Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ВСПУЧЕННОГО ФУРАЖНОГО ЗЕРНА

Изобретение относится к оборудованию тепловой обработки фуражного зерна на животноводческих фермах и межхозяйственных комбикормовых предприятиях.

Известен «Способ производства вспученного зерна» (пат. RU, 2220586, C1, A23K 1/00, A23L 1/18, 10.01.2004 г.), включающий загрузку зерна в камеру, герметизацию камеры, гидродинамическую обработку зерна под давлением в газообразном теплоносителе, сброс давления в камере до атмосферного.

Способ и применяемое оборудование периодического (цикличного) действия приводят к большим потерям пара и времени на загрузку и разгрузку зерна.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является «Способ производства вспученного зерна» (пат. RU, 2432779, C1, A23L 1/18, 10.11.2011 г.) - принято за прототип, в котором зерно загружается в герметичную камеру, обрабатывается в ней и выгружается в приемный бункер. В камеру подается подогретый теплоноситель под давлением 0,3-3 МПа, температура которого до 400°C, время обработки 3,0-300 с.

Данный способ также периодического действия, что ведет к неоправданным затратам времени и теплоты, причем загрузка и разгрузка в ручную при такой температуре опасна.

Задачей предлагаемого изобретения является исключение отмеченных выше недостатков, обеспечение непрерывной поточной работы в заданном оптимальном режиме, повышение качества вспученного фуражного зерна за счет технологически обоснованной экспозиции, давления и температуры, а также избежать потерь теплоты при загрузке и выгрузки герметичной камеры.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе производства вспученного фуражного зерна, включающем загрузку зернового материала в герметичную камеру, обработку зернового материала в камере и выгрузку, отличающиеся тем, что зерновой материал уплотняют в загрузочном клапане, термически обрабатывают в герметичной камере при температуре 300-340°C, давлении 6-8 МПа и экспозиции 20-90 с, уплотняют в разгрузочном клапане, вспучивают при температуре +20°C и давлении 0,1 МПа.

Использование вспученного фуражного зерна приобретает все большее значение в связи с тем, что вспученное зерно размягчается и увеличивается в объеме в 2-5 раза, клеточки частично гидролизуются, зерна приобретают пористую структуру, становятся гигроскопичными и стерильными, внутриклеточные структуры становятся доступны для пищеварительных ферментов. В комбикормовой промышленности для приготовления полноценных кормов используют фуражное зерно различного вида (зерно, соя, рапс и др.).

Соя содержит до 50% белка и жиров до 25%, что обогащает комбикорма, но содержит 10-15%) ингибиторов и антипитательных веществ - лектинов. Рапс содержит до 50% жира и 20-25% белка, в котором 30-40% эруковой кислоты, вредной для животных. Поэтому соя и рапс как ценные ингредиенты комбикормов требуют более глубокой баротермической обработки: температура 300-350°C, давление 6-8 МПа и экспозиция обработки 40-60 с. Температура и время экспозиции регулируются в этих пределах в зависимости от вида обрабатываемого ингредиента (зерно, соя, рапс и т.д.).

Совокупность этих условий позволяет оптимизировать процесс разрушения клеточной стенки для зерна каждого вида, дает возможность управлять режимом гидролиза, регулируя глубину воздействия влаги на зерновые оболочки и внутренние структуры зерна на клеточном уровне, что повышает качество готового продукта, его питательную ценность и более точно регулировать показатели содержания антипитательных веществ, растворимость протеина и декстринизацию крахмала.

Сущность предлагаемого способа реализуется в установке для производства вспученного фуражного зерна и поясняется чертежам.

Установка для производства вспученного фуражного зерна включает приемный бункер 1 (см. фигуру) с дозатором загрузки 2, под которым расположен загрузочный клапан 3, содержащий корпус 4 и шнек 5, установленный с зазором 0,5 мм к внутренней поверхности корпуса 4, имеющий ленточную резьбу с шагом, равным высоте резьбы h и равным 12-14 мм. Загрузочный клапан 3 соединен с герметичной камерой 6, в которой смонтированы по вертикали на одинаковом расстоянии под углом, превышающим величину угла естественного откоса α=23-38°, плоскости-рыхлители 7. В нижней части герметичная камера 6 соединена с разгрузочным клапаном 8, содержащим корпус 9 и шнек 10, установленный с зазором 0,5 мм к внутренней поверхности корпуса 9, имеющий ленточную резьбу с шагом S, равным высоте резьбы h и равным 12-14 мм. На входе разгрузочного клапана 8 размещен дозатор 11, производительность которого выше производительности дозатора 2 в 1,1 раза. Герметичная камера 6 снабжена патрубком 12 для подвода воды, эжектором 13 и патрубком для подачи пара 14.

Работа установки для производства вспученного фуражного зерна осуществляется следующим образом. Исходное фуражное зерно из приемного бункера 1 самотеком поступает в верхнюю часть дозатора загрузки 2 из нее в нижнюю его часть и высыпается в загрузочный клапан 3, в котором размещается между внутренней поверхностью корпуса 4 и ленточной резьбой шнека 5. При вращении шнека 5 все межвитковое пространство заполняется зерном, которое уплотняется и таким образом создает плотный затвор, предотвращая выход пара из герметичной камеры 6. Из загрузочного клапана 3 фуражное зерно передвигается в герметичную камеру 6, находящуюся постоянно в рабочем режиме: температура 300-340°C, давление 6-8 МПа, в которую по патрубку 14 подается пар. Фуражное зерно перемещается по плоскостям-рыхлителям 7, находясь в рыхлом псевдоожиженном состоянии, что обеспечивает свободное поступление пара к каждому зерну и надежный глубокий прогрев каждого из них, при этом время экспозиции составляет 20-90 с и зависит от вида обрабатываемого ингредиента. Далее обработанное фуражное зерно достигает дозатора 11, им передается в разгрузочный клапан 8, в котором также размещается между внутренней поверхностью корпуса 9 и ленточной резьбой шнека 10. При вращении шнека 10 все межвитковое пространство заполняется зерном, которое уплотняется и соответственно создает плотный затвор, также предотвращая выход пара из герметичной камеры 6. Фуражное зерно на выходе из разгрузочного клапана 8 подвергается воздействию резкого перепада давления с 6-8 МПа до 0,1 МПа и температуры с 300-340°C до +20°C, влага внутри зерна мгновенно превращается в пар и взрывает зерно, объем его увеличивается в 2-5 раз. При необходимости дополнительного увлажнения в герметичную камеру 6 через патрубок 12 и эжектор 13 подается в виде тумана вода.

Технический результат заключается в повышении кормовой ценности готового продукта, обеспечении непрерывной поточной работы, возможности выполнять заданные оптимальные условия для каждого вида фуражного зерна по температуре, давлению, времени обработки, снижении удельных затраты кормов на 15-20%, исключении простоя герметичной камеры при загрузки и выгрузки и потерь пара.