Производство комбикормов за рубежом

Раздел: Учебники

Дальнейшая автоматизация систем весового дозирования с применением многокомпонентных весов протекает в основном в направлении усложнения систем управления питателями, весами и смесителями, т. е. применения более совершенных, сложных и дорогих центральных пультов автоматического управления.

Наиболее автоматизированными являются системы весового дозирования с программным управлением при помощи перфорированных карт, разработанные ведущими американскими и европейским;! фирмами («Спроут Уолдрои», «Бюлер», «Саймон-Баррон» и др.).

Пульт управления подобных систем имеет устройство для «чтения» перфокарт (на рисунке обозначено буквой с), представляющих собой картонные карточки с пробитыми в них в определенном порядке отверстиями, соответствующими моментам включения и выключения питателей для различных ингредиентов данного рецепта комбикорма. Каждый рецепт комбикорма имеет свою перфокарту. Для хранения перфокарт в пульте предусмотрена картотека (на рисунке обозначена буквой х).

Считывающее устройство представляет собой систему контактов и движущиеся салазки, которые при прохождении над отвер-

Работа диспетчера на системе этого типа сводится к установке в считывающее устройство перфокарты, соответствующей комби корму требуемого рецепта, нажатию после этого пусковой кнопки и, наконец, к нажатию кнопки «стоп» после выработки требуемого количества данного вида комбикорма. Переход с выработки одною вида комбикорма на другой производится очень быстро, так как для этого надо лишь заменить одну перфокарту другой. Это осо бенно удобно при частой смене рецептов и широком ассортимент г выпускаемых заводом комбикормов.

С пульта управляют также выпуском порции ингредиентов п i весов на смеситель и выпуском ее из смесителя по окончании смг шивания. Крышка пульта снабжена светящейся символической схемой системы дозирования и смешивания для визуального коы роля за работой установки.

Пульт может быть рассчитан на управление несколькими весами и смесителями. Так, например, кроме дозатора и смесителя основных ингредиентов, он может обслуживать дозатор и смеситель малых ингредиентов.

Автоматическое весовое дозирование облегчает создание системы автоматического учета и регистрации расхода ингредиентов 'комбикормов, что представляет для предприятия интерес с экономической точки зрения. Такая система создана западногерманской фирмой «AEG». Основным ее элементом является бесконтактное фотоэлектрическое устройство для отсчета фактического веса порции каждого ингредиента по диску с темными и светлыми штрихами, установленное на оси циферблатного указателя дозирующих весов. При поступлении любого ингредиента в ковш весов диск поворачивается, а фотоэлектрическое устройство дает электрические импульсы по числу проходящих мимо него штрихов. Импульсы автоматически подсчитываются, и результат подсчета после подачи каждого ингредиента печатается регистрирующим устройством в соответствующей вертикальной колонке регистрационного документа. Эта схема не требует установки каких-либо механизмов между диском со штрихами и печатающим устройством, ввиду чего операция учета и регистрация происходит очень быстро, не задерживает работу дозирующих весов и питателей и не отражается на точности дозирования. Высокая точность учета (+0,1%) достигается благодаря большому количеству штрихов на диске.

Форма регистрационного документа предусматривает раздельный учет расхода ингредиентов, так как фактические отвесы каждого ингредиента располагаются один под другим в одной вертикальной колонке. Если из-за разнообразия выпускаемых заводом комбикормов нет возможности соблюдать всегда один и тот же порядок включения надвесовых питателей, то результаты взвешивания каждого ингредиента в одном цикле работы весов подаются сначала в запоминающее устройство, и после взвешивания всех ингредиентов запоминающее устройство выдает сведения печатающему устройству в порядке номеров бункеров. Регистрационный документ дает возможность легко обнаружить ошибочные отвесы отдельных ингредиентов, так как они печатаются цифрами иного цвета, чем цифры правильных отвесов.

Программирование и процесс взвешивания осуществляются в следующем порядке. Вначале устанавливают программу работы, т. е. подбирают рецепт комбикорма, планируемого к производству, затем по этому рецепту приготовляют перфорированную карту, которую вставляют в считывающее устройство электронного прибора.

С пульта управления подают команду на включение установленного цикла работы всех весов. Пускают в работу разгрузители и питатели дозирующих силосов, получают ингредиенты для пер- ного взвешивания. По достижении на весах определенного веса подача ингредиента автоматически прекращается, и автоматически подается команда на прием второго ингредиента для следующего взвешивания. Так продолжается до конца цикла, который повторяется заданное число раз с помощью настраивающего аппарата, электрически связанного с разгрузочными устройствами.

Таким образом, на всех весах происходит определенное число взвешиваний до достижения требуемого количества различных ингредиентов, установленных рабочим циклом дозирования. Поен- окончания взвешивания из всех весов ингредиенты направляются в один из двух смесителей порционного действия, который смеши вает их и выгружает смесь в накопительную емкость.

Время одного цикла взвешивания составляет около 10 мин. т. е. в течение часа производится шесть циклов. Число рабочих цик ков каждого смесителя колеблется в пределах от 5 до 10 в час. Колебание числа рабочих циклов смесителя обусловлено различием физических характеристик (свойств) ингредиентов, подвергаемых смешиванию. В работе весов и смесителей имеется полная согласованность.

В соответствии с принятыми технологическими схемами смешанный комбикорм из смесителей обычно направляется в силосы, из которых может быть направлен на выбой в мешки, для гранулирования или для обогащения мелассой.

Мучнистую смесь нужно транспортировать осторожно, чтобы не нарушить ее гомогенность. Нарушение гомогенности комбикорма может происходить при свободном падении мучнистого комби корма в силосы с большой высоты вследствие различных удельных весов ингредиентов, входящих в смесь. Для предотвращения само сортирования итальянская фирма «Окрим» рекомендует готовую смесь комбикорма подавать в силос снизу. Для этого в силосе устанавливают вертикальный пневматический трубопровод, у ко торого по всей длине сделано несколько отверстий со щитками, сквозь которые мучнистый комбикорм выходит непосредственно над уровнем продукта, находящегося в силосе.

Швейцарская фирма «Орликон Бюрле» разработала систему автоматического управления от перфорированных карт. Система включает дозирование на весах 10—20 ингредиентов, поступающих из 10—20 дозирующих силосов, а также смешивание всех ингре диентов на смесителях порционного действия. Имеется также встроенное ручное управление.

Автоматическую систему дозирования и смешивания применяют не только на комбикормовых заводах большой производительности, но и на предприятиях с малой производительностью, особенно там, где выпускается широкий ассортимент комбикормов и требуется часто переходить с одного рецепта на другой. Опыт показывает, что полная автоматизация весового дозирования устраняет оши бочные отвесы и обеспечивает постоянство и точность дозирования. Равным образом исключается возможность подачи другого ип гредиента вместо требуемого и обеспечивается снижение брака и производственных затрат.

Технологическая схема весового дозирования и смешивания комбикормового завода производительностью 25 т[ч, разработанная английской фирмой «Саймон-Баррон», представлена на рисунке 82. Основные ингредиенты дозируют на одних многокомпонентных весах грузоподъемностью 2000 кг, микродобавки (премиксы) — на многокомпонентных весах грузоподъемностью 500 кг и микроингредиенты — на многокомпонентных весах грузоподъемностью 5 кг. При приготовлении микродобавок в качестве наполнителей используют муку из соевого шрота, кукурузную муку или мелкие отруби, а также минеральные наполнители — соль и мел, которые взвешивают на циферблатных весах с ковшом емкостью 50 кг.

На многокомпонентные ковшовые весы грузоподъемностью 2000 кг поступают основные ингредиенты из 20 дозирующих снлосов емкостью 33 т каждый, оборудованных соответствующими автоматическими разгрузочными устройствами. Шесть силосов с трудносыпучими ингредиентами снабжены четырехшнековыми разгрузителями. Под этими разгрузителями установлены задвижки с электрическим приводом и одношнековые питатели.

На весовой ковш ингредиенты подаются по 24 одношнековым питателям диаметром 350 мм. Диаметр и шаг винтов переменные, увеличивающиеся в направлении выхода продукта. Длина питающих шнеков определяется сеткой расположения дозирующих силосов и в данном случае колеблется от 1,4 до 5 м. Все шнековые питатели приводятся в действие от индивидуальных электродвигателей мощностью от 1,5 до 5 л. с. и управляются с центрального пульта.

Циферблатная головка весов разделена па 500 делений с ценой каждого деления 4 кг. В целях предотвращения колебания стрелки на циферблате система снабжения буферными демпферами. На оборотной стороне циферблатной головки установлен датчик, подающий непрерывные сигналы пропорционирующей системе.

Разгрузка весов осуществляется автоматически регулируемым пневматическим цилиндром и производится одновременно с циклом смешивания на главном смесителе.

На многокомпонентные ковшовые весы грузоподъемностью 500 кг микродобавки поступают из шести дозирующих силосов емкостью 15 т каждый. Под силосами установлены шесть одношнс- ковых питателей диаметром 250 мм, которые подают микродобавки в весовой ковш. Шнековые питатели приводятся в действие также от индивидуальных электродвигателей мощностью от 0,5 до 1,5 л с. Циферблатная головка весов разделена по окружности на 500 делений с ценой каждого деления 1 кг. В остальном конструкция этих весов такая же, как и весов с ковшом 2000 кг. Разгружаются весы через затвор посредством пневматического цилиндра, работающего автоматически в увязке с главным смеси телем.

Дозирование и смешивание микроингредиентов производятся па установке из 15 маленьких бункерочков (воронок), расположенных по окружности и оборудованных специальными вибрационными питателями, работающими по избирательной (селективной) системе. Питатели в определенной последовательности по программе подают микроингредиенты в ковшовые весы грузоподъемностью в 5 кг.

Отвешенная порция с весов направляется для предварительного смешивания на горозонтальный смеситель емкостью 100 кг. В этот же смеситель поступает порция наполнителя, взвешенная на циферблатных весах с ковшом емкостью 50 кг.

С микросмесителя предварительная смесь направляется на горизонтальный смеситель емкостью 500 кг для смешивания с минеральными наполнителями, которые дозируются на других ци ферблатных весах с ковшом емкостью 50 кг. Смешанные ми кродобавки (премиксы) пневматическим транспортом подаются в малые дозирующие силосы. Производительность пневматической линии 5 т/ч.

Микроингредиенты и наполнители дозируются и смешиваются автоматически с управлением от двойной перфокарты. Весы для дозирования микроингредиентов имеют такую же по конструкции циферблатную головку, как и большие весы. На циферблате нанесены 500 делений, цена каждого деления равна 10 г. К обратной стороне циферблатной головки подведен датчик, обеспечивающий постоянную сигнализацию к пропорционирующей системе. Весы для наполнителей снабжены циферблатной головкой, имеющей также 500 делений с ценой каждого деления 100 г. Во всем другом эти весы такие же, как и весы другой грузоподъемности.

Таким образом, на первом этапе производится приготовление предварительных смесей микродобавок, а на втором этапе — дозирование основных ингредиентов и микродобавок и их окончательное смешивание на главном горизонтальном смесителе емкостью 2000 кг.

Микроингредиенты засыпают вручную в маленькие бункерочки, поочередно взвешивают (карусель поворачивается), и каждая порция подается на микросмеситель, где все микроингредиенты смешиваются с соответствующими наполнителями, и затем смесь передается па второй смеситель, где смешивается с минеральным наполнителем. На этом завершается процесс приготовления предварительных смесей микродобавок (премиксов).

Основные ингредиенты в определенной последовательности подаются шнековыми питателями на весы, управление которыми осуществляется автоматически от перфорированной карты.

В конце рабочего цикла в ковше весов получается порция различных ингредиентов. По команде с пульта взвешенная порция выпускается из весов в смеситель емкостью 2000 кг. В этот же смеситель поступают микродобавки, где все компоненты смешиваются и выгружаются на цепной транспортер производительностью 60 т/ч, а затем при помощи нории смесь направляется в накопительные силосы для гранулирования или мелассирования или на выбой.

Горизонтальный смеситель порционного действия емкостью 2000 кг состоит из двух секций. Верхняя U-образная секция—собственно камера смешивания, в которой установлена ленточная спираль для смешивания. Нижняя секция оборудована стальным бункером достаточной емкости для приема полной порции смеси. В днище ее расположен шнек, на котором продолжается смешивание, после чего через отверстие в дне камеры продукт выгружается «а транспортер. Выходное отверстие сделано таким образом, чтобы обеспечить быструю, разгрузку смесителя. Смеситель снабжен приспособлениями для введения мелассы, жира и других жидких ингредиентов, которые дозируют на специальных жидкостных дозаторах.

На пульте управления изображена мнемоническая схема всей системы дозирования и смешивания ингредиентов, по которой оператор ведет визуальный контроль за работой оборудования. Каждому рецепту комбикорма соответствует своя перфокарта. Нанесение рецепта на перфокарту осуществляется специальным перфоратором. Автоматическое программное управление весовым дозированием обеспечивает автоматический учет и регистрацию расхода ингредиентов и исключает ошибки в формировании смесей. Наряду с автоматическим управлением на пульте предусмотрено ручное кнопочное управление.

Фирма «Саймон-Баррон», специализирующаяся на производстве комбикормового оборудования, построила и продолжает строить комбикормовые заводы с применением для дозирования основных ингредиентов не одних, а нескольких ковшовых многокомпонентных весов различной грузоподъемности, управляемых от перфокарт или оператором с пульта нажатием кнопок.

Над весами расположены 18 силосов емкостью по 15—20' т (по шесть силосов над каждыми весами). Ингредиенты подаются на весы шнековыми питателями с переменным диаметром и шагом винта. После дозирования ингредиенты поступают на транспортер с погруженными скребками, норию, второй транспортер с погруженными скребками и затем на один из двух горизонтальных смесителей порционного действия емкостью по 2500 кг, которые работают поочередно. Управление работой питающих шнеков, процессами дозирования и смешивания осуществляется с пульта оператором.

Каждые весы имеют свой пульт, на котором расположены приборы и устройства для управления процессом дозирования. Так, количество ингредиентов, подаваемых из отдельных силосов, регулируется при помощи потенциометров, которые имеют шкалу с килограммовыми делениями. Здесь же находятся потенциометры корректировки, предназначенные для компенсации нагрузки, и выключатели для установки очередности подачи продукта из шести силосов, расположенных над данными весами. Общая кнопка «начало взвешивания» служит для постановки блока управления под напряжение. Две кнопки предназначены для пуска или остановки линии дозирования. Наконец, на пульте размещены еще два выключателя. Одним из них оператор пользуется, когда устанавливает режим взвешивания («разовое» или «непрерывное»). Другой выключатель имеет две позиции — «норма» и «контроль». После подачи продукта из какого-либо силоса поступление из других силосов прекращается. Позиция «контроль» дает возможность проверить, действительно ли установленное количество продукта поступило в ковш весов. Если выключатель находится в позиции «норма», подача па весы происходит непрерывно.

Ниже приводится последовательность управления приборами и устройствами системы.

!. Включают транспортные механизмы и смесители.

2.         Поворотом выключателей устанавливают силосы, из которых будут поступать ингредиенты.

3.         Определяют величину отвесов из отдельных силосов.

4.         Нажимают кнопку «начало взвешивания» и ставят под напряжение электрический блок управления.

5.         Устанавливают выключатель на «разовое» или «непрерывное» положение.

6.         Ставят другой выключатель в положение «норма» или «контроль».

7.         Нажимают кнопку «работа», и начинается рабочий процесс.

8.         После заполнения всех трех весов оператор нажимает на кнопку «заполнение», открывается задвижка, препятствовавшая направлению продукта на смеситель, и пускаются контактные часы, которые спустя 6—7 мин дают сигналы на закрытие задвижки над смесителем. В течение этого времени весь продукт из весов поступает в смеситель. Кроме того, весы грузоподъемностью1000 кг производят еще одно взвешивание.

9.         При выключении указанных контактных часов вступают в. И действие другие часы, которые устанавливают время смешивания, i По истечении 4—5 мин часы подают световой сигнал, извещаю- н щий об окончании процесса смешивания.

10. При нажатии кнопки «разгрузка» открывается задвижка

смесителя. Одновременно с этим включаются контактные часы, I      которые через 1,5 мин дают сигнал на закрытие задвижки. Продукт транспортируется в соответствующие силосы.

Потенциометры могут делать десять оборотов. Так, например, у любого потенциометра, относящегося к весам № 1 (1000 кг), один оборот соответствует 100 кг. Продукт, находящийся в весовом ковше, растягивает пропорционально своему весу пружину R, соединенную с измерительным плечом весов. Движущаяся вместе с этим плечом зубчатая рейка приводит в движение стрелку весов, а также находящийся с ней на одной оси ползунок потенциометра с небольшим моментом. Глушение возникающих в процессе заполнения ковша весов колебаний производится глушителем L.

Отдельные ингредиенты подаются в ковш весов из шести относящихся к ним силосов шнековыми питателями, приводимыми в движение двигателями D.

Перед началом процесса производится настройка весочувстви- тельных потенциометров, расположенных на центральном пульте управления. Так, например, при взвешивании трех ингредиентов

После настройки нажимают кнопку пуска, и процесс взвешивания начинается. Поскольку, согласно заданию, весы требуется загрузить только из силосов I, 2 а 3, коммутационный механизм останавливается вначале в первой позиции. В этом случае в индикаторе сигналов, обозначенном на схеме буквой Н, появляются два сигнала. Один из них показывает напряжение на ползунке установочного потенциометра Р,i силоса 1 (основной сигнал), он пропорционален установочной дозе взвешивания. Другой сигнал показывает напряжение на ползунке потециометра Ро, приводимом во вращение измерительным плечом весов (контрольный сигнал); его значение при незаполненном ковше равно 0.

Напряжение на выходе индикатора сигналов идет на вход фазочувствительного усилителя, который управляет реле, включающим, в свою очередь, двигатель D, питающего шнека, подающего продукт на весы.

Начинается заполнение весов. Во время заполнения измерительное плечо весов вращает ползунок потенциометра Ро, при этом контрольный сигнал все больше приближается по величине к основному сигналу. Как только оба сигнала совпадут, из индикатора сигналов на вход усилителя EF напряжение поступать не будет, реле / сработает и двигатель шнекового питателя отключится.

После срабатывания реле замыкается цепь коммутационного механизма, в результате чего он переводится на вторую позицию. Далее все происходит так же, как и в предыдущем случае.

Согласно заданию, потенциометр Р2 установлен на напряжение, соответствующее 400 кг, а напряжение на потенциометре Ро в начальный момент второго заполнения соответствует 100 кг продукта, находящегося в ковше весов; следовательно, когда напряжение на потенциометре Ро увеличится и будет соответствовать 400 кг, т. е. из силоса будет подано еще 300 кг, напряжение между ползунками потенциометров Р2 и Ро будет равно нулю. Двига- толь D-2 питающего шнека остановится, заполнение прекратится. Аналогичный процесс произойдет и при заполнении из третьего силоса.

Если к этому времени двое других весов, работающих по одинаковому принципу, завершат взвешивание ингредиентов, то разгрузка может быть начата путем нажатия кнопки.

Управляющее устройство при непрерывном рабочем процессе подключается после того, как все трое весов разгрузятся, а весы № I произведут еще один отвес.

Необходимо отметить, что на приведенной схеме показано управление основной технологической операцией — дозированием и смешиванием. На ней нет потенциометров, связанных с индикатором импульсов, а также и тех потенциометров, с помощью которых учитывается вес продукта, поступающего в ковш весов после остановки двигателей шнековых питателей.

Дозирование на однокомпонентных автоматических порционных весах

На автоматических порционных весах осуществляют непрерывное дозирование каждого ингредиента в отдельности. Для этого под дозирующими силосами располагают две или три линии автоматических весов. Под каждой линией весов устанавливают транспортеры, на которые одновременно со всех весов разгружаются ингредиенты и подаются в один из двух смесителей порционного действия, работающих поочередно.

Автоматические весы для дозирования всех ингредиентов, входящих в комбикорм, применяют редко из-за их высокой стоимости. На комбикормовых заводах большой производительности на автоматических порционных весах взвешивают только основные ингредиенты, вводимые в комбикорм в большом количестве. Остальные ингредиенты дозируют па ленточных и ковшовых многокомпонентных весах.

Так, на комбикормовом заводе производительностью 480 т/сутки в г. Авонмаут (Англия) на дозировании основных ингредиентов установлено 24 порционных автоматических весов. Весы установлены иод каждым дозирующим силосом, оборудованным четырех- шнековым разгрузителем и задвижкой. Силосы с весами расположены в три ряда, под каждым рядом находится транспортер с погруженными скребками. На транспортеры направляются взвешенные ингредиенты, поступающие затем через норию в смесители порционного действия. Комплект порционных автоматических весов работает в автомагическом режиме: весы синхронно заполняются и освобождаются. Ингредиенты, входящие в комбикорм в малых дозах, отвешивают на ленточных весах, а микродобавки дозируют вручную на технических весах.

При этом методе дозирования возникает необходимость в разработке весов особой конструкции и автоматической контрольной системы, учитывающей особенности взвешивания ингредиентов с большим различием в их объемном весе. Продукты с одинаковым и сравнительно большим объемным весом (например, зерновые культуры) легко дозируются на автоматических порционных весах. Напротив, легкие и трудносыпучие ингредиенты дозируются значительно труднее.

Для обеспечения одновременного дозирования некоторые весы должны иметь настолько большой ковш, что их применение становится затруднительным. Особенно это относится к взвешиванию ингредиентов, которые вводятся в большом количестве и имеют малый объемный вес.

В практике комбикормового производства зарубежных стран существует два способа непрерывного дозирования по весу. Первый способ заключается в применении нескольких одинаковых по размеру (грузоподъемности) весов для каждого легкого ингредиента, входящего в рецепты в большом количестве; второй способ состоит во взвешивании каждого ингредиента па автоматических весах через определенные интервалы.

Первый способ связан с установкой большого количества весов и силосов. Второй способ требует меньшего количества весов, но применяется лишь для ингредиентов, вводимых в смесь в большом количестве. В этом случае остальные ингредиенты взвешивают на многокомпонентных весах. При втором способе дозирования весовой ковш, содержащий легкий продукт с объемным весом 240 кг/м?', освобождается в три раза быстрее, чем ковш с тяжелым продуктом, имеющим объемный вес 720 кг/мл, при равном их процентном содержании в комбикорме. Однако, если требуется вводить 5% одного продукта и 25% другого, то одни весовые ковши должны будут опрокидываться в 15 раз чаще, чем другие. Для этого необходима система независимого управления каждыми весами. Настройку их приходится менять в зависимости от рецепта или всякий раз, когда заменяется ингредиент. Электрические системы управления в принципе подобны тем, которые применяются при объемном дозировании, но более сложны и имеют свои особенности. Они устроены таким образом, что позволяют управлять работой весов на расстоянии и изменять при необходимости схему.

Автоматические порционные весы сложны, помимо весового механизма, они имеют механизм для автоматической подачи через определенные интервалы точного количества продукта из соответствующего силоса в весовые ковши.

У автоматических весов для непрерывного дозирования, выпускаемых английской фирмой «Эйвери», продукт подается в весовой ковш бесконечным цепным транспортером, который движется по дну силоса и работает, как разгрузитель. Транспортер приводится в движение небольшим электродвигателем, управляемым микровыключателем. Весы работают по принципу рычага. Когда поступающий в весовой ковш продукт уравновешен с грузом, находящимся в коробке грузодержателя, рычаг поворачивается и приводит в действие микровыключатель, который останавливает транспортер и прекращает подачу продукта в весовой ковш. Весы разгружаются при помощи другого микровыключателя, который открывает и закрывает клапан весового ковша. Оба микровыключателя блокируются таким образом, что продукт не может поступать в весовой ковш, когда клапан находится в положении разгрузки. В то же время приемный клапан не может быть открыт, пока в весовом ковше находится определенное количество продукта.

Швейцарская фирма «Бюлер» монтирует на комбикормовых заводах батареи однокомпонентных порционных автоматических весов. Для дозирования основных ингредиентов здесь используются автоматические весы с емкостью ковша от 1 до 100 кг в зависимости от того, для какого ингредиента они предназначены. Степень наполнения ковша каждых весов устанавливается в соответствии с рецептом вырабатываемого в данный момент комбикорма. Автоматическая система управления батареей весовых дозаторов обеспечивает синхронную разгрузку ковшей на сборный транспортер, который подает все полученные за один цикл работы весов ингредиенты в смеситель порционного действия. Работа смесителя происходит также под контролем системы управления весовыми дозаторами.

Этот тип весового дозирования может обеспечить высокую точность дозирования каждого ингредиента в отдельности. Недостатком его является большое количество мелких весовых механизмов, что усложняет их ремонт и эксплуатацию и вызывает необходимость длительной ручной переналадки весов при переходе с одного рецепта комбикорма на другой.