Процесс экструзии занимает около 30 секунд и обеспечивает высокую производительность при минимальном потреблении энергии. Гранулы нагреваются и уплотняются без нагревательных элементов или гидравлики, только с помощью электродвигателя.
Экструдер: что это такое, для чего он предназначен
Зерновой экструдер — одна из важнейших машин для улучшения качества зерна. Необходимость его приобретения обоснована многими факторами. Экструдер позволяет многократно улучшить качественные характеристики зерна. Корм, переработанный с помощью экструдера, более экономичен, легче усваивается и абсолютно безопасен.
Эта технология используется как в сельском хозяйстве, где она способствует значительному снижению потребления кормов, так и в пищевой промышленности для улучшения качества конечного продукта.
Экструзия, безусловно, является самым эффективным способом повышения питательной ценности зерна!
Общая информация
Экструдер — это машина, которая преобразует сырье в виде мелких частиц в расплав определенной формы. Частицы могут быть гранулами, порошками, различными пастами или фрагментами.
Процесс заключается в пропускании сырья через специальный формующий инструмент (экструзионную головку, матрицу). Форма готового продукта определяется калибровочным устройством с определенным сечением. Оно зависит от типа отверстия в формовочном инструменте. Если это прорезь, то изделие будет пластинчатым, если кольцо — трубчатым.
Читайте также: Гибка кабеля: своими руками и с помощью станков
Процесс, который происходит при использовании этих машин, называется экструзией. В зависимости от конструкции машины, они делятся на различные типы:
- холодное синее формование, при котором на материал оказывается только механическое воздействие;
- тёплая экструзия, заключающаяся в механических преобразованиях, которые сопровождаются тепловой обработкой;
- горячая формовка — скоростной процесс, предполагающий использование высоких температур и давления.
Описание
Зерновые экструдеры предназначены для быстрого производства корма с переваримостью 90-95 %, в то время как переваримость непереработанного зерна не превышает 65 %. В результате кратковременного повышения температуры, механического и искусственного изменения давления в зерне происходят структурные и химические изменения.
Крахмал, составляющий 50 % зерна и довольно трудно перевариваемый животными, и белок зерна приобретают структуру, которая легче усваивается организмом.
Крахмал расщепляется до простых сахаров, сложные белки и углеводы расщепляются до простых сахаров, а пищевые волокна превращаются во вторичные сахара. Поскольку воздействие температуры длится всего несколько секунд, ценные витамины и минералы полностью сохраняются, а грибки, паразиты и бактерии погибают.
Что такое экструдер?
Кормовой экструдер является очень популярной производственной машиной среди фермеров. Основной принцип работы этой машины — экструзия, т.е. переработка растений путем прессования при давлении 60 атмосфер и высокой температуре. Этот процесс занимает всего 10-13 секунд.
Зерно деформируется и набухает, образуя компактную, однородную массу. Не все пользователи экструзионного оборудования знают, что такое экструзия и зачем она нужна: на самом деле экструзия позволяет сложные сахара (клетчатка, крахмал), содержащиеся в зерне и зерновых отходах, превратить в простые моно- и диациды, которые на 100% усваиваются животными.
Существуют различные экструзионные установки для производства кормов: для небольшой фермы с минимальным потреблением подходят установки производительностью 25-45 кг/ч, а для более крупного производства требуется установка с большей производительностью — до 1,5 т/ч. Продукт, полученный в процессе экструзии, по внешнему виду и консистенции похож на стебли кукурузы. В отличие от чистого зерна, он готов к использованию и может храниться.
Экструдер используется для переработки пшеницы в комбикорм. Таким образом, зерно усваивается гораздо лучше и требует гораздо меньше времени для переваривания.
Что такое гранулятор?
Гранулятор — это устройство, которое производит корм в виде прессованных гранул — так называемых пеллет — посредством специального процесса, называемого гранулированием. Гранулирование — это, проще говоря, дробление мелкозернистого материала.
После первоначальной агломерации мелкозернистого материала можно прессовать гранулы или таблетки. Сырье для производства гранул должно быть достаточно влажным, не содержать липких веществ и примесей.
Процесс производства включает в себя следующие этапы:
- размельчение первичного сырья в специальной дробилке;
- сушка размельченного материала в барабанной или аэродинамической сушилке;
- доведение до нужной степени влажности: если вещество слишком сухое, его обрабатывают горячим паром;
- вторичное измельчение сырья;
- переработка полученной массы в грануляторе, изготовление и уплотнение пеллет.
Наиболее широко используются зерновые прессы. Конструкция машины состоит из основной рамы, пресса для гранул и двери. Сырье через питатель подается в смесительный узел гранульного пресса, затем из приготовленной смеси с помощью вальцов уплотняется масса, из которой впоследствии формируются гранулы: Они разрезаются специальными ножами и после охлаждения готовы к использованию. Пеллетные прессы используются не только для производства кормовых гранул, но и для топливных гранул.
Устройство и принцип работы
Пищевое сырье обрабатывается в экструдере под давлением 50-60 атмосфер. При этом зерно подвергается воздействию высоких температур. Общая производительность напрямую зависит от мощности установки. Основным компонентом экструзионной линии является рама, к которой крепятся все детали. Кроме того, необходим привод, который подает энергию, и ремень.
Механическая тяга передается через этот ремень и редуктор. Загрузочный резервуар и приемный бункер, в который сначала выгружается кукуруза, расположены отдельно. Другими частями экструдера являются:
В экструдерах «сделай сам» важную роль играет механизм уплотнения. После прохождения через ножевой элемент обработанный продукт визуально выглядит как удлиненные палочки. Устройство способно идеально измельчить зерно. Приготовленный корм полностью обеззараживается. Различные ингредиенты также могут быть смешаны в единую массу.
Помимо внешних и внутренних деталей, выгрузной шнек содержит нагревательные диски и узел выгрузного шнека. Все узлы крепятся на винтах с левой резьбой. Корпус изготовлен из стали. Главный вал подводится к соединенному шнеку через люки. Основные узлы прочно соединены с рамой.
В корпусе имеется отверстие, в которое устанавливается приемник. Внутренняя часть имеет пазы в продольной плоскости. Это позволяет соответствующим образом перемещать подающие элементы. Система выгрузки оснащена контроллером грануляции. Температура внутри экструдера контролируется термопарой, прикрепленной к раме.
Высокотемпературный эффект длится всего несколько секунд. Поэтому питательные вещества гарантированно сохраняются. Однако уничтожение вредных организмов неизбежно; даже семена, зараженные насекомыми или плесенью, пригодны для экструзии.
Обработанные семена как будто взрываются изнутри и становятся оптимально воздушными и пористыми. Его объем увеличивается на 20 % по сравнению с исходным продуктом.
После загрузки в бункер не требуется дополнительного вмешательства. Вибрационный механизм обеспечивает подачу сырья на рабочее место. Там температура может достигать 110-160 градусов. Когда давление достигает высоких значений, зерно «взрывается» на выходе из основного отсека. При использовании ножа фракция нарезается размером 1-5 см; экструзия партии сырья занимает около 30 секунд.
Существуют различные конструкции экструзионных машин:
- каналы охлаждения;
- нагревательные блоки;
- системы подачи;
- системы выталкивания;
- блоки пластификации;
- дозаторы.
Обзор моделей
Бытовой
В категории мини-машин выделяется ЭК-5. Несмотря на отечественную специфику, она достаточно проста в эксплуатации и отвечает самым строгим требованиям. Установка фактически заменяет зерновую мельницу. Часовая производительность составляет 60-80 кг при потребляемой мощности 4 кВт. Шнеки рассчитаны на длительный срок службы.
Альтернативой является EK-40. Ее общая производительность достигает 40 кг за 60 минут. Потребляемая мощность также не превышает 4 кВт. Вес устройства составляет 90 кг. Для его работы требуется подключение к электросети 220 или 380 В.
Промышленный
Система E-500 подходит для производства комбикормов и сопутствующей очистки зерна от патогенных микроорганизмов. Для справки — ее также можно использовать для подготовки масляного экстракта:
Базовая обработка применяется для гороха и амаранта, кукурузы и пшеницы, ржи и ячменя, люпина и сои. Поскольку бункер оснащен магнитным блоком, исключается попадание металлических предметов и частиц в готовый корм. Производитель заявляет о таких характеристиках, как:
- возможность производства полножирного соевого шрота;
- сбережение до 40% зерна;
- контроль качества выпускаемого продукта;
- производительность по сое до 500 кг за 60 минут, по зерновым до 300 кг за 60 минут.
Производители в России предлагают и другие усовершенствованные модели. Среди них заслуживает внимания модель ES-1250. Это устройство используется в большинстве средних и крупных фермерских хозяйств. Производительность достигает 1250 кг за 60 минут. Конструкторы продумали все, чтобы устройство могло работать круглосуточно.
Урожай подается из бункера непосредственно в рабочую зону сбоку. Такое решение позволяет избежать проблем, обычно связанных с подвесными системами. Конструкция подходит для переработки органических отходов, проса, муки, мясного фарша и подобных материалов. Устройство сконструировано таким образом, что техническое обслуживание и ремонт могут быть проведены относительно легко. Вес экструдера достигает 2130 кг, а потребляемая мощность составляет 110 кВт.
УШК PE-900 также имеет большую производительность. Она перерабатывает от 1300 до 1800 кг зерна за 60 минут. Конструкторы предусмотрели кондиционирование и обработку продукта паром, что делает его более мягким и эластичным и снижает общие энергозатраты. Срок службы основных компонентов экструдера больше, чем у конкурирующих моделей. Работа происходит при давлении 60 атмосфер и очень высоких температурах.
При выборе двухшнекового экструдера можно обратить внимание на PE-110. Он способен производить высококачественный корм даже из смешанного и хранящегося зерна. Шнековый транспортер оснащен частотным регулятором. Имеются также виброопоры. Срок службы в 2 раза больше, чем у обычных агрегатов, часовая производительность достигает 130 кг, а вес установки — 250 кг.
Критерии выбора
Ключевым показателем предсказуемо является мощность. Она определяется количеством животных, которых необходимо кормить. Другие критерии:
- шнековая подача зерна (единственный равномерный метод, хотя и сравнительно дорогой);
- громкость при работе;
- качество ступицы;
- рабочий ресурс основных элементов;
- удобство управления;
- качество вырабатываемого комбикорма;
- простота очистки (вручную делать ее явно менее практично, нежели реверсом мотора).
Использование
Для производства кормов используются экструдеры. Эта технология позволяет значительно снизить затраты на корма. Кроме того, при переводе животных на экструдированный корм снижается смертность молодняка.
Корм, приготовленный с помощью экструдеров, позволяет предотвратить желудочно-кишечные заболевания у животных и значительно улучшает процесс пищеварения!
Экструдеры также используются в пищевой промышленности. Они используются для производства сухих завтраков, кукурузных палочек, чипсов, хлеба с чипсами, детского питания и диетического хлеба.
Двухшнековые экструдеры также используются в производстве полимеров: упаковочных пленок для пакетов, полистирола и полипропилена.
Однако самое распространенное применение экструдера — это улучшение качества зернового корма. В качестве кормового сырья могут использоваться все виды зерновых, сои и бобовых.
После переработки вкусовые качества зерна значительно улучшаются за счет выделения масел. Корм приобретает приятный запах и вкус, напоминающий хлеб. В то же время животные быстрее насыщаются.
Некоторые модели экструдеров позволяют перерабатывать мясные и рыбные отходы. Экструдеры также используются для обработки жирных продуктов перед отжимом. Этот процесс облегчает экструзию и увеличивает конечный объем масла.
Экструдер Е-500
Машина предназначена для производства кормов для животных и для очистки зерна от вредных микроорганизмов. Она также используется для подготовки сои, рапса и подсолнечника к извлечению масла.
Машина может перерабатывать пшеницу, рожь, кукурузу, ячмень, горох, амарант, люпин, сою и подсолнечник. Бункер экструдера оснащен магнитной ловушкой для металлических частиц, что предотвращает попадание нежелательных примесей в машину и впоследствии в корм.
Производительность при переработке сои составляет до 500 кг/ч, а при переработке зерна — до 300 кг/ч. Потребляемая мощность составляет 55 кВт в час.
- Длина — 230 см;
- Ширина — 210 см;
- Высота — 170 см;
- Вес — 1400 кг.
Особенностью данной модели является наличие блока увлажнения в рабочей зоне. Это гарантирует равномерную обработку зерна и снижает износ рабочих частей.
Экструдер ES-1250
Мощная машина для использования в крупных и средних хозяйствах. Производительность достигает 1250 кг/ч. Экструдер может работать круглосуточно. Машина оснащена бункером боковой подачи, который подает материал из бункера непосредственно в рабочую зону. Это устраняет проблемы при работе с жидким зерном или сложными смесями, которые возникают при использовании экструдеров с верхней подачей.
Помимо стандартных экструзионных материалов (пшеница, овес, просо, ячмень), эта модель также подходит для переработки органических отходов, мясного фарша, муки и других отходов. Машина оснащена двумя гидравлическими роликами, которые автоматически снимают бочки при разборке экструдера или замене шнеков. Это значительно упрощает трудоемкий и длительный процесс технического обслуживания и ремонта, особенно в чрезвычайных ситуациях. Вес экструдера составляет 2130 кг, а потребляемая мощность — 110 кВт.
Итог
Приобретение экструдера, несомненно, является выгодным вложением. Экструзия не только позволяет уменьшить количество корма, скармливаемого животным, и повысить его питательную ценность, но и производить высококачественный корм без химических примесей. Корм, приготовленный методом экструзии, позволяет фермам повысить производительность без добавления химикатов и гормонов в корм для животных.
Экструзия позволяет добавлять до 30% примесей (сено, силос, солома, отходы мясопереработки) к исходному сырью без снижения качества и энергетической ценности получаемого корма.
Кроме того, приобретение экструдера положительно сказывается на рентабельности производителей зерна. Готовый высококачественный корм стоит намного дороже, чем непереработанное зерно, а спрос на него практически не меняется.
Экструзия позволяет увеличить стоимость конечного продукта без больших затрат энергии и труда. Процесс полностью автоматизирован и занимает буквально несколько секунд.
При производстве кормов по этой технологии можно использовать даже пораженные плесенью или насекомыми семена для получения пригодного для использования конечного продукта. Это позволяет избежать потерь урожая, которые составляют не менее 20% даже при правильном хранении зерна. Это одна из немногих технологий, которая позволяет получать высокие урожаи при минимальных затратах.
Преимущества экструдированных кормов
Использование кормов, произведенных этим инновационным методом, имеет ряд преимуществ:
- Высокая усвояемость – около 95% корма легко усваивается животными в сравнении с просто дробленным зерном (до 40%). Это повышает продуктивность, позволяет получить максимальную выгоду от животноводства (больше молока, мясной продукции, яиц). После экструдирования усвояемость бобовых культур (соя, горох, вика и др.) увеличивается до 10 раз. Это позволит организму получить максимальное количество белков, аминокислот и витаминов, которыми так богаты бобовые.
- Экономичность – экструдированный продукт расходуется в два раза меньше, по сравнению с обычным цельным зерном. Он эффективно заменяет пищу животного происхождения (экструдированный горох полностью заменяет обрат при кормлении телят старше месячного возраста).
- Минимальные затраты ресурсов – обрабатывать зерно можно без предварительного сортирования и просушивания. В сырье должна отсутствовать земля, солома, камни и т.д.
- Эффективность – экструдированию поддают даже лежавшее несколько лет в зернохранилище отсыревшее зерно. Обработка отходов зернового производства (гречневая шелуха и др.) позволяет получить питательный корм для свиней, овец и коз.
- Хорошее поедание животными за счет приятного хлебного вкуса и аромата.
- Стимуляция роста и укрепление иммунитета.
- Обеспечение организма необходимым сахаром без применения пищевых добавок.
- Гигиеничность кормления – корм можно скармливать в сухом виде без дополнительной обработки. Животные не разбрасывают и не зарываются в остатках еды. В результате не возникает дополнительной запыленности воздуха. А это способствует улучшению условий работы для персонала, защиты оборудования от преждевременных поломок.
- Длительность хранения за счет низкого уровня увлажненности.
- Снижения падежа молодняка в 2 раза от желудочно-кишечных заболеваний благодаря стерильности корма.
- Применение в качестве удобрений. Ввиду высокой степени усвояемости и переваривания организмом, помет животных не имеет лишних включений в виде семян, травы, шелухи и пр. Это позволяет сразу применять его в качестве органического удобрения.
Переработка биологических отходов
Технология экструзии в последние годы широко используется для производства муки для животных. Исходным материалом являются отходы от убоя и умерщвления животных. Они могут быть объединены с зерновым компонентом. В результате получается высокопитательный корм, непосредственно обогащенный белком. Высокая температура полностью уничтожает опасные микроорганизмы. Благодаря кратковременному воздействию температуры в продукте остаются важнейшие микро- и макроэлементы, а также витаминный комплекс. В прошлом для производства добавки из мясокостной муки использовался сложный процесс. Он включал в себя длительную варку отходов (около 5 часов) с последующей стерилизацией и сушкой. Конечный продукт был очень дорогим. Экструзия требовала минимум времени. Возможность сочетания биологических отходов с зерновыми ингредиентами позволяет производить различные виды полнорационных кормов.
Каждое из растений, используемых в кормах для животных, имеет свою ценность и свойства. Экструзия многократно увеличивает их ценность. Преимущества использования того или иного сорта объясняются ниже.
Экструдированный ячмень. Он содержит 114 г сырого протеина, 4,2 г лизина, обменная энергия составляет 13,6 МДж. Отличается превосходными вкусовыми качествами. При скармливании поросятам повышает переваривание и усвоение питательных веществ на 12%. Используется до 50% в стартовых кормах.
Экзотическая пшеница. Ценный источник энергии с пониженным содержанием клетчатки (до 1,5%) и высоким содержанием лизина и протеина. Это способствует улучшению работы пищеварительной системы. Часто комбинируется с ингредиентами с высоким содержанием клетчатки (отруби, семена подсолнечника и т.д.). Рекомендуется не добавлять в зерновую смесь более 45%.
Экзотическая кукуруза. Содержит около 40 г белка, 2,7 г лизина. Богата незаменимыми аминокислотами (особенно метионином). Низкое содержание клетчатки и высокая доля метаболизируемой энергии. В основном используется в стартовых кормах с добавлением до 40%. Это приводит к высокому содержанию энергии роста. При кормлении молодых животных позволяет быстрее перейти на сухой корм.
Экзотический горох. Ценный продукт с высоким содержанием протеина (15,5 г лизина), содержащий больше аминокислот и углеводов в легкодоступной форме. Хороший источник протеина для молодых животных на откорме. Помогает экономить на рационах, полностью заменяя корма животного происхождения. Отличается хорошим вкусом и ароматом. Рекомендуется добавлять до 30% от общего объема кормовой смеси. При более высокой доле в рационе можно повысить мясную продуктивность.
Экзотические соевые бобы. Один из самых ценных ингредиентов в кормах с высоким содержанием белка. Содержит 29 г лизина и около 350 г сырого протеина. Продукт идеально сбалансирован по содержанию незаменимых жиров и аминокислот. Общая рекомендуемая доза составляет 10-30%. Он эффективен при откорме поросят и оказывает положительное влияние на репродуктивные показатели свиноматок. В сочетании с подсолнечным маслом повышает удои коров, обеспечивая их защищенными жирами и белками. Они расщепляются в тонком кишечнике, так что питательные вещества поступают непосредственно в производство молока. Это приводит к улучшению производственных показателей (до 20 %) и способствует снижению затрат на корма на 20-30 %.
Два пути для развития бизнеса
Экструдированные корма могут производиться для разных целей:
- Для продажи фермерским и домашним хозяйствам.
- Для эффективного выращивания на комбикорме собственных домашних животных и птиц.
Первый вариант проще, второй — дороже и сложнее, но выгоднее. В обоих случаях необходимы сырье и оборудование. Это самые важные факторы затрат, если вы производите корм самостоятельно. Конечно, необходимо учитывать и упаковочный материал.
Организовать закупку несложно. Достаточно следить за потенциальными клиентами (частными фермерами, специализированными компаниями, оптовиками и т.д.) и продвигать свой продукт.
