RU2457747C1 - Electrophysical heat treatment of fodder - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to agriculture, particularly, to heat treatment of fodder using microwave power. Proposed method comprises treatment by microwave power at continuous displacement of fodder on inclined surfaces of concentrators and distributors fitted at angle exceeding fodder natural slope angle, from working chamber axis to its inner wall and backward. Note here that exposure is adjusted by varying loading and unloading flow for every type of fodder.

EFFECT: higher quality of fodder treatment.

1 dwg

Description

Изобретение относится к способам тепловой обработки с использованием СВЧ-энергии для обработки семян рапса, зерен сои, люпина и других высокобелковых ингредиентов, а также их обеззараживания от грибов, бактерий, вирусов и может быть использовано в комбикормовых цехах животноводческих ферм и межхозяйственных комбикормовых предприятиях.The invention relates to methods of heat treatment using microwave energy for the treatment of rapeseed, soybean, lupine and other high-protein ingredients, as well as their disinfection from fungi, bacteria, viruses, and can be used in animal feed workshops of livestock farms and on-farm feed mills.

Известен «Способ и устройство для обработки сельскохозяйственной продукции» (RU, 2242906, С2, А23L 3/40, 27.12.2004 г.), который обеспечивает периодическое воздействие на сырьевой материал источников излучения путем вращения лотков вокруг базовой оси с периодическим приближением их к источникам излучения и удалением с постоянным направлением массы сырьевого материала в сторону излучения, причем при обработке излучением осуществляют комплексное воздействие ультразвуковых упругих колебаний инфракрасного и СВЧ-излучения.The well-known "Method and device for processing agricultural products" (RU, 2242906, C2, A23L 3/40, 12/27/2004), which provides a periodic effect on the raw material of radiation sources by rotating the trays around the base axis with their periodic approach to sources radiation and the removal with a constant direction of the mass of the raw material towards radiation, and when processing radiation carry out the combined action of ultrasonic elastic vibrations of infrared and microwave radiation.

Вышеуказанный способ не обеспечивает концентрации ИК- и СВЧ-энергии на обрабатываемом продукте, так как при обработке постоянно изменяется расстояние между обрабатываемым продуктом и источниками излучения, данный способ является способом периодического действия и, следовательно, предусматривает затраты времени на загрузку и выгрузку, что снижает производительность.The above method does not provide a concentration of infrared and microwave energy on the processed product, since during processing the distance between the processed product and the radiation sources is constantly changing, this method is a periodic method and, therefore, involves the time of loading and unloading, which reduces productivity .

Известен «Способ тепловой обработки зерновых продуктов электрофизическими методами» (RU, 2085088, С1, А23L 1/18, 27.07.97 г.) - принят за прототип, заключающийся в непрерывной обработке продукта в два этапа. На первом этапе продукт в течение 30-90 с нагревают тепловой энергией, например ИК-излучения, до температуры 95-105°С. На втором этапе продолжительность обработки 20-60 с при температуре 120-180°С с помощью электромагнитного поля СВЧ-энергии.The well-known "Method of heat treatment of grain products by electrophysical methods" (RU, 2085088, C1, А23L 1/18, 07/27/97) - adopted as a prototype, which consists in continuous processing of the product in two stages. At the first stage, the product is heated for 30-90 s with thermal energy, for example IR radiation, to a temperature of 95-105 ° C. At the second stage, the processing time is 20-60 s at a temperature of 120-180 ° C using the electromagnetic field of microwave energy.

Данный способ не позволяет регулировать экспозицию (время обработки), вследствие чего при прохождении продукта самотеком процесс не управляем, а сам продукт, находясь в непрерывном потоке под действием собственного веса, не получает равномерной достаточной обработки, так как наивысшая концентрация СВЧ-энергии находится в центре потока; при этом обработка в два этапа не эффективна, т.к. удельные затраты энергии при нагреве ИК-излучением в два раза выше, чем при нагреве СВЧ-энергией (см. табл. в описании патента).This method does not allow you to adjust the exposure (processing time), as a result of which the process is not controlled by gravity by passing the product, and the product itself, being in a continuous stream under the influence of its own weight, does not receive uniform sufficient processing, since the highest concentration of microwave energy is in the center flow; however, the processing in two stages is not effective, because the specific energy consumption for heating with infrared radiation is two times higher than for heating with microwave energy (see table in the patent description).

Задачей изобретения является создание способа тепловой обработки кормов электрофизическими методами, позволяющего повысить качество обработки корма и расширить перечень обрабатываемых кормов за счет проведения обработки непрерывно, с максимальным использованием СВЧ-энергии, при плавной регулировке экспозиции (времени обработки) в соответствии с требованиями для каждого вида обрабатываемого продукта.The objective of the invention is to provide a method of heat treatment of feed by electrophysical methods, which allows to improve the quality of feed processing and to expand the list of processed feed by processing continuously, with maximum use of microwave energy, with smooth adjustment of exposure (processing time) in accordance with the requirements for each type of processed product.

Поставленная задача достигается тем, что в способе тепловой обработки кормов электрофизическим методом, включающем обработку СВЧ-энергией, новым является то, что обработку корма производят при непрерывном перемещении его во взвешенном состоянии по наклонным поверхностям концентраторов и распределителей, установленных под углом, превышающим величину угла естественного откоса корма, от оси рабочей камеры к ее внутренней стенке и обратно, при этом экспозицию обработки регулируют изменением величины потока загрузки и разгрузки для каждого вида кормов.The problem is achieved in that in the method of heat treatment of feed by the electrophysical method, including microwave energy treatment, it is new that the feed is produced by continuously moving it in suspension on the inclined surfaces of concentrators and distributors installed at an angle exceeding the angle of natural the slope of the feed, from the axis of the working chamber to its inner wall and vice versa, while the exposure of the treatment is controlled by changing the magnitude of the load and unload flow the first type of feed.

Известно, что семена рапса, зерно сои, люпина содержат 40-48% жира, поэтому плохо измельчаются, так как рабочие органы (решета, молотки, деки, вальцы) замасливаются и затем забивается вся рабочая камера машины, вследствие чего СВЧ-обработке подвергаются еще не измельченные семена или зерно. Также, при воздействии СВЧ-энергии значительно снижается наличие вредной для животных эруковой кислоты, глюкозинолатов и происходит обеззараживание от грибов, бактерий, вирусов.It is known that rape seeds, soybeans, lupins contain 40-48% fat, therefore they are poorly crushed, since the working elements (sieves, hammers, decks, rollers) are oiled and then the entire working chamber of the machine becomes clogged, as a result of which they are subjected to microwave processing not crushed seeds or grain. Also, when exposed to microwave energy, the presence of erucic acid, glucosinolates, harmful to animals, is significantly reduced and disinfection from fungi, bacteria, and viruses occurs.

Ввиду того, что обрабатываемый продукт подается непрерывным потоком во взвешенном состоянии (под собственным весом), для равномерной и всесторонней обработки его необходимо постоянно перемещать по наклонным поверхностям концентраторов и распределителей, которые распределяют обрабатываемый корм - концентраторы от внутренней стенки рабочей камеры к оси, а распределители, наоборот, под углом, равным или больше угла естественного откоса по всему пути продвижения, позволяя каждой частице полностью подвергнуться всесторонней обработке; плавное регулирование экспозиции осуществляется изменением величины потока на входе и выходе в рабочую камеру задвижкой и заслонкой, при этом величина потока зависит от вида обрабатываемого корма и заданной экспозиции.Due to the fact that the processed product is fed by a continuous flow in a suspended state (under its own weight), for uniform and comprehensive processing it is necessary to constantly move it along the inclined surfaces of the concentrators and distributors that distribute the processed feed - concentrators from the inner wall of the working chamber to the axis, and the distributors conversely, at an angle equal to or greater than the angle of repose along the entire path of advancement, allowing each particle to undergo a comprehensive treatment; Smooth adjustment of the exposure is carried out by changing the amount of flow at the inlet and outlet of the working chamber with a valve and a shutter, while the amount of flow depends on the type of processed feed and the given exposure.

Предлагаемый способ осуществляется при помощи устройства для непрерывной СВЧ-обработки кормов, представленного на фигуре.The proposed method is carried out using a device for continuous microwave feed processing, shown in the figure.

Устройство для непрерывной СВЧ-обработки кормов содержит СВЧ-генератор 1, соединенный посредством передающей линии 2 с проводящим элементом 3 (многослойный, многовитковый индуктор), внутри которого расположена рабочая цилиндрическая камера 4, снабженная на входе задвижкой 5, а на выходе заслонкой 6 с установленным на ней вибратором 7. В самой рабочей цилиндрической камере 4 установлены в последовательном чередовании один под другим на расстоянии h=20-25 мм концентраторы 8, выполненные в виде воронки, и распределители 9, выполненные в виде конуса, имеющие угол наклона образующих воронки концентраторов и конуса распределителей, равный α₁=α₂≥31°, и разницу между радиусами воронки концентраторов и конуса распределителей, равную (D-d)/2=15-20 мм. Верхний распределитель 9 установлен вершиной своего конуса в направлении задвижки 5, расположенной на входе рабочей цилиндрической камеры 4, а последующие распределители установлены вершинами своих конусов в направлении нижних частей концентраторов 8 и входят в них с зазором δ=12-15 мм.A device for continuous microwave processing of feeds contains a microwave generator 1, connected via a transmission line 2 to a conductive element 3 (multilayer, multi-turn inductor), inside of which there is a working cylindrical chamber 4, equipped with a valve 5 at the inlet and a shutter 6 with an installed shutter on it with a vibrator 7. In the most working cylindrical chamber 4, concentrators 8, made in the form of a funnel, and distributors 9, made in the form of a cone, are installed in sequential alternation one below the other at a distance h = 20-25 mm having an angle of inclination of the concentrator funnel and the distributor cone equal to α ₁ = α ₂ ≥31 °, and a difference between the radii of the concentrator funnel and the distributor cone equal to (Dd) / 2 = 15-20 mm. The upper distributor 9 is installed with the top of its cone in the direction of the valve 5 located at the inlet of the working cylindrical chamber 4, and the subsequent distributors are installed with the tops of their cones in the direction of the lower parts of the concentrators 8 and enter them with a gap δ = 12-15 mm.

Устройство для СВЧ-обработки кормов работает следующим образом. При работе СВЧ-генератора 1 электромагнитные волны через передающую линию 2 и проводящий элемент 3 возбуждают электромагнитные колебания в рабочей цилиндрической камере 4, в которую при открытой задвижке 5 поступают подлежащие обработке корма (например, комбикорма, семена рапса, зерна сои или люпина) и попадают на распределитель 9, выполненный в виде конуса, вершина которого направлена к задвижке 5, и по его конической поверхности, находящейся под углом α₂≥31° (равный или больше угла естественного откоса обрабатываемого материала), и под собственным весом перемещаясь вниз ссыпаются на внутреннюю наклонную поверхность, с углом наклона α₁≥31°, концентратора 8, выполненного в виде воронки, который расположен под распределителем 9 на расстоянии h=20-25 мм, и далее скатываются на следующий распределитель 9, расположенный под концентратором 8 также на расстоянии h=20-25 мм и входящий в него с зазором δ=12-15 мм, при разнице между радиусами воронки концентратора и конуса распределителя, равной (D-d)/2=15-20 мм, и так далее пока обрабатываемый материал не достигнет заслонки 6, снабженной вибратором 7, посредством которой разгружается рабочая цилиндрическая камера 4, при этом на всем протяжении пути продвижения обрабатываемого материала электромагнитные волны СВЧ-энергии беспрепятственно и всесторонне обрабатывают каждую частицу материала. Величиной открытия задвижки 5 и заслонки 6 регулируется экспозиция (время обработки) в зависимости от обрабатываемого материала. Процесс обработки происходит непрерывно и зависит от заданной экспозиции обрабатываемого материала.A device for microwave processing of feed works as follows. When the microwave generator 1 is operating, electromagnetic waves through the transmission line 2 and the conductive element 3 excite electromagnetic oscillations in the working cylindrical chamber 4, into which, with the open valve 5, the feeds to be processed (for example, feed, rape seeds, soybean or lupine grains) are received and fall 9 on the valve configured as a cone whose vertex is directed toward the gate valve 5, and its conical surface under an angle α ₂ ≥31 ° (equal to or greater than the angle of repose of the material being treated), and under GSS Twain weight moving downwards are poured onto the inner inclined surface with an inclination angle α ₁ ≥31 °, hub 8, designed as a funnel which is positioned below the distributor 9 at a distance h = 20-25 mm, and then roll to the next valve 9 located under the hub 8 also at a distance h = 20-25 mm and entering into it with a gap δ = 12-15 mm, with a difference between the radii of the funnel of the hub and the distributor cone equal to (Dd) / 2 = 15-20 mm, and so on until the processed material reaches the damper 6, equipped with a vibrator 7, osredstvom which unloads cylindrical working chamber 4, with all the way treated material advancing electromagnetic wave of microwave energy freely and comprehensively treated every particle of material. The magnitude of the opening of the valve 5 and the valve 6 is regulated by the exposure (processing time) depending on the material being processed. The processing process is continuous and depends on the given exposure of the processed material.

Таким образом, использование данного способа, реализованного в устройстве для непрерывной СВЧ-обработки кормов, позволяет обеспечить качественную СВЧ-обработку кормов, плавную регулировку заданной экспозиции обрабатываемого сырья и использовать его для обработки более широкого перечня компонентов кормов.Thus, the use of this method, implemented in a device for continuous microwave processing of feed, allows for high-quality microwave processing of feed, smooth adjustment of a given exposure of processed raw materials and use it to process a wider range of feed components.

Claims (1)

Способ тепловой обработки кормов электрофизическим методом, включающий обработку СВЧ-энергией, отличающийся тем, что обработку корма производят при непрерывном перемещении его во взвешенном состоянии по наклонным поверхностям концентраторов и распределителей, установленных под углом, превышающим величину угла естественного откоса корма, от оси рабочей камеры к ее внутренней стенке и обратно, при этом экспозицию обработки регулируют изменением величины потока загрузки и разгрузки для каждого вида кормов. A method of heat treatment of feeds by the electrophysical method, including microwave energy treatment, characterized in that the feed is processed by continuously moving it in suspension on the inclined surfaces of concentrators and distributors installed at an angle exceeding the angle of repose of the feed from the axis of the working chamber to its inner wall and vice versa, while the exposure of the treatment is controlled by changing the magnitude of the load and unload flow for each type of feed.