Глава 3. Машины для измельчения рисовой соломы

3.1. Зоотехнические требования к переработке рисовой соломы

Рисовая солома, как и солома других злаковых культур, без предварительной переработки плохо поедается животными и имеет невысокую питательность. Поэтому главное зоотехническое требование к переработке соломы - это повышение ее поедаемости и питательности. Не менее важное требование - отсутствие в переработанной соломе металлических и других примесей, которые могут вызвать заболевания и снижение продуктивности животных.

Первая и обязательная операция любого технологического процесса переработки соломы на корм - ее измельчение.

Измельчать солому целесообразно, поскольку это уменьшает затраты энергии животных на ее пережевывание, повышает поедае- мость соломы в смеси с другими кормами, уменьшает количество объедков, облегчает выполнение последующих процессов переработки для повышения ее питательности, облегчает погрузку и раздачу.

По наблюдениям Ставропольского НИИСХ, измельчение соломы повышает поедаемость на 50 %, уменьшает массу объедков на 20 %. При кормлении опытной группы молодняка крупного рогатого скота смесью измельченной соломы и силоса с повышенной кислотностью продуктивность на 9,2 % была выше, чем у контрольной группы, которой давали тот же корм, но в неприготовленном виде.

Солому необходимо измельчать до такой степени, чтобы обеспечивалась наибольшая ее поедаемость и высокая степень переваримости. Оптимальная длина частиц измельченной соломы для крупного рогатого скота (КРС) - 30....50 мм (По данным С. В. Мельникова длина частиц соломы для КРС должна находиться в пределах 40...50 мм, а по данным Е.И. Резника - в пределах 20...50 мм), для лошадей - 30...40, для овец - 20...30, для приготовления гранул 7...15, брикетов - 8...30 мм. Солома, поступающая в смеситель, должна быть измельчена и расщеплена вдоль волокон. Частицы длиной более 50 мм должны составлять не выше 10 %. Наличие частиц длиной более 50 мм замедляет процесс усвоения. Уменьшение длины частиц ниже критического размера (6,5 мм для крупного рогатого скота) отрицательно влияет на обмен веществ, может вызвать поражение желудка. По данным исследований, измельчение до 2...4 мм уменьшает поедаемость, снижает удои, жирность молока на 1,03 % и выход молочного жира на 41,9 %.

Измельченные частицы соломы должны быть расщеплены не менее чем на 85 %. По сравнению с сечкой (то есть только резаной соломой) расщепленная солома лучше уплотняется прессами, отличается хорошей гигроскопичностью, имеет.увеличенную поверхность соприкосновения с другими компонентами кормового рациона, легче пережевывается, предохраняет зубы животных от быстрого истирания. Брикеты с такой соломой отличаются лучшим сцеплением составных частиц: для их производства можно использовать более влажную солому.

Измельчением и расщеплением соломы нельзя достичь повышения ее питательности. Повышение питательности достигается химической, термохимической, гидробаротермической, биологической обработками и ферментативным гидролизом. Так, например, термохимической обработкой питательность рисовой соломы может быть повышена до 0,45...0,55 кормовых единиц.

Следует помнить, что при любой степени измельчения и любой питательности соломы, как и в других видах кормов, количество посторонних примесей должно быть строго ограниченным. Содержание минеральных примесей (песка) в соломенной резке для коров и овец допускается не более 0,7%, для молодняка крупного рогатого скота не более 0,15 %. Металломагнитные примеси размером до 2 мм с неострыми краями должны составлять не более 30 мг в 1 кг корма. Корма, содержащие примеси в количестве, превышающем допустимую норму, непригодны к скармливанию, так как могут вызвать тяжелые заболевания животных. Особенно опасны крупные металлические частицы с острыми режущими кромками.

В соломе, подготовленной к скармливанию животным, не допускается затхлый, плесенный, горелый и другие запахи.

Оценка качества измельчения кормов. Качество измельчения кормов оценивают по результатам гранулометрического анализа, который проводят в лабораторных условиях: навеску раскладывают на 5...Э фракций частиц различной длины с последующим их взвешиванием. Длину каждой частицы при этом измеряют масштабной линейкой. Такой подробный анализ требуется для зоотехнических исследований кормо-измельчающих машин. Для практиков животноводов и эксплуатационников машин такой анализ не требуется: им достаточно знать содержание (в долях или %) в измельченной массе частиц с оптимальной длиной, частиц длиной меньше и больше оптимальной. Поэтому для нужд животноводческих ферм и кормоприготовительных цехов достаточно разделять массу навески на три фракции: с частицами оптимальной длины, с частицами меньшей и большей длины.

Качество измельчения в данном случае оценивают содержанием всего двух фракций, так как содержание третьей легко определяют вычитанием из единицы суммы содержаний двух других.

Резник Е. И. и Рыжов С. В. рекомендуют следующий фракционный состав соломы, применяемый в кормосмесях для крупного рогатого скота: частиц длиной до 20 мм - 15 %, от 20 до 50 мм - 70 %, до 70 мм - 15 %; в брикетируемых кормах: частиц длиной до 8 мм - 30 %, от 8 до 22 мм - 50 %, от 22 до 35 мм - 20 %.

В соответствии с техническими условиями в измельченной для крупного рогатого скота соломе должно быть частиц: длиной до 20 мм - не менее 80 %, до 50 мм - не менее 85, до 100 мм - не более 20 %.

Ручная раскладка пробы измельченной массы на отдельные фракции, хотя и обеспечивает наибольшую точность проведения гранулометрического анализа, но требует больших затрат труда. Поэтому для гранулометрического анализа измельченных масс применяют различные конструкции механических классификаторов с набором сит.

Удаление металлических примесей из соломы и других стебельных кормов. Нередко вместе с измельчаемой стебельной массой к рабочим органам измельчителей кормов попадают металлические предметы: болты, гайки, куски жести, проволока и др. Они вызывают затупление и выкрашивание лезвий ножей, интенсивный износ рабочих кромок молотков дробилок, поломку ряда деталей смесителей и других кормо-приготовительных машин и, как следствие, увеличение их простоев, снижение производительности, увеличение стоимости приготовления кормов. Вместе с тем проглоченные с кормом мелкие металлические предметы травмируют желудочно-кишечный тракт животных и вызывают неизлечимые заболевания. Поэтому кормоцехи должны иметь специальные устройства, предотвращающие попадание в корм и машины металлических предметов.

В технологических линиях для приготовления кормов обычно нет специальных устройств для удаления металлических включений из перерабатываемой соломы и других видов стебельных кормов. Поэтому для этой цели можно использовать подвесной электромагнит.

Наиболее эффективно применять электромагнит, установленный наклонно в зоне схода корма с ненамагничиваемого барабана ленточного транспортера (рис. 10). Хорошая сепарация в этой зоне достигается благодаря тому, что примеси легко извлекаются из кормовой массы, находящейся во взвешенном состоянии и притягиваются к полюсу электромагнита.

Рис. 10. Электромагнитный сепаратор стебельных кормов: 1 - электромагнит; 2 - рама подвески; 3 - крюки; 4 - скребок ленты; 5 - ведущий барабан; 6 - лента конвейера; 7 - блок управления

Описанный электромагнитный сепаратор применяют на животноводческих комплексах по откорму молодняка КРС "Вороново" Московской и "Палиский" Ленинградской областей. В качестве рабочего органа в них используют электромагнит М-22В, который подвешивают на двух крюках к раме, изготовленной из швеллера № 10.

Электромагнит получает питание от блока управления, в котором установлены автоматический выключатель АП-502М, магнитный пускатель ПМЕ-2111, однофазный понижающий трансформатор ОСО-0,25, напряжением 220 В, включенный по схеме автотрансформатора, и четыре диода В-50 для выпрямления переменного тока. Электромагнит включается автоматически вместе с технологической линией, а отключает его вручную оператор кормоцеха, который собирает извлеченные металлические предметы в емкость из немагнитного материала.

Для очистки магнита устанавливают специальный разгружающий ленточный транспортер, имеющий немагнитные уголки. Однако при этом увеличивается высота рабочей зоны и для создания эффективного магнитного поля потребуется использовать электромагнит большей мощности, соответственно и большей массы.

Преимущество электромагнитного сепаратора заключается в том, что его можно устанавливать после монтажа основного оборудования кормоцеха. Для изготовления электромагнитов требуется много черных и цветных металлов, а для приведения в действие - больший расход электрической энергии. Такие сепараторы удаляют из перерабатываемого сырья лишь ферромагнитные (железные, стальные, чугунные, никелевые) примеси и не реагируют на диамагнитные (медные, алюминиевые, латунные) включения.

В Мелитопольском институте механизации сельского хозяйства (МИМСХ) разработана и испытана конструкция предохранительного устройства, отличающегося малой металло- и энергоемкостью (затраты энергии составляют доли ватт-часа в сутки) и реагирующее на наличие в измельчаемой стебельной массе не только ферромагнитных, но и диамагнитных металлических примесей. Устройство состоит из датчика, установленного под лентой транспортера, усилительного блока, монти-руемого на щите приборов, и включенного в цепь магнитного пускателя.

Датчик 3 представляет собой пластмассовый каркас, в пазах которого установлены генераторная L2 и две приемные катушки L1 и L3 (рис. 11). Катушка L2 включена в коллекторную группу транзисторов МП41. Приемные катушки (L1 и L2) расположены в электромагнитном поле генераторной катушки (L2) так, что суммарная ЭДС, наведенная в них, приблизительно равна нулю.

Рис. 11. Электрическая схема предохранительного устройства (а) и схема установки устройства (б): 1 - транспортер; 2 - измельчаемая солома; 3 - датчик; 4 - усилитель; 5 - магнитный пускатель

Для компенсации напряжения разбалансированных от изменения температуры и окружающей среды приемных катушек служит ферромагнитный компенсатор. Характеристики намоточных изделий устройства приведены в таблице 7.

Таблица 7. Характеристика намоточных изделий предохранительного устройства

Металлические изделия, попадающие в поле генераторной катушки, вызывают сигнал разбалансирования, который усиливается усилителем и разрывает цепь магнитного пускателя через нормально закрытый контакт К1. 1. При этом автоматически разрывается цепь питания электродвигателя и транспортер, подающий стебельную массу к измельчителю, останавливается. После удаления металлических предметов с ленты транспортера нажимают кнопку пускателя и снова включают в работу двигатель привода транспортера.

Испытаниями, проведенными в МИМСХ, установлена хорошая чувствительность и надежность описанного предохранительного устройства. Это видно из графиков (рис. 12), построенных по результатам проведенных опытов.

Рис. 12. Графики зависимости предельной высоты слоя стеблей соломы (а) и предельной скорости транспортера (б) от массы стальных 1 и алюминиевых 2 примесей в соломе, вызывающих срабатывание предохранительного устройства

Описанное устройство можно использовать для сокращения расхода электроэнергии электромагнитными сепараторами.

В этом случае обмотка подвесных электромагнитов включается в цепь усилителя через нормально открытый контакт. Тогда электромагнит будет включаться в сеть только при наличии металлических примесей на ленте транспортера, что значительно уменьшает расход электроэнергии.