Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ТЕПЛОВОГО ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ РАССЫПНЫХ КОМБИКОРМОВ

Изобретение относится к устройствам для СВЧ-обработки комбикормов, семян рапса, зерна сои, люпина и других высокобелковых ингредиентов, а также их обеззараживания от грибов, бактерий, вирусов и может быть использовано на животноводческих фермах и межхозяйственных комбикормовых предприятиях.

Известно «Устройство для непрерывной СВЧ-обработки продуктов» (SU 1316645 А1, А23L 3/32, Н05В 6/78, 15.06.1987 г.), которое обеспечивает непрерывную работу, однако совмещение функций проводящего элемента (индуктора) с функциями рабочего органа реализовать практически вряд ли возможно, при этом устройство не позволяет выдерживать и регулировать экспозицию обработки различного вида сырья, а в зигзагообразном зазоре невозможно обеспечить однородность обработки спрессованного продукта.

Известен «Способ и устройство для обработки сельскохозяйственной продукции» (RU 2242906 С2, А23L 3/40, F26В 7/00, 27.12.2004 г.) - принято за прототип, который обеспечивает периодическое воздействие на сырьевой материал источников излучения путем вращения лотков вокруг базовой оси с периодическим приближением их к источникам излучения и удалением с постоянным направлением массы сырьевого материала в сторону излучения, причем при обработке излучением осуществляют комплексное воздействие ультразвуковых упругих колебаний инфракрасного и СВЧ-излучения.

Вышеуказанный способ, реализованный в устройстве, не обеспечивает концентрации ИК- и СВЧ-энергии на обрабатываемом продукте, так как при обработке постоянно изменяется расстояние между обрабатываемым продуктом и источниками излучения.

Задача изобретения заключается в создании универсальной установки для непрерывной поточной и цикличной СВЧ-обработки кормов, позволяющей обеспечить регулировку экспозиции обрабатываемого сырья, снизить затраты энергии при заданном качестве обработки комбикормов.

Поставленная задача достигается тем, что в установке теплового обеззараживания рассыпных комбикормов, содержащей камеру, источник СВЧ-излучения, систему охлаждения и систему отвода прогретого воздушного потока, новым является то, что рабочая камера имеет форму цилиндра, расположена внутри источника СВЧ-излучения и снабжена побудителем, установленным в нижней ее части, состоящим из вертикального вала, на котором по винтовой линии через 90° закреплены лопасти, выполненные в виде Архимедовой спирали с вогнутостью в сторону вращения, при этом рабочая камера посредством загрузочного патрубка соединена с приемным бункером, с расположенным в нем теплообменником, а через выгрузной патрубок с объемным дозатором, под которым находится система охлаждения в виде охладителя с пустотелыми стенками и встроенными в нем охлаждающим элементом, соединенным системой направления подогретого воздушного потока с теплообменником приемного бункера, и центробежным вентилятором, причем установка работает как в непрерывном, так и в цикличном режимах.

Фуражное зерно и другие компоненты, используемые для производства комбикормов, нередко в значительной степени обсеменены микроорганизмами, интенсивное развитие которых приводит к порче продукта, потерям в массе сухого вещества, снижению его качества. В зависимости от температурного оптимума все микроорганизмы подразделяются на холодостойкие (психрофильные), теплолюбивые (термофильные) и имеющие оптимум при средних температурах (мезофильные). Микрофлора зерна в основном состоит из мезофиллов, имеющих максимальную температуру выживания 45°С (В.И.Сыроватка. Машинные технологии приготовления комбикормов в хозяйствах. Москва, 2010 г., стр.114). Для повышения питательной ценности и стерилизации комбикормов от микроорганизмов применяют термомеханические способы обработки: гранулирование, экспандирование, микронизацию и экструдирование. Все эти способы эффективны, но очень энергоемкие. Удельные затраты энергии в 2-3 раза выше, чем на приготовление рассыпных комбикормов (В.И.Сыроватка. Машинные технологии приготовления комбикормов в хозяйствах. Москва, 2010 г., стр.118-123). Кроме того, известно, что при влажности зерновых ингредиентов 10-16% влажность грибов, бактерий, вирусов и других болезнетворных и паразитирующих в них организмов составляет 30-40%. Эффект стерилизации возрастает в связи с избирательным нагревом СВЧ-энергией более влажной составляющей (патент 2033054, А23К 3/00, 20.04.1995 г.).

Поэтому предлагаемая установка рассчитана как на непрерывную (поточную) работу, так и для работы циклично при глубоком обеззараживании отдельных компонентов или комбикормов.

Расположение рабочей цилиндрической камеры внутри проводящего элемента (многослойный, многовитковый индуктор) позволяет в полной мере использовать СВЧ-энергию при обработке, а именно подогрев до максимальной точки выживания микроорганизмов - 80°С (В.И.Сыроватка. Машинные технологии приготовления комбикормов в хозяйствах. Москва, 2010 г., табл.3.2). Наличие побудителя позволяет перемещать обрабатываемый материал во время обработки, а закрепленные на его валу по винтовой линии через 90° лопасти, выполненные в виде Архимедовой спирали с вогнутостью в сторону вращения, надежно захватывают комбикорма у стенок цилиндрической рабочей камеры и перемещают к выгрузному патрубку. Объемный дозатор при непрерывной работе установки регулирует поток обработанного материала, и его производительность определяется как:

,

где: W - вместимость цилиндрической рабочей камеры в кг;

Т - время обработки (экспозиции) в с.

А при работе установки циклично объемный дозатор является заслонкой. Выполнение системы охлаждения в виде охладителя с пустотелыми стенками и встроенным в нем охлаждающим элементом позволяет отбирать у обработанного материала теплый воздух и направлять его посредством системы отвода подогретого воздушного потока в теплообменник приемного бункера, посредством которого поступающий на обработку материал будет предварительно подогрет, что обеспечивает возможность кратного снижения удельных затрат энергии.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами: фиг.1 - схема установки теплового обеззараживания рассыпных комбикормов, фиг.2 - разрез А-А по фиг.1.

Установка теплового обеззараживания рассыпных комбикормов содержит приемный бункер 1 со встроенным в нем теплообменником 2, соединенный через загрузочный патрубок 3, имеющий задвижку 4, с цилиндрической рабочей камерой 5, на которой расположен источник СВЧ-излучения 6 (многослойный, многовитковый индуктор), связанный передающей линией 7 с генератором 8, внутри цилиндрической рабочей камеры 5 в нижней ее части установлен побудитель, состоящий из вертикального вала 9, на котором по винтовой линии через 90° закреплены лопасти 10, выполненные в виде Архимедовой спирали с вогнутостью в сторону вращения, а выгрузной патрубок 11 соединен с объемным дозатором 12, под которым расположен охладитель 13, имеющий пустотелые стенки, с встроенными охлаждающим элементом 14 и центробежным вентилятором 15, сообщенный посредством системы отвода подогретого воздушного потока 16 с теплообменником 2.

Установка теплового обеззараживания рассыпных комбикормов работает следующим образом.

При непрерывной (поточной) работе включается побудитель и вертикальный вал 9 с закрепленными на нем по винтовой линии через 90° лопастями 10 приводится во вращение. Из бункера 1 через загрузочный патрубок 3 при открытой задвижке 4 рассыпные комбикорма загружаются в цилиндрическую рабочую камеру 5, затем включается источник СВЧ-излучения 6, связанный передающей линией 7 с генератором 8, и по истечении 50-60 с включается объемный дозатор 12, в который через выгрузной патрубок 11 поступает обработанный материал, захваченный лопастями 10, выполненными в виде Архимедовой спирали с вогнутостью в сторону вращения, при этом поток регулируется в зависимости от производительности объемного дозатора 12, зависящей от необходимого времени обработки (экспозиции), и передается далее в охладитель 13, имеющий пустотелые стенки и снабженный встроенным охлаждающим элементом 14, где охлаждается атмосферным воздушным потоком от включенного центробежного вентилятора 15 и самотеком выгружается из охладителя. Подогретый атмосферный воздух из охладителя по системе отвода подогретого воздушного потока 16 поступает в теплообменник 2, расположенный в приемном бункере 1, подогревает поступающие на обработку комбикорма, а отработанный (охлажденный) воздух отводится в атмосферу.

При цикличной работе из бункера 1 через загрузочный патрубок 3 при открытой задвижке 4 рассыпные комбикорма загружаются в цилиндрическую рабочую камеру 5, затем включается источник СВЧ-излучения 6, связанный передающей линией 7 с генератором 8, и побудитель, вертикальный вал которого 9 с закрепленными на нем по винтовой линии через 90° лопастями 10 приводится во вращение. Порция рассыпного комбикорма обрабатывается в течение заданного времени, по истечении которого включается объемный дозатор 12, в который через выгрузной патрубок 11 поступает обработанный материал, захваченный лопастями 10, выполненными в виде Архимедовой спирали с вогнутостью в сторону вращения, и передается далее в охладитель 13, имеющий пустотелые стенки и снабженный встроенным охлаждающим элементом 14, где охлаждается атмосферным воздушным потоком от включенного центробежного вентилятора 15 и самотеком выгружается из охладителя. Подогретый атмосферный воздух из охладителя по системе отвода подогретого воздушного потока 16 поступает в теплообменник 2, расположенный в приемном бункере 1, подогревает поступающие на обработку комбикорма, а отработанный (охлажденный) воздух отводится в атмосферу.

Таким образом, использование данной установки теплового обеззараживания рассыпных комбикормов позволяет обеспечить регулировку экспозиции обрабатываемого сырья, кратно снизить удельные затраты энергии при заданном качестве обработки комбикормов, и возможно применение ее как в поточной (непрерывной) работе, так и в цикличной.