УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ КРОВИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ
THERMAL TREATMENT PLANT FOR FARM ANIMAL BLOOD

Изобретение относится к мясной промышленности, в частности может быть использовано при переработке скота, а именно крови.
Кровь сельскохозяйственных  животных - ценное сырье для производства продукции кормового назначения. Это обусловлено содержанием в ней полноценных белков (около 40% всех белков). Общее количество белков в крови составляет 16,5…19% массы крови. Количество белков в крови у КРС составляет 7…8% массы тела; свиней - около 4,5%. При обескровливании извлекается около половины всей крови. В процессе обескровливания  (КРС - 8…10 мин, свиней  - 5…6 мин) туш извлекается 50…60% всей крови, что составляет около 4,5% массы КРС, 3,5% свиней.
Время свертывания крови  у КРС 6,5…10 мин, у свиней 3,5…5 мин, лошадей 11,5 …15 мин. В качестве стабилизаторов используют растворы солей фосфорной кислоты и цитрата натрия. Кровь, используемую в колбасном производстве в цельном виде, стабилизируют хлоридом натрия в количестве 2,5…3% [1].
Варку крови до состояния готовности осуществляют паром или смесью пара и воздуха при температуре 100°С в специальных котлах. Для термообработки крови применяют коагуляторы различных конструкций.
1. В коагулятор непрерывного действия шнекового типа кровь со сгустками подается самотеком, нагревается при встрече с острым паром до температуры 90…95°С в течение 15 с. При вращении шнека внутри закрытого желоба сырье подпрессовывается, вследствие чего отжимается часть жидкости. Производительность коагулятора по цельной крови составляет около 120 кг/ч [2].
2. Коагулятор крови инжекторного типа фирмы «Альфа-Ламиль» имеет смеситель, внутри которого установлены паровая форсунка и жалюзная камера. Кровь, поступающая в смеситель, разбивается паром на тонкие струйки, быстро нагревается и коагулируется. С помощью дросселя, установленного в коагуляторе, можно регулировать степень смешивания крови с паром и пропускную способность установки. Содержание влаги в коагуляторе при использовании острого пара составляет 86..87% , выход около 80%.  Производительность коагулятора крови составляет 120 кг/ч и может регулироваться [2].
3.  Шнековый коагулятор крови. Процесс коагуляции происходит в непрерывном режиме. В корпусе установлен шнек. На крышке прикреплен ротационный питатель, обеспечивающий равномерную подачу крови. Кровь поступает в горловину и далее через питатель во внутреннюю полость аппарата, куда одновременно через вентиль и перфорированную трубу подается острый пар давлением 0,2 МПа. Кровь нагревается до температуры 95ºС в течение 10 секунд и шнеком перемещается к люку выгрузки. При этом сгустки крови перемешиваются и измельчаются. Шнек вращается с частотой 0,3 рад/с и перемещает массу вдоль аппарата за 90 с. Производительность аппарата по крови - 20 кг/ч  [2].
Анализ существующих коагуляторов свидетельствует о следующих недостатках:
- при коагуляции крови паром процесс нагревания протекает неравномерно и длительно, а на поверхности нагрева образуется слой коагулированных белков, который ухудшает теплопередачу, поэтому значительное количество микробов, содержащихся в крови, не гибнут;
- коагулированная масса крови содержит до 86% влаги;
- через каждые 3…4 ч работы коагулятора, его необходимо очищать от слоя крови, прилипающей к виткам шнека.
Поэтому при проектировании  коагулятора крови на новом принципе следует создавать  условия, позволяющие при сниженных энергетических затратах варить и обеззараживать сырье в поточном режиме, исключая перегрев.
Известно, что микроволны обладают стерилизующим эффектом в отношении стафилококков, кишечных палочек и других патогенных микроорганизмов. Значительное снижение энергоемкости обусловлено принципиально разными способами нагрева продукта. При использовании традиционных методов осуществляют передачу тепла от предварительно нагретого воздуха обрабатываемому продукту. Микроволновый нагрев предполагает, что источником тепла является сам продукт, следовательно, тепловые потери практически отсутствуют. Кроме того, нагрев продукта происходит сразу во всем объеме, что обеспечивает равномерное распределение влаги. Это позволяет предположить о возможности применения СВЧ энергии в технологии термообработки крови.
Технический результат заключается в интенсификации процесса термообработки технической крови сельскохозяйственных животных  в поточном режиме и в повышении  качества готового продукта.
Указанный технический результат достигается тем, что установка для термообработки крови сельскохозяйственных животных содержит на монтажном столе с блоком управления цилиндрический экранирующий корпус, внутри которого расположен ротор в виде колеса, по всему периметру которого вертикально вмонтированы посредством шарнирных петель нижние части цилиндрических резонаторных камер с силиконовым покрытием изнутри, причем верхние части резонаторных камер жестко закреплены под СВЧ-генераторами так, что излучатели направлены вовнутрь камер, а СВЧ-генераторы  и  ИК-лампы расположены с чередованием по периметру на верхнем основании экранирующего корпуса, куда установлены дозатор и мотор-редуктор для привода ротора, и имеется дверца, при этом на боковой поверхности в области расположения упорного элемента вмонтирован выгрузной лоток, причем натяжной ободок охватывает нижние части резонаторных камер до упорного элемента.
На чертежах изображены установка для термообработки крови сельскохозяйственных животных и ее отдельные узлы.
На фиг.1 изображена схема установки для термообработки крови сельскохозяйственных животных: 1 - цилиндрический экранирующий корпус, 2 - ротор, 3 - шарнирная  петля,  4, 5 -  цилиндрическая  резонаторная камера (нижняя часть 4, верхняя часть 5), 6 - СВЧ-генератор с излучателем, 7 - лампы  ИК-нагрева, 8 - мотор-редуктор с цепной передачей, 9 - натяжной ободок, 10 - блок пускозащитной аппаратуры (блок управления), 11 - дозатор, 12 - смотровая  дверца, 13 - силиконовое покрытие, 14 - выгрузной лоток, 15 - упорный элемент.
На фиг.2  изображена схема установки для термообработки крови сельскохозяйственных животных (вид сверху, без верхнего основания экранирующего корпуса): 1 - цилиндрический экранирующий корпус, 2 - ротор, 3 - шарнирная  петля,  4 -  нижняя часть цилиндрической  резонаторной камеры, 8 - мотор-редуктор с цепной передачей, 9 - натяжной ободок, 10 - блок пускозащитной аппаратуры (блок управления), 13 - силиконовое покрытие, 14 - выгрузной лоток.
На фиг.3  изображена схема установки для термообработки крови сельскохозяйственных животных (вид сбоку): 1 - цилиндрический экранирующий корпус, 2 - ротор, 3 - шарнирная  петля,  4, 5 -  цилиндрическая  резонаторная камера (нижняя часть 4, верхняя часть 5), 6 - СВЧ-генератор с излучателем, 7 - лампы  ИК-нагрева, 8 - мотор-редуктор, 9 - натяжной ободок, 10 - блок пускозащитной аппаратуры, 11 - дозатор, 13 - силиконовое покрытие, 14 - выгрузной лоток, 15 -  упорный элемент.
На фиг.4 изображена схема установки для термообработки крови сельскохозяйственных животных (вид сбоку, при открытой боковой поверхности экранирующего корпуса): 1 - цилиндрический экранирующий корпус, 2 - ротор,  4, 5 -  цилиндрическая  резонаторная камера (нижняя часть 4, верхняя часть 5), 6 - СВЧ-генератор с излучателем, 7 - лампы  ИК-нагрева, 8 - мотор-редуктор, 10 - блок пускозащитной аппаратуры, 11 - дозатор, 15 -  упорный элемент.
На фиг.5  приведена установка для термообработки крови сельскохозяйственных животных  (реальное исполнение).
На фиг.6 приведена  установка для  термообработки крови  сельскохозяйственных животных без  экранирующего корпуса (вид сверху, реальное исполнение).
На фиг.7 приведена установка  для  термообработки крови  сельскохозяйственных животных без верхнего основания экранирующего корпуса (вид сбоку).
На фиг.8 приведена нижняя часть резонаторных камер при открытой смотровой дверце.
На фиг.9 приведены нижние части резонаторных камер с упорным элементом.
На фиг.10 приведена нижняя часть резонаторной камеры, закрепленная с шарнирной петлей.
На фиг.11 приведены нижние части резонаторных камер в процессе опрокидывания.
Установка для термообработки крови сельскохозяйственных животных в поточном режиме представлена на фиг.1-11. Она состоит из цилиндрического экранирующего корпуса 1, внутри которого имеется ротор 2 в виде колеса. На нем по периметру с помощью шарнирных петель 3 закреплены множество цилиндрических резонаторных камер (нижние части).  Их боковые стороны 4 соприкасаются, а количество зависит от диаметра ротора 2. Верхние части 5 резонаторных камер жестко закреплены под СВЧ-генератором 6 с тыльной стороной так, что излучатель находится внутри нее. Их количество равно количеству СВЧ-генераторов. СВЧ-генераторы 6 и источники инфракрасного нагрева 7 (ИК-лампы) установлены с чередованием на верхнем основании цилиндрического экранирующего корпуса 1. Для увеличения производительности установки предусмотрено чередование нескольких СВЧ-генераторных блоков с ИК-лампами.
Ротор 2, выполненный в виде колеса, приводится в движение через цепную передачу от мотор-редуктора 8. Для фиксации нижних частей цилиндрических резонаторных камер в вертикальном положении имеется натяжной ободок 9. Он удерживает резонаторные камеры до сектора выгрузки. На боковую сторону экранирующего корпуса 1 вмонтирован блок управления 10. На верхнем основании экранирующего корпуса 1 перед первым СВЧ-генератором имеется дозатор 11 с вращающимся затвором. Затвор выполнен из монтированных вдоль вала лопастей со скребками. Они служат для отчистки горловины дозатора 11 от поступающей крови. Впереди дозатора 11 имеется дверца 12 для контроля опрокидывания нижних частей резонаторных камер 4, внутренняя часть которых покрыта силиконом 13. На боковой поверхности экранирующего корпуса установлен выгрузной лоток 14. В его секторе имеется специальный упорный элемент 15, способствующий опрокидыванию резонаторных камер (нижних частей) и возвращению их в вертикальное положение.
Процесс термообработки крови сельскохозяйственных животных происходит следующим образом. Включают привод ротора  2 с помощью мотор-редуктора 14 и привод дозатора 11. Кровь (сырье) подают в горловину дозатора 11, откуда с помощью вращающегося затвора обеспечивается равномерная подача крови в резонаторные камеры (в нижние части 4) по мере их передвижения за счет вращения ротора 2 с помощью мотор-редуктора 8. По мере оказания резонаторных камер 4 с сырьем под соответствующим источником 6 и 7 их необходимо включать последовательно. При стыковке движущейся части резонаторной камеры 4 с неподвижным верхним ее основанием 5 от источника СВЧ-энергии 6 (магнетрона-излучателя) поток электромагнитных излучений будет направлен внутрь цилиндрической резонаторной камеры. Кровь подвергается воздействию электромагнитного поля сверхвысокой частоты и эндогенно нагревается за счет токов поляризации. Далее, за пределами СВЧ-генератора 6, сырье в цилиндрической части резонаторной камеры при транспортировании подвергается экзогенному нагреву за счет ИК-ламп 7. За счет чередования эндо- экзогенного нагрева  происходит  приращение температуры сырья до 95..100°С. Затем, за счет специального упорного элемента 15, каждая резонаторная камера (нижняя часть 4) опрокидывается, продукт сползает в выгрузной лоток 14 за счет силиконового покрытия 13, имеющегося в каждой резонаторной камере. За счет шарнирных петель 3 и направляющих резонаторные камеры возвращаются в вертикальное положение. Далее камеры готовы к приему новых партий сырья.  Вареная кровь, выгруженная через лоток 14, фасуется в специальную потребительскую тару и размещается в холодильную камеру. Срок хранения при температуре 0…8°С - не более 2 суток. В течение этого времени продукт подлежит к употреблению сельскохозяйственными животными.
Источники информации
1. Бредихин С.А. Технологическое оборудование мясокомбинатов. - М.: Колос, 2000. - С. 266.
2.http://mppnik.ru/publ/mjasnaja_i_rybnaja_promyshlennost/podgotovka_syrja_pri_proizvodstve_sukhikh_kormov_iz_ijasokostnogo_syrja_prodolzhenie/8-1-0-266.