23. Смешивание кормов. Типы кормосмесителей применяемых в животноводстве.

Завершающей операцией приготовления кормовых смесей является смешивание компонентов в специальных устройствах – смесителях порционного или непрерывного действия.

С зоотехнической точки зрения важно не только ввести в состав кормосмеси предусмотренные рационом компоненты в требуемом соотношении, но и необходимо, чтобы все они были равномерно распределены во всем объеме смеси. Однородность смеси обеспечивает одинаковую питательную ценность корма во всех частях его объема. Использование для кормления животных неоднородных по своему составу смесей значительно снижает их продуктивное действие. Особенно важно распределять в массе кормосмеси компоненты, вводимые в небольших количествах и имеющие высокую кормовую ценность или биологическую активность: комбикорма, БВД, премиксы, витамины, микроэлементы, лекарственные препараты и др.

Однородность имеет большое значение, поскольку суточный рацион, а особенно разовая дача корма животным, в частности птице, очень мала.

В отдельных случаях она исчисляется несколькими десятками граммов. И в этом небольшом количестве корма должны быть все вещества, предусмотренные рационом комбикормов, БВД, премиксов и т.д.

Равномерность распределения компонентов обеспечивается их смешиванием.

Цель смешивания – превращение некоторого перечня компонентов  в кормосмесь с определенными свойствами. Иначе говоря, смешивание –совокупность процессов направленного формирования однородных по составу, плотности и физико-механическим свойствам систем из набора требуемых компонентов.

Иногда операцию смешивания совмещают с основным  или дополнительным измельчением компонентов. В частности, хорошим смешивающим эффектом обладают молотковые дробилки, и это свойство успешно используется при производстве комбикормов. При приготовлении влажных кормосмесей применяют измельчители-смесители  с ножевыми рабочими органами.

В зависимости от вида и способа содержания  животных или птиц, принятого типа кормления, а  также и наличия кормов в хозяйстве кормовые смеси готовят разной консистенции:

-                       сухие (комбикорма и кормосмеси) – влажность W=13 - 15%;

-                       влажные рассыпные - W=45 - 70%;

-                       жидкие (текучие) W=75 - 85%.

Все эти смеси получают путем механического перемешивания до однородной массы. Поэтому качество смешивания определяется степенью однородности смеси. Ее минимум устанавливают зоотехнические требования:

- для свиней – 85%;

- для  птицы – 90%;

- для крупного рогатого скота – 80% (с вводом карбамида – 90%);

- комбикормов собственного производства – 90 - 95%.

Перемешивание кормовой массы иногда проводят для перераспределения влаги, тепла и растворения некоторых добавок.

 Смесители, применяемые в животноводстве, отличаются большим разнообразием. Это объясняется необходимостью приготовления кормовых смесей с различными физико-механическими свойствами компонентов: гранулометрическим составом, плотностью, формой частиц, влажностью, консистенцией и т.д. Смешивание кормов часто сопровождается тепловыми процессами  и дополнительным измельчением.

Применяемые в настоящее время смесители для подготовки кормовых смесей можно классифицировать следующим образом (рис. 1.52):

-              по влажности (физическому состоянию) готовящейся смеси – смесители для сыпучих, влажных и жидких кормов;

-              по характеру протекающего процесса смешивания – смесители периодического и непрерывного действия;

-      по способу воздействия на смесь – смесители гравитационные, центробежные, с механическим воздействием рабочих органов;

-      по конструктивному признаку – смесители с перемешивающими устройствами, с быстроходными роторами, вибрационные; 

-      по совокупности выполняемых операций – смесители, смесители-запарники, смесители-измельчители, смесители-раздатчики, смесители-измельчители-раздатчики кормов.

Типы смесителей. По характеру процесса различают сме­сители порционного (периодического) и непрерывного действия. В зави­симости от вида смешиваемых кормов смесители могут быть пред­назначены для приготовления сухих сыпучих (комбикормов), рассып­ных влажных и жидких (консистентных) кормов. По организации рабочего процесса все смесители делятся на две большие группы: с вращающейся камерой и с неподвижной камерой (или транспорти­рующие). В кормоприготовлении смесители с вращающейся камерой не получили распространения.

Рис.1. 52. Классификация смесителей, применяемых в кормоприготовлении

Ко второй группе относятся мешалочные смесители. По конструкции рабочих органов (мешалок) применяют смесители: для сыпучих кормов – шнековые, лопастные и ленточные; для жидких – турбинные, пропеллерные и лопастные; для рассыпных влажных (стебельных) кормов – шнековые и лопастные (рис. 1.53).

Рис. 1.53. Типы мешалок (по С.В. Мельникову): 1, 2, 3 – шнековые;        4, 5 –  лопастные;  6, 7, 8 – ленточные;   9, 10, 11, 12 – турбинные;               13, 14, 15, 16 – пропеллерные

Для приготовления комбикормов в хозяйствах применяют главным образом шнековые смесители – вертикальные, горизонтальные, наклонные или планетарные.

Для приготовления влажных кормовых смесей из стебельных  кормов   и корнеклубнеплодов  до последнего   времени   применялись преимущественно  тихоходные, горизонтальные одно- или двухвальные лопастные смесители порционного действия.

Применение за­менителей цельного молока для телят связано с  необходимостью гото­вить жидкие кормовые смеси в виде эмульсий. Применение жидкого кормления в свиноводстве требует приготовления суспензий. Приго­товление кормовых дрожжей связано с аэрированием биомассы для насыщения жидкой фазы кислородом.

 Жидкие компоненты смешивают, как правило, меха­ническим способом в аппаратах с мешалками. Но в ряде случаев применяют циркуляцию насосом или пневматическое перемешивание (барботаж). Для механического способа применяют тихоходные лопаст­ные мешалки или быстроходные – турбинные и пропеллерные. Лопастные мешалки используют для перемешивания в ма­лых объемах жидкостей  большой вязкости, пропеллерные – для жидкостей  малой вязкости. Турбинные мешалки допускают широ­кий диапазон вязкостей.

Смесители для рассыпных влажных кормов. Для приготовления влажных кормовых смесей из стебельных   кормов и корнеклубне­плодов применяют одно- или двухвальные смесители порционного действия. Промышленность выпускает двухвальные унифицирован­ные смесители нескольких типоразмеров, согла­сованных  между собой по  технологической    схеме    и    основ­ным      конструктивным      параметрам.     Смеситель     С-12    является базовой моделью. Цифра после буквы в марке смесителя ука­зывает на полезную вместимость корпуса (м³).

Для небольших свиноводческих ферм и индивидуальных хозяйств выпускаются одновальные смесители ЗС-Ф-1, ЗС-Ф-2,     СКО-Ф-3 и СКО-Ф-6, предназначенные для запаривания и приготовления кормосмесей из концентрированных и зеленых кормов, а также пищевых отходов (используют пар низкого давления до 0,07 МПа).

Наряду с этим промышленность выпускает варочные котлы-сме­сители ВК-1 и ВКС-ЗМ. Они имеют теплоизоляцию и отличаются более высокой степенью герметизации, что позволяет варить в них каши и супы для молодняка (ВК-1) и стерилизовать пищевые отходы (ВКС-ЗМ).

Варочный котел-смеситель ВКС-ЗМ имеет одновальную лопастную мешалку и рассчитан на работу с острым паром.

Смеситель С-12 предназначен для приготовления сырых и запаренных кормовых смесей. Он выпускается в двух модификациях:    1) для использования в поточных линиях кормоцехов типа КЦС без пускозащитной аппаратуры (она входит в строительную часть кормоцеха); 2) с полным комплектом пускозащитной аппара­туры для применения в кормоцехах других типов

Смеситель  состоит из корпуса 1 (рис. 1.57), парораспределителя 2 с кранами, двух лопастных мешалок 3, выгрузного шнека 4, выгрузной горловины 5, крышек 7 и системы управления 6 задвижкой и включе­нием шнека. Мешалки и шнек приводятся в движение от привода 8.

Корпус смесителя вместе с рамой и двумя поперечными кронштей­нами является базовым узлом, на котором устанавливают все механиз­мы, и одновременно емкостью для приготовления кормов. Между тор­цевыми стенками корпуса вварены три трубы, служащие для подачи воды и растворов.

Внутри корпуса установлены две лопастные мешалки. Каждая состоит из вала с 8 лопастями и подшипниковых блоков, за­крепленных на торцевых стенках корпуса. Лопасти установлены на валу по винтовой линии под углом 45° и крепятся стремянками. Лопасти правой мешалки, если смотреть со стороны привода, переме­шивают и направляют корм в сторону приводной станции, а лопасти левой мешалки – в сторону выгрузной горловины, что обеспечивает хорошее перемешивание корма.

Рис. 1.57. Смеситель С-12: 1 – корпус; 2 – парораспределитель; 3 – лопастная мешалка; 4 – выгрузной шнек; 5 –выгрузная горловина с клиновой задвижкой; 6 – система управления; 7 – крышка; 8 –привод

В нижней части смесителя расположен  шнек диаметром 320 мм и  шагом 250 мм, подающий перемешанную массу к выгрузному патрубку.

Сверху корпус С-12 герметически закрыт крышками. В одной из них имеется люк с шиберной задвижкой и тягой, а в другой – смотро­вой люк. Сбоку крышки на кронштейне установлен конечный выклю­чатель, который отключает механизм смесителя при открытии крышки.

Система подачи пара в смеситель состоит из коллектора с маномет­ром и двух распределительных труб, которые пятью муфтовыми кра­нами каждая соединяются с паропроводящими патрубками. Подачу пара регулируют при помощи переключателя. Чтобы корм не попадал в распределительные трубы, краны после окончания запаривания должны быть закрыты.

Первыми в смеситель подают корма, которые необходимо запари­вать. Измельченные грубые корма загружают с одновременным ув­лажнением. Мешалки включают не позднее, чем при заполнении 1/3 технологического объема и продолжают загрузку. При этом коэффи­циент заполнения емкости смесителя не должен превышать 0,6...0,7 для густых смесей с включением соломы и 0,8 – для кормов влаж­ностью более 70 %. Затем плотно закрывают крышки люков, открывают вентиль на паропроводе и муфтовые краны на распределительных трубах. Давление подаваемого пара и температуру смеси контроли­руют по манометру и термометру. В среднем время запаривания в сме­сителе С-12 составляет 1 - 3 ч. По окончании запаривания необходимо перекрыть муфтовые краны и вентили на паропроводе и в течение 40 - 60 мин выдержать корм для разваривания. После этого доливают воду для охлаждения корма и загружают другие компоненты. При приготовлении кормосмесей без запаривания все компоненты, входя­щие в смесь, можно подавать одновременно. Перемешивают корма 10 мин, а при обогащении их карбамидными и другими химическими растворами – 15 мин.  

Смесители-измельчители для рассыпных влажных кормов. Измельчитель-смеситель кормов ИСК-10 (рис. 1.58) предназначен для измельчения и смешивания корма. Машина состоит из ножевого ротора 5, приемной I, рабочей II и выгрузной III камер, расположенных одна над другой, бункера 11, выгрузного транспортера, пакетов противорезов, зубчатых дек 3, электродвигателя 7 и клиноременной передачи 9, снабженной натяжным роликом. Для  введения в обрабаты­ваемую массу жидких добавок  предусмотрено по  две форсунки 4 на приемной и на выгрузной камерах. Приемная и рабочая камеры соеди­нены откидными креплениями. В стенках рабочей камеры имеется шесть окон, в которых устанавливают пакеты ножей-противорезов и зубчатые деки. Окна закрывают с наружной стороны кожухами 12.

На рабочем органе-роторе размещены ярусами ножи измельчителя, выполняющие также роль смесителей, и молотки. В нижней части ротора, расположенной в выгрузной камере, находится двухлопастная швырялка. Ножи и молотки размещены в пазах между фланцами, установленными на шлицах головки ротора при по­мощи специальных болтов и пальцев.

Пакет ножей-противорезов собран на валу 14, установленном шарнирно на основании 13, прикрепляемом болтами к корпусу рабочей камеры. Основание и кронштейн вала соединены пружиной, под воз­действием которой  ножи-противорезы входят в рабочую камеру через прорези в пластине и удерживаются ею в  рабочем положении. При попадании в камеру посторонних включений шарнирно-пружинное креп­ление противорезов позволяет им отклоняться без поломки и пропус­кать твердые предметы.

Рис. 1.58. Измельчитель-смеситель  ИСК-10: 1 – рама; 2 – швырялка;      3 – зубчатая дека; 4 – форсунка; 5 – ро­тор; 6 – нож противореза; 7 – электродвигатель; 8 – шибер; 9 – клиноременный привод; 10 – натяжной ролик; 11 – бункер выгрузного транспортера;  12 – кожух; 13 – основание;            14 – вал; I - приемная камера; II – камера из­мельчения и смешивания; III – выгрузная камера

При работе измельчителя-смесителя корма загружаются в камеру 1 и попадают в зону взаимодействия ножей 6 верхнего яруса с режущи­ми элементами ротора 5, где частично измельчаются. Затем частицы кормов увлекаются на гладкий участок внутренней поверхности камеры и под действием силы тяжести по спирали несколько перемещаются вниз. На пути своего движения частицы кормов встречаются зубчатые деки 3, и их скорость уменьшается.

Ножи следующего яруса, являясь более длинными, осуществля­ют дополнительное измельчение и дальнейшее продвижение частиц кормов. Благодаря этому одна часть измельченных кормов приобретает скорость большую, чем другая, что способствует проникновению одних частиц кормов в массу других и эффективному их смешиванию. При выходе на гладкий участок внутренней поверхности камеры измельчен­ные частицы кормов опять перемещаются вниз, встречая на своем пути зубчатые грани ножей 3 и режущих элементов 4 нижнего яруса, взаи­модействующих между собой. В этом месте происходит окончательное измельчение частиц кормов вдоль волокон.

В процессе измельчения режущие элементы под действием силы резания постоянно колеблются, поворачиваясь на валу 14, автоматиче­ски выбирая оптимальные углы резания и обеспечивая равномерный износ режущих частей измельчителя-смесителя. При попадании в каме­ру 1 твердых посторонних предметов режущие элементы 6 отклоняются на большую величину, выходя за пределы внутренней поверхности ка­меры, обеспечивают свободное прохождение твердых предметов, пре­дотвращая поломку режущих частей и их заклинивание,

В машину подают на смешивание предварительно измельченные компоненты, причем перед этим снимают диаметрально расположенные пластины с противорезами и устанавливают деки. При необходимости доизмельчения компонентов смеси оставляют на месте три пакета противорезов и три зубчатые деки, чередуя их в окнах рабочей камеры.

При измельчении одного вида корма или нескольких компонен­тов, подлежащих измельчению и смешиванию, в окнах устанавливают все шесть пакетов противорезов.

Производительность машины, работающей на смешивании, мо­жет доходить до 25 т/ч, на смешивании с частичным доизмельчением – до 15 т/ч, на измельчении, например, соломы – до 3-4 т/ч при длине рез­ки до 30 мм и 4-8 т/ч при длине резки до 50 мм.

Степень измельчения регулируют, изменяя число ножей на рото­ре, число противорезов и время нахождения продукта в рабочей камере (при помощи кольцевого шибера, установленного над швырялкой).

Машина обеспечивает смешивание силоса, соломы, корнепло­дов и комбикорма со степенью равномерности 80-90%; установленная мощность двигателя 39,2 кВт; частота вращения ротора 17с^-1; габариты машины 1600 х 1090 х 1150 мм; масса с выгрузным транспортером 2200 кг. Обслуживает измельчитель-смеситель один рабочий.

 Мобильные смесители-измельчители-кормораздатчики. Широко распространены в США, Канаде, странах Западной Европы. При использовании таких раздатчиков подготовка грубых и сочных кормов должна быть предусмотрена в хранилищах кормовой зоны или в период подготовки в поле.

Технологический процесс подготовки кормосмеси осуществляется следующим образом.

Кормораздатчик-смеситель  подъезжает к навесу, где в него подают погрузчиком предварительно измельченные грубые корма. Следующий пункт следования – корнеклубнехранилище. Здесь предварительно вымытые и измельченные корнеклубнеплоды загружаются в кормораздатчик транспортером. Подобным образом загружают силос, сенаж, концентраты, мелассу и т.д. Во время транспортирования до помещения фермы компоненты тщательно перемешиваются и доизмельчаются. В результате получается однородная масса, которая затем равномерно распределяется вдоль кормушек.

Раздатчики-смесители по типу рабочих органов подразделяются на шнековые, лопастные и барабанные. До недавних пор наибольшее применение находили раздатчики с горизонтальными шнеками.

В последнее время за рубежом и в России получают распространение мобильные смесители-измельчители с вертикальным конусообразным шнеком, расположенным в центре бункера конусообразной формы (рис. 1.59). Шнек снабжен ножами, установленными на его витках. Такой рабочий орган обеспечивает разрыхление грубых кормов  в рулонах и больших тюках, измельчение длинных стеблей, равномерное смешивание всех компонентов влажностью 20-60%.

Преимуществами эти машин также являются: простота конструкций (имеется только один вращающийся вертикальный шнек); возможность загрузки бункера со всех сторон; большая приспособленность к переработке грубых кормов. Однако по сравнению  со смесителями- раздатчиками с горизонтальными шнеками они потребляют на 30-40% больше энергии, и требуют высоту ворот для переезда не менее 2,3-2,7 м, а ширину кормового прохода не менее 2,4 м.

Время измельчения и смешивания кормовой смеси составляет 10-15 мин. Агрегатируется с тракторами класса 14кН. Обслуживается трактористом.

Смесители для сыпучих кормов. Представлены в основном лопастными и шнековыми рабочими органами.