Процесс экструзии длится около 30 секунд и демонстрирует впечатляющую производительность при минимальном расходе энергии. Гранулы подвергаются нагреванию и уплотнению без использования внешних источников тепла или гидравлических систем, полагаясь исключительно на механическую работу электродвигателя.
Экструдер: что это такое, для чего он предназначен
Зерновой экструдер представляет собой одну из ключевых машин, способствующих улучшению качества зерновых продуктов. Причины для его приобретения множество и разнообразны. С помощью экструдера можно значительно повысить потребительские характеристики зерна. Разработанный экструдером корм оказывается более экономически выгодным, легче подвергается перевариванию и абсолютно безопасен для животных.
Данная технология применима как в области сельского хозяйства, где она приводит к значительному сокращению затрат на корма, так и в пищевой промышленности, улучшая качество конечного продукта, который идет на продажу.
Экструзия по праву считается наиболее эффективным методом повышения питательной ценности зерна!
Общая информация
Экструдер — это устройство, преобразующее сырье, представленное в виде мелких частиц, в расплавленный продукт определенной формы. Эти частицы могут быть гранулами, порошками, различными пастами или кусочками. Процесс экструзии включает пропускание сырья через специальный формирующий компонент — экструзионную головку, также называемую матрицей.
Форма полученного продукта определяется с помощью калибровочного устройства, обладающего определённым сечением, которое варьируется в зависимости от типа отверстия в формирующем инструменте. Если отверстие имеет форму прорези, то конечный продукт будет представлять собой плоские пластинки, а если в виде кольца — трубчатые изделия.
Процесс, происходящий во время работы этих машин, именуется экструзией. В зависимости от конструкции экструдеров можно выделить несколько их типов:
- Холодное формование, в ходе которого на материал оказывается исключительно механическое воздействие;
- Тёплая экструзия, совмещающая механические преобразования с тепловой обработкой;
- Горячая формовка — высокоскоростной процесс, в котором используются как высокие температуры, так и повышенное давление.
Описание
Зерновые экструдеры разрабатываются для быстрого производства кормов с переваримостью 90-95%, тогда как у непереработанного зерна этот показатель не превышает 65%. В ходе кратковременного повышения температуры, механического воздействия и искусственного изменения давления в зерне происходят существенные химические и текстурные изменения.
Крахмал, который составляет около 50% зерна и довольно трудно переваривается животными, а также белковый компонент зерна преобразуются в структуру, значительно упрощающее усвоение данной пищи животными.
Крахмал расщепляется до простых сахаров, сложные белки и углеводы также преобразуются в легко усваиваемые компоненты, а пищевые волокна превращаются во вторичные сахара. Благодаря тому, что воздействие температуры длится всего несколько секунд, полезные витамины и минералы останутся полностью сохранёнными, в то время как вредные микроорганизмы, включая грибки и паразиты, погибают.
Что такое экструдер?
Кормовой экструдер является высоко востребованным производственным оборудованием среди фермеров. Основной принцип работы данной машины заключается в экструзии, которая подразумевает переработку растительных компонентов путём прессования под давлением до 60 атмосфер при высокой температуре. Данный процесс занимает не более 10-13 секунд.
Во время экструзии зерно деформируется и впитывает влагу, формируя компактную и однородную массу. Многие пользователи экструзионного оборудования не всегда понимают, что такое экструзия и в чем ее польза: на самом деле, данный процесс позволяет преобразовать сложные сахара (например, клетчатку и крахмал), содержащиеся в зерне и его отходах, в простые моно- и диасахариды, которые полностью усваиваются организмом животных.
Существуют различные экструзионные установки, предназначенные для производства кормов и подходящие для разных объемов; установки для небольших фермерских хозяйств с минимальным потреблением могут обеспечить производительность в диапазоне 25-45 кг/ч, тогда как большие производственные мощности требуют экструдеров с производительностью до 1,5 т/ч. Продукт, полученный в процессе экструзии, внешне и по консистенции напоминает стебли кукурузы. В отличие от сырого зерна, он готов к использованию и может быть хранён длительное время.
Экструдер часто используется для переработки пшеницы в комбикорм. Такой подход значительно улучшает усвояемость зерна, и оно требует существенно меньшего времени для переваривания.
Что такое гранулятор?
Гранулятор — это устройство, производящее корм в виде прессованных гранул, или пеллет, в результате использования специального процесса, известного как гранулирование. Гранулирование, простыми словами, включает в себя измельчение мелкозернистого материала.
После начальной агломерации мелкозернистые компоненты поддаются дальнейшему прессованию в гранулы или таблетки. Рекомендуется, чтобы сырьё для производства гранул имело достаточную влажность и не содержало липких веществ или примесей.
Процесс производства включает в себя следующие этапы:
- Измельчение исходного сырья в специальной дробилке;
- Сушка размельчённого материала в барабанной или аэродинамической сушилке;
- Доведение до необходимой степени влажности: если материал слишком сухой, он обрабатывается горячим паром;
- Вторичное измельчение сырья;
- Переработка полученной массы в грануляторе, формирование и уплотнение пеллет.
Наиболее широко используются грануляторы для оформления гранул из зерна. Конструкция такой машины включает основную раму, пресс для гранул и двери. Сырьё подаётся через питатель в смесительный узел гранульного пресса, затем вальцы уплотняют смесь, из которой формируются гранулы. Пеллеты нарезаются специальными резаками и наконечниками, после чего охлаждаются и становятся готовыми к использованию. Гранулятор используется не только для производства кормовых гранул, но и для производства топливных гранул.
Устройство и принцип работы
Процесс обработки пищевого сырья в экструдере происходит под давлением 50-60 атмосфер. Зерно при этом подвергается воздействию высоких температур. Общая производительность установки непосредственно зависит от её мощности. Важной частью экструзионной линии является рама, к которой крепятся все элементы. Также потребуется привод, обеспечивающий подачу мощности и привода.
Механические силы передаются через этот привод и редуктор. Загрузочный резервуар и приемный бункер, куда выгружается кукуруза, расположены отдельно. Дополнительными компонентами экструдера являются:
В самодельных экструдерах особенно важен механизм уплотнения. После достижения этапа обработки, заканчивающегося прохождением через ножевую секцию, полученный продукт имеет форму удлинённых палочек. Устройство эффективно измельчает зерно до требуемых размеров, а также полностью обеззараживает готовый корм. Различные ингредиенты могут комбинироваться в однородную массу.
Кроме внутренних и внешних деталей, выгрузной шнек содержит нагревательные диски и элемент для выгрузки. Все узлы фиксируются постами с левой резьбой. Корпус устройства изготовлен из прочной стали. Главный вал подводится к соединённому шнеку через специальные люки. Главные компоненты прочно закрепляются на раме.
К корпусу присоединяется приемник, внутренняя часть которого имеет пазы для перемещения подающих элементов. Система выгрузки оснащена контроллером для управления грануляцией. Температура в экструдере контролируется с помощью термопары, установленной на раме устройства.
Высокотемпературное воздействие продолжается всего несколько секунд, что позволяет гарантированно сохранять питательные вещества. Однако уничтожение вредных организмов совершенно неизбежно; даже семена, пораженные насекомыми или с плесенью, пригодны к экструзии.
Обработанные семена, словно ‘взрывающиеся’ изнутри, становятся гораздо более воздушными и пористыми. Их объём увеличивается на 20% по сравнению с исходным сырьём.
После загрузки в бункер не требуется дополнительного вмешательства. Вибрационный механизм отвечает за равномерную подачу сырья на рабочее положение. Там температура может доходить до 110-160 градусов. Когда давление повышается до высоких значений, зерно «взрывается» при выходе из основного отсека. Процесс экструзии партии сырья занимает около 30 секунд.
Существует множество конструктивных решений экструзионных машин, которые могут включать:
- Каналы для охлаждения;
- Нагревательные блоки;
- Системы подачи сырья;
- Системы выталкивания;
- Блоки для пластификации;
- Дозаторы для точного участия в процессе.
Обзор моделей
Бытовой
В категории маломощных машин выделяется модель ЭК-5. Несмотря на специфические особенности, она достаточно проста в использовании и соответствует самым строгим стандартам качества. Эта установка практически полностью заменяет мельницу для зерна. Часовая производительность ЭК-5 составляет 60-80 кг при потреблении мощности в 4 кВт. Шнеки этой машины спроектированы с учётом длительного срока эксплуатации.
В качестве альтернативы можно рассмотреть модель EK-40. Она может обеспечить общую производительность до 40 кг за 60 минут. При этом потребляемая мощность также составляет 4 кВт. Вес устройства составляет 90 кг; для его функционирования требуется подключение к сети 220 или 380 В.
Промышленный
Система E-500 предназначена для производства комбикормов и очистки зерна от неблагоприятных микроорганизмов. Важно отметить, что она также может быть использована для предварительной обработки масляного экстракта:
Базовая обработка применяется к гороху и амаранту, кукурузе и пшенице, ржи и ячменю, люпину и сое. Поскольку бункер оснащен магнитным блоком, это исключает возможность попадания металлических предметов и примесей в конечный продукт. Производитель сообщает о таких характеристиках, как:
- Способность производить полножирный соевый шрот;
- Экономия до 40% зерна;
- Контроль за качеством выпущенного продукта;
- Производительность по сое до 500 кг за 60 минут, по зерновым — до 300 кг за 60 минут.
На российском рынке доступны и другие усовершенствованные модели. Например, модель ES-1250 занимается производством высококачественных кормов и применяется в большинстве средних и крупных дачных хозяйств. Ее производительность достигает 1250 кг за час работы, что позволяет ей эффективно функционировать круглосуточно.
Загрузка урожая осуществляется из бункера в рабочую зону с боковой подачи. Такой подход минимизирует проблемы, часто возникающие при использовании подвесных систем. Эта модель также подходит для переработки органических отходов, проса, муки, мясного фарша и других материалов. Устройство сконструировано так, чтобы техническое обслуживание и ремонт проводились крайне просто. Вес экструдера составляет 2130 кг, а потребляемая мощность достигает 110 кВт.
Модель УШК PE-900 также демонстрирует впечатляющие показатели производительности: она может перерабатывать от 1300 до 1800 кг зерна за час. Конструкторы предусмотрели кондиционирование производственного процесса и обработку сырья паром, что делает его более мягким и эластичным, снижая при этом общие затраты энергии. Срок службы ключевых компонентов экструдера значительно превышает аналогичные показатели у конкурирующих моделей. Рабочие параметры устройства предполагают давление в 60 атмосфер и высокую температуру.
Если вы рассматриваете выбор двухшнекового экструдера, стоит обратить внимание на модель PE-110. Она может производить высококачественные корма даже из смешанных и накопленных зерен. Шнековый транспортер оснащён частотным регулятором, а также имеет виброопоры. Срок эксплуатации составляет в два раза больше по сравнению с традиционными агрегатами, часовая производительность достигает 130 кг, а вес установки составляет 250 кг.
Критерии выбора
Основным показателем, предсказуемо, считается мощность экструдеров. Она определяется количеством животных, которые необходимо кормить. Другие важные критерии выбора могут включать:
- Метод шнековой подачи зерна (это наиболее равномерный метод, в то время как его стоимость может быть сравнительно высокой);
- Уровень шума во время работы;
- Качество ступиц;
- Рабочий ресурс ключевых элементов устройства;
- Удобство комфортного управления;
- Качество конечного комбикорма;
- Удобство очистки оборудования (ручная очистка явно не так практична, как двигатели с реверсом).
Использование
Экструдеры служат для производства кормов. Использование этой технологии позволяет значительно снизить затраты на корма. Дополнительно, при переключении животных на экструдированный рацион наблюдается снижение уровня смертности среди молодняка.
Корм, произведённый с использованием экструдера, способствует профилактике желудочно-кишечных заболеваний у животных и значительно улучшает процесс переваривания!
Кроме того, экструдеры находят применение в пищевой промышленности. Они используются для производства различных продуктов, включая сухие завтраки, кукурузные палочки, чипсы, хлеб с добавлением чипсов, а также детское питание и хлеб для диетического питания.
Двухшнековые экструдеры также активно используются в производстве полимеров, таких как упаковочные пленки для пакетов, полистирол и полипропилен.
Однако наибольшее распространение экструдера наблюдается при улучшении качества зернового корма. В качестве сырьевых компонентов могут использоваться зерновые, соевые и бобовые культуры любого вида.
После обработки вкусовые характеристики зерна значительно улучшаются из-за выделении масел, в результате чего корм принимает приятный хлебный аромат и вкус, что позволяет животным быстрее насыщаться.
Некоторые модели экструдера тоже способны перерабатывать мясные и рыбные остатки. Кроме того, экструдеры часто применяются для обработки жирных продуктов перед отжимом, что облегчает процесс экструзии и увеличивает конечный объём масла.
Экструдер Е-500
Эта машина предназначена для производства кормов для животных, а также для очистки зерна от вредных микроорганизмов. Она также используется для предварительной обработки сои, рапса и подсолнечника перед экстракцией масла.
Экструдер способен перерабатывать различные культуры, включая пшеницу, рожь, кукурузу, ячмень, горох, амарант, люпин, сою и подсолнечник. Бункер устройства оснащен магнитной ловушкой, что исключает проникновение металлических частиц и нежелательных добавок в корм.
Производительность всевозможных культур при переработке сои может составлять до 500 кг/ч, а зерна — до 300 кг/ч. Потребляемая мощность экструдеров равна 55 кВт в час.
- Длина: 230 см;
- Ширина: 210 см;
- Высота: 170 см;
- Вес: 1400 кг.
Изюминкой данной модели является наличие блока увлажнения в рабочей зоне, что обеспечивает равномерную обработку зерна и эксплуатацию рабочих частей с меньшим износом.
Экструдер ES-1250
Мощное устройство, предназначенное для работы в крупных и средних хозяйствах. Производительность модели составляет до 1250 кг в час. Экструдер способен функционировать непрерывно. Устройство имеет бункер для боковой подачи сырья, что позволяет подавать материал прямо в рабочую зону, минимизируя проблемы, возникающие при работе с жидким зерном или сложными смесями, которые могут возникать при использовании экструдеров с верхней подачей.
Помимо стандартных экструзионных компонентов, таких как пшеница, овёс, просо, ячмень, данная модель также подходит для переработки органических отходов, мясного фарша, муки и различных отходов. Для упрощения обслуживания и ремонта устройство оснащено двухгидравлическими роликами, позволяющими автоматически снимать детали при разборке экструдера или замене шнеков. Это значительно облегчает затруднительный и длительный процесс технического обслуживания, особенно в экстренных ситуациях, когда требуется быстрая замена оборудования. Вес экструдера составляет 2130 кг, а потребляемая мощность достигает 110 кВт.
Итог
Покупка экструдера является, безусловно, выгодным вложением. Экструзия не только способствует снижению объёма корма, необходимого для животных, но и повышает его питательную ценность, позволяя производить корма высшего качества без содержания химических добавок. Корма, полученные методом экструзии, дают возможность фермерам значительно повысить производительность, не добавляя в рацион химикаты или гормоны.
Экструзия позволяет вводить до 30% примесей (таких как сено, силос, солома, отходы мясопереработки) в исходное сырьё без потери качества и энергетической ценности конечного корма.
Дополнительно, приобретение экструдера окажет позитивное влияние на рентабельность зернопроизводителей. Готовый корм высокого качества стоит значительно дороже, чем непереработанное зерно, и спрос на такой продукт практически не колеблется.
Метод экструзии предоставляет возможность увеличить стоимость конечного продукта без значительных затрат сил или энергии. Процесс полностью автоматизирован и требует всего лишь нескольких секунд на выполнение.
При использовании этой технологии можно перерабатывать даже семена, поражённые плесенью или насекомыми, чтобы получить продукт, пригодный к употреблению. Это позволяет избежать потерь урожая, которые могут достигать 20% даже при правильном хранении зерна. Данная технология является одной из немногих, которые позволяют получать высокие урожаи при минимальных затратах.
Преимущества экструдированных кормов
Экономия на кормах, произведённых с помощью данного инновативного метода, предоставляет множество преимуществ:
- Высокая усвояемость — около 95% корма легко усваивается животными, что значительно выше, чем у просто дробленого зерна (до 40%). Это содействует повышению продуктивности и позволяет получать максимальную выгоду от животноводства (высокие показатели производства молока, мяса, яиц). После экструзии усвояемость бобовых культур (таких как соя, горох, вика и т.д.) вырастает до 10 раз. Это позволяет организму максимально эффективно извлечь белки, аминокислоты и витамины, которые столь важны в рационе животных.
- Экономичность — экструдированный продукт расходуется в 2 раза меньше по сравнению с обычным зерном. Он эффективно заменяет источники пищи животного происхождения (экструдированный горох может полностью заменить обрат при кормлении телят старше месяца).
- Минимальные затраты ресурсов — зерно можно обрабатывать без предварительной сортировки и просушивания. Однако в сырье должны отсутствовать земля, солома, камни и прочие примеси.
- Эффективность — даже зерно, которое хранилось в зернохранилище несколько лет и потеряло свою влагу, можно поддать экструзии. Обработка отходов зернового производства (например, гречневой шелухи и т.п.) также позволяет создать питательный корм для свиней, овец и коз.
- Отличное поедание животными благодаря привлекательному хлебному вкусу и аромату, который они получают от экструдированных кормов.
- Стимуляция роста и укрепление иммунной системы животных.
- Обеспечение организма животных необходимыми сахарами без внедрения пищевых добавок.
- Гигиеничность корма — его можно скармливать в сухом виде без дополнительной обработки. Животные не рассыпают и не зарываются в остатках пищи, что устраняет дополнительную запыленность воздуха и улучшает условия труда для сотрудников, защищая оборудование от преждевременных поломок.
- Продлённые сроки хранения благодаря низкому уровню увлажненности кормов.
- Снижение падежа молодняка на 50% от желудочно-кишечных заболеваний благодаря стерильному качеству корма.
- Использование в качестве удобрений. С учётом высокой степени усвояемости и переваривания, помет животных освобождается от лишних компонентов, таких как семена, травы, шелуха и подобные материалы. Это позволяет сразу применять его в качестве органического удобрения.
Переработка биологических отходов
Технология экструзии в последние годы получила широкое распространение для производства корма на основе муки для животных. Как исходный материал могут использоваться отходы, образующиеся при убое и умерщвлении животных. Эти отходы можно комбинировать с зерновыми компонентами, получая в результате высокопитательный корм, обогащенный белком. Высокие температуры, использующиеся при экструзии, полностью уничтожают опасные микроорганизмы. Благодаря кратковременному воздействию высокой температуры важнейшие микро- и макроэлементы, а также витамины остаются в конечном продукте.
Ранее процесс производства добавок из мясокостной муки был крайне сложным и включал в себя длительную варку отходов (около 5 часов), после чего следовала стерилизация и сушка. Конечный продукт был очень дорогим. В то же время экструзия требует намного меньше времени и ресурсов. Возможность совмещения биологических отходов с зерновыми ингредиентами позволяет производить различные виды полнорационных кормов.
Каждое из используемых растений для животноводческих кормов обладает своей уникальной ценностью и свойствами. При экструзии их питательные качества многократно увеличиваются. Преимущества каждого из сортов будут объяснены стыком ниже.
Экструдированный ячмень. Он содержит 114 г сырого протеина, 4,2 г лизина и обменная энергия составляет 13,6 МДж. Ячмень отличается превосходными вкусовыми качествами. При кормлении им поросят наблюдается повышение переваривания и усвоения питательных компонентов на 12%. Его используют до 50% в стартовых кормах.
Экзотическая пшеница. Это ценный источник энергии, который отличается пониженным содержанием клетчатки (около 1,5%) и высоким содержанием лизина и протеина. Это способствует улучшению работы пищеварительной системы. Чаще всего она комбинируется с более облегчающими ингредиентами, содержащими много клетчатки (например, отрубями или семенами подсолнечника и т.д.). Рекомендуется не добавлять в зерновую смесь более 45% такой пшеницы.
Экзотическая кукуруза. Она содержит приблизительно 40 г белка и 2,7 г лизина. Активно насыщена незаменимыми аминокислотами, особенно метионином. Низкое содержание клетчатки и высокая доля метаболизируемой энергии делают её идеальной основой для стартовых кормов с добавлением до 40%. Это дает быстрое нарастание активности роста у молодежи, помогая им быстрее переходить на суточное питание.
Экзотический горох. Это ценный продукт с высоким протеиновым содержанием (15,5 г лизина) и значительным уровнем доступных аминокислот и углеводов. Является немаловажным источником белка для молодняка, находящегося на откорме. Позволяет экономить на кормах, полностью заменяя их животными. У него также выдающийся вкус и аромат. Рекомендуется добавлять до 30% от общего объема кормовой смеси. Советуется избегать превышения, так как это может повысить продуктивность мяса.
Экзотические соевые бобы. Один из самых ценных компонентов кормов с высоким содержанием белка. Содержит 29 г лизина и около 350 г сырого протеина. Продукт обладает идеальным балансом между незаменимыми жирами и аминокислотами. Рекомендуемая доза — от 10% до 30%. Этот ингредиент особенно подходит для откорма поросят и положительно сказывается на репродуктивной активности свиноматок. Соевый жмых в сочетании с подсолнечным маслом приводит к повышению удоев у коров, обеспечивая их защищёнными жирами и белками. Они усваиваются в тонком кишечнике, что позволяет питательным веществам поступать непосредственно в молоко, что повышает производственные показатели (до 20%) и снижает затрату на корма на 20-30%.
Два пути для развития бизнеса
Экструдированные корма можно производить для разных целей:
- Для продажи фермерским и домашним хозяйствам;
- Для эффективного размножения и выращивания своих домашних животных и птицы.
Первый вариант проще в исполнении, однако второй путь может потребовать больше времени и ресурсов, но в то же время он более выгоден. В обоих случаях существенно важны сырьё и оборудование, так как это в основном те факторы, что определяют затраты, если вы сами производите корм. Также необходимо учитывать расходы на упаковочный материал.
Заказ сырья достаточно прост: достаточно следить за потенциальными клиентами (например, частными фермерами, специализированными предприятиями, оптовыми поставщиками и т.д.) и адекватно продвигать свою продукцию на рынке.
