Результат интеллектуальной деятельности: Установка для гранулирования обезвоженных непищевых отходов убоя животных в электромагнитном поле сверхвысокой частоты

Предлагаемое изобретение относится к сверхвысокочастотному оборудованию и может быть использовано при производстве гранулированного белкового продукта, например из обезвоженных непищевых отходов животного происхождения.

Известно, что непищевые отходы убоя и потрошения кроликов в фермерских хозяйствах просто утилизируют. Это кровь, кишечник, легкие, почки, селезенка, половые органы и др. Не перерабатывают их в фермерских хозяйствах, из-за того что с помощью имеющихся технологий и технических средств, трудно достичь полного уничтожения патогенной микрофлоры. Нами предлагается гранулировать боенские отходы в процессе воздействия электромагнитного поля сверхвысокой частоты, предварительно обезвоживая их или добавляя в них зерновые отходы.

Известны бытовые грануляторы марки ГКМ, содержащие в рабочей камере матрицу и подвижные ролики [1] (см. аналог). Они предназначены для переработки зерновых отходов, отходов продуктовой сферы, шрот, жмых в гранулированный комбикорм. При этом многие специалисты стремятся улучшить качественные показатели гранул, т.е. сохранить витаминный состав, улучшить микробиологические показатели и усвояемость гранул, что не удается достичь в полной мере.

Известны квазистационарные резонаторы, у которых резко выраженное пространственное разъединение электрического и магнитного полей, что позволяет рассматривать такие резонаторы как соединение сосредоточенных емкости и индуктивности [2]. Например, в тороидальном резонаторе, применяемом в качестве колебательной системы клистрона, в малом зазоре между стенками резонатора сосредоточена энергия электрического поля. Этот зазор может рассматриваться как плоский конденсатор. На этом принципе построена конфигурация предлагаемого нами тороидального резонатора при сохранении достаточно большого объема и его собственной добротности.

Технический результат достигается тем, что

установка для гранулирования обезвоженных непищевых отходов убоя животных в электромагнитном поле сверхвысокой частоты содержит тороидальный резонатор из неферромагнитного материала, выполненный в виде коаксиально расположенных двух цилиндров, нижними основаниями которых служат вращающаяся матрица для наружного цилиндра и решетка для внутреннего цилиндра,

при этом размеры кольцевого пространства и зазора между решеткой и вращающейся матрицей согласованы с длиной волны, и зазор меньше, чем радиус решетки,

причем в зазоре, над вращающейся матрицей, установлены диэлектрические прижимные ролики с ребристой поверхностью, расположенные на оси, содержащей винт регулировки прижатия,

при этом верхнее основание наружного цилиндра закрыто кольцевой поверхностью, а во внутреннем цилиндре находится нагнетательный шнек, вращающийся нож, прижатый вплотную к решетке, образуя измельчающее устройство, содержащее загрузочный лоток,

причем под вращающейся от мотора-редуктора матрицей, имеющей конусообразные отверстия, установлен стационарный нож и емкость с отверстием.

На фиг. 1 приведено пространственное изображение установки для гранулирования обезвоженных непищевых отходов убоя животных в электромагнитном поле сверхвысокой частоты в разрезе: 1 - тороидальный резонатор в виде коаксиально расположенных наружного 2 и внутреннего 3 цилиндров; 4 - сверхвысокочастотные генераторы; 5 - вращающаяся матрица из неферромагнитного материала с множеством конусообразных отверстий определенного диаметра; 6 - прижимные диэлектрические ролики с ребреной поверхностью, установленные на ось 7; 8 - вал от мотора-редуктора; 9 - вращающийся нож и нагнетательный шнек 10 измельчителя «Волчок»; 11 - неферромагнитная решетка; 12 - стационарный нож для обрезки гранул.

На фиг. 2 приведено пространственное изображение тороидального резонатора с диэлектрическими роликами (в разрезе): 1 - тороидальный резонатор в виде коаксиально расположенных наружного 2 и внутреннего 3 цилиндров; 5 - вращающаяся матрица из неферромагнитного материала с множеством конусообразных отверстий определенного диаметра; 11 - неферромагнитная решетка.

На фиг. 3 приведено пространственное изображение тороидального резонатора c диэлектрическими роликами между решеткой и вращающейся матрицей с отверстиями (в разрезе).

На фиг. 4 приведено пространственное изображение наружного цилиндра.

На фиг. 5 приведено пространственное изображение прижимных диэлектрических роликов с ребреной поверхностью, установленных на ось.

На фиг. 6 приведено пространственное изображение нагнетательного шнека с вращающимся ножом.

На фиг. 7 приведено пространственное изображение неферромагнитной решетки.

На фиг. 8 приведено пространственное изображение стационарного ножа для обрезки гранул.

На фиг. 9 приведено пространственное изображение выгрузного корпуса.

Установка (фиг. 1) для гранулирования обезвоженных непищевых отходов убоя животных в электромагнитном поле сверхвысокой частоты содержит:

- тороидальный резонатор 1, представленный как коаксиально расположенные наружные 2 и внутренние 3 цилиндры, установленные вертикально.

- сверхвысокочастотные генераторы 4 с магнетронами, расположенные на образующей тора 1;

- вращающуюся матрицу 5 из неферромагнитного материала с определенным диаметром отверстий;

- прижимные диэлектрические ролики 6 с ребреной поверхностью, установленные на ось 7;

- мотор-редуктор (вал 8 показан);

- вращающийся нож 9 и нагнетательный шнек 10 измельчителя «Волчек», содержащий приемный лоток для сырья;

- неферромагнитная решетка 11;

- стационарный нож 12 для обрезки гранул.

Рабочая камера установки представлена в виде тороидального резонатора 1 с прямоугольным сечением тора. Тороидальный резонатор 1 выполнен из коаксиально расположенных неферромагнитных цилиндров 2,3, имеющих разную высоту. Цилиндры 2, 3 расположены вертикально. Нижним основанием внутреннего цилиндра 3 с меньшей высотой, служит неферромагнитная решетка 10 от измельчителя «Волчок». Функцию нижнего основания наружного цилиндра 2 выполняет вращающаяся от мотора-редуктора матрица 5 из неферромагнитного материала с множеством конусообразных отверстий. В пространстве между неферромагнитной решеткой 11 и вращающейся неферромагнитной матрицей 5 расположены прижимные диэлектрические ролики 6 с ребристой поверхностью. Они 6 прижаты к вращающейся матрице 5 за счет специального винта, позволяющего регулировать расположения диэлектрической оси роликов. Верхнее основание наружного цилиндра 2 закрыто кольцевой поверхностью. Во внутреннем цилиндре 3 расположен нагнетательный шнек 10, вращающийся нож 9 «Волчка», а неферромагнитная решетка является основанием. Волчек имеет лоток для приема сырья. Сверхвысокочастотные генераторы 4 вводят энергию в резонатор из тороидальной части, т.е. магнетроны и волноводы расположены на образующей наружного неферромагнитного цилиндра 2. Под вращающейся матрицей 5 имеется нож 12 , расположенный стационарно, для срезания гранул, которые выводятся за пределы установки через отверстие выгрузного корпуса. Вращение матрицы 5 осуществляется с помощью мотора-редуктора (6 - вал показан), закрепленного на монтажной раме. Вал поддерживается в подшипниках качения. Под вращающейся неферромагнитной матрицей 5 имеется выгрузной корпус с отверстием.

Диаметр неферромагнитной вращающейся матрицы 5 (диска) должен соответствовать диаметру наружного неферромагнитного цилиндра 2. Зазор между наружным цилиндром 2 и вращающейся от мотора-редуктора матрицей 5, минимальный. Имеется несколько съемных матриц (дисков из неферромагнитного материала) с определенным диаметром отверстий для разного вида сырья. Отверстия имеют форму конуса, чтобы сырье плотнее сжималась. Толщина неферромагнитной матрицы не менее 2 см.

Для эффективной работы тороидального резонатора 1 зазор между неферромагнитной матрицей 5 и неферромагнитной решеткой 11 должен быть меньше радиуса внутреннего цилиндра 3. Все размеры тороидального резонатора 1 согласованы с длиной волны. При этом применять объемные резонаторы, размеры которых на много велики по сравнению с длиной волны, нецелесообразно из-за возбуждения в них большого числа колебаний. Поэтому проектируется резонатор, максимальные размеры которого не превышают 3-5 длины волны.

Технологический процесс термообработки и гранулирования сырья происходит следующим образом. Включают мотор-редуктор для вращения неферромагнитной матрицы 5. Включают электропривод «Волчка», на приемный лоток которого подают предварительно подготовленное сырье, влажностью 16…18%. Включают сверхвысокочастотные генераторы 4. Сырье с помощью нагнетательного шнека 10 и вращающегося ножа 9 перемешивается, измельчается и выдавливается через неферромагнитную решетку 11 в пространство межу неферромагнитной решеткой 11 и вращающейся матрицей 5 (конденсаторная часть тороидального резонатора). Здесь измельченное сырье подвергается воздействию электрического поля сверхвысокой частоты, эндогенно нагревается, т.е. происходит термическая обработка сырья и, следовательно, обеззараживание продукта. При вращении неферромагнитной матрицы 5, прижатые к ней диэлектрические ролики 6 с ребреной поверхностью, расположенные на оси 7, начинают также вращаться. С помощью диэлектрических прижимных роликов 6 с ребреной поверхностью, нагретое сырье продавливается через конусообразные отверстия в матрице 5. Спрессованная масса, проходя сквозь отверстия матрицы, нагревается дополнительно, принимает форму длинного цилиндра, разрезается стационарным ножом 12 на небольшие гранулы. Через отверстие в выгрузной емкости готовые гранулы высыпаются в тару.

В случае перемешивания боенских отходов с отходами злаковых культур, крахмал в процессе термической обработки превращается в сахар, а это повышает кормовую ценность продукта.

Источник информации

1. yandex.ru/images›, грануляторы кормов.

2. Стрекалов, А.В. Электромагнитные поля и волны / А.В. Стрекалов, Ю.А. Стрекалов - М.: РИОР:ИНФРА-М, 2014. - С. 369, рис. 16.15.