель, измельчение, загрузку кормов в емкость, их замачивание, нагрев, выдержку и выгрузку, отличающийся тем, что измельчение кормов осуществляют сначала путем грубого измельчения в воздушной среде, затем тонкого измельчения в жидкой среде, гомогенизации и запаривания, при этом запаривание, тонкое измельчение, нагрев кормов и гомогенизацию проводят одновременно при помощи диспергатора, пропуская многократно измельченную смесь в течение 5-20 мин по замкнутому кругу - емкость для воды и измельченного корма, диспергатор, охладитель, емкость для воды и измельченного корма, при этом температуру смеси воды и измельченного корма поддерживают в пределах от 30 до 80°С, а тонкое измельчение и гомогенизирование кормов осуществляют при 2000-8000 оборотов вала крыльчатки в минуту.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что многократное пропускание измельченной смеси по замкнутому кругу осуществляют путем дозированной подачи измельченных кормов при помощи регулирующего клапана, смонтированного на трубопроводе, соединяющем диспергатор с охладителем.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру смеси воды и измельченного корма поддерживают при помощи изменения проходного сечения регулирующего клапана, смонтированного на трубопроводе, соединяющем диспергатор с охладителем.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру измельченного корма поддерживают путем изменения числа оборотов двигателя электропривода.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру измельченного корма поддерживают путем изменения объемов охлаждающей жидкости, пропускаемых через охладитель.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что электродвигатель привода диспергатора выполнен реверсивным и снабжен кнопкой включения обратного вращения вала двигателя в течение фиксированного (заданного) промежутка времени.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что удаление гомогенизированного корма из охладителя осуществляют путем вытяжки корма при включенном диспергаторе при помощи трубопровода, связывающего трубопровод от диспергатора с охладителем и трубопровод от емкости с диспергатором.
