Состояние проблемы измельчения корнеклубнеплодов

УДК 331.45 © 2015

СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ КОРНЕКЛУБНЕПЛОДОВ

Р. А. Смирнов, преподаватель кафедры «Охрана труда и безопасность жизнедеятельности»

А. И. Котин, преподаватель кафедры «Охрана труда и безопасность жизнедеятельности» Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, Княгинино

Аннотация. В статье рассмотрены существующие способы измельчения корнеклубнеплодов, их достоинства и недостатки. Определены ближайшие возможные перспективы развития способов приготовления сочных кормов. Особое место в кормовом балансе занимают корнеклубнеплоды. Они отличаются хорошими вкусовыми качествами, охотно поедаются животными, обладают диетическими свойствами и представляют особую ценность для КРС и свиней. Питательные вещества корнеплодов перевариваются на 85-92 %. Измельчение корнеклубнеплодов необходимо для смешивания с другими кормами, повышения усваиваемости питательных веществ, устранения возможности заглатывания животными и застревания в пищеводе больших частиц и облегчения работы животных на раскусывание и пережевывание.

По принципу выполнения технологического процесса измельчители корнеклубнеплодов разделяются на машины с режущими рабочими органами и ударного действия. Рабочие органы с ножами хорошо режут без выделения сока, но быстро изнашиваются и ломаются в результате абразивного действия земли и попадания камней. Поэтому большее распространение получили измельчители ударного действия, у которых рабочими органами являются молотки, фрезы, штифты. Однако эти машины имеют высокую энергоемкость на единицу перерабатываемого корма и большую часть корма превращают в мезгу с крупностью частиц 0-3 мм. Измельчители типа ИКМ допускают потерю сока (до 6 % по массе) из-за повреждения корней винтовым конвейером.

В соответствии с зоотехническими требованиями корнеклубнеплоды целесообразно измельчать до частичек 10-15 мм для крупного рогатого скота, 5-10 мм для свиней и птицы 4-5 мм.

Ключевые слова: питательные вещества, потеря сока, измельчающий аппарат, корнеклубнеплоды, измельчители, кормовой рацион, технологическая схема, процесс резания, энергоемкость.

Постановка проблемы в общем виде и ее связь с важными научными и практическими задачами. Как показал проведенный краткий анализ, в настоящее время не существует технологического оборудования, которое бы эффективно выполняло процесс одновременной дозированной подачи и измельчения корнеклубнеплодов, являющихся неотъемлемой составной частью кормовых рационов. Применяемое на сегодняшний день технологическое оборудование для подготовки корнеплодов к скармливанию отличается большой энергоемкостью, металлоемкостью. Для выполнения процессов приготовления кормовых смесей с использованием корнеплодов необходимо дополнительно устанавливать специальные дозаторы, что влечет за собой дополнительные затраты и снижает надежность работы всей линии. Поэтому разработка измельчителя - дозатора корнеклубнеплодов, работающего по принципу резания кубиками и совмещающего процессы измельчения и дозирования в одной машине, представляется актуальной.

Анализ последних исследований и публикаций, в которых рассматривались аспекты этой проблемы и на которых обосновывается автор; выде-

ление неразрешенных раньше частей общей проблемы.

Результаты исследования кормовых измельчителей и приготовления кормов для скота представлены в работах таких ученых, как Липинский В. И., Савиных П. А. [3], Медведев О. Ю. [4], Устюгов С. Ю. [5] и другие. Однако на сегодняшний день введены новые способы и технологические схемы приготовления кормов и необходимо акцентировать внимание на принципиальных отличиях новых подходов к проблеме от существовавших прежде, рассмотреть возможные сложности и недостатки, над которыми предстоит работать.

Формирование целей статьи (постановка задания). Необходимо исследовать принципиальные процессы пищеварительного тракта скота, подобрать наиболее подходящую фракцию продукта. Определить подходящую технологическую схему. Выделить наиболее современные кормовые измельчители. Понять, чем они принципиально отличаются от существовавших ранее. И каковы направления и перспективы развития процессов кормоприготовления.

Изложение основного материала исследования.

37

Продуктивность крупного рогатого скота, как в молочном, так и в мясном скотоводстве, во многом зависит от технологии кормления. Многочисленными исследованиями установлено, что только качественно приготовленные корма дают наибольшую отдачу в виде продукции животноводства.

При комплексном и равномерном поступлении питательных веществ, как правило, отмечается повышенное их усвоение и, как следствие, увеличивается продуктивность, снижаются затраты кормов на производство продукции [14].

Обзор литературных источников показывает, что на ближайшую перспективу рацион кормления крупного рогатого скота будет многокомпонентным.

Одним из компонентов, постоянно присутствующим в зимнем рационе, будут сочные корма в виде корнеклубнеплодов. С увеличением продуктивности их содержание в рационе возрастает. Качество и питательная ценность корнеклубнеплодов во многом связаны с условиями их хранения и подготовкой к скармливанию [16].

Для подготовки корнеклубнеплодов к скармливанию существуют следующие технологические схемы:

прием - мойка (сухая очистка) - выдача;

прием - мойка (сухая очистка) - измельчение

- выдача;

прием - мойка (сухая очистка) - измельчение

- смешивание - силосование - выдача;

прием - мойка - запаривание - измельчение -выдача;

прием - мойка - измельчение - сушка - выдача;

прием - мойка - измельчение - фракционирование - выдача.

Анализируя представленные технологические схемы, следует отметить, что по энергоемкости процесса приготовления их можно разделить на две группы: с применением термической обработки и без термической обработки. В зависимости от этого в технологические линии включаются машины, функциональное назначение которых соответствует выбранной технологической схеме.

Для приема корнеклубнеплодов в стационарных технологических линиях наибольшее распространение получили транспортеры корнеклубнеплодов ТК-5Б и ТК-5, включающих два или один шнековый и один скребковый транспортеры [6].

Основным их недостатком является необходимость заглубления, что требует дополнительных затрат на строительно-монтажные работы и затрудняет техническое обслуживание. Реже используют для накопления и подачи питатели типа ПБ-2М

(ПБ-15). Для них характерна большая неравномерность подачи продукта. Более совершенен питатель-дозатор корнеклубнеплодов ПДК-Ф-15-1 (рис. 1) [49]. Для его установки не требуется больших капитальных вложений. Устанавливается он на любой ровной горизонтальной площадке.

Устроен он следующим образом. На раме шарнирно закреплен лоток, в который самосвальным транспортером загружаются корнеклубнеплоды, лоток при помощи двух гидроцилиндров поднимается на угол до 60°. Корнеклубнеплоды, перемещаясь под собственным весом, захватываются шнеком и дозированно подаются далее по технологии. Аналогично устроен питатель ПКЖ-Ф-15.

Наиболее рациональной является схема, в приемном отделении которой установлен транспортер-загрузчик ТЗК-30А (рис.1).

Он представляет собой самоходную электрифицированную машину на пневматическом ходу, предназначенную для приема корнеклубнеплодов

из самосвальных транспортных средств и подачи их на высоту до 6 метров. Состоит из установленного на раме приемного бункера, оборудованного двумя гидроцилиндрами для подъема его в транспортное положение. Скорость полотна подвижного дна бункера регулируется для изменения подачи продукта. Подъемный транспортер принимает продукт с подвижного дна бункера и подает его к разгрузочному транспортеру. Для предотвращения скатывания корнеклубнеплодов прорезиненная лента транспортера снабжена резиновыми лопастями.

Рисунок 1 - Питатель-дозатор корнеклубнеплодов ПДК-Ф-15-1

Наиболее рациональной является схема, в приемном отделении которой установлен транспортер-загрузчик ТЗК-30А (рис. 1).

Он представляет собой самоходную электрифицированную машину на пневматическом ходу, предназначенную для приема корнеклубнеплодов из самосвальных транспортных средств и подачи

38

их на высоту до 6 метров. Состоит из установленного на раме приемного бункера, оборудованного двумя гидроцилиндрами для подъема его в транспортное положение. Скорость полотна подвижного дна бункера регулируется для изменения подачи продукта. Подъемный транспортер принимает продукт с подвижного дна бункера и подает его к разгрузочному транспортеру. Для предотвращения

скатывания корнеклубнеплодов прорезиненная лента транспортера снабжена резиновыми лопастями.

ТЗК-30А не требует заглубления, легко транспортируется и может использоваться в других технологических линиях. Основным недостатком данной машины является неравномерность подачи продукта.

1- бункер приемный, 2 - транспортер подъемный, 3 - транспортер выгрузной, 4 - система подъема выгрузного транспортера, 5 - система поворота выгрузного транспортера, 6 - часть ходовая, 7 - рама

Приготовление корнеклубнеплодов с применением термической обработки довольно широкое распространение получило в Республике Беларусь и таких странах, как Германия, Польша, Австралия. С помощью термообработки производят консервирование фуражного картофеля методом сушки и запаривания.

Сущность технологии консервирования запаренного картофеля заключается в следующем. Очищенный от земли, камней и прочих посторонних примесей картофель запаривается в специальных агрегатах, измельчается, охлаждается и загружается в ямы. Заполненная яма укрывается различными материалами для изоляции от доступа воздуха и осадков. В результате молочнокислого брожения повышается кислотность массы, что обеспечивает ее сохранность в течение длительного времени.

Для консервирования картофеля в запаренном виде могут использоваться машины, применяемые в кормоцехах, такие как АЗК-3, ЗПК-4 и F-405A.

Картофелезапарочный агрегат АЗК-3 (рис. 3) предназначен для мойки, отделения тяжелых и лег-

ких примесей, запаривания, измельчения и выгрузки картофеля. Работает агрегат следующим образом.

Загрязненный картофель подается в ванну центробежной мойки, где происходит отделение тяжелых и легких примесей, а также смывание грязи. Загрузочным шнеком клубни подаются в запарочный чан. У загрузочной горловины установлен клапан, предотвращающий выход пара из запарника. Пар поступает от котла парообразователя, производительность которого должна быть не ниже 600-700 кг пара в час. В период готовности картофеля включается выгрузной шнек, в конце которого установлена мялка пальцевого типа. Запаренный картофель под напором шнека продавливается через зазоры между пальцами мялки и выгружается. В торце мялки имеется карман для улавливания случайно попавших твердых, не проходящих через мялку, примесей. Под выгрузным шнеком установлен малый шнек, нижние витки которого находятся в конденсатосборнике, а верхние - выходят в разгрузочную горловину мялки. Мелкие частицы картофеля, вымытые конденсатом из чана, оседают в

39

конденсатосборнике, откуда уносятся шнеком в общую массу запаренного картофеля.

Передвижной картофелезапарочный агрегат Б-405А (рис. 4), производства Германии, выполняет следующие операции: предварительную сухую

очистку картофеля, его мойку, отделение камней и других тяжелых включений, загрузку картофеля в запарочный чан, производство пара

низкого давления, запаривание картофеля, выгрузку его, охлаждение, мятие и выгрузку из машины. Таким образом, этот агрегат выполняет такие же операции, что и агрегат АЗК-3, за исключением производства пара. Кроме того, для передвижения агрегат установлен на пневматический ход, позволяющий производить его свободное перемещение.

Рисунок - 3 - Технологическая схема агрегата АЗК-3:

1 - мойка центробежная, 2 - транспортер камневыгрузной, 3 - вертушка для удаления легких примесей,

4 - водораспределитель, 5 - шнек загрузочный, 6 - клапан центробежный, 7 - чан запарочный, 8 - парораспределитель, 9 - датчик уровня картофеля, 10 - разводка пара, 11 - клапан редукционный, 12 - мялка, 13 - шнек выгрузной, 14 - шнек для выгрузки мезги из конденсата, 15 - конденсатосборник,

16 - датчик готовности картофеля

Агрегат F-405A предназначен для консервирования запаренного картофеля и рассчитан на непрерывный режим работы. Это, в свою очередь, ограничивает его возможности применения в технологических линиях кормоцехов.

Довольно необычный принцип измельчения запаренного картофеля использован при разработке двухбункерного картофелезапарочного агрегата. Он предназначен для мойки картофеля, отделения камней и других тяжелых включений с поочередной загрузкой запарочных чанов и их герметизацией, запаривания картофеля под давлением 0,05 МПа, быстрой выгрузкой с одновременным

Агрегат работает следующим образом. Картофель загрузочным транспортером подается в центробежную мойку агрегата 1, действующую по принципу работы мойки картофелезапарочного агрегата АЗК-3. Камни, отделенные от картофеля,

выводятся из мойки транспортером 2, а чистые клубни вертикальным шнеком 3 загружаются в один из запарочных чанов 10. При этом герметизирующая заслонка 7 должна быть открыта. О наполнении чана сигнализирует датчик уровня 6. Для быстрого и равномерного распределения пара парораспределитель 8 в виде цилиндрической трубы с отверстиями, установлен по оси чана на всю его длину. Образовавшийся при запаривании конденсат стекает на боковую стенку чана, оттуда в конденсатосборник, выполненный для герметизации чана в виде наплавковой камеры с запорным клапаном.

При готовности клубней, о чем сигнализирует датчик игольчатого типа 5, открывается выгрузная заслонка 11 и включается выдувное сопло 9, установленное в нижней конусной части чана. Струя пара, выходящая из сопла 9, увлекает запа-40

ренные клубни к выгрузному отверстию с большой скоростью, где они под действием резкого перепада давления взрываются, так как находящаяся внутри клубней влага, бурно вскипает. Давление в чане в начале разгрузки понижается на 35-40 % по отношению к первоначальному и в дальнейшем поддерживается на постоянном уровне за счет взрыва

клубней у разгрузочного отверстия, создавая как бы порог давления и за счет поступления новых порций пара из парораспределителя 8. Во время запаривания картофеля в одном чане другой загружается. Таким образом, в этом агрегате можно создать непрерывный процесс.

Рисунок 4 - Технологическая схема передвижного картофелезапарочного агрегата F-405 A:

1 - парообразователь, 2 - транспортер камневыгрузной, 3 - шнек загрузочный, 4 - мойка, 5 - барабан сухой очистки, 6 - конденсатосборник, 7 - шнек выгрузной, 8 - рама, 9 - шнек распределительный,

10 - вентилятор, 11 - кожух охладителя, 12 - чан запарочный, 13 - парораспределитель,

14 - диск распределительный, 15 - водоподогреватель, 16 - паронагреватель

Запаренный

картофель

Рисунок 5 - Технологическая схема двухбункерного картофелезапарочного агрегата:

1 - мойка, 2 - транспортер для выгрузки камней, 3 - шнек загрузочный, 4 - водопровод, 5 - датчик готовности картофеля, 6 - датчик уровня, 7 - заслонка загрузочного люка, 8 - парораспределитель, 9 - сопло выдувное, 10 - чан запарочный, 11 - заслонка выгрузного люка

41

Степень измельчения клубней зависит от давления насыщенного пара, а следовательно, и от его температуры. Средневзвешенный размер частиц картофеля уменьшается с 11 до 5 мм при изменении температуры от 108 до 115 °С, что соответствует давлению насыщенного пара 0,04-0,07 МПа.

При всей своей оригинальности и простоте конструкции данный агрегат, работающий с измельчением запаренного картофеля за счет энергии, накопленной в них теплоты, имеет большую производительность выгрузки, которая затрудняет последующее охлаждение картофеля при консервировании. Специальные охлаждающие устройства оказываются громоздкими и малоэффективными.

В отличие от запаривания картофеля, где тепловая энергия затрачивается только на нагревание до 93-98 °С массы, влажностью 75-80 %, на сушку ее требуется почти в 5 раз больше, так как влагу необходимо в этом случае испарить. Тем не менее сушка имеет свои неоспоримые преимущества перед запариванием. Мука из сушеного картофеля характеризуется высокими кормовыми достоинствами: один килограмм муки содержит 1,2—1,3 кг кормовых единиц, т. е. больше, чем в муке зерновых культур, 70 г переваримого протеина, 2,6 г кальция, 1,7 г фосфора.

Муку из сушеного картофеля можно хранить неограниченно долго практически без потерь питательных веществ [4].

Технологическая линия сушки картофеля (рис. 6) состоит из приемного бункера, агрегата сухой очистки, мойки и измельчения и двух последовательно установленных сушильных агрегатов.

Технологический процесс сушки осуществляется следующим образом. Картофель подвозится к пункту сушки самосвальными транспортными средствами и разгружается в приемный бункер линии. В качестве приемного бункера используются питатели-дозаторы ПДК-Ф-15, ПЖК-Ф-15 либо транспортер-загрузчик ТЗК-30. Сильно засоренный камнями, почвой и растительными остатками картофель использовать не рекомендуется. Производительность питателя устанавливается в зависимости от влажности и крахмальности картофеля. Из питателя картофель поступает в агрегат мойки и измельчения, где производится предварительная сухая очистка его от свободной почвы и легких растительных остатков, мойка в потоке воды, отделение от тяжелых примесей и измельчение на ломтики толщиной 4-5 мм.

Рисунок 6 - Технологическая схема сушки корнеклубнеплодов на двух последовательно установленных агрегатах АВМ-0,65:

1 - бункер приемный, 2 - транспортер подающий,

3 - барабан сухой очистки, 4 - насос фекальный,

5 - агрегат для мойки и измельчения,

6 - транспортер загрузочный, 7 - битер,

8 - сушильный барабан агрегата № 1, 9 - большой циклон агрегата № 1, 10 - транспортер перегрузочный, 11 - сушильный барабан агрегата № 2,

12 - большой циклон агрегата № 2, 1,

3 - малые циклоны агрегата № 2,

14 - шнек распределительный

Агрегат для очистки и измельчения (рис. 7) представляет собой модернизированный измельчи-тель-камнеуловитель ИКУ-Ф-10. На нем установлено иное измельчающее устройство. Его ротор имеет спиральные лопасти, с разворотом спирали по ходу вращения ротора, благодаря чему клубни заклиниваются между неподвижной стенкой ротора и лопастью и в момент резания не проворачиваются. Это обеспечивает получение ломтиков равномерной толщины и минимальное количество мезги. Толщина получаемых ломтиков, равная 4-5 мм, обусловлена тем, что увеличение толщины более 5 мм значительно увеличивает время сушки, и ломтики выходят из второго агрегата недосушенными. Уменьшение толщины менее 4 мм нарушает технологический процесс, так как ломтики прилипают к внутренним элементам сушильного барабана, пересыхают и загораются. То же самое происходит при некачественном измельчении, когда получается мезга или конусные ломтики.

42

Рисунок 7 - Технологическая схема агрегата для мойки и измельчения картофеля на ломтики:

1 - барабан сухой очистки, 2 - шнек вертикальный, 3 - измельчитель, 4 - лоток, 5 - мойка центробежная, 6 - заслонка регулировочная,

7 - диск моечный, 8 - кожух камнеотделителя,

9 - диск камнеотделителя,

10 - транспортер камневыгрузной

Машины для сушки ломтиков представляют собой установленные последовательно два пневмобарабанных сушильных агрегата АВМ-0,65. Они выполняют следующие технологические операции: производство горячего сушильного агента, дозированную подачу ломтиков картофеля во внутренний барабан первой сушилки, сушку ломтиков последовательно в двух агрегатах, отделение высушенного продукта от сушильного агента, дозированную выдачу ломтиков на дробилку, измельчение их в муку, охлаждение и распределение в упаковочную тару.

При правильном ведении процесса сушки белковый состав картофеля практически не изменяется, не снижается в нем и суммарное содержание аминокислот. В зависимости от влажности и крахмальности клубней выход сухого картофеля различен и составляет 1 т сухого картофеля из 3,6-5,4 т сырых клубней.

Приготовление сушеного картофеля для кормовых целей большого распространения не получило, однако в Германии, Польше, Швейцарии, Австралии и других приобретает все большее значение [2].

Накопленный мировой опыт по технологии сушки корнеклубнеплодов и их использованию в кормлении сельскохозяйственных животных свидетельствует об эффективности и целесообразности этого вида заготовки.

Однако в настоящее время технология сушки картофеля еще не отработана, в связи с чем качество получаемого сушеного продукта, его кормовая ценность, а следовательно, эффективность использования при кормлении животных колеблется в довольно широких пределах. Следует отметить, что сушка картофеля в ряде стран, в том числе и в России, еще не рентабельна. Зерновой корм обходится дешевле [15].

Одним из способов глубокой переработки корнеклубнеплодов является фракционирование. Под фракционированием следует понимать разделение кормовых материалов на составные части с целью выделения наиболее питательной составляющей и снижение затрат на обработку корма.

В основу фракционной переработки корнеклубнеплодов положен метод отжатия клеточного сока из картофельной кашки с последующей раздельной переработкой полученных фракций.

По предлагаемой технологии картофель после мойки и измельчения разделяется прессованием на две части: плотную (жом) и жидкую (клеточный сок). Плотная фракция рыхлится, досушивается, затем снова рыхлится и с помощью просеивания через сито разделяется на крахмалопродукт и картофельную муку. В сухом веществе крахмалопродукта содержится 90-92 % крахмала.

Из жидкой фракции методом термической коагуляции и фильтрования выделяется протеиновая суспензия, которая может быть использована в качестве добавки в корм скоту или для получения концентрата с содержанием протеина не менее 40 %, являющегося полноценным заменителем кормов животного происхождения (рыбной муки, молока и т. п.). После выделения из клеточного сока протеиновой суспензии остается безбелковый (коричневый) сок, который сгущается до содержания в нем 30-50 % сухих веществ. Концентрат безбелкового картофельного сока обладает высокими биологическими и кормовыми качествами.

Технологический процесс фракционной переработки картофеля предусматривает проведение следующих основных операций: прием картофеля на переработку; мойку; отделение камней и других примесей; измельчение картофеля; выделение клеточного сока; высокотемпературную сушку плотной фракции для получения картофельной муки и крахмалопродукта; тепловую коагуляцию белковой фракции клеточного сока и выделение протеиновой суспензии; сушку суспензии для получения протеинового концентрата; сгущение коричневого сока для получения безбелкового концентрата картофельного сока.

43

В зависимости от назначения получаемых продуктов и применяемого оборудования технологическая схема переработки картофеля видоизменяется. Например, протеиновая суспензия вместо сушки может смешиваться с картофельной мукой или комбикормом для получения влажной смеси, обогащенной протеином. Возможен вариант сушки кормовой смеси, заготовки ее впрок.

В России, в частности в северо-восточном регионе, приготовление корнеклубнеплодов с использованием термической обработки широкого распространения не получило ввиду больших энергетических затрат на осуществление технологического процесса. Корнеклубнеплоды, преимущественно, скармливают в свежем виде. Непосредственно перед скармливанием их очищают от примесей и измельчают.

Эта линия является стационарной и предназначена для приема корнеклубнеплодов из самосвальных транспортных средств, предварительной сухой очистки, отделения крупных и мелких примесей, мойки и измельчения. ЛОК-Ф-15 состоит из питателя корнеклубнеплодов и жома ПКЖ-Ф-15, конвейера-очистителя корнеклубнеплодов КОК-Ф-15 и мойки-измельчителя корнеклубнеплодов МИК-Ф-15. Технологический процесс осуществляется следующим образом. Корнеклубнеплоды из самосвальных средств загружаются в лоток питателя корнеклубнеплодов и жома. Гидроцилиндрами лоток поднимается на 60 градусов. Из питателя корнеклубнеплоды дозированно подаются на конвейер-очиститель, далее, перемещаясь в направлении мойки-измельчителя, очистными вальцами предварительно очищаются от остатков почвы, песка, глины. Мелкие камни и другие посторонние включения также удаляются через пространство между вальцами. Очищенные корнеклубнеплоды подаются в наполненный водой приемный бункер мойки-измельчителя. Здесь корнеклубнеплоды моются и вертикальным конвейером мойки-измельчителя перемещаются на измельчитель, где измельчаются и выгружаются для дальнейшего использования. Крупные примеси и посторонние механические включения оседают на дно приемного бункера мойки-измельчителя и удаляются очистным транспортером [13].

Основным недостатком данной технологической линии является то, что качество очищаемого продукта при загрязненности корнеклубнеплодов высоковлажной связанной почвой не удовлетворяет зоотехническим требованиям: возможны потери мелких корнеклубнеплодов, особенно картофеля. Измельчающий аппарат переизмельчает продукт и допускает большие потери сока.

Анализируя технологии переработки картофеля, следует отметить, что во всех технологиче-

ских линиях присутствуют такие основные технологические операции, как очистка корнеклубнеплодов от посторонних примесей и их измельчение.

Проведенный анализ показывает, что у существующих машин для измельчения корнеклубнеплодов имеются существенные недостатки. Во многих случаях это большая энергоемкость, сложность конструкции, значительные повреждения рабочих органов при попадании камней и металлических включений, в ряде случаев низкая производительность и невозможность измельчения крупных корнеклубнеплодов.

Таким образом, процесс измельчения корнеклубнеплодов требует дополнительных исследований.

Результаты исследований показывают перспективность применения измельчителей корнеклубнеплодов в связи с экономической целесообразностью и возможностью внедрения энергосберегающей технологии в кормоприготовлении путем совмещения операций измельчения и дозирования в одной машине. Как показал анализ, в настоящее время не существует технологического оборудования, которое выполняло бы процесс одновременного измельчения и дозированной выдачи корнеклубнеплодов, являющихся неотъемлемой частью кормовых рационов.

Применяемое технологическое оборудование для подготовки корнеклубнеплодов к скармливанию отличается большой энергоемкостью, металлоемкостью и требует больших затрат при монтаже, эксплуатации и техническом обслуживании. Необходимо отметить, что теоретические разработки и экспериментальные исследования процесса измельчения недостаточно полны для создания более совершенных машин. Большинство исследований по установлению закономерностей процесса измельчения выполнены в лабораторных условиях, при существенной идеализации процесса.

В соответствии с целью ставились следующие задачи:

1. Разработать модели функционирования измельчителя корнеклубнеплодов.

2. Теоретически обосновать основные параметры измельчителя корнеклубнеплодов.

3. Предложить конструктивно-технологическую схему измельчителя в составе линии приготовления корнеклубнеплодов.

4. Экспериментально исследовать и оптимизировать параметры и режимы работы измельчителя корнеклубнеплодов.

5. Провести производственные испытания и оценить энергетическую эффективность линии измельчения корнеклубнеплодов.

44

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Концепция развития механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства Северо-Восточного региона европейской части России на 1997 и на период до 2000 года. Киров : НИИСХ Северо-Востока, 1997. 80 с.

2. Концепция развития механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства Нечерноземной зоны России на 1995 год и на период до 2000 года. Санкт-Петербург, 1993. 200 с.

3. Концепция научного обеспечения животноводства Северо-Восточного региона России. Киров : НИИСХ Северо-Востока, 1997. 27 с.

4. Авраменко П. С., Вербин О. А., Иоффе В. Б., Постовалова Л. М. Приготовление кормов по новым технологиям. Минск : Ураджай, 1977. 152 с.

5. Алабужев П. М. и др. Теория подобия и размерностей. Моделирование. М. : Высшая школа, 1968. 205 с.

6. Алешкин В. Р. Повышение эффективности процесса и технических средств механизации измельчения кормов: Дис.... д-ра техн. наук. Киров, 1995.446 с.

7. Алешкин В. Р., Рощин П. М. Механизация животноводства. Учебн. пособие для высш. с.-х. учеб. заведений. 2-е изд. перераб. и доп. М. : Колос, 1993.319 с.

8. Американская техника и промышленность // Сборник рекламных материалов. 1978. № 8. С. 156.

9. Савиных П. А. Повышение эффективности функционирования технологических линий приготовления и раздачи кормов путем совершенствования процессов и средств механизации. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. 1999 г.

10. Охотников Б. Л. Повышение эффективности механизированных процессов производства картофеля в зоне Урала путем совершенствования технических средств для ресурсосоемких технологических операций. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. 2009 г.

11. Остальцев В. П. Разработка и обоснование параметров измельчителя корнеклубнеплодов для технологических линий приготовления кормосмесей на животноводческих фермах. Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук. 2000 г.

12. Лазарев М. В. Технология обработки корнеклубнеплодов с обоснованием параметров и режимов работы измельчающего аппарата. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. 2000 г.

13. Аюгин Н. П. Снижение энергоемкости измельчения корнеплодов с разработкой измельчителя и обоснованием его конструктивно-режимных параметров. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. 2010 г.

14. Калимуллин М. Н. Разработка и обоснование параметров ротационного ботвоизмельчителя корнеклубнеплодов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата тех. наук. 2009 г.

15. Свистунов И. И. Повышение качества измельчения корнеплодов путем совершенствования питающего устройства измельчителя. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. 2002 г.

16. Немчанинов В. В. Обоснование параметров работы мобильного измельчителя-смесителя-раздатчика кормов в режиме измельчения. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. 2003 г.

17. Зиганшин Б. Г. Повышение эффективности технических средств приготовления кормов в животноводстве на основе расширения технологических возможностей измельчителей. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. 2004г.

18. Горюшинский В. С. Совершенствование резания корнеплодов с обоснованием параметров измельчителя. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. 2004 г.

19. Дудин В. Г. Совершенствование параметров рабочих органов машины сухой очистки корнеклубнеплодов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. 2000 г.

20. Баранов Н. Ф. Совершенствование технологических процессов и технических средств приготовления кормов для сельскохозяйственного производства на базе роторных измельчителей. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. 2001 г.

45

© 2015

THE PROBLEM OF SHREDDING OF ROOTS AND TUBERS

R. A. Smirnov, the teacher of the chair «Labour protection and safety» A. I. Kotin, the teacher of the chair «Labour protection and safety» Nizhniy Novgorod state engineering-economic university, Knyaginino

Annotation. The article considers the existing methods of grinding the crops, their advantages and disadvantages. It is defined possible prospects of development of ways of preparing succulent fodder. A special place in feed balance is the roots. They have good flavor, eagerly eaten by animals, have dietary properties and are of particular value for cattle and pigs. Nutrients of root vegetables are digested at 85-92 %. Grinding of crops need to be mixed with other forages, increasing the digestibility of nutrients, eliminate the possibility of ingestion by animals and getting stuck in the esophagus of large particles and facilitate the work of animals in the crushing and chewing.

On the basis of execution of the technological process of crops shredders are divided into cutting machine with the working bodies and percussion. Working bodies with knives cut well without isolation of the juice, but wear out quickly and break as a result of the abrasive action of the earth and stones. Therefore, the more widespread the impact crushers, which working is bodies are hammers, cutters, pins. However, these machines have high energy consumption per unit processed feed and the bulk feed is transformed into pulp with particle size 0-3 mm. Shredders type PCM allow the loss of juice (up to 6 % by weight) because of damage to the roots of the screw conveyor.

In accordance with zoo technical requirements of the crops it is advisable to grind to particles 10-15 mm for cattle, 5-10 mm for swine and poultry 4-5 mm.

Keywords: energy, nutrients, loss of juice, grinding machine, crops, grinders, feeding a diet, the technological scheme of the cutting process.

УДК 621.391. © 2015

АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ПОВЫШЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ СВЯЗИ

И. А. Сорокин, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»

Т. Е. Тюндина, преподаватель кафедры «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, Княгинино

Аннотация. Радиотехнические системы, осуществляющие передачу сигналов, соответствующих дискретным сообщениям, называются цифровыми системами в отличие от аналоговых, в которых передаваемые сигналы являются результатом модуляции колебания несущей частоты непрерывными сообщениями

[4, 11, 16].

В современных системах передачи информации исходные непрерывные сообщения часто преобразуются в цифровую форму, когда в результате процедур дискретизации и квантования, выполняемых с помощью аналого-цифровых преобразователей (АЦП), каждое выборочное значение исходного непрерывного сообщения преобразуется в соответствующую последовательность элементов некоторого вспомогательного (обычно двоичного) алфавита. Независимо от дальнейших возможных преобразований такой последовательности в итоге получаются дискретные сообщения, которые можно рассматривать как результат работы некоторого эквивалентного источника дискретных сообщений со своим алфавитом (как правило, двоичным). Таким образом, в данном случае исходные непрерывные сообщения передаются с помощью цифровой системы передачи информации. На приемном конце системы радиосвязи в таком случае обычно производится обратное преобразование, называемое восстановлением непрерывного сообщения, например, с помощью цифроаналогового преобразователя (ЦАП).

В зависимости от назначения и условий функционирования системы радиосвязи ее эффективность оценивается на основании тех или иных показателей (критериев), основными из которых являются энергетический и спектральный. Соответственно, важнейшими характеристиками любой системы радиосвязи являются энергетическая и спектральная эффективность, характеризующие, соответственно, энергетические затраты и полосу занимаемых частот, необходимых для передачи сообщений.

46