"Мясорубки" для ржи

У пермских механиков (Институт механики сплошных сред) и микробиологов (Институт экологии и генетики микроорганизмов) есть совместный проект. Казалось бы, что может быть общего в научном плане между сотрудниками лаборатории механики термопластов ИМСС во главе с доктором технических наук Е.В. Славновым и лаборатории биохимии развития ИЭГМ, которой заведует кандидат медицинских наук В.П. Коробов? Оказывается, они совместно разрабатывают оборудование для производства сельскохозяйственных кормов путем экструзии.

Внешне экструдер напоминает гигантскую мясорубку. А экструзия (от позднелат. extrusio — выталкивание) — это способ изготовления термопластичных изделий путем выдавливания размягченного материала через отверстие определенного сечения. 

Экструзионные технологии используются для изготовления изделий как из искусственных полимеров, например, пластмассы и резины, так и из естественных, в частности крахмалосодержащих продуктов. Они могут применяться везде, где требуется измельчение и формование исходного сырья: в производстве продуктов для диетического питания, сельскохозяйственных кормов. Рассказывает Евгений Владимирович Славнов:               

— Еще в 80-е годы существовала всесоюзная программа по экструзионной переработке крахмалосодержащих продуктов, но в начале 90-х эти работы по известным причинам были свернуты. Сегодня экструзионное оборудование для пищевой промышленности и сельского хозяйства у нас в стране практически не выпускается. В хозяйствах часто используются полукустарные установки, потому что импортное оборудование очень дорогое и обслуживание его требует немалых средств. К тому же оно рассчитано в основном на соевые культуры, что вызывает технологические трудности при переработке местного зернового сырья. Так что актуальность создания отечественных экструзионных технологий не подлежит сомнению. Однако это непросто, потому что  раньше экструзия использовалась в основном для формования искусственных полимеров. Переработка естественных полимеров требует новых технологических решений. Хотя по виду экструдер действительно напоминает мясорубку, процессы, происходящие в нем, требуют сложных исследований и теоретического осмысления.

Мы можем подойти к этой проблеме комплексно, наработки в этом направлении у нас есть давно, но десять лет мы фактически бездействовали. В последние годы нас поддержала администрация Пермской области. В лаборатории были проведены предварительные исследования, расчеты для создания установки по переработке кормов. Мы привлекли к сотрудничеству специалистов-конструкторов, установили контакты с предприятием «Искра», где предполагается ее выпускать. 

Наша установка будет небольшой, рассчитанной на средние объемы переработки (100 – 300 кг в час). Среднее оборудование предпочтительнее, его можно использовать как в крупных аграрных предприятиях, так и в небольших фермерских хозяйствах.               

Одно из главных преимуществ нашей установки заключается в том, что при экструзионной переработке зерна уменьшается содержание плохо перевариваемой клетчатки и изменяется ее структура, происходят нейтрализация токсических веществ, стерилизация и улучшение вкусовых качеств. Все это способствует улучшению перевариваемости кормов, более полному использованию питательных веществ и увеличению скорости роста животных.          

Предлагаемая нами установка ориентирована на переработку в том числе местного сырья, например, ржи, которая в нашей климатической зоне дает устойчивые урожаи. Можно также перерабатывать спелое, непосредственно собранное зерно без сушки, что сокращает энергетические, трудовые и временные затраты, а в результате мы получаем готовый корм с повышенными пищевыми качествами. 

Биохимические характеристики готового продукта исследуют и корректируют микробиологи из ИЭГМ. В наш творческий коллектив входят также сотрудники Пермского сельскохозяйственного института, изучающие эффективность экструзионно переработанных продуктов для откармливания животных, специалисты в области теплофизики из Пермского педагогического института, проектировщики и производственники. Сейчас наша технология реализована на лабораторном оборудовании. Как показали исследования, кормовые качества ржи после экструзионной переработки улучшаются в полтора-два раза. 

Технология переработки кормов — лишь одно из прикладных направлений лаборатории механики термопластов. Здесь разработаны научные основы твердофазной гидроэкструзии термопластов — метода получения высокомодульных ориентированных  термопластичных изделий с улучшенными эксплуатационными свойствами. Гидроэкструзия — это выдавливание заготовки через матрицу требуемого профиля жидкостью. Пермские механики работают с такими материалами, как фторопласты, блочный поли-е-капроамид, полимеризационно наполненные композиции. Они представляют особый интерес, так как не поддаются переработке традиционными для термопластов технологиями, а требуют механической обработки с большим отходом в стружку. Образцы, полученные методом твердофазной гидроэкструзии, обладают повышенными механическими характеристиками: в направлении оси экструзии предел текучести увеличивается в 3–7 раз, стойкость к абразивному износу — 1,5–4 раза, возрастают ударная вязкость, химическая стойкость. На основе этих исследований в лаборатории разработана оригинальная технология изготовления уплотнительных фторопластовых элементов для карьерной техники, работающей на Крайнем Севере. Партия уплотнений, изготовленных по предложенной учеными технологии, прошла опытную эксплуатацию на ПО «Якутуголь», простояв три нормативных срока. 

Шнековая экструзионная установка.	Образцы, полученные шнековой экструзией.
Гидроэкструзионная установка.	Образцы, полученные гидроэкструзией.

Е. ПОНИЗОВКИНА