Результат интеллектуальной деятельности: ЛИНИЯ МИКРОНИЗАЦИИ ФУРАЖНОГО ЗЕРНА

Изобретение относится к оборудованию для тепловой обработки фуражного зерна, зерновых ингредиентов комбикормов и может быть использовано на животноводческих фермах, межхозяйственных комбикормовых предприятиях.

Известна «Установка дл микронизации зерна» (пат. RU, 2389418, A23N 17/00, 20.05.2010 г. ), имеющая каркасную раму, на разных ярусах которой расположены два генератора СВЧ-энергии, инфракрасный облучатель с галогенными лампами и тарельчатый дозатор.

Установка конструктивно сложная и высокозатратная.

Известна «Линия производства экструдированных продуктов» (пат. RU, 2443130, А23Р 1/00, 27.02.2012 г.), содержащая бункеры, смесители, экструдер, транспортеры, гранулятор, дробилки.

Данная линия не гарантирует выполнения основных технологических показателей: декстринизации крахмала, снижения уровня антипитательных веществ и др.

Известна «Установка для тепловой обработки зерна и комбикормов» (пат. RU, 2280396, A23N 17/00, 27.07.2006 г.), включающая рабочую камеру с валом и лопастями, совмещенную с системой генерации и подвода тепла для обработки продукта кондуктивной, конвективной и пароконвективной системами.

Цикличная работа данной установки обуславливает низкую производительность и узкоспециализированное назначение, а повышение температуры нагревательных элементов свыше 300°С приводит к порче продуктов.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является «Установка для микронизации зерновых продуктов» (пат. RU, 2168911, A23L 1/18, A23L 1/025, A23L 3/01, A23B 9/04, F26B 3/34, 20.06.2001 г.) - принято за прототип, содержащая загрузочный бункер с теплообменным устройством, камеру СВЧ-облучения. Теплообменной устройство образовано тремя концентричными корпусами, а СВЧ-камера расположена соосно с теплообменным устройством.

Камера облучения не герметизирована, не гарантирован перепад давления, поэтому процесс микронизации не будет иметь необходимое качество. Так же в качестве теплоносителя используется подогретый воздух, который иссушает обрабатываемый продукт, а по технологии микронизации его надо увлажнять.

Задачей предлагаемого изобретения является создание поточного производства микронизации фуражного зерна с возможностью регулировки основных параметров: экспозиции, температуры, перепада давления и влажности обрабатываемого продукта, что позволит повысить производительность, качество обработки, снизить удельную энергоемкость.

Поставленная задача достигается тем, что в линии микронизации фуражного зерна, включающей загрузочный бункер с теплообменным устройством, соосно с которым расположены СВЧ-камера с источником СВЧ-энергии, систему подогрева воздуха, соединенную с теплообменным устройством, продуктопровод и вентилятор, новым является то, что линия снабжена теплообменником и камерой вспучивания, которые также расположены соосно с загрузочным бункером и СВЧ-камерой, причем загрузочный бункер, теплообменник, СВЧ-камера и камера вспучивания сообщены между собой дозаторами, герметизированными с атмосферой закрытыми коробами, и составляют герметичную систему, теплообменное устройство размещено внутри бункера в его конической части, выполнено в виде змеевика, имеющего по всей длине трубы отверстия диаметром 3-4 мм, расположенные по образующей спирали на расстоянии 15-20 мм друг от друга, и встроенного внутри змеевика шнека с уменьшающимися сверху вниз диаметрами навивки змеевика и витков шнека и зазорами между внутренней конической поверхностью загрузочного бункера, трубой змеевика и кромкой навивки шнека, составляющими 40-50 мм, теплообменник соединен с системой подачи пара, камера вспучивания имеет заслонку, тканые сетки и сообщена с продуктоводом, при этом загрузочный бункер снабжен вытяжной трубой, а камера вспучивания сообщена снизу с продуктопроводом, образованным выгрузным транспортером, над которым расположены форсунки для распыления воды регулировочным краном, причем камера вспучивания сбоку сообщена посредством паросборника и газгольдера, соединенных между собой тканой сеткой, и паропровода с вентилятором, составляющих систему подогрева воздуха, являющуюся также системой увлажнения обрабатываемого зерна, с нижней частью змеевика, кроме того, над верхним открытым концом змеевика в бункере расположена вытяжная труба.

Качество процесса микронизации зерна зависит от равномерности прогрева и степени увлажненности каждого зерна. Поэтому в предлагаемой линии особо тщательно выполняется пропаривание сырья в теплообменном устройстве загрузочного бункера отработанным паром, температура которого 120-130°С. Она регулируется температурой пара, подаваемого в теплообменник в диапазоне 180-300°С. Для этого в конической части бункера установлен трубчатый змеевик с уменьшающимся сверху вниз диаметром навивки и имеющий по всей длине трубы отверстия диаметром 3-4 мм, расположенные по образующей спирали на расстоянии 15-20 мм друг от друга, через которые пар поступает в загрузочный бункер и за счет такого расположения отверстий равномерно прогревает и увлажняет всю массу обрабатываемого зерна, а открытый верхний конец змеевика позволяет пару выдувать частицы зерна, предотвращая попадание их через отверстия в трубу. Для поддержания массы фуражного зерна в загрузочном бункере в рыхлом состоянии внутри змеевика установлен шнек, с уменьшающимся сверху вниз диметром витков, постоянно перемещающий массу.

Опытным путем установлено, что для истечения влажного зерна, исключения заторов и поддержания его постоянного рыхлого состояния необходим зазор между внутренней конической поверхностью бункера, трубой змеевика и кромкой навивки шнека равный 40-50 мм, так как при зазоре менее 40 мм образуется затор, а при зазоре более 50 мм зерно истекает более интенсивно, не успевая увлажниться и прогреться.

Установка под камерой вспучивания выгрузного транспортера, в верхней части которого установлены форсунки распыления воды, позволяет охладить обработанное фуражное зерно, увлажнить в соответствии с зоотехническими нормами кормления (Трончук И.С., Фесина Б.Е., Почерняева Г.М. «Кормление свиней». М.: Агропромиздат, 1990, стр. 26, второй абзац сверху; Петрухин И.В. «Биологические основы выращивания поросят». М.: Россельхозиздат, 1976, стр. 165, третий абзац сверху). Сообщение камеры вспучивания через паросборник, необходимый для обеспечения перепада давления, газгольдер, паропровод с вентилятором с теплообменным устройством загрузочного бункера дает возможность использовать высвобождающийся пар для предварительного пропаривания сырья, а отработанный пар отводится через вытяжную трубу загрузочного бункера. Наличие заслонки в камере вспучивания обусловлено периодической необходимостью подсасывания атмосферного воздуха, а тканых сеток в камере вспучивания и между паросборником и газгольдером предотвращением возможного попадания частиц готового продукта, при работе вентилятора, в паропровод.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где приведено: на фиг. 1 - схема линии микронизации фуражного зерна; на фиг. 2 - разрез А-А по фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б по фиг. 1.

Линия микронизации фуражного зерна включает соосно расположенные загрузочный бункер 1 (см. фиг. 1), теплообменник 2, СВЧ-камеру 3, камеру вспучивания 4, сообщенные между собой дозаторами 5, 6, 7 закрытыми коробами 8, 9, 10 и составляющие герметичную систему. Внутри загрузочного бункера 1 в его конической части расположено теплообменное устройство, выполненное в виде змеевика 11, имеющего по всей длине трубы отверстия диаметром 3-4 мм (см. фиг. 2, 3), расположенные по образующей спирали на расстоянии 15-20 мм друг от друга, и шнека 12 (см. фиг. 1), встроенного внутри змеевика, у которых сверху вниз уменьшается диаметр навивки змеевика 11 и витков шнека 12, а зазор между внутренней конической поверхностью загрузочного бункера 1, трубой змеевика 11 и кромкой навивки шнека 12 составляет 40-50 мм. Теплообменник 2 снабжен системой подачи пара 13, СВЧ-камера 3 подключена к СВЧ-генератору 14 через волновод 15, а камера вспучивания 4, имеющая заслонку 16 и тканые сетки 17, 18, сообщена снизу с продуктопроводом, образованным выгрузным транспортером 19, над которым расположены форсунки 20 с регулировочным краном 21. Сбоку камера вспучивания 4 сообщена посредством паросборника 22, соединенного через тканую сетку 23 с газгольдером 24, паропровода 25, имеющего устройство для сбора и слива конденсата 26 и вентилятор 27, с теплообменным устройством загрузочного бункера 1, а именно со змеевиком 11 в нижней его части, над верхним открытым концом которого в загрузочном бункере расположена вытяжная труба 28.

Линия микронизации фуражного зерна работает следующим образом. По заданному времени выдержки (экспозиции) обрабатываемого в теплообменнике 2 зерна определяется производительность дозаторов 5, 6, 7, закрытых коробами 8, 9, 10 (все дозаторы работают в одном потоке с одинаковой производительностью). Первая партия обрабатываемого зерна поступает уже запаренной в загрузочный бункер 1 и вращающимся шнеком 12, расположенным в конической его части, перемещается вдоль загрузочного бункера 1, предотвращая заторы, а в дальнейшем обеспечивая надежное пропаривание и увлажнение каждого зерна. Далее обрабатываемый продукт самотеком через дозатор 5, закрытый коробом 8, непрерывно подается в теплообменник 2, куда по системе подачи пара 13 подается пар температурой 180-300°С и давлением 1,5-12 МПа, пропаривается при заданной экспозиции до температуры пара и дозатором 6, закрытым коробом 9, загружается в СВЧ-камеру 3, которая через волновод 15 постоянно питается СВЧ-энергией от СВЧ-генератора 14, в которой температура внутри зерна сравнивается с температурой на его поверхности или превышает ее. Обработанное таким образом фуражное зерно посредством дозатора 7, закрытого коробом 10, выгружается в камеру вспучивания 4, в которой поддерживаются атмосферное давление и температура окружающей среды. При перепаде давления влага, находящаяся внутри зерна в виде воды, мгновенно превращается в пар, резко возрастает давление и зерно взрывается-вспучивается. Под действием собственного веса зерно перемещается вниз, попадает на транспортер 19 продуктопровода, охлаждается и увлажняется водяным душем с форсунок 20, регулируемыми краном 21. Высвободившийся пар отсасывается вентилятором 27 через тканую сетку 18, не позволяющую мелким частицам готового продукта попасть в паросборник 22, соединенный с газгольдером 24 посредством тканой сетки 23, также фильтрующей пар, поступает в паропровод 25 и затем нагнетается в нижнюю часть змеевика 11, соединенного с ним, расположенного в конической части загрузочного бункера 1, имеющего по всей длине трубы отверстия диаметром 3-4 мм, расположенные по образующей спирали на расстоянии 15-20 мм друг от друга, проходит через эти отверстия, одновременно подогревая и увлажняя вновь поступающее на обработку зерно, а отработанный пар отводится через вытяжную трубу 28 из загрузочного бункера 1. Подсасывается атмосферный воздух через тканую сетку 17 путем открывания заслонки 16. Образовавшийся конденсат в паропроводе 25 собирается в устройстве для сбора и слива 26 и удаляется при неработающей линии. Работа линии производится в непрерывном режиме и замкнутом цикле.

Таким образом, линия микронизации фуражного зерна позволяет качественно производить микронизацию продукта при непрерывной поточной работе, регулировать основные параметры обработки, что позволяет повысить производительность и снизить энергоемкость процесса.