УДК

in process

DOI

10.53988/24136573-2019-02-04

Используйте это описание для цитирования: 

Cite this article as:

Коюшева, Е. С. О применении оборудования в производстве кормов / Е. С. Коюшева, Я. Ю. Степанова, Г. А. Суворов // Управление рисками в АПК. – 2019. – № 2(30). – С. 43-68. – DOI 10.53988/24136573-2019-02-04.


KOYUSHEVA E.S., STEPANOVA Y.YU., SUVOROV G.A.

ON THE USE OF EQUIPMENT IN THE PRODUCTION OF FEED

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ НАУКИ | ECONOMICAL SCIENCES
КОЮШЕВА Е.С., СТЕПАНОВА Я.Ю., СУВОРОВ Г.А.

О ПРИМЕНЕНИИ ОБОРУДОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ КОРМОВ

Коюшева Елена Станиславовна – главный специалист, ФГБУ «Центр Агроаналитики», Москва, Россия
E-mail: ekoyusheva@spcu.ru

Степанова Яна Юрьевна – заместитель начальника отдела, ФГБУ «Центр Агроаналитики», Москва, Россия
E-mail: yastepanova@spcu.ru
SPIN-код: 4283-1601

Суворов Глеб Александрович – ведущий специалист, ФГБУ «Центр Агроаналитики», Москва, Россия
E-mail: gsuvorov@spcu.ru
SPIN-код РИНЦ: 1117-3869

Аннотация

В статье рассматриваются технологические операции при производстве кормов для сельскохозяйственных животных, определяются этапы технологического процесса производства. Кроме того, рассматривается оборудование, применяемое предприятиями-лидерами для обеспечения своих потребностей в кормах, в частности определяется мощность действующих комбикормовых заводов у крупных сельхозтоваропроизводителей.

Ключевые слова

Корма, технология производства, оборудование, технологические операции, предпритяи-лидеры, сырье.

KOYUSHEVA E.S., STEPANOVA Y.YU., SUVOROV G.A.

ON THE USE OF EQUIPMENT IN THE PRODUCTION OF FEED

Elena S. Koyusheva – Specialist, Agroanalytics Center, Moscow, Russia
E-mail: ekoyusheva@spcu.ru

Yana Yu. Stepanova – Deputy Head of Departmen, Agroanalytics Center, Moscow, Russia
E-mail: yastepanova@spcu.ru

Gleb A. Suvorov – Specialist, Agroanalytics Center, Moscow, Russia
E-mail: gsuvorov@spcu.ru

Annotation

The article discusses the technological operations in the production of feed for farm animals, defines the stages of the technological process of production. In addition, the equipment used by leading enterprises to meet their feed requirements is considered, in particular, the ability of existing feed mills at large agricultural producers is determined.

Keywords

Feed, production technology, equipment, technological operations, leading enterprises, raw materials.
References:

Текст статьи

Производство комбикормов представляет совокупность последовательных операций, позволяющих из исходного сырья, как правило неоднородного получить определенный вид корма с заданными физико-химическими и питательными характеристиками, учитывающих требования, предъявляемые конкретным животным (норма кормления, пол, возраст, уровень здоровья, наличие заболеваний).
Как правило, технологические процессы на комбикормовом производстве заключаются в переработке большого количества сырья с разнообразными физико-химическими свойствами и различного происхождения. В настоящее время, сырье для комбикормовой промышленности представлено растительным, животным, микробиологическим и минеральным происхождением и представлено сыпучими, крупнокусковыми, прессованными и жидкими материалами[3].

При заготовке комбикормов необходимо учитывать режим работы оборудования, соответствие ветеринарным и зоотехническим требованиям, правилам, установленных на территории Российской Федерации действующим законодательством. Процесс производства комбикормов рассматривается по основным и вспомогательным операция, направленные на сопровождение основного производства. К ним относят такие операции как транспортирование, прием, размещение и хранение сырья; хранение и отпуск готовой продукции; переработку отходов основного производства. В свою очередь основой производственный процесс включает прием сырья, его взвешивание и хранение, контроль качества (на всех этапах производства), очистку исходного сырья от посторонних примесей, дробление, подготовку смеси кормовых витаминных добавок, дозирование компонентов согласно рецептуре приготовления, гранулирование и брикетирование полученной смеси.

Схему технологического процесса обычно изображают графически и обозначают: количество и место разгрузки сырья из транспортных средств, типы и типоразмеры механизмов, и их производительность; число складов; их вместимость, а для силосных складов - число силосов, места загрузки и разгрузки складов, типы и типоразмеры транспортных механизмов и их производительность; число линий подачи сырья в производство; число и грузоподъемность весов для сырья при подаче в производство; число поточных линий технологического процесса и используемое оборудование с основными характеристиками и техническими данными; число складов готовой продукции, их вместимость; места разгрузки и загрузки готовой продукции в транспортные средства; направления потоков сырья, компонентов, продукции и отходов на всех этапах технологического процесса; число и длину магнитных заграждений, место их установки по линиям, количество аспирационного оборудования и распределение его по аспирационным сетям с привязкой к аспирационным машинам.

- приемка сырья;
- подготовка (очистка, сушка, измельчение);
- дозирование и смешивание зерновых, различных белковых компонентов;
- обогащение комбикормов витаминами, микроэлементами, лекарственными препаратами или комплексными смесями биологических веществ – премиксами;
- ввод в комбикорма жидких компонентов (мелассы, жира, аминокислот, соли и др.);
- гранулирование;
- хранение или фасовка и выпуск готовой продукции в рассыпном или гранулированном виде.

Рисунок 1. Технологический процесс производства комбикорма.

Первоначальным этапом производства комбикормов является измельчение сырья, представляющее собой процесс уменьшения размера частиц кормового сырья до определенного размера, который зависит от их усвояемости. Наиболее распространенным способом измельчения сырья является дробление в молотковых дробилках. Здесь критерием оценки измельчения является модуль крупности помола, который в числовом выражении определяется размерами частиц: (2,0…1,8) мм – крупный размол; (1,8…1,0) мм – средний; (1,0…0,2) мм – мелкий размол. Степень измельчения зависит от вида и возраста животных и птиц, для которых предназначен данный комбикорм.
Следующим этапом в технологической схеме производства комбикормов является шелушение зерна, которое проводят с целью разделения ядер ячменя и овса, используемых для производства комбикорма для свиней и птицы. Данный процесс обуславливается тем, что у данных представителей животного мира кормопереваривающие органы не способны переваривать грубые корма с высоким содержанием клетчатки, что приводит к использованию ячменя и овса только в измельченном виде и после отделения оболочки.

При шелушении зерна используют два основных способа:
Первый способом заключается в использовании шелушильных машин или центробежных шелушителей. Основной характеристикой данного способа является высокий выход шелушенного зерна.
Второй способ основывается на измельчение зерна в молотковых дробилках, а затем проводят сортировку в просевающих машинах, разделяя его на три фракции: для повторного шелушения, для выделения лузги в воздушном сепараторе, для создания пороховой фракции. Ключевой характеристикой данного способа является высокая производительность и универсальность.
Стоит отметить, что для повышения качества зерна, обезвреживания вредных веществ, разрушения крахмала до усвояемых норм используют такие способы его подготовки как: плющение, поджаривание, экструдирование, микронизация.

Плющение зерна представляет собой способ подготовки зерна, включающий гидротермическую обработку зерна с последующим его плющением. Данная обработка повышает питательность зерна, а также понижается затраты энергии животного на переваривание корма. В свою очередь в процессе плющения происходит расщепление сложных сахаров, а крахмал поддается действию ферментов. В целом, данный процесс позволяет обеспечить быстрое и полное переваривание кормов.
Процесс поджаривания улучшает вкусовые качества зерна, включающий увлажнения зерна, его нагрева и поджаривания при температуре 100-110ºС на протяжении 10-12 мин с последующим быстрым охлаждением. Однако поджаривание значительно понижает перевариваемость протеина и доступность аминокислот. Поэтому поджаренное зерно вводят в рацион животных в ограниченном количестве.

1/0

Микронизация зерна включает обработку зерна инфракрасными лучами, позволяющие повысить влажность зерна, делающего его более мягким и растрескивающимся. Данный процесс позволяет изменить структуру белка и углеводов, крахмал преобразуется в декстрины, которые легко усвояются организмом молодняка.
Экструдирование представляет собой процесс под высоким давлением, при котором зерно в прессе-экструдере разогревается до температуры 120-150оС и становится потолченной массой. В результате данной обработки большая часть микрофлоры уничтожается.
Стоит отметить, что построение технологического процесса на комбикормовом заводе основывается на двух основных методах[4]:
1. Последовательно-параллельная подготовка всех компонентов и одноразовое дозирование (классический способ);
2. Прямоточный метод;

Первый принцип основывается на раздельном дозировании компонентов в одних производственных линиях, в других параллельно, размещая их в наддозаторных бункерах. Данный принцип распространен во многих странах.

1 - силосный корпус зернового сырья; 2 - задвижка; 3 - цепной конвейер; 4 - магнитный сепаратор; 5 - молотковая дробилка; 6 - циклон-разгрузитель; 7 - просеивающая машина; 8 - наддозаторные бункера; 9 - многокомпонентный весовой дозатор; 10 шнек; 11 - смеситель порционного действия.
Рисунок 2 - Классическая технологическая схема

Характеристикой данного типа является большое число наддозаторных бункеров, вмещающий объем компонентов, рассчитанный на 8-36 часов работы узлов основного дозирования, что фактически обеспечением бесперебойную работу комбикормового завода. В данном случае производственная линия включает более 10 подготовительных линий. Основным преимуществом при организации производства таким способом являются минимальные потери времени при смене рецептуры корма. В свою очередь недостатком данного принципа являются значительные затраты времени при подготовительных операциях, а также сложность учета остатка сырья в бункерах при очистке оборудования
Классическая схема производства комбикормов требует больших затрат энергии, что обуславливается насыщением оборудованием.
Процесс формирования кормовой смеси при классическом способе характеризуется обработкой на отдельных технологических потоках, при этом может использоваться различные варианты:
- формирование сырьевой смеси для реализации конкретной задачи производственного процесса и очередностью его этапов;
- повторное формирование комбикормовой смеси и повторное дозирование через линию основного дозирования.

1 - наддозаторный бункер; 2 - многокомпонентный весовой дозатор; 3 - обработка предварительной смеси; 4 - порционный смеситель; 5 - обработка предварительной белково-минерального сырья.
Рисунок 3 - Технологическая схема с формированием предварительных смесей

Основным недостатком схемы подготовки предварительной схемы с повторным дозирование можно отнести сложность учета остатков предварительных смесей, что усложняет процесс изменения рецептуры комбикорма, а также учет выходной продукции.
Формирование предварительных смесей зернового, белково-минерального сырья без повторного дозирования. Смесь (смеси) формируют в строгом соответствии с фактической вместимостью основного смесителя.
Технологическую обработку проводят порциями, что упрощает дозирование кормов и помещение их в бункер основного смесителя. Данный технологический процесс позволяет снизить долю неучтенного сырья и перестроить производство комбикорма на технологию и с минимальными потерями. Основным недостатком данной схемы является периодическая работа дробилок на холостом ходу, что приводит к лишним затратам энергии.

1 - наддозаторный бункер; 2 - многокомпонентный весовой дозатор; 3 - обработка предварительной смеси зернового и гранулированного сырья; 4 - бункер для предварительной смеси, устанавливаемый параллельно главному весовому дозатору (А - для подготовленного зернового и гранулированного сырья; В - то же, для белково-минерального); 5 - порционный смеситель; 6 - обработка предварительной смеси белково-минерального сырья.

Рисунок 4. Технологическая схема с формированием предварительных смесей с одноразовым дозированием и порционной обработкой смесей

Прямоточный метод позволяет образовывать и обрабатывать дозированные порции компонентов до выхода готовой продукции. Преимуществом данной схемы является то, что ее использование приводит к малым удельным энегрозатратам на производство 1 тонны продукции, а конструкция дробилок позволяет одновременно выполнять операции измельчения и смешивания. Кроме этого, прямоточные схемы производства комбикормов можно использовать в высотных зданиях, что важно учитывать при организации хранения готового продукта.

1 - нория; 2 - поворотный круг; 3 - силосы; 4 — многокомпонентный весовой дозатор; 5 - смеситель (усреднитель); 6 - просеивающая машина; 7 - магнитная колонка; 8 - молотковая дробилка; 9 - смеситель порционного действия.

Рисунок 5. Прямоточная технологическая схема

При выборе технологической схемы производства комбикорма на предприятия важно учитывать объемы и ассортимент сырья, потребность животных в питательных элементах, затраты на логистику готового корма и сырья для его производства.

Важно отметить, что крупнейшие сельхозтоваропроизводители, занимающие лидирующие позиции в отраслях сельского хозяйства используют в производстве кормов оборудование ведущих мировых производителей.

Таблица 9. Техническое обеспечение крупных производителей комбикормов в РФ

Автоматизированная компьютерная система управления от приемки сырья до отгрузки готовой

Представим характеристику некоторого оборудования, используемого предприятиями в процессе производства комбикормов.
ООО ГК «Агро-Белогорье» является вертикально-интегрированным сельскохозяйственным предприятием, расположенным в Белгородской области. Основными направлениями деятельности являются: промышленное свиноводство и мясопереработку, молочное животноводство, растениеводство и кормопроизводство.
ООО Белая птица-Курск является вертикально-интегрированным сельскохозяйственным предприятием, расположенным в Курской области. Осуществляет производство и реализацию продукции из мяса птицы и включает в себя мощности по выращиванию сельскохозяйственных культур, комбикормовое производство, площадки по выращиванию бройлеров, птицеперерабатывающие комплексы, торговый дом. На настоящий момент мощности компании позволяют производить порядка 286 тысяч тонн готовой продукции в год.
АО ГК Продо является одним из лидеров российского продовольственного рынка в секторе птицеводства, свиноводства и мясопереработки. Группа ежегодно входит в десятку крупнейших российских сельскохозяйственных производителей. Предприятия «ПРОДО» расположены в Центральном, Сибирском и Уральском федеральных округах России и осуществляют полный производственный цикл от производства сырья до реализации готовой продукции.
Ключевым поставщиком оборудования, используемом на вышеназванных предприятиях, является Big Dutchman. Основным оборудованием данной фирмы является для производства комбикормов для свиней и птицы — дробильно-смесительные установки и полностью укомплектованные комбикормовые заводы мощностью от 10 т/час и свыше 100 т/час.

Холдинг «Агросила» занимает ведущие позиции в отраслях сельского хозяйства. Так, в животноводстве, в трех МТК практикуется круглогодичное беспривязное содержание с доением в доильных залах. Разработанная технология предусматривает круглогодичное стойловое содержание скота в комплексах с единым однотипным рационом кормления, комплексным ветеринарным обслуживанием, получением телят равномерно в течение года, что позволяет избежать сезонных колебаний производства молока. Все животноводческие комплексы холдинга оснащены современным доильным, охлаждающим оборудованием и оборудованием для приготовления и раздачи кормов, которые позволяют автоматизировать основные производственные процессы и добиться высокого качества молока с минимальными затратами.
Собственное сырье комбикормовой завод, мощностью около 604,8 тыс. тонн позволяет обеспечить высококачественными, экологически чистыми кормами животноводческие предприятия холдинга. Высокая техническая оснащенность холдинга, уборка кормовых трав в оптимальные сроки позволяет заготавливать качественные корма в больших объемах. Ежегодно заготавливаются такие виды основных кормов как: силос кукурузный, сенаж люцерновый или из других сеянных трав, сено костровое и из разнотравья, солома. Широко применяется в агрофирмах премиксы и кормовые добавки, что позволило повысить товарность молока до 98%. Использование премиксов делает рационы коров и молодняка более полноценными. Анализы качества кормов проводятся хозяйствами в производственной лаборатории, что позволяет рассчитывать рационы кормления по фактической питательности.
Основным поставщиком оборудования для предприятия является голландского компания «Wynveen». Производителем разрабатываются контейнеризованные комбикормовые заводы, позволяющие производить корма для различных видов сельскохозяйственных животных с функциями предварительной обработки сырья. Завод имеет модульную систему, обеспечивающую легкость транспортировки и сборки, что позволяет сократить время ввода в эксплуатацию на 20% от стандартных сроков.

Рисунок 6. Комбикормовый завод «Wynveen»

Основная характеристика комбикормового завода представлена в таблице ниже[2].

Таблица 10. Характеристика комбикормового завода «Wynveen»

В Российской Федерации одним из производителей комбикормовых заводов является Компания «Доза-Агро», выпускающая заводы 4го и 5го поколения.
Заводы 4-го поколения представляют собой автоматизированные комплексы по выпуску комбикорма производственной мощностью от 2 до 20 т/час. Данные заводы нашли применение на средних с/х предприятиях, свинокомплексах, комбикормовых заводов, птицефабрик. Основным преимуществом завода является автоматическая дозировка основных макро- и микроэлементов.
Заводы 5-го поколения предназначены для выпуска белково-витаминно-минеральных компонентов для комбикормов.
Рисунок 7. Комбикормовый завод «Доза-Агро»

Кроме готовых решений для комбикормовых заводов фирма «Wynveen» выпускает следующее оборудование для кормового производства:
- Системы дозирования и взвешивания.
Для марокомпонентов компанией были разработаны большие и устойчивые горизонтальные бункерные весы, подвешиваемые по современной тензометрической технологии. Высокопроизводительное многоступенчатое оборудование для дозирования извлекает сырье из силосов хранения и быстро и точно подготавливает порции. Для сокращения времени производственного цикла могут устанавливаться дополнительные весы, работающие одновременно с основными для того, чтобы обеспечить выполнение требований по времени и точности. Микрокомпоненты могут обрабатываться либо специальными системами микродозирования, либо поточными установками для производства премиксов. Для продуктов с низкой сыпучестью предлагаются специальные комбинации бункерных извлекающих устройств и шнеков дозирования. Возможна работа с любыми количествами – от грамма до тонны.

Рисунок 8. Система дозирования и взвешивания

- Молотковые дробилки.
В линии представлены высокопрочные надежные дробилки мощностью от 55 до 400 КВт для тонкого, либо для грубого, «структурного» измельчения. Модели со скоростью вращения 1500 или 3000 об/мин, автоматической заменой сит, с двойными или одиночными дробильными камерами обеспечат эффективное решение для конкретных параметров дробления. Молотковая дробилка Wynveen, типа GHM, разработана с учетом опыта производства дробильного оборудования для комбикормового сырья, кормов для рыбы и домашних животных. Молотковая дробилка имеет регулируемые отражательные пластины, которые располагаются в зависимости от направления вращения, за счет чего дробильной камере придаётся асимметричная форма. Благодаря отклонению такой формы камеры от центрической окружности сита значительно повышается сила воздействия на дробимое сырье, а также создается равномерная циркуляция сырья в дробильной камере.
Рисунок 9. Молотковая дробилка

Таблица 11. Характеристика молотковой дробилки

В Российской Федерации существует множество аналогов данного оборудования, но с меньшей производительностью. Так, компанией «Доза-Агро»[1] предлагается пневматическая дробилка кормов ДКР с максимальной производительностью до 4,8 т/час, а мощностью до 37 кВт, что в несколько раз меньше, чем используемое оборудование «Wynveen».

Рисунок 10. Пневматическая дробилка кормов ДКР

Несмотря на схожий функционал, отечественный аналог сильно уступает по производительности голландскому оборудованию. Основной рекомендацией можно назвать то, что российским производителям необходимо увеличивать производительность, которая позволит применять их оборудование на крупных агропромышленных комплексах.
- Смесители.
Одновальные лопастные и ленточные смесители объемом от 2 000 до 12 000 литров для порционного смешивания имеют коэффициент вариации ниже 5 и задают стандарт точности смешивания в промышленности. Особое внимание уделяется снижению уровней загрязнения: смесители Wynveen дают остаток в размере 0,1% от объема порции. Ленточные смесители в стандартном исполнении имеют одну или две выгрузные задвижки, но также могут быть оборудованы бомболюком с пневматическим управлением по всей нижней части. Благодаря этому общее смеситель время разгрузки сокращается всего до 15-20 секунд. Смеситель может работать в полностью автоматическом режиме путём соединения с двумя бункерами: один располагается над смесителем, а другой – под ним, с возможностью смешивания до 20 порций в час. Возможен ввод до 12% животного жира и других жидких компонентов, однако ввод мелассы в этом случае не допускается. Лопастные смесители Wynveen предназначены для смешивания сухих порошкообразных и гранулированных продуктов вне зависимости от их объемной плотности и формы.

Рисунок 11. Смеситель кормов

*Прессы-грануляторы отличаются прочной конструкцией и высокой производительностью. Пресс оснащается вертикальным волочильным кольцом, которое крепится болтами к ротору, приводимому в движение главным мотором посредством клинообразного ремня. Головной вал соединяется с корпусом пресса таким образом, что он может слегка наклоняться в случае внезапной существенной перегрузки. Выключение основного мотора осуществляется автоматически с помощью предохранительного выключателя. Корпус пресса представляет собой прочную цельносварную стальную конструкцию. И пресс, и основной мотор устанавливаются на прочной плите основания, расположенной на демпферах колебаний. Оптимальное приготовление продукта является ключевым условием для достижения максимальной мощности работы пресса. Пищевые ингредиенты, патока и пар смешиваются в смесителе кондиционирования для образования смеси, которую затем можно легко спрессовать. В стандартной комплектации смеситель оснащен паропроводом и отверстием для приема пищевого ингредиента. Управление подачей пищевого ингредиента, пара и жидкостей полностью автоматизировано и осуществляется с пульта управления, который может поставляться отдельно. Инновационная система быстрой замены матрицы, основанная на принципе крепления "гайка-болт", повышает производительность за счет сокращения времени замены матрицы примерно до 15 минут.

Рисунок 12. Пресс-гранулятор

*Поворотный просеиватель. Просеиватели Cryloc обеспечивают оптимальное разделение гранул или экструдированных продуктов и пыли перед их хранением или отправкой заказчику. В цилиндрическом корпусе одно или два поворотных сита специальной формы просеивают гранулы от пыли до оптимального состояния комбикорма. Если на входе продукт содержит максимум 10% мелких частиц, то на выходе содержание пыли и мелких частиц в продукте не превышает 1%. Широкий диапазон моделей и опций комплектации с производительностью от 20 до 150 тонн/час наряду с компактными размерами и легкостью монтажа делают поворотный просеиватель Cryloc идеальным компонентом линий для производства комбикормов, рыбных кормов и кормов для домашних животных, а также гранулированной биомассы.

Рисунок 13. Поворотный просеиватель Cryloc

1/0

*Автоматизация. Важным элементом современного комбикормового завода является система управления оборудованием, а гибкая система автоматизации являются необходимыми для обеспечения максимальных результатов в работе практически любого комбикормового завода.
Компания «Wynveen International» вместе с разработанным комбикормовым оборудованием предлагает программное обеспечение для контроля потребление сырья, оптимизации производства и управления технологическими процессами, а также для автоматизации системы отгрузки насыпью и/или отгрузки продукции в мешки.
Система управления технологическими процессами «Wynveen» повышают общую эффективность комбикормового завода. Управление комбикормовым заводом может осуществляться с помощью процессного компьютера через интегрированную автоматизацию, причем возможность состоит здесь в соединении с офисной сетью.
Компания «Wynveen» разработала технологию в тесном сотрудничестве с ведущими специалистами программного обеспечения.

1/1

Автоматизация может быть предложена в едином пакете, включая:
- распределительные шкафы низкого напряжения;
- комплектные электроустановки (вкл. проект);
- пульты управления моторами;
- шкафы управления PLC;
- компьютерные программы;
- систему визуализации;
- обслуживающее программное обеспечение;
- совместную установку и наладку;
- обучение авто