Енергія взаємодії молекул ПАР моторних олив в адсорбційному шарі на поверхнях тертя

Сільське господарство /
4. Технології зберігання
та переробки с.-г. продукції

Лук’янець В. О. *, Бовсуновський В. М.**

*Національний науковий центр “ІМЕСГ” УААН

**Полтавська державна аграрна академія,

ОБҐРУНТУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ СХЕМ
ПЕРЕРОБКИ НАСІННЯ РІПАКУ

Для потреб тваринництва і кормовиробництва здавна застосовувалась вегетативна частина ріпаку у вигляді зеленої маси (для приготування силосу або сінажу). Вирішення питання використання на кормові цілі насіння ріпаку, яке у зв’язку з високим вмістом жиру (38-44%) належить до високоенергетичного корму – в 1 кг міститься l,7-2,1 кормові одиниці, залежить від правильності вибору технологічних рішень та наявності технічних засобів його переробки. Подрібненим фуражним насінням можна збагатити раціони жиром і частково протеїном (табл. 1).

Таблиця 1. Характеристика кормів з насіння ріпаку (г на 1 кг корму)

Вид корму	Кормові одиниці, кг	Перетрав- люваний протеїн	Аміно- кислоти	Жир	Каль- цій	Фос- фор	Ізотіа- піанати	Гой -трин
Дерть повножирова	1,7-1,9	180-220	169-180	400	8	10	2,5	9,0
Макуха	1,3	240	210-220	120	10	12	2,1	6,0
Шрот	1,0	290	238	56	12	18	1,7	4,5

Проте повністю одним насінним поповнити нестачу протеїну неможливо, оскільки в ньому міститься його лише 18-22 %, а згодовувати великі дози насіння не рекомендується з-за наявності в ньому антипоживних речовин – глкозинолатів (ізотіапіанатів, гойтрину). Пропонується наступний вихід з цього положення.

По-перше: підвищувати вміст протеїну за рахунок облущення насіння, тобто зниження вмісту сирої клітковини. Так роблять, наприклад, у Франції, де створена промислова установка для облущення насіння ріпаку і гірчиці, що дозволяє отримувати шроти з низьким вмістом клітковини (7% замість 13%) та підвищеним вмістом протеїну (45% замість 34%). Поживність такого шроту майже вдвоє вища, ніж шроту з необлущеного насіння, він добре засвоюється свиньми і птицею, дешевше обходиться споживачу. У Всеросійському науково-дослідному і проектно-технологічному інституті рослинництва відділом механізації теж створена обрушувальна машина продуктивністю 300 кг/год, що забезпечує вихід більше 85% ядра з залишковим вмістом оболонки не більше 4% [1].

По-друге: переробляти ріпак на олію, яку можна використовувати як для харчових (маргарин, кондитерські вироби, тощо) так і технічних потреб (біопаливо, мастила, лаки, фарби), а відходи переробки – макуху з вмістом перетравного протеїну 25-28 % застосовувати при формуванні раціонів або замінювати нею частину зернових концентратів. При годівлі, наприклад, ВРХ це дасть змогу підвищити продуктивність худоби на 13-23 %, жирність молока – 0,1-0,2 % [2].

Для подрібнення ріпаку, наприклад, у Німеччині, фірмою "Gebrüder Jemlich" випускають дробарки дисмембраторного типу "Record" чотирьох типорозмірів (А, В, C, D). Там же фірмою "Tornado" виготовляється спеціальна дробарка TRM трьох типорозмірів продуктивністю 110-250 кг/год та потужністю приводу 0,55 або 0,75 кВт, робочий орган якої оригінальної конструкції дозволяє отримати кінцевий продукт у вигляді гранул. Дробарки дисмембраторного і дезінтеграторного типу випускають також фірми Естонії ("Desintegrator"), МП "Краков" (м. Київ, Україна), Росії (ИЦ-І, СП "Совокрим"). З точки зору стабільного виконання процесу подрібнення високоолійного насіння та його продуктивності можуть бути прийнятними дробарки фірми "Simon Barron" (Великобританія), ДБМ-1 (ІМЕСГ УААН) та 4K, 4КВ, 4КBS фірми ''President" (Данія). Введення в комбікорм ріпакової дерті в кількості 4% підвищувало вміст сирого протеїну на 3%, сирого жиру – на 30, лізину на 3,7, метіоніну+цистину – на 11,5, а згодовування його бройлерам збільшувало живу вагу курчат на 5,4% [1].

Щодо технічного забезпечення процесу олієвідокремлення, то на сьогоднішній день тут спектр застосовуваного обладнання більш широкий, починаючи від повноопераційних наборів машин з проведенням шеретування, вальцювання, підсмажування або пропарювання, пресування поршневими чи гвинтовими робочими органами і закінчуючи прямим однократним фінішним гвинтопресуванням.

Проаналізуємо найпоширеніші варіанти наборів машин і обладнання:

Іа – шеретування + вальцювання + підсмажування + пресування (комплекси М8-МКА-00 або КПМ-400 „Уманьферммаш”, Україна);

Іб – вальцювання + волого-теплова обробка (ВТО) + пресування (комплект "Sketindustrietechnik”, Німеччина);

Ів – шеретування + ВТО + форпресування + остаточне пресування (комплект Ізмаїльського заводу РТО, Україна);

ІІ – екструдування + пресування

а) УЕС + М8 + МШП (або ВПМ-47.00 чи КСМ-250, Україна);

б) Instra Pro-2500 + Instra Pro-1500 (США);

ІІІ – холодне однократне пресування (ПШМ-250, Україна або КА АWА 120/350, Німеччина);

ІV – пресування з супутним електропідігрівом

а) ЕК-75/120 або УЕП-150, Україна;

б) "Кайман", Словакія;

в) "Farmet", Чехія.

Розрахунки проводились за загальноприйнятою методикою для існуючих та перспективних обсягів переробки насіння ріпаку. Шкала обсягів прийнята такою: 125, 250, 500, 750, 1000 т. Вихідні дані для порівняння визначалися за літературними джерелами, показниками з прайс-листів, проспектів, рекламних листів та результатами випробувань.

За результатами розрахунків (рис. 1) виявилось, що за приведеними затратами найбільш ощадні є варіанти ІІІ і ІVа, відповідно 11,82 і 21,25 грн/т (для річного обсягу переробки 1000 т). Справа в тому, що переробка здійснюється практично однією машиною без проведення підготовчих операцій, хоча в кінцевому підсумку це негативно впливає на вихід олії. Після гвинтопресів типу ПШМ-250, ПШЗ, КАА АWА 120/350 залишкова олійність досягає 14-18%, близько 4-8% насіння взагалі залишаються нерозчавленими, в той час як після подрібнення безрешітною дробаркою ДМБ (конструкції ІМЕСГ) чи після повторного пропуску вихід олії збільшується в середньому на 3-4%. Мають місце також труднощі з виводом машини на робочий режим (t = 95-100 °С) та його подальшим підтриманням.

Рис. 1. Залежність приведених затрат S (грн./т) від обсягів переробки G (т) насіння ріпаку:

Іа – комплекс М-8-МКА-00, „Уманьферммаш” Україна; Іб – комплекс "Sketindustrietechnik”, Німеччина; Ів – комплекс Ізмаїльського заводу РТО, Україна;

ІІа – УЕС-800 + М8-МШП, Україна; ІІб – Instra Pro-2500 + Instra Pro-1500 (США);

ІІІ – ПШМ-250, Україна;

ІVа – ЕК-75, Україна; ІVб – "Кайман", Словакія; ІVв – "Farmet", Чехія; ІVг – КАА АWА 120/350 (Німеччина).

Більш досконалі у цьому плані прес-екструдери типу ЕК-75/1200 виробництва TОВ "Екструдер" (м. Харків) та схожі а ними установки УЕП-150, вузли і деталі до яких виготовляються (понад 60%) дослідним заводом ІМЕСГ. Вони мають зовнішній електрообігрівальний кожух та двовальний робочий орган комбінованого типу (кулачки і гвинти), що дозволяє сполучати попередню деструкцію насіннєвого матеріалу в екструзійних секціях з подальшим олієвідокремленням в зеєрних камерах. Тому вихід олії тут повніший (залишковий її вміст 12-14%), одначе без проведення попереднього облущення кислотне число олії дещо завищене – 2,5-3 проти регламентованих 1,5 мг КОН.

Приведені витрати у цьому випадку складають 32,75-21,25 грн./т в залежності від обсягів переробки. Схожі показники мають чеські "Farmet" і словацькі "Кайман", а також німецькі КА AWA 120 і КА AWA 350 машини, які поступаються вітчизняним із-за своєї дороговизни.

Наступне місце за комплектами з формпресуванням: виробництва Ізмаїльського РТО на базі агрегату з маслопресів ПШМ-250 і М8-МШП та такого ж пресу чи подібного йому ПШ-400 в агрегаті з екструдерами УЕС-800, КМЗ-2,00 або іншими подібними машинами (Па) – відповідно 22,5 і 25,52 грн/т для річного обсягу переробки 1000 т. Причому з подальшим ростом обсягів понад 100 т/рік, спостерігається стійка тенденція до зближення показників цих та вищезгаданих машин. Завдяки значній деструкції в першому випадку гвинтопресом ПШМ-250, а в другому – екструдером з ефектом "декомпресійного шоку" повнота відокремлення олії тут найвища (залишкова олійність становить 7-8%. Це пов’язано з тотальним руйнуванням олійних часток (сферосом), внаслідок чого підвищується доступність олії, стабільність в ній жирів, позаяк фермент ліпаза, що спричиняє згіркнення олії, теж руйнується в процесі екструзії. Відмічається і позитивний вплив (пригнічення) на фермент мірозиназу, який в свою чергу провокує глюкозинолатний гідроліз.

Повнокомплектні комплекси для переробки олієнасіння за традиційними технологіями недостатньо ефективні навіть при значних обсягах переробки (понад 1000 т/рік), а подібні до них німецької фірми "Sketindustrietechnik" хоча й відзначаються значним ступенем віджиму (залишкова олійність 8-9%), проте дужа дорогі, що і є причиною надвисоких приведених витрат.

Аналогічні пропорції спостерігаються і при оцінці металомісткості (рис. 2) та енергоємності процесу в цілому. Варіанти з прямим віджимом олії – IV (а,б,в) та ІІ тут поза конкуренцією – 5-7 кг/т та 100-110 кВт×год/т. Щоправда, ізмаїльський комплект та німецькі преси типу КА АWА щодо затрат енергії більш ощадливі – в межах 69-71 кВт×год/т, одначе поступаються за металомісткістю.

Рис. 2. Металомісткість процесу в залежності від обсягів переробки насіння ріпаку:

ІІа – УЕС-800 + М8-МШП, Україна; ІІб – Instra Pro-2500 + Instra Pro-1500 (США);

ІІІ – ПШМ-250, Україна;

ІVа – ЕК-75, Україна; ІVб – "Кайман", Словакія; ІVв – "Farmet", Чехія; ІVг – КАА АWА 120/350 (Німеччина).

Таким чином, у всіх випадках перевага за техніко-економічними показниками гвинтопресувальним установкам типу ЕК-75/1200 чи УЕП-І50, які крім цього ще й формують відходи переробки (макуху) у гранули і є універсальними дня всіх видів олієнасіння. При умові покращення якості переробки – ступеня віджиму шляхом введення в конструкцію машин регулювального пристрою для зміни товщини гранул та підвищення їх технічної продуктивності шляхом часткового облущення олієнасіння ці машини можна рекомендувати для переробки насіння ріпаку на кормові і технічні потреби.

Виходячи з вищенаведеного, актуальним завданням на сьогоднішній день є розробка ресурсозберігаючої технології та технічних засобів переробки насіння ріпаку на кормові і технічні потреби.

Література:

1. Методические рекомендации по использованию семян рапса при выращивании и откорме молодняка КРС. – Львов: УНИИФБСК. – 1994. – С. 37.

2. Технологія вирощування і використання ріпаку / Рекомендації УААН. – Івано-Франківськ. – 1996. – С. 35.

Відомості про авторів

ПІБ авторів

Назва тез

Адреса отримувача

Телефон

Секція

e-mail

Лук’янець Василь Олександрович, Бовсуновський Василь Миколайович

Обґрунтування технологічних схем

переробки насіння ріпаку

Лук’янець Василь Олександрович, вул. 40-річчя Перемоги, 35, кв. 78, смт Глеваха, Васильківський р-н, Київська обл., 08631

(04471) 3-16-36

Сільське господарство / 4. Технології зберігання та переробки с.-г. продукції

—