Результат интеллектуальной деятельности: Сверхвысокочастотная установка для варки отходов убоя птицы и животных

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для переработки отходов убоя птицы и животных, получения на его основе кормовой добавки.

Известно, что технологический процесс переработки птицы включает ряд операций, в результате выполнения которых получают готовые продукты, перо-пуховое сырье и технические отходы, используемые для производства животных кормов. В процессе убоя, обескровливание, снятие оперения, опалки, потрошения накапливаются технические отходы. Непищевые отходы потрошения, отходы пуха и пера, кровь направляют в цех утилизации, где из них приготавливают кормовые добавки. В качестве сырья для выработки животных кормов используются кровь, кишечник, легкие, почки, селезенку, половые органы, кутикулу мышечных желудков, малоценное перо и т.д. Выход крови составляет в среднем 4…5% веса птицы. Сырье, направляемое на выработку животных кормов, отличается высоким содержанием влаги (65…75%). Из-за высокого содержания влаги сырье является хорошей средой для развития микроорганизмов. Поэтому все отходы следует перерабатывать сразу же после их получения из убойного цеха. Так как сырьем для производства животных кормов служат непищевые отходы, то основное условие, которое должно выполняться в процессе переработки этого сырья, – стерилизация, обеспечивающая уничтожение патогенной микрофлоры. Технологическая линия включает участки для сбора и транспортирования разнообразного по видам сырья, его мойки и измельчения. Сырье измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 20…30 мм или используют силовые измельчители, затем перемешивают в мешалках.

Известно, что при выработке вареных кормов сырье варят в котлах, жир сливают, разваренную массу направляют на корм свиньям. В варильниках сырье перерабатывают при температуре 90…100^оС, поэтому в них загружают сырье, не требующее сильного нагрева, для обезвреживания. Выход вареного продукта, получаемого при переработке нежиросодержащего сырья составляет 50…52%, при влажности 60%. После варки продукт может подвергаться измельчению, сушке. Выход сухого вареного продукта к весу сырого сырья составляет 24…26%.

Вареные корма вырабатывают в тех случаях, когда не имеется условий для производства сухих кормов. Разваренную массу используют для откорма свиней как ценная белковая добавка из побочных продуктов переработки отходов убоя птицы и животных.

Известен способ получения мясокостной муки из отходов убоя животных в вакуумных котлах путем парового гидролиза, стерилизации и дальнейшей сушки сырья [1]. Такую технологию реализовать в цехе утилизации небольшой производительности сложно. Поэтому следует разрабатывать технологию и техническое средство, позволяющие стерилизовать продукт, в процессе варки сырья, для птицефабрик малой и средней мощности.

Известна технологическая линия производства кормовой муки из крови [2], куда входят участки сбора крови, ее нагрева, коагуляции, стерилизации, первичного обезвоживания и сушки. При этом основные процессы проводят в вакуумных котлах с большими затратами на электроэнергию (30 кВт⋅ч/т сырья) и пара (1200 кг/т сырья). Причем прилипшая кровь к стенкам котла снижает передачу теплоты.

Прототипом является микроволновая вакуумная установка «Муссон», предназначенная для термообработки продуктов. Контейнеры с продуктом помещаются внутрь резонаторных камер. Перемешивание продукта осуществляется вращением контейнеров. Микроволновая энергия подается от СВЧ-генераторов, расположенных на торцах цилиндрических камер [см. рис.]. Такая установка очень дорогая (однокамерная установка выше 400 тыс. рублей) и усложнена вакуумной системой.

Технический результат достигается тем, что сверхвысокочастотная установка для варки отходов убоя птицы и животных содержит внутри горизонтально расположенного цилиндрического экранирующего корпуса перфорированный диск-ротор из неферромагнитного материала, вращающийся от электродвигателя, при этом на диск-ротор по периферии жестко закреплены цилиндрические резонаторы с перфорированными основаниями, внутри которых с помощью фиксаторов установлены съемные термостойкие диэлектрические контейнеры с перфорированными крышками, при этом внутренняя поверхность контейнеров покрыта силиконовым материалом, а на открывающейся крышке экранирующего корпуса вмонтированы сверхвысокочастотные генераторные блоки так, что излучатели направлены внутрь резонаторов, причем на основании экранирующего корпуса имеется сливной патрубок.

На фиг. 1 приведено схематическое изображение сверхвысокочастотной установки для варки отходов убоя птицы и животных: 1 – экранирующий корпус; 2 – открывающаяся крышка экранирующего корпуса; 3 – перфорированный диск-ротор; 4 – цилиндрические резонаторные камеры с перфорированными основаниями; 5 – цилиндрические диэлектрические контейнеры с перфорированными крышками и силиконовым покрытием; 6 – фиксаторы контейнеров; 7 – сверхвысокочастотные генераторные блоки; 8 – шарнирные петли; 9 – ручки на крышке корпуса; 10 – вал, закрепленный на опорный диск.

На фиг. 2. приведено схематическое изображение разреза А-А установки:

1 – экранирующий корпус; 2 – открывающаяся крышка экранирующего корпуса; 3 – перфорированный диск-ротор; 4 – цилиндрические резонаторные камеры с перфорированными основаниями; 5 – цилиндрические диэлектрические контейнеры с перфорированными крышками и силиконовым покрытием; 6 – фиксаторы контейнеров; 7 – сверхвысокочастотные генераторные блоки; 8 – шарнирные петли; 9 – ручки на крышке корпуса; 10 – вал, закрепленный на опорный диск.

Сверхвысокочастотная установка для варки отходов убоя птицы и животных содержит: горизонтально расположенный экранирующий корпус 1 с открывающейся крышкой 2; перфорированный диск-ротор 3; резонаторные камеры 4 с перфорированными основаниями; термостойкие диэлектрические контейнеры 5 с перфорированными крышками и с фиксаторами 6; сверхвысокочастотные генераторные блоки 7, установленные на крышке с шарнирными петлями 8 и ручками 9; электродвигатель, вал 10 которого закреплен на опорный диск.

Установка состоит из горизонтально расположенного цилиндрического экранирующего корпуса 1 с наклонным нижним основанием, куда пристыкован сливной патрубок, выполняющий функцию запредельного волновода. Верхнее основание экранирующего корпуса 2 выполнено в виде открывающейся крышки, для чего предусмотрены шарнирные петли 8, ручки 9 и блокирующие контакты, обеспечивающие плотное закрытие крышки и запрещающие работать при открытой крышке. На верхнем основании экранирующего корпуса 2 установлены сверхвысокочастотные генераторные блоки 7, так что излучатели направлены внутрь резонаторных камер 4. Внутри экранирующего корпуса 1 установлен перфорированный диск-ротор 3. По периферии диска-ротора 3 жестко закреплены цилиндрические резонаторы 4 с перфорированными основаниями. Внутри каждого резонатора 4 с помощью фиксаторов 6 установлены термостойкие диэлектрические контейнеры 5 с перфорированными крышками. Внутренняя поверхность контейнеров покрыта силиконовой пленкой для ограничения прилипания крови к стенкам. Объем каждого резонатора не превышает 5 литров, что обеспечивает высокую напряженность электрического поля при использовании маломощных СВЧ-генераторов от микроволновой печи. Диск-ротор приводится во вращение с помощью электродвигателя, вал 10 которого закреплен на опорный диск, установленный на монтажный каркас (не показан). Установка работает в периодическом режиме.

Для контроля над технологическим процессом имеется смотровое окно с лампой подсветки, закрытое мелкоячеистой сеткой и стеклопакетом, для ограничения электромагнитных излучений за пределы установки. Установка оборудована электромеханической панелью управления с регулятором мощности излучения и таймером. Панель управления также содержит кнопки включения и отключения генераторов, вращения диска-ротора, кнопки переключения мощности, сигнальные лампы и т.п. В контейнерах имеются линейки уровня сырья.

Технологический процесс варки отходов убоя птицы и животных происходит следующим образом. В термостойкие диэлектрические контейнеры 5 загружают сырье после магнитной очистки высотой не более три глубины проникновения электромагнитных излучений (5…6 см), закрывают перфорированными крышками. Открывают крышку 2 экранирующего корпуса 1. Устанавливают диэлектрические контейнеры 5 с сырьем внутрь цилиндрических резонаторов 4. Плотно закрывают крышку 2 экранирующего корпуса 1. Включают электродвигатель, вал 10 которого приводит в движение перфорированный диск-ротор 3. Далее включают СВЧ-генераторы 7 на определенные мощности и продолжительности работы. В процессе вращения диска–ротора 3 сырье в диэлектрических контейнерах 5 многократно подвергается воздействию электромагнитного поля сверхвысокой частоты и варится. При обеспечении в резонаторной камере высокой напряженности электрического поля (выше 1 кВ/см) продукт обеззараживается. За счет действия центробежных сил сырье в диэлектрических контейнерах 5 перемешивается и поэтому равномерно по объему подвергается термообработке. Вначале через перфорированные крышки диэлектрических контейнеров 5 выплескивается часть влаги (происходит центрифугирование, т.е. частичное разделение жидкой и твердой фаз), далее через отверстия перфорации в процессе термообработки удаляется пар. Сепарированная влага стекает через перфорированное основание резонаторов 4 и диска-ротора 3 в накопительную камеру, образованную межу наклонным основанием экранирующего корпуса 1 и диском-ротором 3, откуда эта жидкость выливается через сливной патрубок, выполняющий функцию запредельного волновода. По истечении выдержки времени сверхвысокочастотные генераторы 7 отключаются, крышка разблокируется. После загорания лампы, сигнализирующей об окончании термообработки сырья, следует открыть крышку, достать диэлектрические контейнеры 5 со сваренным продуктом, на их место установить и фиксировать сменные диэлектрические контейнеры, заранее заполненные сырьем и закрытые перфорированной крышкой. Закрыть крышку экранирующего корпуса. Вновь запустить технологический процесс термообработки сырья через панель управления. Диэлектрические контейнеры с готовым продуктом легко освобождаются, так как из-за имеющегося силиконового покрытия на внутренней поверхности продукт не прилипает к стенкам контейнера 5. Далее контейнеры следует промыть и вновь загрузить сырьем.

Продукт следует хранить в холодильной камере при температуре 2…10^оС или непосредственно использовать для откорма свиней как ценная белковая добавка из побочных продуктов переработки отходов убоя птицы. Контроль над температурным режимом осуществляется через смотровое окно с помощью тепловизора. Производительность установки зависит от количества и мощности сверхвысокочастотных генераторов, электрофизических параметров сырья. Конечный продукт имеет высокое качество, обретает более глубокий цвет, запах по сравнению с первоначальными характеристиками, а самое главное продукт полностью обеззараживается благодаря высокой напряженности электрического поля сверхвысокой частоты в резонаторных камерах.

За счет улучшения микробиологических показателей увеличивается срок годности продукта.

Источники информации

1. Файвишевский М.Л. Переработка непищевых отходов мясоперерабатывающих предприятий. – СПб. ГИОРД, 2000, с.83.

2. Ивашов В.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности. Часть 1. Оборудование для убоя и первичной обработки. – М.: Колос, 2001. – 552 с. (С. 516).