Гранулированная травяная мука, г. Тула Как известно

Гранулированная травяная мука, г. Тула
Как известно, рациональное кормление является необходимым условием успешного разведения
домашних животных. В летнее время молодая свежая зелень хорошо поедается животными и
благоприятно влияет на их продуктивность, а вот как быть зимой, когда свежей зелени нет и
организм животных истощается в связи с недостатком витаминов? В этот период в рацион
животных помимо сена, необходимо добавлять витаминную травяную муку. Опыт передовых
хозяйств и ведущих научных учреждений в области кормопроизводства и животноводства
свидетельствуют о высокой эффективности травяной муки. В травяной муке содержится в 1,5-2
раза больше перевариваемого протеина, в 2,5-3 раза больше минеральных веществ, чем в
зерновых кормах, а по содержанию каротина (витаминов) она значительно превосходит все виды
кормов. Большое значение в сохранении всех полезных веществ травяной муки имеет технология
ее заготовки.
Травяную муку получают искусственным обезвоживанием и дроблением свежескошенной
травяной массы. Максимальную сохранность питательных веществ имеют корма искусственной
сушки именно свежескошенных трав. Провяленная в течение 2-3 часов на поле скошенная трава,
теряет количество каротина на 5-10 %.
На содержание питательных веществ и витаминов в травяной муке значительно влияют форма и
условия хранения. Гранулирование травяной муки позволит не только сохранить ее полезные
свойства, но и сократить потребность в складских помещениях, сократить потери при
транспортировке и хранении.
Машиностроительное предприятие «ТЕХПРИБОР» разработало и производит компакт-линию
сушки – измельчения свежескошенной травяной массы с последующим ее гранулированием.
Технологический цикл производства гранулированной травяной муки начинается со скашивания
трав косилкой – измельчителем и доставки измельченной массы к Компакт-линии сушкиизмельчения биоматериалов «МИКРОКСИЛЕМА - ДМ», где происходит ее измельчение с
одновременной сушкой и отделением сухой травяной муки от воздуха в циклоне. Высушенная
травяная мука при выходе из мельницы имеет необходимую для гранулирования влажность: 1112%. Измельченная травяная мука оптимальной влажности подается в загрузочный бункер
гранулятора, выдавливается из отверстий матрицы и обламывается ножом. После охлаждения и
вылеживания гранулы травяной муки приобретают необходимую твердость, влажность и могут
быть упакованы в мешки для закладывания на хранение.
Производительность линии измельчения – сушки – гранулирования зеленой массы – 100 кг/час
при установленной мощности в 40 кВт. Расход энергии на производство одной тонны гранул
витаминно-травяной муки, включая сушку, – 400 кВт*ч.
Видеоотчет о работе оборудования:
Солома зерновых культур, г. Тула
Солома отличное сырье для приготовления грубых кормов, впитывающей подстилки для
животных и птиц, а так же материал для изготовления топливных брикетов и пеллет. Однако,
максимальный эффект от ее использования может быть получен лишь в том случае, если солому
измельчить. Ведь известно, чем мельче резка соломы, тем скорее пойдет ее разложение в
удобрениях; измельченная солома быстрее и легче переваривается животными; требует
меньшего усилия прессования в технологии производства топливных брикетов и пеллет.
Хотя заготовку соломы, рекомендуется проводить в сухую погоду, когда ее влажность не
превышает 20 %, в реальных условиях влажность соломы может значительно превосходить
данный показатель. Сырая солома не только мало храниться и быстро теряет свои полезные
свойства, но и труднее измельчается. Поэтому современные измельчители работают на сырье,
влажность которого не превышает 17-20 %. В случае превышения показателя влажности,
технология измельчения соломы предполагает ее сушку.
Решить задачу переработки соломы как открытого (влажность > 20 %), так и ангарного хранения
(влажность < 20 %) возможно с помощью разработанной МП «ТЕХПРИБОР»: компакт - линии
сушки-измельчения биомассы «МИКРОКСИЛЕМА-ДМ». При измельчении соломы зерновых
культур влажностью более 50 % была получена соломенная мука, влажностью менее 8 %. Сушка
соломы в компакт-линии «МИКРОКСИЛЕМА-ДМ» происходит одновременно с ее тонким
помолом без использования внешних источников тепла за счет саморазогрева частиц в результате
их интенсивного взаимодействия или эффекта «кинетической сушки». Благодаря встроенному
устройству классификации, компакт-линия «МИКРОКСИЛЕМА-ДМ» позволяет получать порошки
различной крупности.
Видеоотчет о пробном помоле:
Возможности мельницы «МИКРОКСИЛЕМА» по сушке и сверхтонкому помолу биосырья на
примере какао-велла
Какао-велла - жмых, наружная оболочка какао бобов - отходы производства или ценное
природное сырье? Ответ, казалось бы, очевиден, ведь невзрачная на вид шелуха содержит до 5%
какао-масла и 13.5% белковых веществ, является естественным антиоксидантом, источником
флавоноидов, широко используемых сегодня в производстве лекарств и продуктов с
оздоровительным эффектом.
Одним из обязательных условий применения какао-велла и в качестве пищевой добавки, и в
медицинских целях является ее тонкий (100-200мкм) или сверхтонкий помол (<60мкм). С
увеличением дисперсности порошка повышается выход содержащихся в нем полезных веществ, а
отдельные частицы при добавлении в продукты питания, например какао-порошок, не
ощущаются языком и не воспринимаются как посторонние включения. Производители
кондитерских изделий охотно приобретают тонкомолотый порошок по цене 35-40 рублей за
килограмм, в то время как стоимость какао-велла в «естественном» состоянии, как правило, не
превышает 10-15 рублей (в ценах 2010 г).
Однако, при всей кажущейся тривиальности, задача тонкого помола оболочки какао-бобов не так
проста. Материал отличается повышенной твердостью и трудно поддается измельчению, к тому
же, являясь абразивом, он вызывает ускоренный износ рабочих органов мельниц.
В настоящее время для получения порошка какао-веллы наиболее широко используются два типа
измельчительных агрегатов: мельницы вальцовые, аналог применяемых в мукомольной
промышленности, и молотковые дробилки. При этом ни первый, ни второй типы не способны
выдать продукт нужной дисперсности (D90 100-200 мкм) в «открытом» цикле, в одну стадию
измельчения. То есть выходящий из мельницы грубый порошок содержит лишь некоторое
количество частиц нужных размеров, которые требуется отделить от основной массы, а «крупку»
вновь загрузить в мельницу для повторного измельчения. Подобная схема хорошо
зарекомендовала себя в производстве муки из относительно мягкого зерна, однако при
измельчении более твердой какао-веллы выход тонкого продукта снижается, а циркуляция
недоизмельченной «крупки» растет, за что приходится расплачиваться, прежде всего, большим
расходом энергии. К тому же абразивный порошок быстро «съедает» валки мельниц и
микронные сетки ситовеечных машин, что негативно сказывается на себестоимости помола и
качестве выпускаемого продукта.
Измельчительные комплексы с валковыми мельницами используются в основном на крупных
предприятиях-переработчиках какао-бобов, мелкие же производители порошков чаще
применяют более дешевые молотковые дробилки, которые иногда устанавливают каскадом по
три-четыре штуки. Подобные «экспресс» линии конечно же не позволяют получать качественный
продукт, не содержащий крупных включений, к тому же их хозяева часто экономят на одной из
главных технологических операций в переработке природного сырья - его промывке.
Какао-велла, являясь наружной оболочкой плода, как правило, загрязнена землей, песком,
ядохимикатами и т.д. Перед помолом ее необходимо мыть, а затем удалять влагу - сушить.
Наличие сушилки является обязательным условием производства порошка какао-велла,
предназначенного для использования в качестве пищевой добавки или же в фармакологических
целях. Перерабатывающая линия, состоящая только из молотковых дробилок (роторных, дековых
и т.д. и т.п.), но не имеющая сушильного агрегата, должна вызывать массу вопросов не только в
плане качества выпускаемой продукции, но, прежде всего, ее безопасности для человека.
Громоздкие и энергоемкие, примитивные, а иногда и попросту опасные - ни одна из
перечисленных линий не может в полной мере соответствовать современным требованиям к
тонкости помола и гранулометрической однородности порошка какао-велла. Получение
относительно грубого продукта с размерами частиц 100-200 микрон является для них пределом
рентабельности, в то время как сегодня в производстве натуральных пищевых добавок и
лекарственных препаратов наиболее востребованы именно тонкие порошки, 99% частиц которых
имеют размеры менее 60 микрон. И эта задача требует соответствующих инструментов решения.
Машиностроительным предприятием «ТЕХПРИБОР» г. Щекино, Тульской области разработана
импеллерная мельница «МИКРОКСЕЛЕМА», предназначенная для сверхтонкого помола сырья
органического происхождения методом интенсивного истирания в воздушном потоке (Рис.1).
Новая мельница позволяет выпускать тонкодисперсный порошок какао-велла (D99 < 60 мкм.
Рис.2) с рекордно низким расходом энергии – менее 300 кВт на тонну. Материал получают в
«открытом» цикле, что значительно упрощает технологию производства, позволяя отказаться от
микронных сит, межоперационных конвейеров, бункеров сбора «крупки» и т.д.
Но от своих функциональных аналогов импеллерная мельница «МИКРОКСЕЛЕМА» отличается не
только меньшей энергоемкостью, высокой размольной мощностью и компактными размерами,
ее основное преимущество - это возможность экономичной сушки влажного сырья одновременно
с его измельчением. При этом тепло не подается в мельницу извне, оно генерируется внутри
самой камеры помола за счет интенсивного самоистирания частиц материала или так называемой
«кинетической сушки». За один «проход» через мельницу влажность биосырья уменьшается в
среднем на 20%, что позволяет подавать на помол влажную какао-веллу, сразу же после ее
промывки. Таким образом, нагрев, всегда сопровождающий тонкий помол, из вредного и не
контролируемого процесса превратился в важнейший элемент энергоэффективной технологии
тонкого помола влажного биосырья.
Рис.1
Агрегат импеллерная мельница «МИКРОКСЕЛЕМА»
Рис.2
Какао-велла и полученный из нее тонкодисперсный порошок D99 < 60 мкм, W= 0.5%
Основными преимуществами импеллерной мельницы «МИКРОКСЕЛЕМА», а также технологии
производства высокодисперсных порошков с ее использованием являются:
Высочайшая степень сокращения. От 20 мм до 5 мкм в «открытом» цикле, в одну стадию
измельчения;
Универсальность. От грубого до сверхтонкого помола самых различных биоматериалов;
Сушка без топлива. Уменьшение влажности биоматериалов с 20 до 0.5% за один «проход» через
камеру помола;
Энергоэффективность. Расход энергии на получение сухих порошков с размерами частиц < 5 мкм
ниже, чем при использовании любого другого оборудования;
Широкий диапазон регулировок. В процессе работы можно менять как тонкость помола, так и
температуру прогрева биоматериала;
Низкие капитальные затраты. Одна мельница заменяет собой теплогенератор, барабанную
сушилку, ситовеечную машину и стерилизатор;
Компактные размеры. Занимаемая площадь всего 4.5 м2;
Автоматизированное управление. Блок автоматического управления БАУ «МИКРОН» сводит к
минимуму возможные ошибки персонала при запуске, работе и остановке мельницы.
Таким образом, по сравнению с известными видами оборудования сушки/тонкого помола
биоматериалов, импеллерная мельница «МИКРОКСИЛЕМА» расходует в 3.5 - 4 раза меньше
энергии на получение порошка какао-велла (D99 < 60 мкм), что позволяет говорить об успешной
реализации в данном аппарате одной из наиболее эффективных моделей измельчения
материалов органического происхождения - самоистирание частиц в воздушном потоке с их
одновременным высушиванием.
Уникальные конструкторские решения, воплощенные в импеллерной мельнице
«МИКРОКСИЛЕМА», защищены патентами РФ.
А.Б. Липилин, генеральный директор МП «ТЕХПРИБОР»;
М.В. Векслер, инженер, в
Разработана энергоэффективная технология получения тонкодисперсных порошков из древесных
отходов
Импеллерные мельницы, производства машиностроительного предприятия «ТЕХПРИБОР» г.
Щекино, позволяют получать древесную муку D90 < 10 мкм с расходом энергии всего 300 кВт*ч на
тонну, это в 3.5-4 раза меньше энергорасхода используемых в настоящее время молотковых
мельниц
Большинство полимерных материалов, выпускаемых промышленностью, имеют в своем составе
«усиливающие» тонкодисперсные наполнители, которые значительно улучшают
эксплуатационные свойства композиций, повышая их экономичность.
В качестве наполнителей наиболее часто используются твердые дисперсные или волокнистые
материалы как минерального, так и органического происхождения.
Важнейшими факторами, определяющими количественный и качественный состав полимерных
материалов, является совместимость их компонентов, а также дисперсность наполнителя. С
уменьшением размеров частиц (при условии их хорошего перемешивания) физико-механические
характеристики наполненных полимеров, как правило, улучшаются, а максимальная
концентрация смещается в сторону более высоких, до 70-80% наполнений.
Эффективным способом улучшения совместимости полимеров с наполнителями является тонкий
помол последних, который сопровождается образованием свежих, реакционно-активных
поверхностей. По ряду признаков механическое измельчение- это наиболее универсальный и
экономичный способ получения тонкодисперсных порошков из дешевых, практически
«бросовых» материалов.
Одним из самых распространенных органических наполнителей полимерных материалов
является древесная мука. Высокая прочность на изгиб и растяжение при малом объемном весе,
низкая теплопроводность, волокнистая структура обусловили ее применение в производстве
изделий из пластмасс, резины и т.д. Качество этих полимерных материалов во многом
определяется свойствами древесного наполнителя и прежде всего размерами частиц.
До недавнего времени механическое измельчение низкоплотных упругих материалов было
сопряжено со значительными трудностями и сопровождалось высоким расходом энергии. Так для
получения относительно грубодисперсного продукта (марка 160-560) из древесных отходов
традиционно используются молотковые мельницы, по сути, являющиеся модифицированными
дробилками, способными выдавать порошок нужного качества только в замкнутом цикле помола
с огромной циркуляцией «крупки». Попытки использования для помола древесных отходов
вибрационных мельниц, хотя и позволили получить порошки соответствующие марке 100, однако
расход энергии также оказался очень велик, порядка 1000-1200 кВт*ч на тонну продукта. К тому
же обязательным условием применения вибромельниц являлось предварительное тонкое
дробление сырья, а также его сушка до влажности 4%, что еще больше увеличивало
энергозатраты на получение древесного порошка. Эксперименты с воздухоструйными
мельницами также не увенчались успехом в плане повышения тонкости помола и снижения
расхода энергии. Из-за плохой, по сравнению с минеральными веществами (кварц, известняк и
т.д.), измельчаемости древесины, эти агрегаты оказались не приспособлены для производства
тонких марок 120 и меньше (1).
Основная проблема получения древесной муки с использованием мельниц, изначально
созданных для работы с хрупкими материалами поликристаллического строения, связана с
реализуемой ими моделью измельчения. Минеральное сырье, как правило, имеет прочность на
сжатие в 8-10 раз больше чем на изгиб и растяжение, то есть для его измельчения рационально
использовать удар. И молотковые и воздухоструйные мельницы относятся к типу
измельчительного оборудования ударного действия, вибрационные мельницы - ударноистирающего (2). Древесные отходы, такие как опилки, стружка, щепа и т.д. материалы не
хрупкие, а напротив упругие, удар по ним не приводит к их разрушению, значит, измельчение
таких материалов должно производиться другими способами.
Совершенно очевидно, что низкий КПД используемых в производстве древесной муки
молотковых мельниц связан с крайне неоптимальной моделью измельчения данного материала.
Шарнирные ударные элементы сами по себе не способны разрушить упругие частицы древесины,
они лишь сообщают им вихревой характер движения. Более чем скромные результаты
измельчения получены не за счет «основного», а за счет «побочного продукта» перемещения
помольных органов - закручивания потока и самоистирания частиц в этом потоке. Но сама
конструкция молотковых мельниц ввиду больших рабочих зазоров и массивности ротора не
способствует усилению положительного эффекта взаимного измельчения частиц в плотных
потоках.
Для кардинального уменьшения расхода энергии на получение тонкодисперсного древесного
порошка, требуется создание измельчительной машины принципиально иного типа, отличной от
молотковых, вибрационных и струйных мельниц.
Рис. 1 Импеллерная мельница «МИКРОКСИЛЕМА (ИМ-450)»
Машиностроительным предприятием «ТЕХПРИБОР» разработана и запущена в производство
импеллерная мельница модели «МИКРОКСИЛЕМА (ИМ-450)» (рис. 1), предназначенная для
тонкого помола древесных отходов. Мельница относится к типу измельчительного оборудования
истирающего действия, ее рабочим органом является лопастной ротор- импеллер. Основное
отличие импеллерной мельницы «МИКРОКСИЛЕМА (ИМ-450)» от оборудования аналогичного
назначения, это возможность формирования в камере помола зоны интенсивного
самоизмельчения тороидальной формы, где вихревой характер движения частиц дополняется их
радиальным перемещением в плотном слое.
Оригинальная конструкция импеллера и статора мельницы позволяют создать две практически
независимые области измельчения. Первая, с увеличенными рабочими зазорами для
предотвращения поломок рабочих органов, связанных с попаданием в камеру помола
недробимых включений, а вторая, напротив, с малыми зазорами для эффективного помола и
динамической классификации частиц, согласно их размеров.
Испытания импеллерной мельницы «МИКРОКСИЛЕМА (ИМ-450)» подтвердили высокую
эффективность данного оборудования при помоле неподготовленных опилок хвойных и
лиственных пород древесины (рис. 2).
Исходный материал: Опилки, сучья, ветки Ø 30 мм, длина до 20 мм
Материал после измельчения на импеллерной мельнице «МИКРОКСИЛЕМА (ИМ-450)»
Рис. 2
Полученный порошок состоит из частиц размерами 2-5 микрон (70%) и 7-10 микрон (30%)
(исследования по изучению гранулометрии порошков проводились Государственным НИИ
«Синтезбелок»). Производительность мельницы составляет 100 кг/ч. Расход энергии на получение
одной тонны тонкодисперсного порошка не превышает 300 кВт*ч.
Таким образом, по сравнению с известными видами оборудования тонкого помола древесины,
импеллерная мельница «МИКРОКСИЛЕМА (ИМ-450)» имеет в 3.5- 4 раза меньший расход
энергии, на получение древесного порошка D90 < 10 мкм, что позволяет говорить об успешной
реализации в данном аппарате одной из наиболее эффективных моделей измельчения
волокнистых материалов - самоистирание частиц в плотных потоках.
А.Б. Липилин, генеральный директор МП «ТЕХПРИБОР»;
М.В. Векслер, инженер, ведущий специалист;
Н.В. Коренюгина, главный технолог.
Список литературы:
Г.С. Ходаков Тонкое измельчение строительных материалов. Москва, 1972. С -188-240.
П. М. Сиденко Измельчение в химической промышленности. Москва, 1977. С-135-234.