Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СВЧ ОБРАБОТКИ ФУРАЖНОГО ЗЕРНА

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано на фермах для обработки фуражного зерна перед скармливанием, при производстве рассыпных комбикормов, а также предпосевной обработки семян.

Известен «Способ обеззараживания зерна и семян сельскохозяйственных культур» (пат. RU, 2496291, С1, А01С 1/00, 27.10.2013 г.), в котором сухое зерно обрабатывается в три последовательных этапа: увлажняется озонированной водой, отволаживается и в плотном слое обрабатывается СВЧ-энергией.

Процесс увлажнения, отволаживания, СВЧ-обработки и сушки неоправданно энергоемкий и многооперационные приемы, трудно реализуемые на производстве. Не обеспечивается равномерность СВЧ-обработки в плотном слое.

Известен способ, реализованный в «Устройство для СВЧ предпосевной и послеуборочной обработки семян» (пат. RU, 249855, С1, А01С 1/00, 20.11.2013 г.) - ближайший аналог, при котором семена увлажняются, перемещаются ленточным транспортером в рабочую зону СВЧ камеры и высушиваются воздухоотсекателем-распределителем.

Многоступенчатый процесс обработки трудоемкий, а время СВЧ-обработки не контролируется.

Задачей предлагаемого изобретения является СВЧ обработка пораженного микроорганизмами и грибками фуражного зерна, которая осуществляется непосредственно перед скармливанием его животным или приготовлением него рассыпных комбикормов, а также для предпосевной обработки зерна, что позволяет повысить качество используемого продукта при одновременном снижении металлоемкости и удельных затрат энергии.

Поставленная задача достигается тем, что в способе СВЧ обработки фуражного зерна, фуражное зерно загружают в СВЧ камеру на 1/2 ее объема, обрабатывают СВЧ энергией при температуре 30-80°C с непрерывным многократным перемещением: принудительным - снизу вверх в устройстве для перемещения зерна, расположенном по оси внутри СВЧ камеры, и естественным - сверху вниз в пространстве между внутренней поверхностью СВЧ камеры и наружной поверхностью устройства для перемещения зерна по большим и малым направляющим усеченным конусам в течение 20-90 с, причем температуру и время обработки устанавливают на микропроцессоре.

Загрузка СВЧ камеры на 1/2 соответствует оптимальной порозности (ε) и оптимальному режиму псевдоожижения (Сыроватка В.И., Клычев Е.М. «Исследования процесса смешивания сыпучих кормов в псевдоожиженном слое и расчет основных параметров смесителей», Научные труды по электрификации сел. хоз-ва, ВИЭСХ, 1973, т.34, С. 95-130).

Исходя из теории псевдоожижения, устройство для перемещения зерна выполнено вертикальным и снабжено шнеком. Зерновая масса (слой) состоит из зерен одинакового размера и относится к сыпучим монодисперсным средам (Разумов И.М. «Псевдоожижение и пневмотранспорт сыпучих материалов». -М.: Химия, 1972, С 13).

Для создания рыхлого слоя фуражного зерна на наружной поверхности устройства для перемещения зерна и на внутренней поверхности СВЧ камеры по высоте установлены направляющие усеченные конусы с разнонаправленным малым диаметром и с углом наклона поверхности конусов относительно вертикальной оси 42-45°. Угол наклона определен по коэффициенту внешнего трения сухого ячменя (Соколов А.Я. «Технологическое оборудование предприятий по хранению и переработке зерна». -М.: Колос, 1975, С 28, табл.IV-I). Такой угол обеспечит надежное пересыпание и всех других видов фуражного зерна. Данная система рыхления предпочтительнее системы псевдоожижения с применением вентиляторов и циклонов.

По результатам анализа качества и степени зараженности подлежащей обработке партии фуражного зерна выбирается режим СВЧ обработки. Например, максимальная температура выживания психрофильных микроорганизмов 30°C, мезофильных - 45°C, а термофильных - 80°C. При наличии всех групп микроорганизмов, обработка ведется по высшей температуре - 80°C.

В связи с обработкой различных видов фуражного зерна, его физического состояния - влажность, вид и степень бактериальной зараженности, длительности хранения и др. - необходимо регулировать время обработки (экспозицию) каждой партии. Режимы обработки устанавливают на микропроцессоре.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1 - схема установки для СВЧ обработки фуражного зерна, в которой реализуется способ, фиг.2 - разрез А-А по фиг.1, фиг.3 - разрез Б-Б по фиг.1.

Установка для СВЧ обработки фуражного зерна содержит загрузочный дозатор 1 сообщенный с СВЧ камерой 2, внутри которой расположено устройство для перемещения зерна 3, снабженное вертикальным шнеком 4. На внутренней поверхности СВЧ камеры по высоте установлены большие направляющие усеченные конусы 5 под углом 42-45° к вертикальной оси, малый диаметр которых ориентирован вниз. На наружной поверхности устройства для перемещения зерна 3 закреплены малые направляющие усеченные конусы 6, также под углом 42-45° к вертикальной оси, малый диметр которых ориентирован вверх. Кольцевой зазор δ₁ между нижней кромкой большого направляющего усеченного конуса 5 и наружной конической поверхностью малого направляющего усеченного конуса 6, а также зазор δ₂ между нижней кромкой малого направляющего усеченного конуса 6 и внутренней конической поверхностью большого направляющего усеченного конуса 5 равны и составляют 25-30 мм. Под шлюзом 7, СВЧ камеры 2, расположен приемный бункер 8, сама СВЧ камера по всей высоте и окружности охвачена СВЧ экраном 9, к которому через волновод 10 от магнетрона 11 поступает СВЧ энергия, а режим работы задается на микропроцессоре 12.

Установка для СВЧ обработки фуражного зерна работает следующим образом. При закрытом шлюзе 7, выключенном магнетроне 11, включается в работу шнек 4 устройства для перемещения зерна 3, затем загрузочный дозатор 1 загружает СВЧ камеру 2 наполовину. Включается в работу магнетрон 11 и СВЧ энергия по волноводу 10 поступает в СВЧ экран 9, окружающему СВЧ камеру 2. Фуражное зерно поднимается шнеком 4 вверх, высыпается вверху СВЧ камеры на наклонную поверхность малого направляющего усеченного конуса 6, закрепленного на наружной поверхности устройства для перемещения зерна 3 под углом 42-45° и тонким слоем ссыпается на наклонную поверхность большого направляющего усеченного конуса 5, установленного на внутренней поверхности СВЧ камеры 2 под углом 42-45° и далее опять на наклонную поверхность малого направляющего усеченного конуса 6. Процесс протекает до тех пор, пока фуражное зерно не достигнет дна СВЧ камеры 2, где оно снова захватывается шнеком 4 и поднимается вверх. Так, равномерным рыхлым потоком материал циркулирует в течение заданного цикла (20-90 с), при котором каждое зерно в равной мере находится в поле влияния СВЧ. Обработанная порция зерна выгружается при открытом шлюзе 7, в приемный бункер 8. Отключение производится при выгрузке в следующей последовательности: отключается магнетрон 11, открывается шлюз 7 и при работающем шнеке 4 обработанная порция зерна выгружается в бункер 8. Далее цикл повторяется. На микропроцессоре 12, по результатам определения вида и степени зараженности, в соответствии с инструкцией, устанавливается время обработки и последовательность включения узлов и механизмов.

Таким образом, предложенный способ СВЧ обработки фуражного зерна позволяет повысить качество его обработки при широком диапазоне сельскохозяйственных процессов, снизить металлоемкость и удельные затраты энергии.