ПРИМЕНЕНИЕ ВАЛЬЦОВЫХ МЕЛЬНИЦ ДЛЯ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА КОРМОВ

 

Василий Дринча, докт. техн. наук, проф., ООО «Агроинженерный инновационно-исследовательский центр»

 

  В хозяйственных условиях для приготовления кормов все чаще используют зерно собственного производства, что позволяет готовить качественные корма по индивидуальному рецепту и уменьшать транспортные расходы.

  Мельницы в линиях приготовления кормов являются базовыми машинами, позволяющими обеспечить получение корма с требуемыми физико-механическими и биологическими свойствами. При этом они оказывают существенное влияние на выбор вспомогательного оборудования в линии подготовки корма и ее эффективность в целом.

  Наряду с наиболее привычными молотковыми мельницами для измельчения кормов на протяжении многих лет применяются вальцовые мельницы (ВМ).

  Первыми вальцовыми мельницами, применявшимися в сельхозпроизводстве, были заброшенные вальцовые мукомольные станки. Их использовали в основном на легко измельчающихся зерновых материалах. На протяжении ряда лет ВМ находят все более широкое применение в сельскохозяйственном производстве и комбикормовой промышленности для выполнения задач, связанных с измельчением кормов.

  Измельчение зерна на вальцовых мельницах происходит под действием сжимающих, срезывающих и истирающих сил. В результате образуются шероховатые частицы, имеющие острые выступы со многими ребрами и углами. В молотковых мельницах вследствие ударных взаимодействий молотков и зерновок до момента прохода через решето их поверхность шлифуется, и они приобретают округлую форму. Шероховатые частицы после ВМ имеют большую поверхность в сравнении с теми, что прошли через молотковые мельницы, что приводит к повышению усвояемости и отдачи корма.

  Существует несколько потенциальных преимуществ ВМ в сравнении с молотковыми мельницами. Одно из главных состоит в уменьшении энергоемкости за счет более эффективного процесса измельчения (табл. 1).

 

Таблица 1

Преимущества и недостатки вальцовых мельниц

Преимущества

Недостатки

Высокая энергетическая эффективность

Малое или недостаточное влияние на волокно измельчаемых материалов

Однородный помол

Частицы имеют несимметричную форму и размеры

Отсутствие пылеобразования, не требуется аспирация

Возможны повышенные эксплуатационные расходы

Низкий уровень шума, не нужна дополнительная звукоизоляция

Могут иметь большую стоимость

Точный контроль размера измельченных частиц

Возможны проблемы с залипанием при измельчении материалов с высоким содержанием жиров

Уменьшение потерь влаги зерна в процессе его измельчения

Требуются дополнительные регулировки для каждого вида зерна

Существенно снижается риск возгорания и взрыва

Проблемы с измельчением волокнистых материалов

 

При одном и том же энергопотреблении ВМ имеют на 15-40% более высокую производительность в сравнении с молотковыми мельницами (которые имеют просеивающее решето по всему периметру молотков).

  Несмотря на ряд явных преимуществ в сравнении с молотковыми мельницами, вальцовые все же недостаточно широко применяются в хозяйственных условиях. В первую очередь, из-за проблематичности эффективного использования ВМ, имеющих приемлемую цену, в широком диапазоне культур, а также при помоле зерна с высоким содержанием жира.

  Выбор вальцовых мельниц с учетом конкретных хозяйственных условий является экономически эффективным решением. Наряду с уменьшением энергоемкости, а следовательно, и эксплуатационных затрат при скармливании зерна, измельченного на ВМ, жвачным животным (КРС и овцы), по данным ряда исследователей, увеличиваются перевариваемость кормов, выход молока, а также привесы в среднем на 10%. Уменьшение пылевидной фракции в содержании корма снижает количество легочных заболеваний молодняка КРС.

Следует заметить, что в процессе выбора ВМ специалисты хозяйств, а также фермеры испытывают ряд затруднений и, как показывает практика, во многих случаях принимают ошибочное решение.

В данной статье представлены некоторые общие, принципиальные положения выбора вальцовых мельниц с целью использования их в хозяйственных условиях.

По функциональному назначению ВМ можно разделить на два основных класса: для измельчения сухого зерна (12-15% влажности) и для плющения влажного зерна (25-35% влажности), поступающего с поля или из траншеи. Некоторые мельницы могут работать как на сухом сырье, так и на зерне высокой влажности. Однако с точки зрения практики это в ряде случаев неэффективно, так как первые используются, как правило, при небольшой производительности (1-4 т/ч), а вторые – при высокой (10-30 т/ч).

  ВМ для измельчения сухого зерна могут применяться как на домашних подворьях, так и в животноводческих комплексах.

  В зависимости от количества коров в хозяйстве могут быть рекомендованы вальцовые мельницы той или иной производительности (табл. 2).

 

Таблица 2

Рекомендуема ориентировочная производительность валковых мельниц (на ячмене)

30-35 коров

50-100 коров

200-400 коров

400 коров и более

400 кг/ч

1000 кг/ч

2000 кг/ч

3600 кг/ч

 

Общим конструктивным свойством ВМ является жесткая рама, на которой установлены вальцы (фото 1). Она должна выдерживать нагрузки, возникающие от силового воздействия при разрушении зерновок. При этом рама должна быть достаточно прочной во избежание перекоса вальцов или их отклонения от параллельности в процессе работы, а также не препятствовать доступу к основным узлам при проведении сервисных работ.

Независимо от конструктивных особенностей вальцовой мельницы необходимо периодически снимать с нее вальцы для нанесения на них новых рифлений или замены на новые.

 

 а

 

 б

Фото 1. Вид современной мельницы для измельчения сухого зерна: а – вид спереди; б – вид сзади

 

Производительность ВМ главным образом зависит от ширины вальцов, их диаметра и скорости вращения, что, в свою очередь, определяет потребляемую мощность (табл. 3).

 

Таблица 3

Технические характеристики ВМ

Характеристика

Модель GW-200

Модель GW-300

Производительность, кг/ч

400-800

400-1000

Потребляемая мощность, кВт

4

4

Ширина вальцов, мм

220

220

Диаметр вальцов, мм

200

315

Вес, кг

270

290

 

В зависимости от степени измельчения и вида зерна на 1 кВт/ч потребляемой энергии в ВМ приходится от 140 до 250 кг зерна.

  Вальцы в мельнице являются ее «сердцем», определяющим качество измельчения сырья, долговечность работы и расходы на единицу измельченного корма.

При измельчении или плющении зерна особое внимание следует уделять контролю толщины хлопьев, так как от размера зависит их усвояемость. Толщина получаемых хлопьев определяется зазором между вальцами, который является основным регулируемым технологическим параметром вальцовой мельницы.

  В каждой паре вальцов один из них фиксируется неподвижно на раме, а противоположный устанавливается с возможностью перемещения, что позволяет выбирать требуемый технологический зазор между ними. Например, при плющении влажного зерна злаковых зерновых культур рекомендуется оптимальная толщина хлопьев не более 1,2-1,9 мм. Это достигается, если зазор между вальцами мельницы не более 0,9-1,4 мм. В случае непостоянства данного зазора вдоль вальцов уменьшается производительность, увеличиваются эксплуатационные расходы и снижается качество измельчения.

Мельница должна быть отрегулирована таким образом, чтобы не оставалось не измельченных зернышек. Наличие целого зерна в измельченной фракции недопустимо. При этом помол должен быть однородным. Однородность помола на ВМ обеспечивает конечному продукту хорошую сыпучесть и смешиваемость, особенно важно это при производстве рассыпных комбикормов, так как при их обработке и транспортировке происходит самосортирование частиц смеси.

На качество измельченного продукта существенное влияние оказывает износ вальцов. В процессе эксплуатации вальцов может меняться средний размер частиц и их гранулометрический состав. Зазор между вальцами имеет непрерывную регулировку, что позволяет поэтапно компенсировать величину износа.

  Кроме того, существенное влияние на качество измельчения оказывает наличие и тип рифления на вальцах.

  Выбор типа рифления зависит от измельчаемого материала, его начального гранулометрического состава и требуемого конечного качества. Грубый размер рифлей приводит к получению крупных частиц при высокой производительности. Применение вальцов с мелким рифлением позволяет получить мелкий продукт и приводит к снижению производительности. Рифление на вальцах способствует разрезанию зерновок.

  Для каждой культуры существуют свои оптимальные значения количества рифлей на 1 см длины (периметрической) вальцов (табл. 4).

 

Таблица 4

Оптимальное количество рифлей на 1 см длины вальцов

Кукуруза

Пшеница, ячмень, овес

Сорго

3-4

4-5

5-6

 

Чем мельче исходное зерно, тем большая плотность рифления требуется для получения оптимального качества измельчения. Для увеличения разрывного потенциала вальцов рифление должно быть выполнено по винтовой лини с соотношением от 2 до 6 см на 1 м длины вальцов (отклонение от образующей вальцов).

  Некоторые измельчаемые материалы (соя, подсолнечник, рапс, ячмень и др.) обладают высокими абразивными свойствами. В этом случае для продления сроков эксплуатации вальцов рекомендуется выбирать их с грубым рифлением.

  Оптимальный диапазон линейных периферийных скоростей вальцов составляет 350-950 м/мин. Находят широкое распространение ВМ с разной частотой вращения вальцов с соотношением, близким к 1,5:1. Альтернативой являются вальцовые мельницы с противоположно вращающимися вальцами с постоянной частотой вращения.

  Коэффициент помола (степень измельчения) ВМ (с одной парой вальцов) зависит от вида зерна и для основных фуражных культур составляет 4:1. В случае потребности в более существенном измельчении следует выбирать мельницу с двумя или большим количеством пар вальцов. При использовании более чем одной пары размер измельченных частиц может доходить до 0,4 мм, что соответствует потенциальным возможностям молотковых мельниц. При грубом измельчении ВМ могут иметь существенные преимущества по энергопотреблению (до 80%) в сравнении с молотковыми механизмами.

Зерно, прошедшее через вальцовые мельницы, легко разрушается с образованием большого количества частиц разного размера. Одним из оптимальных размещений ВМ следует считать установку ее непосредственно над миксером, бункером-накопителем или над приемным контейнером вблизи потребления корма (фото 2).

 

 а

 б

Фото 2. Установка ВМ: а – непосредственно над контейнером; б – в углу здания с выгрузкой через гибкие шнеки

 

В варианте  2а измельченное зерно поступает непосредственно в контейнер и может без особых транспортных затрат быть роздано животным. В варианте  2б для отгрузки измельченного зерна используют гибкие шнеки, отличающиеся щадящим воздействием на транспортируемый материал и возможностью его подачи при низком энергопотреблении до локального места назначения.

В случае необходимости использования стандартных зерновых шнеков рекомендуется уменьшить частоту их вращения.

Складские помещения или площадки для складирования цельного зерна перед обработкой на вальцовых мельницах должны быть подготовлены таким образом, чтобы исключить попадание в вальцы камней, кусков асфальта и т. п., что приводит к их разрушению. Кроме того, независимо от условий эксплуатации ВМ всегда рекомендуется снабжать постоянными магнитами, устанавливаемыми в бункере-питателе.

Таким образом, измельчение и приготовление кормов в хозяйствах при правильном выборе и эксплуатации вальцовых мельниц обеспечивает высокую технологическую и экономическую эффективность кормоприготовления для КРС, овец и других животных.

www.drincha.ru