Измельчение дроблением

     Общие сведения. Зоотехнические требования к приготовлению концентрированных кормов для лошадей и крупного рогатого скота предусматривают разрушение оболочки зерна и размер частиц после дробления не более 3 мм (крупное дробление), Для свиней и птицы - до 1 мм при кормлении полужидкими кормами и для птицы - 2...3 мм при сухом кормлении. В готовом корме нежелательно присутствие пылевидной фракции (не более 2%). Пылевидные частицы плохо смачиваются слюной животных и желудочным соком и, как следствие, плохо перевариваются. Кроме того, пылевидная фракция взрывоопасна и плохо воздействует на дыхательные органы людей, вызывая различные легочные заболевания и снижая производительность труда обслуживающего персонала.

     Способы измельчения кормов. Применяемые для кормления  сельскохозяйственных животных грубые, концентрированные, сочные корма и их разновидности резко различаются по та таким физико-химическим  свойствам, как размерные характеристики, объемная масса, плотность, влажность, усилия для разрушения и т.д. Один из основных способов обработки кормов – измельчение. Его проводят с целью ускорения процессов переваривания кормов в желудке животных и повышения усвояемости питательных веществ. Это связано с тем, что скорость переваривания питательных веществ зависит от площади поверхности частиц корма. Наиболее распространенные способы измельчения кормов (рисунок 1) – дробление ударом, истирание шероховатыми поверхностями, резание лезвием и их разновидности.

     Выбор способа измельчения кормов зависит  от физико-механических свойств исходного материала, минимума энергозатрат на процесс и требований к качеству конечного продукта. При скармливании кормов, отвечающих зоотехническим требованиям к их измельчению, обеспечивается максимальный выход животноводческой продукции при минимуме затрат. 

   Рисунок 1 - Способы измельчения кормов:

а - дробление ударом; б - истирание или размол; в - раскалывание;               г - плющение; д - резание; т - масса измельчаемого корма; v - скорость передвижения измельчающих поверхностей; Р – разрушающая сила. 
 

Измельчение дроблением

  Универсальная кормодробилка КДУ-2,0 «Украинка» предназначена для дробления концентрированных, зеленых и грубых кормов и может применяться как отдельно, так и в поточных технологических линиях кормоцехов. Она является универсальной комбинированной машиной и включает в себя соломосилосорезку с режущим аппаратом барабанного типа для предварительного измельчения грубых и зеленых кормов и молотковую роторную дробилку для получения муки, дерти или мезги.

  Основные  сборочные единицы кормодробилки: дробильный барабан, расположенный в дробильной камере; вентилятор с пневмопроводом, циклоном, шлюзовым затвором, раструбом и фильтром; зерновой бункер; ножевой барабан; питающий и прессующий транспортеры; передаточный механизм с редуктором; электропривод и рама.

   Технологический процесс кормодробилки протекает  так. Зерно или жмыховый шрот из приемного  бункера 4 (рисунок 2) поступает в дробильную камеру 3. Подача регулируется заслонкой 5, а загрузка кормодробилки контролируется амперметром-индикатором. Перед поступлением в дробильную камеру зерно очищается от металлических примесей постоянным магнитом. Дробильная камера имеет чугунную станину, где на самоустанавливающихся подшипниках роликового типа крепится дробильный барабан. Он состоит из восьми дисков, с внешней стороны которых расположены пальцы с шайбами и шарнирно подвешены     84 молотка прямоугольного типа. Две трети дробильной камеры по окружности занимает дека (рифленая или с пробивными отверстиями) и одну треть - сменное решето, при помощи которого регулируется степень измельчения концентрированных кормов и отводится раздробленная масса из дробильной камеры. В дробильной камере происходят удары, которые можно подразделить на четыре вида: свободный - молотком влет (наиболее эффективный), отражательный о деку, о решето, соударение частиц.

   От  конструкции молотков в значительной степени зависят эффективность использования энергии и качество измельчения кормов. В отечественных кормодробилках применяют преимущественно пластинчатые молотки со ступенчатыми острыми углами (гранями), которые считаются наиболее эффективными. Окружная скорость молотков в дробилке 70,6 м/с. Из подрешетного пространства раздробленная масса (смесь измельченного корма с воздухом) отсасывается вентилятором (2) и нагнетается в циклон (1), а оттуда через шлюзовой затвор (7) поступает в выгрузной раструб (8) мешкодержателей с перекидной заслонкой и в тару. Воздух вместе с пыльной фракцией возвращается по замкнутому пневмопроводу в дробильную камеру, и частично, уходит в атмосферу через матерчатый фильтр (9).

   Шлюзовой  затвор представляет собой ротор  с лопастями, вращающимися в корпусе и получающих движение от вала дробильного барабана через клиноременную передачу и червячный редуктор. Шлюзовой затвор и замкнутый цикл этой дробилки обеспечивают меньшую запыленность воздуха при работе по сравнению с выпускавшимися ранее кормодробилками.

  Измельчение грубых (сухих стебельчатых) и зеленых  кормов (рисунок 2, б, в) в дробилке осуществляется так же, как и зерна, но в этом случае сено, солома или кукурузные початки подаются на питающий транспортер (13), уплотняются прессующим транспортером (12) и в таком виде поступают к ножевому барабану (11), где материал предварительно измельчается. Ножевой барабан состоит из трех согнутых по винтовой линии ножей, каждый из которых двумя болтами жестко крепится на опорных поверхностях двух фигурных стальных дисков. Между ножами и противорежущими пластинами устанавливают зазор (0,5...1,0 мм), который регулируют при помощи двух упорных винтов.

  После измельчения ножевым барабаном  материал попадает в дробильную камеру, где вторично измельчается молотками ротора. Далее измельченный грубый корм (через решето или без решета) совершает тот же путь, что и измельченный концентрированный корм.

   В случае измельчения влажных зеленых  кормов машину переоборудуют, для чего открывают крышку корпуса дробилки, вынимают сменное решето и устанавливают вместо него глухую деку с вырезом и дефлектор. Дробила в этом случае работает по прямо прямоточному циклу: измельченный зеленый корм из дробильной камеры выбрасывается напрямую через окно в крышке дробильной камеры и выгрузной патрубок в тару.

   Производительность  при дроблении зерна до 2 т/ч. Установленная мощность электродвигателя 30 кВт.

Рисунок 2 - Схемы работы дробилки КДУ-2,0 «Украинка» на измельчении сыпучих (а), сухих стебельчатых (б), зеленых и сочных кормов (в):

1 - циклон; 2 - вентилятор; 3 - дробильная камера; 4 - бункер; 5 - заслонка;  6 - ротор; 7 - шлюзовой затвор; 8 - раструб; 9 - пылеуловитель; 10 - решето; 11 - ножевой барабан; 12, 13 - транспортеры; 14 - рассекатель; 15 - горловина с дефлектором.

   Безрешетная дробилка ДБ-5 (рисунок 3) предназначена для измельчения различных видов фуражного зерна влажностью не более 17%. Как самостоятельная машина применяется дробилка ДБ-5-1, а для комплектования комбикормовых цехов - дробилка ДБ-5-2.

  В комплект ДБ-5-1 входят дробилка, загрузочный  13 и выгрузной 4 шнеки. Основные сборочные единицы дробилки: дробильная камера 3 с барабаном 17, зерновой бункер 12, разделительная камера 11 со шнеком 10, напорный трубопровод, автоматический регулятор загрузки АРЗ-1, электродвигатель, система управления.

                                                    10    11

 
Рисунок 3 - Технологическая схема безрешетной дробилки      типа ДБ-5:

1 - рама; 2 - корпус; 3 - дробильная камера; 4 - выгрузной шнек;           5 - электродвигатели шнеков; 6 - корпус шнека; 7 - кормопровод;        8 - заслонка; 9 - сепаратор; 10 - шнек разделительной камеры;              11 - разделительная камера; 12 - зерновой бункер; 13 - загрузочный шнек; 14 - датчики уровня; 15 - заслонка бункера; 16 - постоянный магнит; 17-дробильный барабан; 18 - крышка дробильной камеры; 19 - дека; 20 - вспомогательный шнек.

   Внутри  зернового бункера установлены  датчики нижнего и верхнего уровней зерна, которые обеспечивают автоматическое включение и выключение загрузочного шнека. Управление заслонкой подачи зерна в дробильную камеру производится в зависимости от загрузки электропривода ротора дробилки. Металлические включения, находящиеся в зерне, улавливает магнитный сепаратор. Зерно измельчается в дробильной камере ротором с набором молотков. Степень измельчения и качество помола регулируют заслонками, расположенными в разделительной камере и сменой сепаратора. Крупная фракция направляется на повторное измельчение, а мелкая шнеком удаляется из разделительной камеры в тару. Сепаратор устанавливают в зависимости от вида измельченного зерна: для овса – с отверстиями диаметром 16 мм, для других культур – диаметром 8 мм. К верхней части камеры крепят тканевый фильтр, предназначенный для частичного сброса циркулирующего в дробилке воздуха. В нижней части камеры установлен шнек для выгрузки из нее готового продукта.

   Конструкция дробилки ДБ-5 обеспечивает замкнутую  циркуляцию воздуха и измельченного продукта, что снижает запыленность окружающей среды. Производительность дробилки ДБ-5 в 1,5...2 раза выше, чем у дробилки КДУ-2,0.

   Вальцовые зернодробилки работают по принципу раскалывания и раздавливания. При раскалывании корм получается в виде крупки с малым содержанием мучнистой пылевидной части, что в большей степени отвечает зоотехническим требованиям. В зернодробилках, работающих по принципу раскалывания, вальцы имеют нарезную рифленую рабочую поверхность и вращаются в разные стороны с различными частотами, а в зернодробилках, работающих по принципу раздавливания (зерноплющилках), вальцы с гладкой рабочей поверхностью также вращаются в разные стороны, но с одинаковой частотой.

   Наиболее  распространены вальцовые станки типа ЗМ, выпускаемые в четырех модификациях и отличающиеся между собой размерами вальцов (DxL), а также вальцовый станок ВМП аналогичной конструкции. Эти зернодробилки широко применяют на мельницах и комбикормовых заводах.

   Жерновые  и шаровые мельницы работают по принципу растирания. Выпускают мельницы с горизонтальным (для продовольственного зерна) и вертикальным (для фуражного зерна) расположением жерновов. На жерновых мельницах можно получить различную степень размола зерновых кормов в муку или дерть. Рабочие органы таких мельниц - жернова, изготовленные из твердых естественных или искусственных пород в виде крошки (кварца, корунда, наждака и др.), сцементированной на вязком материале (магнезите и др.). Жернова обязательно оковывают стальными обручами во избежание их разрыва при вращении. На рабочей поверхности жерновов высечены специальные бороздки, которые отходят от центра к периферии и имеют треугольную форму поперечного сечения. Эти бороздки выполняют несколько функций: по ним зерно транспортируется к внешнему мелющему поясу, их острые кромки частично участвуют во вскалывании зерна, и, наконец, они способствуют вентиляции (охлаждению) рабочих поверхностей, которые сильно нагреваются в результате трения.

  Рабочий процесс жерновой мельницы протекает  так. Зерно проходит между жерновами по центру и попадает в приемный пояс, откуда по бороздкам транспортируется через подводящий пояс, частично скалывается и попадает в мелющий пояс, где окончательно растирается. Необходимую степень помола получают, регулируя зазор между рабочими поверхностями жерновов.

  Производительность  мельниц с вертикальным расположением  жерновов примерно в два раза выше, чем мельниц с горизонтальным расположением жерновов, однако помол у них получается менее равномерным, так как часть материала, не измельченного до конца, успевает пройти вниз под действием собственной тяжести.