RU2425598C1

RU2425598C1 - Concentrated feed barometric treatment reactor

Info

Publication number: RU2425598C1
Application number: RU2009148842/13A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Сыроватка (RU); Владимир Иванович Сыроватка; Юрий Анатольевич Иванов (RU); Юрий Анатольевич Иванов; Артем Сергеевич Комарчук (RU); Артем Сергеевич Комарчук; Наталья Владимировна Обухова (RU); Наталья Владимировна Обухова
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2011-08-10
Also published as: RU2009148842A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to feed preparation and may be used at animal rearing farms, processing agricultural enterprises and mixed fodder shops. Proposed reactor comprises casing with loading and discharge necks, discharge device, encased auger and loading appliance. Loading and discharge appliances are made of trapezoid-shaped vanes. Trapezoid larger base equals width of loading and discharge necks equipped with elastic doffing elements with their length making at least 1/3 of vane length that are fitted on working member shaft provided with square vanes. Discharge device vanes have their flat side arranged at angle (a) to shaft axis in direction opposite that of loading device vanes arranged with their flat side arranged at angle (a) to shaft axis as well. Working member square vanes are fitted on shaft in radial plane at angle (a) along screw line along shaft. Angle (a) makes 20-30°. Vane pitch S-to-vane projection B in rotation plane (S:B) makes 1…3.

EFFECT: higher quality of forage.

3 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для баротермомеханической обработки рассыпных кормов и может быть использовано на животноводческих фермах, перерабатывающих сельскохозяйственных предприятиях и комбикормовых цехах.The invention relates to equipment for barothermomechanical processing of bulk feeds and can be used on livestock farms, processing agricultural enterprises and animal feed workshops.

Известен аппарат для пропаривания зерна (а.с. SU №1161071, А23N 17/00, 15.06.1985 г.), содержащий вертикальную герметичную камеру, загрузочное и разгрузочное устройства, вертикальные трубки с укрепленными на них лепестками, установленными под углом 40-50° к вертикальной оси аппарата.A known apparatus for steaming grain (a.s. SU No. 1161071, A23N 17/00, 06/15/1985), containing a vertical sealed chamber, loading and unloading devices, vertical tubes with petals mounted on them, mounted at an angle of 40-50 ° to the vertical axis of the apparatus.

Конструкция аппарата не позволяет регулировать время и температуру обрабатываемого зерна, которое под воздействием собственного веса стремительно перемещается вниз, а ускоряется процесс падения постоянно вибрирующими лепестками.The design of the apparatus does not allow you to adjust the time and temperature of the processed grain, which, under the influence of its own weight, rapidly moves down, and the falling process is accelerated by constantly vibrating petals.

Наиболее близким по конструктивным особенностям к предлагаемому изобретению является шнековый реактор (а.с. SU №1676578, А23N 17/00, 15.09.1991 г.) - взят за прототип. Шнековый реактор включает корпус с загрузочной и выгрузной горловинами, выгрузное приспособление в виде охватывающих шнек трех кронштейнов, размещенный в корпусе шнек с уменьшающимся к выгрузной горловине диаметром и шагом витков, расположенное вокруг корпуса нагревательное устройство.The closest in design features to the proposed invention is a screw reactor (a.s. SU No. 1676578, A23N 17/00, 09/15/1991) - taken as a prototype. The screw reactor includes a housing with loading and unloading necks, an unloading device in the form of three brackets covering the screw, a screw placed in the housing with a diameter and a pitch of turns decreasing towards the unloading neck, and a heating device located around the housing.

В данном шнековом реакторе нагревательное устройство, расположенное на корпусе, не обеспечивает заданный и равномерный прогрев спрессованного обрабатываемого корма, а выгрузное приспособление ненадежно, т.к. забивается при обработке грубых кормов.In this screw reactor, the heating device located on the body does not provide a predetermined and uniform heating of the compressed processed feed, and the unloading device is unreliable, because clogs when handling roughage.

Все вышеприведенные устройства имеют ограниченные технологические возможности, т.е. рассчитаны на обработку сырья при низких температурах и избыточном давлении не более 0,1 МПа.All of the above devices have limited technological capabilities, i.e. designed for processing raw materials at low temperatures and overpressure of not more than 0.1 MPa.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей устройства путем создания реактора баротермической обработки концентрированных кормов, имеющего рабочий орган, обеспечивающий надежную загрузку, выгрузку и непрерывное перемешивание обрабатываемого корма для равномерного прогрева его паром при температуре от 100°С до 300°С и соответствующем давлении (10-15 МПа), а также кратное повышение производительности за счет сокращения в несколько раз времени обработки концентратов (экспозиция) при сохранении в них витаминов.The objective of the invention is to expand the technological capabilities of the device by creating a barothermic processing reactor for concentrated feed, having a working body that provides reliable loading, unloading and continuous mixing of the processed feed for uniform heating with steam at a temperature of from 100 ° C to 300 ° C and the corresponding pressure (10- 15 MPa), as well as a multiple increase in productivity due to several times reduction in the processing time of concentrates (exposure) while preserving vitamins in them.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что реактор баротермической обработки концентрированных кормов, содержащий корпус с загрузочной и выгрузной горловинами, выгрузное приспособление и размещенный в корпусе шнек, также снабжен загрузочным приспособлением, причем загрузочное и выгрузное приспособления выполнены в виде лопастей, имеющих форму трапеции, большее основание которой равно ширине загрузочной и выгрузной горловин, снабженных упругими счесывающими элементами, длина которых равна не менее 1/3 длины лопасти, и установленных на валу рабочего органа, имеющего прямоугольные лопасти, причем лопасти выгрузного приспособления расположены плоской частью под углом (α) к оси вала в направлении, противоположном лопастям загрузочного приспособления, расположенным также плоской частью под углом (α) к оси вала, прямоугольные лопасти рабочего органа установлены на валу в радиальной плоскости под углом (α) по винтовой линии вдоль вала, при этом угол (α) равен 20°…30°, а соотношение шага установки лопастей S к проекции лопасти В в плоскости вращения (S:В) равно 1…3.The above technical result is achieved by the fact that the barothermic processing reactor of concentrated feed containing a housing with loading and unloading necks, an unloading device and an auger placed in the housing is also equipped with a loading device, the loading and unloading devices being made in the form of trapezium-shaped blades, a larger base which is equal to the width of the loading and unloading necks equipped with elastic combing elements, the length of which is not less than 1/3 of the blade length, and mounted on the shaft of the working body having rectangular blades, and the blades of the unloading device are located the flat part at an angle (α) to the shaft axis in the opposite direction to the blades of the loading device, also located the flat part at an angle (α) to the shaft axis, the rectangular blades of the working body mounted on the shaft in a radial plane at an angle (α) along a helix along the shaft, while the angle (α) is 20 ° ... 30 °, and the ratio of the pitch of the blades S to the projection of the blade B in the plane of rotation (S: B) is 1 ... 3.

Выполнение загрузочного приспособления в виде лопастей, имеющих форму трапеции, большее основание которой равно ширине загрузочной горловины, снабженных упругими счесывающим элементами, длина которых равна не менее 1/3 длины лопасти, и установленных на валу рабочего органа под углом (α) к оси вала, позволяет принимать поступающий на обработку спрессованный концентрированный корм (т.к. в корпусе реактора высокая температура и давление, то сырье должно быть уплотнено), срезать (разрыхлять) его и перемещать в зону действия прямоугольных лопастей рабочего органа.The implementation of the loading device in the form of trapezoidal blades, the larger base of which is equal to the width of the loading neck, equipped with elastic combing elements, the length of which is not less than 1/3 of the blade length, and mounted on the shaft of the working body at an angle (α) to the shaft axis, allows you to receive compressed compressed feed coming into the processing (since the temperature and pressure in the reactor vessel are high, the raw materials must be compacted), cut (loosen) it and move it into the zone of operation of the rectangular blade Tay working body.

Выполнение лопастей рабочего органа прямоугольными и установленными на валу в радиальной плоскости под углом (α) по винтовой линии вдоль вала позволяет интенсивно перемешивать обрабатываемый корм, обеспечивая постоянное и равномерное пропаривание всей массы (каждой ее частицы), и одновременно перемещать его в сторону выгрузного приспособления, а соотношение шага установки лопастей S к проекции лопасти В в плоскости вращения (S:В), равное 1…3, является оптимальным, т.к. при шаге менее 1 обрабатываемая масса будет непрерывно перемещаться вдоль корпуса, не успевая пройти баротермическую обработку, а при шаге более 3 не происходит интенсивного перемешивания и равномерного пропаривания массы.The execution of the blades of the working body rectangular and mounted on the shaft in a radial plane at an angle (α) along a helix along the shaft allows you to intensively mix the processed feed, ensuring constant and uniform steaming of the entire mass (each of its particles), and at the same time move it to the side of the unloading device, and the ratio of the pitch of the installation of the blades S to the projection of the blade B in the plane of rotation (S: B), equal to 1 ... 3, is optimal, because at a step of less than 1, the processed mass will continuously move along the body, not having time to undergo barothermic treatment, and at a step of more than 3, intensive mixing and uniform steaming of the mass does not occur.

Выполнение выгрузного приспособления в виде лопастей, имеющих форму трапеции, большее основание которой равно ширине выгрузной горловины, снабженных упругими счесывающими элементами, длина которых равна не менее 1/3 длины лопасти, и установленных на валу рабочего органа под углом (α) к оси вала в направлении, противоположном лопастям загрузочного приспособления, позволяет формировать поток поступающей обработанной массы и выталкивать его в выгрузную горловину, а установка лопастей в направлении, противоположном направлению поступающего потока, позволяет избежать затора готовой массы у торцевой стенки корпуса, т.к. лопасти подают массу навстречу общему потоку, формируя тем самым выгрузной поток.The implementation of the discharge device in the form of trapezoidal blades, the larger base of which is equal to the width of the discharge neck, equipped with elastic combing elements, the length of which is at least 1/3 of the blade length, and installed on the shaft of the working body at an angle (α) to the shaft axis in the direction opposite to the blades of the loading device, allows you to form a flow of incoming treated mass and push it into the discharge neck, and the installation of the blades in the direction opposite to the direction of the incoming of flow avoids congestion finished weight in the end wall of the housing, as the blades feed the mass towards the common flow, thereby forming an unloading flow.

Установка лопастей загрузочного приспособления, прямоугольных лопастей рабочего органа и лопастей выгрузного приспособления под углом (α) обеспечивает надежное разрыхление, перемещение, перемешивание, равномерное пропаривание, формирование выгрузного потока и выталкивание обработанной массы из реактора, при этом длина счесывающего упругого элемента, равная не менее 1/3 длины лопасти, также обуславливает тщательное разрыхление и выталкивание выгрузного потока, т.к. недостаточно разрыхленная масса не получит полноценной обработки, а вовремя не выгруженная масса может скопиться в выгрузной горловине и образовать затор (остановка реактора). Экспериментально определено, что величина угла (α) должна быть 20°…30°, т.к. при угле менее 20° процессы рыхления, перемещения, перемешивания, формирования выгрузного потока и выталкивания будут проходить недостаточно интенсивно, а при угле более 30° все вышеперечисленные действия будут протекать с повышенной скоростью, что отрицательно отразится на качестве обработки концентрированного корма. Выполнение лопастей загрузочного и выгрузного приспособлений в форме трапеции с большим основанием, обращенным к загрузочной и выгрузной горловинам и равным их ширине, позволяет исключить аэродинамический эффект.The installation of the blades of the loading device, the rectangular blades of the working body and the blades of the unloading device at an angle (α) ensures reliable loosening, moving, mixing, uniform steaming, formation of the unloading stream and expelling the treated mass from the reactor, while the length of the combing elastic element is not less than 1 / 3 blade lengths, also causes a thorough loosening and pushing of the discharge flow, as insufficiently loosened mass will not receive full processing, and in time not unloaded mass can accumulate in the discharge neck and form a blockage (reactor shutdown). It was experimentally determined that the angle (α) should be 20 ° ... 30 °, because at an angle of less than 20 °, the processes of loosening, moving, mixing, forming an unloading stream and pushing out will not be intensive enough, and at an angle of more than 30 ° all of the above actions will proceed at an increased speed, which will negatively affect the quality of processing concentrated feed. The implementation of the blades of the loading and unloading devices in the form of a trapezoid with a large base facing the loading and unloading necks and equal to their width, eliminates the aerodynamic effect.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами: фиг.1 - схема реактора баротермической обработки концентрированных кормов, фиг.2 - разрез А-А по фиг.1, фиг.3 - разрез Б-Б по фиг.1.The essence of the invention is illustrated by the drawings: FIG. 1 is a diagram of a barothermic processing reactor for concentrated feed, FIG. 2 is a section A-A in FIG. 1, FIG. 3 is a section B-B in FIG. 1.

Реактор баротермической обработки концентрированных кормов содержит горизонтальный цилиндрический корпус 1 (см. фиг.1) с загрузочной 2 и выгрузной 3 горловинами, в котором установлен рабочий орган, включающий вал 4 со смонтированными на нем прямоугольными лопастями 5 (см. фиг.1, 2), расположенными под углом (а), равным 20°…30°, в радиальной плоскости по винтовой линии вдоль вала 4 с шагом S, имеющим отношение к проекции плоскости В в плоскости вращения (S:В), равное 1…3, при этом на одном конце вала 4 рабочего органа, напротив загрузочной горловины 2, установлено загрузочное приспособление, выполненное в виде лопастей 6 (см. фиг.1, 3), имеющих форму трапеции, большее основание которой равно ширине загрузочной горловины 2, установленных под углом (α), равным 20°…30°, к оси вала 4 и снабженных упругими счесывающими элементами 7, а на другом конце вала 4 рабочего органа, напротив выгрузной горловины 3, смонтировано выгрузное приспособление, выполненное в виде лопастей 8, имеющих форму трапеции, большее основание которой равно ширине выгрузной горловины 3, установленных под углом (α), равным 20°…30°, к оси вала 4 рабочего органа в направлении, противоположном лопастям 6 загрузочного приспособления, и снабженных упругими счесывающими элементами 9. Также реактор баротермической обработки концентрированных кормов снабжен датчиками давления 10 (см. фиг.1) и температуры 11.The barothermic processing reactor of concentrated feeds contains a horizontal cylindrical body 1 (see Fig. 1) with loading 2 and unloading 3 necks, in which a working element is installed, including a shaft 4 with rectangular blades 5 mounted on it (see Figs. 1, 2) located at an angle (a) of 20 ° ... 30 ° in a radial plane along a helical line along shaft 4 with a step S related to the projection of plane B in the plane of rotation (S: B), equal to 1 ... 3, while on one end of the shaft 4 of the working body, opposite the loading neck 2, mustache A loading device made in the form of blades 6 (see Figs. 1, 3) having a trapezoid shape, the larger base of which is equal to the width of the loading neck 2, installed at an angle (α) equal to 20 ° ... 30 ° to the axis of the shaft 4 and equipped with elastic combing elements 7, and on the other end of the shaft 4 of the working body, opposite the unloading neck 3, an unloading device is mounted in the form of trapezium-shaped blades 8, the larger base of which is equal to the width of the unloading neck 3 installed at an angle (α) equal to 20 ° ... 30 °, to wasps Shaft 4 of the working body in the direction opposite to the loading device 6 blades, and provided with elastic members 9. Also schesyvayuschimi barothermal concentrated feed processing reactor is provided with pressure sensors 10 (see FIG. figure 1) and temperature 11.

Реактор баротермической обработки концентрированного корма работает следующим образом. В корпус реактора 1 подаются пар и вода, включаются датчики давления 10 и температуры 11. Приводится в движение вал 4 рабочего органа с установленным на нем загрузочным приспособлением, выполненным в виде лопастей 6, снабженных упругими счесывающими элементами 7, прямоугольными лопастями 5 рабочего органа и выгрузным приспособлением, выполненным в виде лопастей 8, снабженных упругими счесывающими элементами 9. Комбикорм или его компоненты принудительно в спрессованном виде подаются через загрузочную горловину 2 корпуса 1, где вращающееся загрузочное приспособление, расположенное под загрузочной горловиной, упругими счесывающими элементами 7 лопастей 6, установленных под углом (α) к оси вала рабочего органа, разрыхляет слой сырья, а плоскости лопастей 6 продвигают его в сторону прямоугольных лопастей 5, установленных также под углом (α) в радиальной плоскости по винтовой линии вдоль вала рабочего органа, которые перемешивают обрабатываемую массу, обеспечивая постоянное и равномерное пропаривание всей массы (каждой ее частицы), и одновременно перемещают ее к выгрузному приспособлению, расположенному напротив выгрузной горловины 3, которое упругими счесывающими элементами 9 лопастей 8, установленных под углом (α) к оси вала рабочего органа и в направлении, противоположном лопастям 6 загрузочного приспособления, создает выгрузной поток и выталкивает готовую обработанную массу. По показаниям датчиков давления 10 и температуры 11 регулируют подачу пара и воды, а время баротермической обработки, заданное технологическим процессом в зависимости от поступающих на обработку концентрированных кормов, регулируется частотой вращения вала 4 рабочего органа.The reactor barothermal processing of concentrated feed is as follows. Steam and water are supplied to the reactor vessel 1, pressure sensors 10 and temperature 11 are turned on. The shaft 4 of the working body is set in motion with the loading device mounted on it, made in the form of blades 6, equipped with elastic combing elements 7, rectangular blades 5 of the working body and unloading device made in the form of blades 8 equipped with elastic combing elements 9. Compound feed or its components are forcibly pressed in form through feed neck 2 of housing 1, where the rotating filler a narrow device located under the loading neck, elastic combing elements 7 of the blades 6, installed at an angle (α) to the axis of the shaft of the working body, loosens the layer of raw materials, and the plane of the blades 6 move it towards rectangular blades 5, also installed at an angle (α) in a radial plane along a helix along the shaft of the working body, which mix the processed mass, providing constant and uniform steaming of the entire mass (each of its particles), and at the same time move it to the unloading device blating, located opposite the discharge neck 3, which elastic combing elements 9 of the blades 8, installed at an angle (α) to the axis of the shaft of the working body and in the opposite direction to the blades 6 of the loading device, creates an unloading flow and pushes the finished processed mass. According to the readings of the pressure sensors 10 and temperature 11, the flow of steam and water is regulated, and the barothermic treatment time specified by the technological process depending on the concentrated feed supplied to the processing is controlled by the rotational speed of the shaft 4 of the working body.

Использование данного реактора при баротермической обработке концентрированных кормов позволяет достигнуть глубокой декстринизации крахмала, как условие его перехода в легкоусвояемые полисахариды, при этом степень декстринизации крахмала при температуре 100°С достигает 30%, при 120°С - 60%, а при 180°С - 90%. Также короткие, но интенсивные воздействия тепла, влаги и высокого давления (10-15 МПа) очищают концентрированные корма от сальмонеллы, патогенных бактерий, грибков и плесени, а время обработки при высокой температуре (100°С-300°С) сокращается в несколько раз (экспозиция составляет 30-120 сек), что позволяет кратно повысить производительность реактора при сохранении витаминов (В.А.Афанасьев. Теория и практика специальной обработки зерновых компонентов в технологии комбикормов. Воронеж, Воронежский государственный университет, 2002 г., стр.31-40, 231-236).The use of this reactor during barothermal treatment of concentrated feeds allows to achieve deep dextrinization of starch, as a condition for its conversion to easily digestible polysaccharides, while the degree of dextrinization of starch at a temperature of 100 ° C reaches 30%, at 120 ° C - 60%, and at 180 ° C - 90% Also, short but intense effects of heat, moisture and high pressure (10-15 MPa) purify concentrated feed from salmonella, pathogenic bacteria, fungi and mold, and processing time at high temperature (100 ° C-300 ° C) is reduced several times (exposure time is 30-120 sec), which allows a multiple increase in reactor productivity while preserving vitamins (V.A. Afanasyev. Theory and practice of special processing of grain components in feed technology. Voronezh, Voronezh State University, 2002, p.31- 40, 231-236).

Claims

Реактор баротермической обработки концентрированных кормов, содержащий корпус с загрузочной и выгрузной горловинами, выгрузное приспособление и размещенный в корпусе шнек, отличающийся тем, что реактор снабжен загрузочным приспособлением, причем загрузочное и выгрузное приспособления выполнены в виде лопастей, имеющих форму трапеции, большее основание которой равно ширине загрузочной и выгрузной горловин, снабженных упругими счесывающими элементами, длина которых равна не менее 1/3 длины лопасти, и установленных на валу рабочего органа, имеющего прямоугольные лопасти, причем лопасти выгрузного приспособления расположены плоской частью под углом (α) к оси вала в направлении, противоположном лопастям загрузочного приспособления, расположенных также плоской частью под углом (α) к оси вала, прямоугольные лопасти рабочего органа установлены на валу в радиальной плоскости под углом (α) по винтовой линии вдоль вала, при этом угол (ά) равен 20…30°, а соотношение шага установки лопастей S к проекции лопасти В в плоскости вращения (S:B) равно 1…3. The reactor for barothermal processing of concentrated feed containing a housing with loading and unloading necks, an unloading device and a screw located in the housing, characterized in that the reactor is equipped with a loading device, the loading and unloading devices made in the form of trapezium-shaped blades, the larger base of which is equal to the width loading and unloading necks equipped with elastic combing elements, the length of which is not less than 1/3 of the blade length, and installed on the shaft of the working organ on having rectangular blades, and the blades of the unloading device are located the flat part at an angle (α) to the shaft axis in the direction opposite to the blades of the loading device, also located the flat part at an angle (α) to the shaft axis, the rectangular blades of the working body are mounted on the shaft in radial plane at an angle (α) along a helix along the shaft, while the angle (ά) is 20 ... 30 °, and the ratio of the pitch of the blades S to the projection of the blade B in the plane of rotation (S: B) is 1 ... 3.