Освоение отходов птицефабрик модернизированными шнековыми машинами

Большинство таких предприятий как птицефабрики, животноводческие фермы увеличивают складирование отходов производства, которое перерабатываются в очень незначительном объёме. Таким образом, уменьшение площадей плодородных почв приводит к нерешенным проблемам снабжения региона недорогими качественными продуктами, а также всё это постепенно перерастает в экологическую проблему, так как помётные полигоны являются источником загрязнения грунтовых вод и атмосферы. В нашей статье решено расширить номенклатуру продуктов из переработанного куриного помёта – производство удобрений и топлива, которое возможно использовать для отопления птицефабрики, снижая затраты на логистику.

Сравним показатели при использовании куриного помёта в качестве удобрения.

Таб 1. Сравнение удобрений из куриного помёта с другими удобрениями

Элемент Вид удобрений
Навоз

КРС

Куриный

помёт

Кемира

Комби

Нитроамо

фоска

N 0.41 2.8-4.17 14.0 17.0
P2O5 0.19 2.7-3.5 11.0 17.0
K2O 0.41 1.5-1.7 25.0 17.0
Влажность 78.5 10.2 10.0 10.0
Mg 0.032 1.4
S 0.8 1.8
Fe 0.025 0.1
B 0.0005 0.01 0.02
Cu 0.0004 0.0059 0.01
Mn 0.005 0.5 0.1

Благодаря высоким показателям данных в курином помёте в почве повышается способность микроэлементов образовывать с органическими соединениями органоминеральные комплексы а это – большое значение в процессах внутриклеточного обмена.

Одним из альтернативных возобновляемых видов удобрения являются отходы основного производства птицефабрик — куриный помет с подстилкой (КПП), который имеет IV класс опасности [2]. Теплота сгорания КПП составляет QpН = 2500±500 ккал / кг [1], таким образом этот отход находится на уровне других видов биотоплива (соломы, древесины и некоторых сортов угля). Сжигание 1 т КПП позволяет получить до 2 Гкал тепла в виде горячей воды или до 3 т пара на технологические нужды, замещая при этом до 270 м³ природного газа или до 240 кг жидкого топлива (мазут, печного топлива) (см. Топливо из воздуха, из углекислого газа).

Исходя из размеров, используемого угольного топлива, можно сделать вывод, что диаметр ОТТ с учетом размеров отверстий в колосниковой решетке должен изменяться в диапазоне 6 ≤ d ≤ 25 мм. После определения оптимального параметра пелеты, необходимо перейти к выбору самой матрицы [3] .

Гранула биотоплива

Круглые матрицы изготавливают трех типоразмеров по высоте: 22, 28 и 60 мм.

 

 Пример плоской неразъемной матрицы для формования гранулированных удобрений и сорбентов

Рис. 2. Пример плоской неразъемной матрицы для формования гранулированных удобрений и сорбентов

Изготовление канала фильеры, по которому движется масса, осуществляется, как правило, на высокоточных электроэрозионных станках с программным управлением.

Внутренние поверхности канала полируются до Ra 0,05-0,2 мкм, это позволяет снизить адгезию массы к стенкам фильеры, а значит, увеличить скорость экструзии, снизить противодавление и ускорить чистку инструмента.

Матрица шнековой машины ХОТ-31м

Рис. 3. Матрица шнековой машины ХОТ-31м

Испытания позволили составить нам сводную таблицу, в которой ведены показания усилий на валу, соединённом с редуктором, усилие по нормали.

Таким образом, мы можем прогнозировать увеличения усилия по нормали с увеличением угла наклона стенки матрицы.

 

Увеличение внутреннего трения за счёт застопорения материала (отмечено красным)

Рис. 4 – Увеличение внутреннего трения за счёт застопорения материала (отмечено красным)

При концентрации напряжений в определённых участках корпуса шнека возникает опасность перегрева материала за счёт увеличения внутреннего трения и ухудшения проворачивающей способности шнека. Изучив наиболее напряжённый вариант испытания (Рис.4) максимальное напряжение приходится на последнюю лопасть шнека.

Таб.2 — Результаты испытаний фильер различного угла наклона

Угол £ ω, рад/с Qнорм ,КПа М, Н·м
45° 1,42 571,8 7,6
55° 1,37 501,9 6,2
65° 1,33 411,3 5,1

Таким образом, проведённые исследования позволили выбрать оптимальную форму матрицы для устройства. Экспериментально установлено, что при движении помётной массы через фильеры матрицы шнековой машины, входная часть которой выполнена с уклоном в 65 градусов, происходит экспоненциальное изменение давления в материале и снижается энергоемкость на 28 %.

Выбранная фильера имеет меньше сопротивление материала, а следовательно машина тратит меньше энергии (Рис. 6а) позволило улучшить качество формуемых на выходе топливных гранул по прочности и влажности, достаточной для того, чтобы полученные гранулы без операции сушки доставлялись потребителю.

УДК 628.4.042
Автор:
К.В. Епифанцев, к. т. н.
кафедра Метрологии и Управления качеством
epifancew@gmail.com
Санкт-Петербургский государственный горный университет,Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

The development of waste poultry farms modernized screw machines

Autor:

K.V. Epifantsev, Ph. D.
Department of Metrology and Quality Management
epifancew@gmail.com
St. Petersburg State Mining University, St. Petersburg, 21st Line, 2

Аннотация:

Многочисленные примеры разработки устройств представляют собой массивные цеховые агрегаты, которые не способны мобильно перемещаться, что увеличивает время монтажа и себестоимость переработки 1 килограмма отходов, затрудняет возможность быстрой переналадки.

Ключевые слова: переработка куриного помёта, удобрения, фильеры матрицы, быстрая переналадка, внутреннее трение в формующей части фильеры.

Abstract:

A lot of examples of development devices represent a massive shop units, which are not able to move flexibly, which increases the installation time and cost of processing 1 kilogram of waste makes it difficult to provide fast changeovers.

Keywords: processing of chicken manure, fertilizer, matrix dies, quick changeover, internal friction in the forming portion of the die.

Список литературы:

1. Шевченко Д.Ю. Определение параметров винта горелки объемного горения для транспортировкаи пеллетного топлива в камеру газификации автомобильного газогенератора ВІСНИК Науковий журнал № 14(168), 2011.URL: http://www.nbuv.gov.ua/portal/soc_gum/vsunu/ 2011_14/Titul.htm  (дата обращения: 21.04.2012).
2. Yade is an extensible open-source framework URL: https://yade-dem.org/doc/introduction.html (дата доступа 12.01.12).
3. «Устройство для производства твёрдого топлива» патент №2475521 Рос. Федерация/ К. В. Епифанцев, Никулин А.Н., Безруких В.Ю.

4 комментария

Отправить ответ

Войти с помощью: 
avatar
Упорядочить:   новые | старые | популярные
Валентина
Валентина

Очень полезный аппарат для птицефабрик. Топливо смогут так же продавать. Интересно, сколько оно будет стоить, учитывая из чего производится. Хочется надеяться, что дешевле чем уголь и дрова, тогда может быть и отопление в квартирах подешевеет, хотя в нашей стране ничего не дешевеет, только дорожает.

Алекс Свобода
Алекс Свобода

Вопрос заинтересует ли цена такого агрегата владельцев птицефабрик. Переработка не принесет мгновенного дохода, да и удобрения хоть и пользуются спросом, но сезонным. А все что не окупается через пару месяцев не интересно бизнесменам. Земли то много в стране.

Валерий
Валерий

Не большие предприятия (однодневки) конечно не заинтересует, им нужен быстрый доход, а вот большие, уже зарекомендовавшие себя предприятия (например Ярославский бройлер), я думаю очень даже заинтересует такой способ переработки отходов птицефабрик.

telepuz18
telepuz18

Очень интересное, не затратное и главное мобильное решения проблемы отходов птицефабрик. Перерабатывая куриный помет можно говорить о безотходности производства. А оказывается деньги можно делать не только из яиц или мясо… Еще можно разгрузить полигоны, на которых складируется то, что можно переработать, и потом продать или использовать в собственных нуждах. И все это без вреда для природы и с пользой для хозяйства.

wpDiscuz