УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЕЛУШЕНИЯ ЛЮПИНА

Полезная модель относится к устройствам для шелушения люпина, используемого при приготовлении кормов, и может быть использована в сельскохозяйственном производстве и комбикормовой промышленности.
Известна линия по переработке зерен люпина, которая содержит последовательно установленные и функционально связанные элементы. Конвейер винтовой зерна подает зерно в бункер накопительный зерна. Зерно проходит через камнесборник и подается в бункер-течку перед измельчителями зерна. Линия содержит норию смеси, сепаратор воздушный, сепаратор зероночистительный и бункер накопительный крупки с конвейером винтовым крупки и норией для крупки, конвейер для оболочки, бункер-течку перед дробилкой, дробилку молотковую вертикальную, бункер накопительный оболочки, конвейер для крупки, бункер надсушильный, сушилку крупки, бункер перед пропаривателем. Бункер перед пропаривателем связан с бункером-течкой. Бункер-течка установлен перед аэровибрационной сушилкой. Нория крупки влажной размещена после сушилки. Линия включает сепаратор магнитный. Бункер размещен над плющильно-резательным вальцовым станком. Плющильно-резательный вальцовый станок содержит по меньшей мере два цилиндрических вальца. Вальцы установлены с возможностью вращения синхронно или со скольжением навстречу друг другу для получения хлопьев. После станка расположены сушилка хлопьев и охладительная колонна. Нория для хлопьев установлена после колонны. Нория для хлопьев связана конвейером для хлопьев с бункером накопительным хлопьев. Обеспечивается освобождение бобов люпина от оболочки без их дробления, ликвидация антипитательных факторов и защита белка люпина от разрушения [1].
Недостатками известной линии по переработке зерен люпина является высокая энергоемкость и сложность производственного процесса переработки зерен люпина а также невозможность использования на малых подсобных хозяйствах. Зерно люпина часто содержит влагу более 12% и является липким материалом. Для обеспечения удовлетворительной работы возникает необходимости высушивать зерна люпина до содержания влаги ниже 10%, что негативно влияет на питательные свойства зерна люпина и обуславливает значительные энергозатраты.
Известна технологическая линия производства высокобелковых кормовых добавок, которая включает нории, бункеры, шнековый питатель, магнитный сепаратор, экструдер, дробилку, смеситель. Линия дополнительно снабжена аппаратом для баротермической обработки исходного зернового сырья и центробежным шелушителем, последовательно установленными после просеивателя и магнитной колонки. После бункеров для хранения зернового сырья расположены шнековый питатель, пропариватель, кондиционер, экструдер, вакуумный напылитель, охладитель, бункерные тензометрические весы, смеситель, подсмесительный бункер, винтовой конвейер, измельчитель, установка для ввода жидких компонентов и парогенератор. Использование изобретения позволит повысить качество полнорационных комбикормов за счет высокого содержания в них белка [2].
Недостатками известной технологической линии производства высокобелковых кормовых добавок, является высокая энергоемкость и сложность производственного процесса переработки зерен люпина соответственно невозможность использования такой линии в малых подсобных хозяйствах. Зерно люпина часто содержит влагу более 12% и является липким материалом. Для обеспечения удовлетворительной работы возникает необходимости высушивать зерна люпина до содержания влаги ниже 10%, что негативно влияет на питательные свойства зерна люпина и обуславливает значительные энергозатраты.
Известна вертикальная молотковая дробилка, содержащая загрузочные патрубки, дробильную камеру с ситом, внутри которого расположен ротор, состоящий из вала, стальных дисков, осей, распорных втулок и молотков, представляющих собой прямоугольные металлические пластинки с двумя осевыми отверстиями по торцам [3].
Недостатком молотковых дробилок является низкая эффективность при измельчении вязких или липких материалов (соответственно высокая энергоемкость шелушения), а также материалов с содержанием влаги свыше 12%. Зерно люпина часто содержит влагу более 12% и является липким материалом. Для обеспечения удовлетворительной работы возникает необходимости высушивать зерна люпина до содержания влаги ниже 10%, что негативно влияет на питательные свойства зерна люпина и обуславливает значительные энергозатраты. Кроме того, данный вид устройства шелушения люпина не позволяет отделять оболочку от ядра, что крайне важно для снижения содержания клетчатки в продукте. В результате переработки образуется смесь дробленого ядра и оболочек (дерть).
Известна дробильно-крупоотделяющая машина. Машина содержит дробильную камеру, вертикально расположенный в ней с кольцевым зазором ротор с закрепленными на нем рабочими элементами и перфорированную обечайку с перфорированным дном. Перфорированная обечайка выполнена в виде цилиндра с установленными по ее внутренней поверхности отбойными пластинами. Рабочие элементы закреплены на роторе в несколько рядов, причем в каждом ряду рабочие элементы закреплены под углом 10-60° к плоскости вращения. Рабочие элементы нижнего ряда выполнены в виде пропеллерных лопастей. В машину введены аспирационный канал, вход которого через материалопровод соединен с выходом дробильной камеры, магнитный сепаратор установленный на нижнем выходе аспирационного канала. Верхний выход аспирационного канала снабжен регулятором тяги и подсоединен к входу вентилятора, выход которого соединен с входом циклона [4].
Основными недостатками являются значительное падение эффективности, резкое повышение энергоемкости шелушения люпина с содержанием влаги свыше 12%. Зерно люпина часто содержит влагу более 12% и является липким материалом. Для обеспечения удовлетворительной работы возникает необходимости высушивать зерна люпина до содержания влаги ниже 10%, что негативно влияет на питательные свойства зерна люпина и обуславливает значительные энергозатраты.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели по технической сущности является машина для шелушения семян зернобовых культур, у которой привод обеспечивает встречное вращение валков с одинаковой частотой, опорами валков служат разъемные подшипники скольжения, поддерживаемые в рабочем состоянии распорными пружинами, а зазор между валками регулируется упорными болтами. Машина работает следующим образом. Набухшие, увлажненные в результате предварительного замачивания семена с отделившейся от ядра оболочкой подаются в питатель, далее они попадают в зазор между обрезиненными валками. При взаимодействии обрезиненных валков с семенами происходит их защемление, разрыв оболочки и выдавливание из нее ядра. Вращение валков с одинаковой частотой вращения в этом случае обеспечивает уменьшение дробления семян, а также упрощение конструкции машины. Рабочий зазор между валками устанавливается с помощью упорных болтов и поддерживается распорными пружинами, обеспечивающими одновременно поджатие разъемных подшипников скольжения. При необходимости замены валков с помощью упорных болтов ослабляется сжатие распорными пружинами разъемных подшипников скольжения, в которые вставляются оси новых валков. Затем упорными болтами 4 устанавливается рабочий зазор [5].
Недостатком машины для шелушения семян зернобобовых культур является высокая энергоемкость технологического процесса включающего мокрое шелушение зернобобовых культур (замачивание происходит в горячем растворе с начальной температурой 80°С) [6].
Технической проблемой устройства для шелушения люпина является высокая энергоемкость процесса шелушения зернобобовых культур высокой влажности (до 18%) и необходимость расширения арсенала устройств для шелушения люпина.
Технический проблема решается тем, что устройство для шелушения люпина имеет питатель, рабочие вальцы с регулируемым зазором между ними и электродвигателем вращающим рабочие вальцы, снабжено под питателем и над рабочими вальцами с регулируемым зазором направляющими вальцами вращающиеся от электродвигателя рабочих вальцов и накопительной чашей под ними сообщенной гибким трубопроводом с надвиброситовым пространством. Вибросита установлены с возможностью вращения в горизонтальной плоскости и наклоном к приемным емкостям, каждое из которых связано с соответствующим виброситом при помощи гибкого рукава. При этом устройство для шелушения люпина снабжено узлом пневмосепарации, включающим электродвигатель с частотным регулятором мощности, вентилятор, воздушный фильтр и накопитель шелухи и других материалов шелушения люпина, сообщенный посредством гибкого трубопровода с пространством над виброситами.
Сущность полезной модели поясняется рисунком на фиг. 1, где показан общий вид устройства для шелушения люпина.
Устройство для шелушения люпина содержит питатель 1, установленный над направляющими вальцами 2, под которыми размешены рабочие вальцы 3 с рифлями и регулируемым зазором между ними. Для обеспечения вращения направляющих вальцов 2 и рабочих вальцов 3 с рифлями устройство снабжено электродвигателем 4 с ременной передачей на соответствующие вальцы. Под рабочими вальцами 3 с рифлями установлена чаша сбора 5 шелушенного люпина и передачи его на сепарацию по гибкому трубопроводу 6. Сепарация шелушенного люпина осуществляется на виброситах 7 вращающихся в горизонтальной плоскости с наклоном для разделения шелухи и по различным фракциям шелушенного зерна люпина. Вибросита приводятся в движение электродвигателем 8 с блоком управления. Устройство для шелушения люпина снабжено узлом 9 пневмосепарации зерен/крупы люпина от остальных продуктов шелушения люпина. Узел 9 пневмосепарации включает электродвигатель 10 с частотным регулятором мощности, вентилятор 11, воздушный фильтр 12 и накопитель шелухи 13 и других продуктов шелушения люпина в виде люпиновой мучки и других легких фракций. Вентилятор 11 сообщен посредством гибкого трубопровода 14 с пространством над виброситами 7. Вибросита 7 снабжены приемными емкостями 15 сообщенные с каждым виброситом гибкими рукавами 16.
Устройство для шелушения люпина работает следующим образом.
Исходный материал (не шелушенный люпин) загружается в питатель 1. Количество подаваемого исходного материала на рабочие вальцы 3 регулируется скоростью вращения направляющих вальцов 2. После направляющих вальцов 2 зерна люпина попадают на рабочие вальцы 3 с рифлями, которые захватывают зерно и разрушают покрывающие оболочки люпина, продавливая зерна через регулируемый зазор между вальцами. Данный механизм обеспечивает возможность сухого шелушения люпина с влажностью зерна не более 18%. Регулируемый зазор между рабочими вальцами позволяет использовать зерна разных размеров. Вращение направляющих вальцов 2 и рабочих вальцов 3 с рифлями осуществляется электродвигателем 4 с ременной передачей. Шелушенные зерна люпина поступают в чашу сбора 5, затем по гибкому трубопроводу 6 на сепарацию. Сепарация шелушенного зерна люпина осуществляется высевом на виброситах 7, где вибросита 7 вращаются в горизонтальной плоскости с наклоном к приемным емкостям 15, куда перемещаются шелушенные зерна и крупка люпина согласно размерам высевающих вибросит (фракциям). Вращение вибросит 7 осуществляется под действием электродвигателя 8 с блоком управления. Узел 9 пневмосепарации устройства для шелушения люпина обеспечивает отделение шелухи и других продуктов шелушения люпина за счет воздушного вакуума от зерновой и крупяной части люпина. Электродвигатель 10 с частотным регулятором мощности и вентилятором 11 создают требуемый вакуум воздуха для отбора шелухи, и других продуктов шелушения люпина, которые поступает по гибкому трубопроводу 14 в накопитель 13. Отработанный воздух после пневмосепарации продуктов шелушения люпина поступает в воздушный фильтр 12, где очищается от мелких частиц пыли и продуктов шелушения люпина и сбрасывается в атмосферу. Некоторое количество мелкой люпиновой мучки попадает в накопительный резервуар для шелухи 13. Дополнительный прогон оболочек с относом мелкой люпиновой мучки при раздвинутых рабочих вальцах 3 и отключенном узле пневмосепарации, обеспечивает получение дополнительной ценной фракции высокобелковой люпиновой мучки.
К преимуществам устройства для шелушения люпина можно отнести:
1. Использование в нем вальцов с рифлями и вальцового механизма разрушения зерна люпина делает возможным переработку зерна люпина с влажностью до 18%, без замачивания в горячем растворе с начальной температурой 80°С и без использования приводов с большой скоростью вращения и без сушки исходного сырья, что резко снижает энергоемкость производственного процесса шелушения.
2. Простота конструкции делает возможным ремонт устройства для шелушения люпина с сепарацией полученных продуктов шелушения в условиях фермерских хозяйств.
3. Обеспечение возможности дополнительного прогона оболочек с относом мелкой люпиновой мучки через вибросепаратор, позволяет получить дополнительную ценную фракции высокобелковой люпиновой мучки.
4. Обеспечение расширения арсенала устройств для шелушения люпина.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Пат. 2627071 Российская Федерация, МПК В02С 9/04, A23J 3/14 Линия по переработке зерен люпина и других зернобобовых культур; Заявитель патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "КУБАНЬАГРОПРОД". - №2016146549; заявл. 28.11.2016; опубл 03.08.2017 Бюл. №22.
2. Пат. 2717647 Российская Федерация, МПК A23N 17/00 Технологическая линия производства высокобелковых кормовых добавок; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ"). - №2019122688; заявл. 18.07.2019 опубл 24.03.2020 Бюл. №9.
3. Пат. 33877 Российская Федерация МПК В02С 9/02. Вертикальная молотковая дробилка.; заявитель и патентообладатель Бугаев Андрей Александрович. - №2003114673/20; заявл. 20.05.2003; опубл 20.11.2003 Бюл. №32.
4. Пат. 2203737 Российская Федерация МПК В02С 13/14 Дробильно-крупоотделяющая машина; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "Агропродмаш". - №RU2000119972/13 заявл. 26.07.2000; опубл. 10.05.2003 №.
5. Пат. 168997 Российская Федерация МПК В02В 3/04; Машина для шелушения семян зернобобовых культур; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный аграрный университет". - №2016143851, заявл. 08.11.2016 опубл. 01.03.2017 №7.
6. Пат. 2631343 Российская Федерация МПК В02В 3/04; Способ шелушения семян зернобобовых культур; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Брянский государственный аграрный университет". - №2016120733, заявл. 26.05.2016 опубл. 21.09.2017 №27.