RU2471390C2 - Method for portioned uhf-treatment of fodders - Google Patents

Abstract

FIELD: food industry.

SUBSTANCE: invention relates to food industry. The method for portioned UHF-treatment of fodders involves raw material loading into the chamber and movement inside the chamber, vacuum creation and ensuring the material heating due to a UHF-radiation source impact; fodders treatment is performed during their continuous movement from the pressurised area between the pseudo-liquefaction unit blades ends and the inner surface of the chamber, along the inner surface of the chamber into the vacuum (discharging) area positioned along the axis of the chamber with subsequent movement downwards under the impact of vacuum and own weight generating a steadily circulating pseudo-liquefied flow; vacuum is created by means of the pseudo-liquefaction unit positioned inside the chamber.

EFFECT: method allows to ensure quality UHF-treatment of fodders at a preset period of treatment (exposition) with the device efficiency maximum usage to reduce energy and material costs.

1 dwg

Description

Изобретение относится к способам цикличной СВЧ-обработки семян рапса, зерна сои, люпина и комбикормов, а также их обеззараживания от грибов, вирусов, бактерий, и может быть использовано на животноводческих фермах и межхозяйственных комбикормовых предприятиях.The invention relates to methods for cyclic microwave treatment of rapeseed, soybean, lupine and mixed fodder seeds, as well as their disinfection from fungi, viruses, bacteria, and can be used on livestock farms and on-farm feed mills.

Известен «Способ теплового обеззараживания рассыпных комбикормов» (RU 2251364 A1, A23N 17/00, 10.05.2005 г.), представленный установкой теплового обеззараживания рассыпных комбикормов, который включает нагрев, пропаривание, сушку, охлаждение и гомогенизацию сыпучих кормов, при этом обеззараживание проводят в две стадии тепловой обработки, причем первая стадия является высокотемпературной, а вторая - низкотемпературной, на каждой стадии происходит смешивание компонентов в псевдожиженном слое; в первой стадии комбикорм подвергается нагреву до 110°C, а во второй стадии горячую массу охлаждают воздухом до температуры окружающей среды.The well-known "Method of thermal disinfection of bulk feed" (RU 2251364 A1, A23N 17/00, 05/10/2005), represented by the installation of thermal disinfection of bulk feed, which includes heating, steaming, drying, cooling and homogenization of bulk feed, while disinfection is carried out in two stages of heat treatment, the first stage being high-temperature and the second low-temperature; at each stage, the components are mixed in the fluidized bed; in the first stage, the feed is heated to 110 ° C, and in the second stage, the hot mass is cooled with air to ambient temperature.

В данном способе присутствуют большие потери тепла, так как нагретый до 110°С воздух на первой и второй стадиях выбрасывается в атмосферу; также известно, что смесители, работающие на принципе газомеханического псевдоожижения слоя не допускают дополнительной подачи воздуха, который способствует нарушению самого процесса смешивания; при высокой влажности воздуха, изобилии пара в мучной части комбикорма образуется тестообразная масса, в результате ухудшается качество смешивания, затрудняется работа смесителя-стерилизатора и смесителя-охладителя и всего процесса теплового обеззараживания комбикорма.In this method, there are large heat losses, since air heated to 110 ° C in the first and second stages is released into the atmosphere; It is also known that mixers operating on the principle of gas-mechanical fluidization of the bed do not allow additional air supply, which contributes to disruption of the mixing process itself; at high air humidity, an abundance of steam in the flour part of the feed, a doughy mass is formed, as a result, the quality of mixing deteriorates, the operation of the mixer-sterilizer and mixer-cooler and the entire process of thermal disinfection of the feed are hindered.

Известен «Способ и устройство для обработки сельскохозяйственной продукции» (RU 2242906 С2, А23L 3/40, F26В 7/00, 27.12.2004 г.) - принят за прототип, 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, F26V 7/00, 12/27/2004) - adopted as a prototype that provides periodic exposure of raw materials to radiation sources by rotating trays around the base axes with their periodic approaching to radiation sources and removal with a constant direction of the mass of raw material towards radiation, moreover, during radiation processing, the ultrasonic elastic vibrations of infrared and microwave radiation are combined.

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.The above method does not provide a concentration of IR and microwave energy on the processed product, since during processing the distance between the processed product and the radiation sources is constantly changing.

Задача изобретения заключается в создании способа порционной СВЧ-обработки кормов, повышающего качество обработки кормов при заданном времени обработки (экспозиции) с максимальным использованием КПД устройства, при его реализации, позволяющего снизить энерго- и материальные затраты.The objective of the invention is to create a method of portioned microwave processing of feed, which improves the quality of feed processing at a given processing time (exposure) with maximum use of the efficiency of the device, with its implementation, which allows to reduce energy and material costs.

Поставленная задача достигается тем, что в способе порционной СВЧ-обработки кормов, включающем загрузку в камеру сырьевого материала, перемещение его в камере, создание вакуума и обеспечение прогрева материала за счет воздействия источником СВЧ- излучения, новым является то, что обработку кормов производят при непрерывном их перемещении из зоны повышенного давления, находящейся между концами лопастей блока псевдоожижения и внутренней поверхностью камеры, вдоль внутренней поверхности камеры в зону вакуума (разрежения), расположенную по оси камеры, с последующим перемещением вниз под воздействием вакуума и собственного веса, образуя при этом устойчиво циркулирующий псевдоожиженный поток, а вакуум создают посредством расположенного внутри камеры блока псевдоожижения.The problem is achieved in that in the method of portioned microwave processing of feed, including loading raw material into the chamber, moving it in the chamber, creating a vacuum and ensuring heating of the material due to exposure to a microwave radiation source, it is new that the feed is processed under continuous their movement from the zone of high pressure, located between the ends of the blades of the fluidization unit and the inner surface of the chamber, along the inner surface of the chamber in the vacuum zone (rarefaction), located axis of the chamber, and then moving downward under the influence of vacuum and its own weight, forming a stable circulating fluidized stream, and the vacuum is produced by the block located inside the fluidization chamber.

Ввиду того что обработка кормов производится порционно, для равномерного и всестороннего воздействия на них СВЧ-излучателя корма необходимо постоянно перемещать, поэтому поступивший на обработку материал приводят в устойчиво вращательное движение, что возможно в замкнутом пространстве при наличии псевдожиженного потока, который образуется за счет создания зоны повышенного давления, расположенной между концами лопастей и внутренней поверхностью камеры, в которой обрабатываемый материал поднимается вверх, и зоны вакуума (разрежения), расположенной по оси камеры, в которой под действием вакуума и собственного веса он опускается сверху вниз, при этом каждая составляющая частица материала без помех всесторонне обрабатывается СВЧ-энергией, что также позволяет повысить КПД устройства, в котором реализуется предлагаемый способ.Due to the fact that the feed processing is carried out in batches, for uniform and comprehensive exposure to the microwave emitter of the feed, it is necessary to constantly move the feed, therefore, the material received for processing is brought into a stable rotational movement, which is possible in a confined space in the presence of a fluidized stream, which is formed by creating a zone high pressure located between the ends of the blades and the inner surface of the chamber, in which the processed material rises up, and the vacuum zone (vacuum), located along the axis of the chamber, in which under the action of vacuum and its own weight, it falls from top to bottom, with each component particle of the material without interference being comprehensively processed by microwave energy, which also allows to increase the efficiency of the device in which the proposed method is implemented.

Сущность предлагаемого способа осуществляется при помощи установки порционной СВЧ-обработки кормов, представленной на чертеже.The essence of the proposed method is carried out using the installation of portioned microwave processing of feed, shown in the drawing.

Установка порционной СВЧ-обработки кормов, содержит СВЧ-генератор 1, соединенный посредством передающей линии 2 с источником СВЧ-излучения 3 (многослойный, многовитковый индуктор), выполненным в форме сферы и расположенным на поверхности сферической рабочей камеры 4, снабженной на входе загрузочным шлюзом 5, под которым закреплен направляющий обтекатель 6, имеющий форму полусферы и служащий одновременно воронкой для загрузки кормов с диаметром засыпного отверстия d=80-100 мм. В нижней части сферической рабочей камеры 4 установлен блок псевдоожижения, выполненный в виде вертикального вала 7, вращающегося со скоростью 350-400 об/мин, на котором закреплены под углом к горизонтальной плоскости, не превышающим угол естественного откоса обрабатываемого корма, на расстоянии Н=(1/3-1/4)R от оси крепления до нижней части сферической камеры, лопасти 8, с зазором к внутренней поверхности сферической рабочей камеры δ=0,4 - 0,6 мм и имеющие линейную скорость на концах 5-6 м/с. Под блоком псевдоожижения расположен на выходе из сферической рабочей камеры выгрузной шлюз 9.The batch microwave feed processing installation comprises a microwave generator 1 connected via a transmission line 2 to a microwave radiation source 3 (multilayer, multi-turn inductor) made in the form of a sphere and located on the surface of a spherical working chamber 4 equipped with a loading gateway 5 at the input under which a guide fairing 6 is fixed, having the shape of a hemisphere and serving simultaneously as a funnel for loading feed with a filling hole diameter d = 80-100 mm. In the lower part of the spherical working chamber 4, a fluidization unit is installed, made in the form of a vertical shaft 7, rotating at a speed of 350-400 rpm, on which are fixed at an angle to the horizontal plane, not exceeding the angle of repose of the processed feed, at a distance of H = ( 1 / 3-1 / 4) R from the axis of attachment to the lower part of the spherical chamber, blades 8, with a gap to the inner surface of the spherical working chamber δ = 0.4 - 0.6 mm and having a linear velocity at the ends of 5-6 m / from. Under the fluidization unit, the discharge gateway 9 is located at the outlet of the spherical working chamber.

Установка порционной СВЧ-обработки кормов работает следующим образом. При работе СВЧ-генератора 1 электромагнитные волны через передающую линию 2 и источник СВЧ-излучения 3 (многослойный, многовитковый индуктор) возбуждают электромагнитные колебания в сферической рабочей камере 4, в которую при закрытом выгрузном шлюзе 9 и открытом загрузочном шлюзе 5 по направляющему обтекателю 6, выполненному в виде полусферы и служащему одновременно воронкой для загрузки кормов с диаметром засыпного отверстия d=80-100 мм, загружается установленная порция обрабатываемых кормов (например, семена рапса, зерна сои или люпина, комбикорма), с коэффициентом загрузки объема сферической рабочей камеры 4, равным К=0,4-0,5. Далее загрузочный шлюз 5 закрывается и включается в работу блок псевдоожижения посредством вращения, со скоростью 350-400 об/мин, вертикального вала 7 с закрепленными на нем под углом к горизонтальной плоскости, не превышающим угол естественного откоса обрабатываемого корма, на расстоянии Н=(1/3-1/4)R от оси крепления до нижней части сферической камеры, лопастями 8, имеющими зазор между внутренней поверхностью сферической рабочей камеры и их концами δ=0,4-0,6 мм и линейную скорость на концах 5-6 м/с. Загруженный в сферическую рабочую камеру материал захватывается лопастями, отбрасывается ими (швырок) от центра к внутренней поверхности рабочей сферической камеры и, обладая скоростью конца лопастей, перемещается по ней вверх, достигая направляющего обтекателя 6, который снимает псевдоожиженный поток и направляет его вниз по оси, чему также способствует вакуум, создаваемый лопастями 8 в этом пространстве сферической рабочей камеры 4. Таким образом, создается устойчиво циркулируемый псевдоожиженный поток (смесь обрабатываемых кормов и воздуха, текучая, как жидкость, по всему периметру - 360° - внутренней поверхности сферической рабочей камеры 4), имеющий высокую однородность смеси, при которой каждая составляющая частица обрабатываемого материала без помех всесторонне подвергается СВЧ-обработке, что в сою очередь создает условие высокого КПД устройства. По истечении заданного времени (экспозиции) обработки открывается выгрузной шлюз 9, расположенный в нижней части сферической рабочей камеры на выходе, и при работающем блоке псевдоожижения лопастями 8 обработанный корм выгружается. Далее цикл повторяется. Время обработки (экспозиция) устанавливается в зависимости от вида обрабатываемого корма.Installation of portioned microwave feed processing works as follows. When the microwave generator 1 is operating, electromagnetic waves through the transmission line 2 and the microwave radiation source 3 (multilayer, multi-turn inductor) excite electromagnetic oscillations in the spherical working chamber 4, into which, with the discharge gateway 9 closed and the load gateway 5 open, along the guide fairing 6, made in the form of a hemisphere and serving simultaneously as a funnel for loading feed with a filling hole diameter d = 80-100 mm, the set portion of processed feed (for example, rapeseed, soybean or lupine seeds, bikorma) with loading factor of the spherical volume of the working chamber 4, equal to K = 0.4-0.5. Next, the loading gateway 5 is closed and the fluidization unit is turned on by rotation, at a speed of 350-400 rpm, of a vertical shaft 7 with it fixed at an angle to the horizontal plane, not exceeding the angle of repose of the processed feed, at a distance of H = (1 / 3-1 / 4) R from the axis of attachment to the lower part of the spherical chamber, by blades 8 having a gap between the inner surface of the spherical working chamber and their ends δ = 0.4-0.6 mm and linear velocity at the ends of 5-6 m /from. The material loaded into the spherical working chamber is captured by the blades, discarded by them (firewood) from the center to the inner surface of the working spherical chamber and, having the speed of the end of the blades, moves upward along it, reaching the guide fairing 6, which removes the fluidized flow and directs it down the axis, This is also facilitated by the vacuum created by the blades 8 in this space of the spherical working chamber 4. Thus, a stably circulating fluidized stream (a mixture of processed feed and air flowing like a liquid around the entire perimeter - 360 ° - of the inner surface of the spherical working chamber 4), having a high homogeneity of the mixture, in which each component particle of the processed material without interference is comprehensively subjected to microwave processing, which in turn creates a high efficiency condition devices. After the set processing time (exposure) has elapsed, the discharge gateway 9 is opened, located at the bottom of the spherical working chamber at the outlet, and when the blasting unit is operating with blades 8, the processed feed is unloaded. Next, the cycle repeats. Processing time (exposure) is set depending on the type of processed feed.

Таким образом, использование данного способа, реализованного в устройстве порционной СВЧ-обработки кормов, позволяет обеспечить качественную СВЧ-обработку кормов, при заданном времени обработки (экспозиции), с максимальным использованием КПД устройства, что дает возможность снизить энерго- и материальные затраты.Thus, the use of this method, implemented in a device for portioned microwave processing of feed, allows for high-quality microwave processing of feed at a given processing time (exposure), with maximum use of the efficiency of the device, which makes it possible to reduce energy and material costs.

Claims (1)

Способ порционной СВЧ-обработки кормов, включающий загрузку в камеру сырьевого материала, перемещение его в камере, создание вакуума и обеспечение прогрева материала за счет воздействия источником СВЧ-излучения, отличающийся тем, что обработку кормов производят при непрерывном их перемещении из зоны повышенного давления, находящейся между концами лопастей блока псевдоожижения и внутренней поверхностью камеры, вдоль внутренней поверхности камеры в зону вакуума (разрежения), расположенную по оси камеры, с последующим перемещением вниз под воздействием вакуума и собственного веса, образуя при этом устойчиво циркулирующий псевдоожиженный поток, а вакуум создают посредством расположенного внутри камеры блока псевдоожижения. Method of portioned microwave processing of feed, including loading raw material into the chamber, moving it in the chamber, creating a vacuum and ensuring heating of the material due to exposure to a microwave radiation source, characterized in that the feed is processed during continuous movement from the high pressure zone located between the ends of the blades of the fluidization unit and the inner surface of the chamber, along the inner surface of the chamber into the vacuum (rarefaction) zone located along the axis of the chamber, followed by moving down under the influence of vacuum and its own weight, while forming a stably circulating fluidized stream, and the vacuum is created by means of a fluidization unit located inside the chamber.