Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ДЛЯ 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.

Известна «Установка для обработки кормового зерна» (а.с. 904643, A23L 1/20, 15.02.1982 г.), которая состоит из нагревательной камеры, загрузочного и разгрузочного устройств, вытяжной системы. Недостатком этой установки является неравномерная подача зерна на сетчатый конвейер.

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, поясняемый чертежом, 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, приведенный на чертеже устройства, также периодического действия, что ведет к неоправданным затратам времени и теплоты, причем загрузка и разгрузка вручную 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 снижение потерь теплоты при загрузке и выгрузки герметичной камеры.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемой установке для производства вспученного фуражного зерна, содержащей дозатор, герметичную камеру, загрузочный клапан камеры, разгрузочный клапан камеры, клапан для подвода пара, новым является то, что в герметичной камере по вертикали на одинаковом расстоянии установлены под углом, превышающим величину угла естественного откоса α=23-38°, плоскости-рыхлители, при этом загрузочный и разгрузочный клапаны камеры выполнены в виде цилиндрического корпуса, внутри которого установлен шнек, с зазором 0,5 мм к внутренней поверхности корпуса, имеющий ленточную резьбу с шагом S, равным высоте резьбы h и равным 12-14 мм, причем установка снабжена дополнительным дозатором, размещенным на входе разгрузочного клапана камеры, производительность которого выше производительности дозатора, расположенного на входе загрузочного клапана камеры в 1,1 раза, а производительность обоих дозаторов регулируется в диапазоне 1:10.

Использование вспученного фуражного зерна приобретает все большее значение в связи с тем, что тепловой обработке при температуре 300-340°C, давлении 6-8 МПа и установленной длительности (экспозиции) обработки 20-120 с происходит глубокая декстринизация неусвояемого животными крахмала в легкоусвояемые сахара, уничтожаются все грибковые и болезнетворные бактерии, а зерно вспучивается, 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.

Расположение в герметичной камере по вертикали на одинаковом расстоянии плоскостей-рыхлителей позволяет потоку фуражного зерна постоянно находиться в рыхлом подвешенном состоянии, что обеспечивает свободное поступление пара к каждому зерну и надежный глубокий прогрев, а угол установки превышает угол естественного откоса α=23-38° и зависит от обрабатываемого фуражного зерна (например: для пшеницы 23-38, для проса 25-30, для кукурузы 33-38 и т.д. «Рекомендации по использованию машин и оборудования для приготовления комбикормов в хозяйствах» Москва, «Колос», 1977 г., стр.6, табл.4).

Установка в загрузочном и разгрузочном клапанах шнека с зазором 0,5 мм к внутренней поверхности корпуса клапанов позволяет избежать защемления и разрушения зерна при вращении шнека, а выполнение ленточной резьбы с шагом S, равным высоте резьбы h и равным 12-14 мм, соответствует длине самого крупного зерна - кукурузы, причем это соотношение установлено исходя из того, чтобы зерна размещались свободно в пространстве между ленточной резьбой шнека и корпусом камеры.

Увеличение производительности дозатора, размещенного на входе разгрузочного клапана в 1,1 раза, дает возможность фуражному зерну свободно, без затора, проходить в разгрузочный клапан, а регулировка производительности обоих дозаторов в диапазоне 1:10 зависит от необходимого объема и вида, поступающего на производство фуражного зерна.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом.

Установка для производства вспученного фуражного зерна включает приемный бункер 1 (см. чертеж) 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 далее в нижнюю его часть и высыпается в загрузочный клапан 3, в котором размещается между внутренней поверхностью корпуса 4 и ленточной резьбой шнека 5, зазор между которыми составляет 0,5 мм. 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. 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, зазор между которыми составляет 0,5 мм. 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, 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.

Таким образом, установка работает в непрерывном поточном режиме, что позволяет устойчиво выполнять заданные оптимальные условия для каждого вида фуражного зерна по температуре, давлению, времени обработки и влажности, получить качественные корма, снизить удельные затраты кормов на 15-20%, исключить простой герметичной камеры при загрузки и выгрузки, потери времени и пара.