Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ВЕНТИЛИРОВАНИЯ КАГАТА САХАРНОЙ СВЁКЛЫ

Изобретение относится к пищевой промышленности и предназначено для хранения сахарной свеклы перед переработкой.

Известно устройство, в котором предварительно охлажденная до - 2°C, вне кагата в холодном растворе свекла, уложена и укрыта таким образом, что между поверхностью насыпи свеклы и плотной укрывкой - теплоизоляцией циркулирует охлажденный воздух (см. Жигалов С.Ф., Применение искусственного холода для уменьшения потери сахара при хранении свеклы. - "Сахарная промышленность", 1953, №6, с. 10).

Существенным недостатком описанного устройства является то, что оно требует для своего укрытия (и раскрытия) больших затрат ручного труда, а для охлаждения свеклы мокрым способом необходима специальная установка, кроме того, оставшийся после охлаждения грязный использованный раствор надо либо хранить в специальных емкостях до следующего сезона, либо сбрасывать в водоемы, и, таким образом, загрязнять окружающую среду, что делает его практически неприменимым. Опять же, свеклу после холодной ванны необходимо обсушить, а для этого необходима еще установка и для обсушивания, что увеличивает уровень затрат на производство.

Из области техники известно охлаждение продуктов "сухим льдом", представляющим из себя диоксид углерода (СО₂), который из твердого состояния, при нагреве, переходит в

газообразное минуя жидкую фазу, при этом эффективность охлаждения "сухим льдом" в 15 раз выше, чем водным льдом (см. Тезиков А.Д., Производство и применение сухого льда. Изд. Торговой литературы., Москва, 1960, стр. 115.).

Из области техники известно устройство хранения сахарной свеклы, включающее вентиляционные воздуховоды (каналы) с отверстиями для выхода воздуха, вентиляторы, холодильные установки (см. А.С. СССР 884620, М, Кл³ A01F 25/08, Кагат сахарной свеклы, авт. Ягельский А.Н., опубл. 30.11.81 г., бюлл. №44).

Существенным недостатком описанного устройства является высокая стоимость холодильной установки и большие энергозатраты для обеспечения ее работоспособности.

Из области техники известно устройство для сушки зерна в насыпях в виде гофрированных труб, подсоединенных к источнику подогретого воздуха (см. А.С. СССР №1242046, A01F 25/08, 1984).

Недостатком описанного устройства является то, что в отличие от зерна, более равномерно распределяющего давление продукта по всему периметру трубы (сверху, с боков, частично снизу), крупные размеры сахарной свеклы ведут к тому, что практически вся нагрузка на гофрированную трубу в верхней части, переносится в нижнюю точку, что неизбежно ведет к ее деформации и потере эксплуатационных свойств.

Известно устройство для продувки воздухом сельхозпродукции (прототип) выполненного в виде тоннеле подобного канала из криволинейных брусьев большой ширины из гофрированных листовых элементов, при этом воздуховодный канал выполнен телескопически из гофрированных элементов из листа, имеющих форму полуцилиндров с сечением гофры прямоугольного, трапецеидального, треугольного или радиального сечения, с отверстиями на боковой поверхности и на впадинах, причем внутренний радиус предыдущего гофрированного элемента из листа, имеющего форму полуцилиндра больше радиуса внутреннего последующего гофрированного элемента из листа, имеющего форму полуцилиндра на толщину листа, а каждый гофрированный элемент из листа, имеющего форму полуцилиндра, снабжен поддоном из листа, ширина которого равна двум наружным радиусам гофра и имеющий отбортовку по краям, параллельным продольной оси воздуховодного канала, выполненного телескопически, а высота гофра является постоянной для всех гофрированных элементов из листа, имеющего форму полуцилиндра, составляющих воздуховодный телескопический канал, и не может быть меньше 0,01 наружного радиуса начального, со стороны подачи воздуха, гофрированного элемента из листа, имеющего форму полуцилиндра, отверстия на боковой поверхности и на впадинах гофра имеют круглую, овальную форму, при этом суммарная площадь отверстий равна площади поперечного сечения начального, со стороны подачи воздуха, гофрированного элемента из листа, имеющего форму полуцилиндра, (см. заявку №2017139330/13 от 13.11.2017 г..ю МПК кл. А01Г 25/03 "Устройство для продувки потоком воздуха сельхозпродукции", авт. Гринавцев О.В.)

Недостатком прототипа является деформация и разрушение воздуховодных каналов по причине примерзания сахарной свеклы к наружной поверхности гофрированных элементов из листа, и их механического повреждения при механизированной разборке кагата в период переработки зимой, а также высокие потери сахара в сахарной свекле в период формирования хранения ее в кагатах в осенний период из-за плюсовых или слабо минусовых температур окружающего воздуха.

Технической задачей изобретения является устранение примерзания сахарной свеклы к наружной поверхности гофрированных элементов из листа, имеющих форму полуцилиндров и интенсивное замораживание сахарной свеклы в кагате при плюсовой или слабоминусовой температуре в осенний период при уборке и закладке ее в кагаты.

Поставленная перед изобретением задача решается за счет того, что воздушный канал выполнен телескопически из гофрированных элементов из листа, имеющих форму полуцилиндров с сечением гофры прямоугольного, треугольного, трапецеидального, радиального сечения с отверстиями на боковой поверхности и на впадинах, причем внутренний радиус гофрированного элемента из листа, имеющего форму полуцилиндра больше предыдущего гофрированного листа, имеющего форму полуцилиндра на толщину листа, а каждый гофрированный элемент из листа, имеющего форму полуцилиндра, снабжен поддоном из листа, ширина которого равна двум наружным радиусам гофра, имеющего отбортовку по краям, параллельным продольной оси телескопического воздуховода, а высота гофры является постоянной для всех гофрированных элементов из листа, имеющего форму полуцилиндра, составляющих телескопический воздуховод, и не может быть меньше 0,01 наружного радиуса первого гофрированного элемента из листа, имеющего форму полуцилиндра, а отверстия на боковой поверхности и на впадинах гофры имеют круглую или овальную форму, при этом суммарная площадь отверстий равна площади поперечного сечения начального, со стороны подачи воздуха, гофрированного элемента из листа, имеющего форму полуцилиндра, имеется вентилятор для прокачки воздуха, при этом между вентилятором и воздуховодом в виде тоннеле подобного канала из гофрированных элементов из листа, имеющих форму полуцилиндров установлена камера нагрева воздуха, внутри которых имеются электронагреватели в виде нихромовых спиралей (ТЭНов), а также камера с емкостями для хладоагента, представляющего собой диоксид углерода ("сухой лед"), сжиженный азот, при этом поверхности гофрированных элементов, имеющие форму полуцилиндра, снабжены датчиками температуры, подключенные к пульту управления.

Сущность изобретения поясняется рисунком, на котором:

Фиг. 1 - схематическое изображение установки вентилирования кагата сахарной свеклы.

Фиг. 2 - схема размещения установки вентилирования кагата сахарной свеклы.

Установка вентилирования кагата сахарной свеклы включает воздуховодный телескопический канал 1 (фиг. 1), выполненный в соответствии с прототипом, вентилятор 2 с воздуховодом 3, камеру 4 из стального листа 5, имеющего покрытие из теплоизоляционного материала пенопласта 6, емкость 7 для твердого 8 замороженного диоксида углерода, сжиженного азота. Для загрузки в емкость 7 твердого замороженного диоксида углерода 8 "сухого льда", сжиженного азота в верхней части камеры 4 имеется окно 9.

Перед камерой 4, размещена камера 10 нагрева воздуха, внутри которой размещены электронагреватели 11 в виде нихромовых спиралей, ТЭНов, а сама камера нагрева воздуха 10, выполнена из листовой стали 12 и имеет теплоизоляцию 13 из стекловолокна. Камера 4, камера 10, воздуховодный телескопический канал 1, воздуховод 3 соединены между собой коллекторами 14. На поверхности воздуховодного телескопического канала 1 установлен датчик 15, проводом 16 соединенный с пультом управления 17. Над воздуховодный телескопическим каналом 1 формируется кагат 18 из сахарной свеклы 19, при этом по высоте через один метр устанавливаются тепловые датчики 20 и 21, соединенные проводами 22 и 23 с пультом управления 17. Электропульт 24 включения - выключения электронагревателей 11 нихромовых спиралей, ТЭНов, соединен проводами 25 с пультом 17. Кагат окружен наружным воздухом 26, который забирается вентилятором 2 и вдувается в камеры 4 и 10, а из камер 4 и 10 поступает воздух 27 с измененной температурой. Воздуховодный телескопический канал 1 закрыт заглушкой 28, что создает подпор воздуху с заданной температурой 27 и заставляет его распространяться внутри кагата горизонтально и вертикально через отверстия 29 в воздуховодном телескопическом канале 1, тем самым охлаждая или прогревая кагат изнутри, в зависимости от заданной программы режима эксплуатации кагата пультом управления 17.

Установка вентилирования кагата сахарной свеклы работает следующим образом. При формировании канала в процессе уборки сахарной свеклы температура наружного воздуха 26 обычно составляет +10°C и больше, а оптимальная температура хранения сахарной свеклы составляет 0° - +2°C. Превышение этого предела температуры ведет к снижению содержания сахара в свекле на 0,8÷0,85%. При формировании кагата при температуре наружного воздуха 26 до +10°C в камеру 4 через окно 9 загружают в емкость 7 диоксид углерода (СО₂), сжиженный азот (N₂) 8. Температура продуктов испарения замороженного твердого диоксида углерода (СО₂) "сухого льда", сжиженного азота (N₂) из емкости 7 превышает - 80°C, пульт управления 17 дает сигнал по проводам 25 на электропульт 24 на включение вентилятора 2, который захватывает наружный воздух 26 с температурой +10°C, гонит его по воздуховоду 3, коллектору 14, в камеру 4, где он смешивается с продуктами испарения диоксида углерода "сухого льда" (СО₂), жидкого азота (N₂) 8, в результате чего температура прокачиваемого воздуха 27 устанавливается в пределах от 0°C до +2°C. Так как воздуховодный телескопический канал 1 закрыт заглушкой 28, прокачиваемый воздух 27 истекает через отверстие 29, проходит между корневищами сахарной свеклы 19 кагата 18, охлаждая сахарную свеклу 19 до оптимальной температуры хранения 0…+2°C, тем самым, обеспечивая сохранение сахаристости сахарной свеклы и исключает развитие кагатной гнили и плесени, а температура сахарной свеклы 19 в кагате 18 контролируется и регулируется датчиками 20 и 21, установленными по высоте кагата 18 с шагом через 1 м, а показатели датчиков 20 и 21 по проводам 22 и 23 передаются на пульт управления 17, где контролируются программой сохранения качества свеклы.

При понижении температуры окружающего воздуха 26 до отрицательных значений -10°C, прекращается загрузка диоксида углерода («сухого льда») (СО₂), сжиженного азота (N₂) 8, а затем пультом управления 17 по проводам 25 поступает команда электропульту 24 включить в камере 10 электронагреватели 11 в виде нихромовых спиралей, ТЭНов. Вентилятор 2 нагнетает в камеру 10 наружный воздух 26, где он нагревается до оптимальной температуры 0…+2°C, при этом режим нагрева контролируется пультом управления 17 и датчиками 20 и 21, в случае изменения температуры окружающего воздуха 26.

Большой проблемой разборки кагата 18, особенно в зимний период, по мере переработки сахарной свеклы, является ее примерзание к поверхности воздуховодного телескопического канала 1, что при работе погрузчика, загружающего сахарную свеклу из кагата в автотранспорт, приводит к выдергиванию воздуховода вместе с примерзшей к его поверхности сахарной свеклой, и, как следствие, деформацию и механическое повреждение секций воздуховодного телескопического канала 1, делающее невозможным их последующую эксплуатацию, а, значит, их замене, что ведет к экономическим потерям. Для устранения этой проблемы, перед отгрузкой сахарной свеклы из кагата, с помощью пульта управления 17, оператор дает команду по проводам 25 на электропульт 24, который подает напряжение «U» на нагревательные элементы 11 нихромовые спирали, ТЭНы, которые, в свою очередь, нагревают нагнетаемый вентилятором 2 наружный воздух 26 от отрицательной температуры до +20°C, что обеспечивает нагрев металла воздуховода телескопического канала 1 до 20°C, сахарная свекла отмерзает от поверхности воздуховодного телескопического канала 1, и свободно отделяется от него при заборе ее погрузчиком, что исключает его деформацию и повреждения. Кроме того, теплый воздух 27, проникая между сахарной свеклой 19, нагревает ее поверхность, которая оттаивает и делает разборку кагата 18 удобной для работы погрузчика.

Предлагаемая в изобретении конструкция установки вентилирования кагата сахарной свеклы позволяет обеспечить высокую сохранность сахарной свеклы при резком усилении отрицательных значений окружающего воздуха 26, путем включения тепловой камеры 10 и вентилировании кагата 18 теплым воздухом 27, а при резком потеплении окружающего воздуха 26 позволяет загружать диоксид углерода («сухой лед»), сжиженный азот 8 в емкость 7 камеры 4 и продувать кагат 18 охлажденным воздухом 26, установив оптимальную температуру 0…+2°C, являющуюся оптимальной для хранения сахарной свеклы.

Разработанная установка вентилирования кагата сахарной свеклы устанавливается перпендикулярно продольной (фиг. 2) оси «О-О'» кагата 18 через интервал , который определяется опытным путем в зависимости от габаритов кагата 18, природных условий и т.д.

Использование предложенного изобретения позволит повысить содержание сахара в сахарной свекле на 1% и получить значительный экономический эффект.