Пчеловодство играет важную роль в народном хозяйстве и экономике страны, оно является неотъемлемой частью агропромышленного комплекса России.
Пчел разводят для получения меда, воска, маточного молочка, прополиса, пыльцы, пчелиного яда, которые находят широкое применение в народном хозяйстве. Мед, доля которого составляет 85−90% общего объема пчеловодческой продукции, относится к ценнейшим продуктам питания, обладает лечебными и диетическими свойствами. Он в больших количествах содержит легкоусвояемые углеводы, витамины, ферменты, незаменимые аминокислоты. Мед представляет собой уникальный продукт и является хорошим стимулятором при физической и умственной усталости.
Воск идет на изготовление вощины, используемой на пасеках для отстройки сотов пчелами, служит сырьем более чем в 50 отраслях промышленности, находит широкое применение в медицине и косметике. Во всем мире растет спрос на биологически активные продукты пчеловодства — маточное молочко, пыльцу, прополис и пчелиный яд, которые являются эффективными натуральными лекарственными средствами и используются в качестве добавок к пище, а также в косметике и парфюмерии.
Велико значение пчел в опылении энтомофильных сельскохозяйственных культур. При этом повышается не только урожайность опыляемых растений, но и качество их семян и плодов. По самой скромной оценке стоимость дополнительного урожая, получаемого ежегодно благодаря опылению пчелами, составляет около 10 млрд. рублей, что в несколько раз превосходит стоимость прямой продукции пчеловодства.
Для нормальной жизнедеятельности пчелиной семьи требуется значительное количество корма. Пчелы используют два основных вида корма: нектар и пыльцу, собирая их с цветков энтомофильных растений. Пчелы перерабатывают нектар в мед, а пыльцу в пергу, создавая запасы концентрированных кормов на неблагоприятный зимний период. Нектар и мед обеспечивают пчел углеводамипыльца и перга — белками, жирами, витаминами и минеральными веществами. Но в отдельные периоды года по разным причинам (из-за плохой погоды, из-за отсутствия взятка в природе и др.) пчел необходимо подкармливать углеводными и белковыми кормами [55,85,86].
Для подкормки пчел используют сахарный сироп, сахарно-медовое и медово-перговое тесто. Сахарный сироп готовят непосредственно перед раздачей пчелам — он не может храниться длительное время. Тестообразные корма готовят заранее и хранят в герметичных упаковках, что предотвращает высыхание теста. Перед скармливанием в упаковке проделывают отверстия для обеспечения доступа к ней пчел, в результате верхний слой подкормки может засохнуть. Указанные виды подкормки трудно дозировать, требуются дополнительные затраты труда на уборку из ульев остатков упаковки корма.
Для устранения указанных недостатков тестообразных кормов для пчел разработана технология и линия приготовления гранулированных подкормок пчелам в защитной восковой оболочке [52]. Применение гранул тестообразной подкормки для пчел в виде шаров диаметром 30−50 мм с нанесенным защитным покрытием из воска позволяет механизировать процесс, обеспечить точное дозирование, снизить потери, увеличить продолжительность хранения при стабильной влажности.
К недостаткам данной линии относится следующее:
— гранулы подкормки, получаемые на этой линии, имеют низкую влажность, поэтому пчелы прилагают значительные усилия для поедания подкормки, что приводит к износу их организма;
— недостаточно разработан и обоснован промышленный способ получения гранул шаровидной формы, в том числе недостаточно исследованы режимы работы гранулятора-окатывателя и дозаторов сухих и жидких компонентов;
— не исследована возможность увеличения конечной влажности гранул подкормки.
Поэтому целью настоящей диссертационной работы является повышение эффективности использования тестообразных подкормок для пчел путем разработки технологии и механизированной линии приготовления их в виде гранул шаровидной формы с ледяным шариком внутри с последующим нанесением на них защитного покрытия из воска, для повышения конечной влажности подкормки. Народнохозяйственное значение работы заключается в том, что предлагаемая технология и линия обеспечивают приготовление подкормок пчелам, которые можно хранить и скармливать в любое время года. Это позволяет практически полностью сохранить пчелиные семьи в период зимовки.
Разработанная технология и линия приготовления тестообразной подкормки в виде гранул шаровидной формы, покрытых защитной оболочкой из воска с ледяным шариком внутри, реализованы в лабораторных условиях и в пчелохозяйствах на пасеках.
На защиту выносятся следующие основные положения:
1 — разработанная технология и линия приготовления тестообразной подкормки в виде гранул шаровидной формы, покрытых защитной оболочкой из воска, с ледяным шариком внутри;
2 — разработанное устройство для получения ледяных шариков;
3 — разработанный гранулятор-окатыватель для получения из сахарной пудры и медового сиропа гранул подкормки шаровидной формы с ледяным шариком внутри и рациональные режимы его работы;
4 — результаты лабораторных и производственных исследований получения тестообразной подкормки для пчел в виде гранул шаровидной формы с ледяным шариком внутри;
5 — физико-механические и реологические свойства материалов, используемых для приготовления тестообразной подкормки, а также готовых гранул.
Считаю своим долгом выразить благодарность заслуженному деятелю науки и техники Российской Федерации, доктору технических наук, профессору Некрашевичу В. Ф. и всем сотрудникам инженерного факультета Рязанской государственной сельскохозяйственной академии за неоценимую помощь, оказанную при выполнении данной работы.
1. АНАЛИЗ СПОСОБОВ И СРЕДСТВ ПРИГОТОВЛЕНИЯ.
ГРАНУЛ-ОКАТЫШЕЙ.
1.1. Эффективность скармливания пчелам подкормок.
В отличие от большинства сельскохозяйственных животных пчёлы не только собирают для себя пищу, но и перерабатывают её для длительного хранения, энергично охраняют от врагов и вредителей, регулируют ее потребление летом и зимой. Семьи пчел могут жить и размножаться в дуплах деревьев без влияния человека: улетевшие с пасеки рои благополучно отстраивают себе гнездо в дуплах деревьев, и наоборот, семья, переселенная из дупла в современный рамочный улей, успешно живет, работает и дает продукцию в условиях культурного пчеловодства.
В осуществлении современных приемов содержания пчел и ухода за ними решающее значение имеет рациональное обеспечение кормами. Несмотря на то, что пчелы сами регулируют свое питание, собирая нужную им пищу, пчеловод может и должен решающим образом влиять на кормовой режим пчелиных семей: снабжать их оптимальным количеством кормов, требующихся в разные периоды сезоназаботиться о пригодности меда для зимовки пчелобеспечивать пчел белковым кормом в периоды, когда его нет в природесоздавать для пчел в нужные моменты иллюзию медосбора подкормками, побуждающими их к активной работепродлять периоды медосбора и повышать его интенсивность путем перевозок пчел к массивам медоносов, цветущих в разное время и на разных территориях.
Рядом исследователей [85, 1, 21, 27, 32, 66 и др.] доказано, что при подкармливании пчел увеличивается сила семей. Подкормка пчелиных семей применяется для пополнения недостатка кормовых запасов в ульях весной, до появления в природе цветковдля предупреждения заболеваний пчел (гнильцовых и других) — стимуляции выращивания расплода при отсутствии цветущих медоносов (применяется весной, а период подготовки пчелиных семей к главному медосбору и осенью для увеличения количества расплода и молодых пчел к зиме) — для пополнения кормовых запасов, необходимых пчелам на зиму, и для замены недоброкачественного меда для улучшения зимовки.
По консистенции подкормки бывают жидкие (сиропы), тестообразные (сахарное, сахарно-медовое, белковое тесто), также используют сухой сахар [36,85].
Подкормка сухим сахаром всегда привлекала пчеловодов своей простотой и небольшими затратами груда. Этот способ впервые применил более века назад чешский пчеловод Шараж Питра и описал его в книге «О podber-nem vcelarem» [36]. Подкормку сухим сахаром и в настоящее время используют пчеловоды во многих странах мира. Так, исследователь из Канады профессор Г. Ф. Таунзенд [85] сообщает о том, что использование сахара в сухом виде для кормления пчел ранней весной или для стимулирования роста семей экономит много труда.
Сухой сахар пчелы используют равномерно в течение дня и ночи, что служит постоянным стимулом жизнедеятельности семьи: матки больше откладывают яиц, увеличивается уровень кормления личинок, усиливается вос-ковыделение, тормозится инстинкт роения. Успешно достигается дрессировка пчел при поливе сухого сахара экстрактом соответствующих растений.
Многие пчеловоды таким видом подкормки пользуются только в течение весенне-летнего периода, считая, что пчелы растворяют сахар не водой, а секретом слюнных (глоточных, грудных) желез. В корме, приготовленном пчелами из сухого сахара, оказалось много ферментов (инвертазы и диастазы) и мало воды (15,8%), было очень высокое инвертазное число (663) и большое содержание сахарозы. Таким образом, при растворении кристаллов сахара у пчел многократно усиливается деятельность слюнных желез, что ведет к их преждевременному износу и гибели. Хотя подкормка сухим сахаром и привлекает своей простотой, но ее нельзя рекомендовать как побудительную ни весной, ни осенью [36, 85].
Жидкие подкормки представляют собой сахарный сироп различной концентрации, в который для улучшения питательной ценности могут добавляться различные вещества (коровье молоко, пекарские и пивные дрожжи, соевая мука) [6,26, 85].
В зависимости от цели подкормки используют сахарный сироп определенной концентрации: густой (70%-ный раствор, на 1 л воды — 2 кг сахара- 60%-ный раствор, на 1 л воды — 1,5 кг сахара) — для пополнения кормовых запасов и жидкий (50%-ный раствор, на 1 л воды — 1 кг сахара) — для стимулирования выращивания расплода пчелами при отсутствии медосбора. Густой сироп дают большими порциями (по 3—4 л), скармливая необходимое количество сахара за один — два приема. Стимулирующую подкормку проводят малыми дозами (по 0,25—0,5 л) ежедневно или через день. Жидкий сахарный сироп нельзя долго хранить, он может забродить и стать непригодным для пчел. Его готовят такое количество, чтобы сразу же израсходовать [98,26,36].
При пополнении кормовых запасов весной следует помнить о питательной неполноценности сахарного сиропа по сравнению с медом. Исследованиями НИИ пчеловодства было установлено, что семьи, питавшиеся до начала медосбора только сахарным сиропом, выкормили на 14,8% меньше расплода и на 24,4% собрали меньше меда, чем группа семей, получавших натуральный мед [85].
Снабжение пчел сахарным кормом имеет свои и положительные, и отрицательные стороны.
Сахарный корм в процессе пищеварения у пчел образует очень мало кала, значительно меньше, чем хороший цветочный мед. По данным проводившихся опытов в разные зимы, масса задней кишки весной перед облетом составила в среднем: у пчел, питавшихся медом, — 34,0 мг, питавшихся сахарным сиропом, — 25,3 мг [36, 85]. Это существенная разница, которая отражает значительно лучшую зимовку пчел на сахарном корме.
Однако при скармливании пчелам большого количества сахара они расходуют много питательных веществ и энергии на его переработку.
Хорошо известно, что осеннее поколение пчел (идущее в зиму) отличается от летних целым рядом признаков, из которых наиболее важные — накопление питательных веществ в организме, увеличение жирового тела, уменьшение свободной воды в теле. На переработку сахарного сиропа пчелы тратят часть этого накопленного для зимы запаса питательных веществ, даже могут совсем его израсходовать еще с осени, что снижает их работоспособность весной и может привести к гибели зимой или ранней весной.
Кроме того, пчелы, зимуя на сахаре, совершенно не получают с пищей белок и поэтому расходуют запас белка в теле. Уменьшение белка в теле пчел к весне снижает способность их к выкармливанию расплода. Семьи пчел, питавшиеся зимой и весной только сахаром, выкармливали меньше расплода. В соответствии с этим и сила этих семей пчел весной оказалась меньшей [7, 85].
На крупных пасеках с успехом используют для подкормки пчел весной сахаромедовое тесто (канди). В НИИ пчеловодства сравнили эффективность подкормки пчел весной сахарным сиропом и сахаромедовым тестом. Оказалось, что семьи, получавшие сахаромедовое тесто, дали лучшие результаты, чем получавшие сахарный сироп (табл. 1.1.) [36].
Таблица 1.1 Качественные показатели пчел, выращенных в семьях, получавших разные корма.
Корм Масса 6-дневных личинок, мг Масса 1-дневных пчел, мг Содержание в теле, мг жира азота.
Сахарный сироп 150,4 99,5 1,97 2,73.
Сахаромедовое тесто 151,8 101,9 2,18 2,82.
Мед в сотах 152,2 108,1 2,39 3,02.
Подкормка сахаромедовым тестом обеспечила выращивание пчел более высокого качества. Объясняется это тем, что сахарный сироп всегда усиливает лет пчел, и если в природе нет цветущих растений или они не выделяют нектара, то усиленный лет пчел вызывает лишь непроизводительную трату сахара (на полеты) и других питательных веществ пчел.
Тестообразные смеси в зависимости от составляющих их компонентов подразделяют на углеводные и белковые. К углеводным относятся: сахарно-медовое тесто, или канди, применяющийся в пчеловодстве более 100 лет, и помадная масса. Канди готовят из сахарной пудры и жидкого меда (в сахарном тесте мед заменяют инвертированным сиропом). Если в сахарно-медовое тесто добавить белковые компоненты (обножку, пергу или их заменители), то его называют сахарно-белковым с медом. Сахарное тесто с белковыми добавками носит название сахарно-белкового теста. В тестообразные смеси могут быть также внесены минеральные вещества (микрои макро-), витамины и другие повышающие полноценность кормовой добавки [26,76,77,85].
Пчелы по-разному забирают и используют жидкие и тестообразные подкормки. Жидкую подкормку они стремятся забрать в короткий промежуток времени, перенести в ячейки сота и переработать. В это время у обитательниц улья возникает иллюзия внешнего медосбора, что побуждает их к вылету. Таким образом, использование жидких подкормок при похолоданиях дает явно отрицательные результаты, так как в семье резко увеличивается лёт пчел и они в большем количестве гибнут, что приводит к значительному ослаблению семей.
Тестообразные подкормки пчелы забирают по мере необходимости, не переносят и не складывают в ячейки сота. Взятое тесто они сразу же используют, что и обеспечивает повышенное снабжение кормом расплода. Поэтому тестообразные подкормки не приводят к перевозбуждению пчел и не побуждают их к вылетам, а эффект стимулирования яйцекладки маток такой же, как и при использовании жидких подкормок.
Для скармливания тестообразных смесей не нужны кормушки, и требуется значительно меньше рабочего времени на раздачу этого вида корма.
Тестообразные корма можно готовить заблаговременно, когда пчеловод относительно свободен, на центральной усадьбе, где этот процесс может быть максимально механизирован. Не менее важно и то, что одна порция тестообразной подкормки длительное время стимулирует выращивание расплода столь же эффективно, как и многократные подкормки жидким сиропом. При использовании лечебных жидких подкормок также приходится подкармливать семьи не менее четырех раз, тогда как введение лекарственной формы в канди позволяет иметь такой же лечебный эффект при разовой даче корма. Пчелы длительное время забирают лечебное тесто, что способствует полному их излечению [36,76, 77, 85].
Таким образом, из приведенного выше обзора видно, что наиболее эффективными для выращивания пчел являются тестообразные подкормки, т.к. они менее трудоемки в раздаче, их можно заблаговременно готовить, обеспечивают достаточно хороший расплод и др. Однако эти подкормки засыхают в процессе хранения и пчелы не могут их использовать, кроме того при подкормке в холодное время пчелы испытывают необходимость вылетать для забора воды, что часто приводит к их гибели, поэтому подкормка должна быть тестообразной с повышенной влажностью, а этого можно достигнуть только в том случае, если эта подкормка будет в защитной оболочке.
1.2. Анализ способов приготовления подкормок пчелам.
В 1828 г., было экспериментально установлено, что при отсутствии меда самым лучшим кормом является сахар, его достаточно широко стали использовать пчеловоды во всем мире [6, 7, 26, 36, 76, 77, 85]. Пчелы длительное время могут жить, питаясь только чистым сахарным сиропом, но они не могут в этом случае выращивать расплод, выделять воск и строить соты, интенсивно и в больших количествах перерабатывать нектар и выполнять многие другие работы. Мед значительно богаче по своему химическому составу, чем сахар. В нем кроме углеводов (моносахаров) содержится в общей сложности до 50 различных веществ. Сахар — чисто углеводный корм и не содержит других веществ, жизненно важных для пчел.
Поэтому пчеловоды давно предпринимали попытки сдабривания сахарного сиропа продуктами, содержащими белок и другие питательные вещества. Из всех испытанных добавок лучшими оказались коровье молоко и дрожжи [85]. Коровье молоко содержит весь набор веществ, необходимых для жизни животного организма, и пчелы хорошо используют эту добавку.
Как было отмечено в пункте 1.1 по консистенции подкормки бывают жидкими (сиропы) и тестообразными (сахарное, сахарно-медовое, белковое тесто).
Для приготовления сиропа наливают в емкость воду и нагревают ее до кипения, снимают с огня и насыпают сахар, тщательно размешивая его до полного растворения кристаллов. После этого сироп охлаждают до 35—40 °С и добавляют в него (в зависимости от цели кормления) лекарственные или другие вещества. Пчелы активнее забирают сироп с оптимальной температурой для его переработки (34—36 °С) [36].
Во время вышеуказанной операции нельзя допускать подгорания сахара, так как при этом происходит карамелизация и образуются вредные для пчел вещества.
Сахарный сироп готовят из доброкачественного пищевого сахара. Сахар-сырец непригоден. Сахарные сметки, различные отходы, сахар с посторонними примесями пригодны только в том случае, если в них не содержатся вредные для пчел вещества: кислоты, соли, удобрения и т. д.
Для приготовления сиропа следует использовать воду, по качеству соответствующую питьевой. Вода с большим количеством минеральных веществ, имеющая более 30 мг/л жесткости по ГОСТ 151–72, непригодна. Можно использовать чистую дождевую или снеговую воду.
Чтобы облегчить пчелам переработку сахарного сиропа (инвертирование сахарозы и придание корму кислой реакции), на 10 кг сахара добавляют 3—4 г уксусной кислоты.
Сахарный сироп дают пчелам в кормушках или в сотах, ячейки которых им предварительно наполняют. Применяют кормушки в основном трех типов: верхние, боковые и внешние, рассчитанные на одну или несколько семей. Последние устанавливают на задней стенке улья с внешней стороны.
Для приготовления тестообразной подкормки используется высококачественная сахарная пудра с размерами частиц не более 0,20 мм и без комков. Для изготовления пудры берут сахар с влажностью не более 0,15%. Из более влажного нельзя получить достаточно мелкий помол. Если смесь готовят вручную, то вначале перемешивают сухие компоненты и потом постепенно в замес добавляют жидкие. При механизированном изготовлении поступают наоборот: вначале в бак тестомесительной машины помещают жидкие компоненты и далее, по мере перемешивания, добавляют сухие, предварительно размолотые до величины 0,20 мм. Сахар можно размолоть на молотковой мельнице М8 (или ММ8), применяемой в табачной промышленности. Небольшие количества сахара (не более чем для пяти семей) можно размолоть на кофейной мельнице [36].
Стандартные сухие белковые ингредиенты, например дрожжи, сухое молоко, имеют более грубый, чем пудра, помол. Поэтому их также предварительно размалывают, добавив равное или лучше двойное по объему или массе количество сахарного песка.
Мед используют с пасек, благополучных по гнильцам, нозематозу, микозам. Закристаллизованный мед выдерживают на водяной или воздушной бане в течение 12—24 ч при температуре 35−40 °С до полного расплавления кристаллов. Готовность меда определяют по пробе со дна. Пробу растирают в пальцах, и при этом не должны ощущаться твердые частицы.
Сахарно-медовое тесто согласно ТУ 10 РСФСР 339−88 «Тесто для пчел» имеет рецепт приведенный в таблице 1.2.
Пудру с медом месят вручную, как обычное тесто. Для приготовления большого количества корма чаще всего используют тестомесительные машины периодического действия ТМ-120, М2М-50, ТМ-63, ШМЖ и другие, применяемые в хлебопекарной или химической промышленности.
Сахарное тесто (ТУ 46 РСФСР 187—85) содержит 70% сахарной пудры и 30% инвертированного сиропа. В инвертированном сиропе не должно быть кристаллов сахара. Замес сахарного теста проводят так же как и сахарно-медового.
Таблица 1.2 Состав сахарно-медового теста по ТУ 10 РСФСР 339−80.
Наименование компонентов Содержание, % Состояние применения.
Сахарная пудра 73,8 Измельченный сахар до состояния тонкого помола (размер частиц не более 0,2 мм).
Мед 26 Теплый распущенный мед.
Вода 0,18 Чистая, снеговая или родниковая.
Кислота уксусная 0,02.
Итого 100.
Кормовые качества сахарного теста ниже, чем сахарно-медового. Его нежелательно давать слабым семьям и маткам в клеточках, так как оно быстрее черствеет и отличается меньшей привлекательностью для пчел.
При недостатке перги в ульях и отсутствии запасных перговых сотов и пыльцы используют тестообразные белковые подкормки.
Согласно техническим условиям ТУ 10 РСФСР339−88 состав рецепта приготовления тестообразной белковой подкормки для пчел приведен в таблице 1.3.
Куски тестообразной подкормки (по 0,5−0,8 кг) расплющивают в виде лепешек (толщиной 2−3 см), которые иногда кладут непосредственно на верхние бруски рамок, занятых пчелами. Но в этом случае отдельные кусочки смеси могут отрываться и падать в улочки на дно улья, где остаются неиспользованными. Поэтому целесообразно лепешки из смеси обертывать медицинской марлей или класть на небольшие (20×30 см) кусочки металлической сетки. В марле пчелы прогрызают отверстия, через которые берут корм: смесь на сеточках пчелы берут снизу через отверстия в сетке и подходят к ней с боков. Во всех случаях лепешку прикрывают сверху листком целлофана или вощеной бумаги, чтобы предотвратить быстрое высыхание смеси. Поверх лепешки кладут холстинку и утепляющие подушки.
Таблица 1.3 Состав тестообразной белковой подкормки по ТУ 10 РСФСР 339−88.
Компоненты Состав, %.
Мед ГОСТ 197 992–94 22 — - ;
Сахар ГОСТ 21–78 64 65 55 55 54.
Сироп инвентированный для пчел ТУ 46 РСФСР 187−83 — 27,8 39,8 33,8 36,8.
Пыльца цветочная (обножка) ТУ 46 РСФСР 205−80 5 7 — 3.
Дрожжи кормовые ГОСТ 20 098–74 5 — 5 5 6.
Молоко сухое ГОСТ 10 970–87 ГОСТ 4495–87 — - - 3 3.
Вода питьевая ГОСТ 2874– —82,4 3,97 0,17 0,17 0,17 0,17.
Кислота уксусная ГОСТ 61–75,0 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03.
Всего 100 100 100 100 100.
Приготовление тестообразных смесей в больших количествах и в короткий срок без применения специального оборудования довольно трудоемкая и тяжелая физическая работа, поэтому во многих пчеловодческих хозяйствах стали применять смесители периодического действия выпускаемые отечественной промышленностью для пищевых производств и различные типы микромельниц. Однако применение таких смесителей, не предназначенных для приготовления тестообразных смесей, полностью не решило вопроса механизации этого процесса. Остались не механизированными такие операции, как подача компонентов, загрузка их в смеситель, выгрузка готовых смесей, их фасовка, упаковка.
Таким образом, из обзора способов приготовления подкормок пчелам, следует отметить, что жидкие подкормки необходимо готовить в день раздачи, т.к. они могут приходить в не пригодный для скармливания вид (закисать, бродить и т. д.), однако механизировать процесс их приготовления достаточно просто. Механизация приготовления тестообразных подкормок более сложная задача, но такие подкормки в больших объемах могут быть упакованы в целлофан, провощенную бумагу, а также в защитную оболочку из воска, поэтому могут быть приготовлены заблаговременно, храниться длительное время не засыхая, могут быть розданы в необходимые периоды.
1.3. Анализ средств механизации приготовления тестообразных подкормок.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.
1. Технологическая линия для изготовления гранулированной тестообразной подкормки для пчел должна состоять из трех ветвей, работающих параллельно. Первая должна содержать смеситель сухих компонентов, измельчитель их до порошкообразного состояния, накопитель и дозатор, вторая — устройство для получения распущенного меда и его дозирования, третьяморозильник со специальным устройством для получения ледяных шариков и устройство для их дозирования. Далее в линии должны быть расположены гранулятор-окатыватель, транспортер для поштучной подачи гранул в устройство для нанесения на их поверхность защитного слоя из воска с выгрузным транспортером. Рабочий процесс линии включает подготовку сухих компонентов (смешивание, измельчение, накопление), распускание меда, изготовление ледяных шариков, подачу компонентов через дозаторы в устройство для получения окатышей, гранулирование, нанесения защитного покрытия на гранулы.
2. Устройство для получения ледяных шариков должно состоять из двух пластин, в каждой из которых имеются углубления в виде половины сферы, при соединении образующие полости шаровидной формы. Полости заполняются водой, при замерзании которой в морозильнике образуются ледяные шарики. При замерзании воды на форму воздействуют значительные сжимающие и изгибающие напряжения, поэтому для ее изготовления следует использовать материал, который может упруго деформироваться без разрушения, например пластмассу. Для получения влажности подкормки 10% при диаметре гранул 40 мм требуется ледяной шарик диаметром 12 мм.
3. Режим работы гранулятора характеризуется углом наклона, а чаши гранулятора к горизонту и показателем кинематического режима К, который определяется радиусом чаши и ее частотой вращения. Для получения крупных окатышей точки подачи компонентов дозаторами должны быть разнесены друг от друга, причем жидкие компоненты подаются в верхней части траектории движения гранул, а сухие — в нижней части траектории.
4. Процесс гранулирования окатыванием включает в себя три последовательно протекающих этапа: первоначальное сцепление частиц гранулируемого материала под влиянием связующего вещества и образование отдельных комочковуплотнение и упрочнение комочковформирование из комочков окатышей и их рост до заданных размеров. На характер протекания процесса гранулирования окатыванием и на конечную прочность гранул оказывает влияние следующие факторы: характер поверхности начальных частиц, гранулометрический состав, влажность, режим грануляции.
5. При хранении гранул подкормки без защитного покрытия в течение 7 недель наблюдается потеря массы 4,3%, что происходит из-за испарения части влаги из гранул. Это приводит к образованию на поверхности гранул уплотненной корки. Гранулы с защитной оболочкой из воска за тот же период времени потеряли около 1% массы, при этом произошло перераспределение влаги по объему гранул. Так в центре влажность снизилась с 28 до 22%, а у защитной оболочки влажность увеличилась с 5,2 до 5,5%.
6. В результате многофакторных экспериментов установлен рациональный режим работы гранулятора-окатывателя: частота вращения 32−33 об/минугол наклона чаши — 30°- загрузка чаши — 20−22 ледяных шарикаподача дозатора сухих компонентов — 13−14 г/мин, при соотношении подач дозаторов сухих и жидких компонентов 4 к 1.
7. Производственными исследованиями установлено, что производительность установки при диаметре изготавливаемых гранул 40 мм составляет 56 кг/ч при энергоемкости процесса 14,3 Вт-ч/кг.
8. Расчет экономической эффективности показал, что при объеме производства подкормки 18 360 кг экономия составит, по сравнению с существующей технологией, около 118 тыс. руб.
