Установка для получения зерновой патоки
MECHANISM FOR THE PRODUCTION OF GRAIN MOLASSES

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в животноводстве для приготовления жидких кормов с высоким содержанием сахаров.
Из уровня техники известна установка для получения патоки из зерна злаковых культур [патент на изобретение RU № 2669297 C2 МПК C12M 1/02]. Установка содержит емкость, центробежный насос, диспергатор, кавитатор, трубопроводы с необходимым количеством кранов и задвижек. На всасывающем патрубке насоса смонтированы параллельно друг другу с возможностью переключения направления потока жидкости два трубопровода: трубопровод с пассивным диспергатором для измельчения проходящего через него цельного зерна и трубопровод с кавитатором для разогрева проходящей через него жидкости. В зависимости от вида перерабатываемого зерна получаемая в емкости установки смесь воды, фермента и зерна подается в технологически необходимый трубопровод. Недостатками установки является сложность конструкции, относительно высокие металлоемкость и удельные энргозатраты.
Из уровня техники известна малозатратная установка для производствазерновой патоки [Сергеев А.Г., Савиных П.А., Булатов С.Ю., Нечаев В.Н., Шамин А.Е. Малозатратная установка для производства зерновой патоки. Сельский механизатор. 2020. № 5-6. С. 26-27.], которая по своей технической и технологической сущности является наиболее близкой к предлагаемому изобретению и поэтому принимается за прототип. Установка состоит из передвижной рамы, с установленными на ней ёмкости, горизонтального центробежного насоса с повышенной износостойкостью рабочих органов с сетью массопроводов, а также блока модуля управления. С целью интенсификации полного цикла приготовления зерновой патоки в верхней части рядом с загрузочным окном установлен пассивный измельчитель ударно-истирающего действия, в котором благодаря определению оптимальных параметров выходного сечения насадка, а также геометрии регулируемого решета происходит ускоренное измельчение исходного зерна. К недостаткам установки следует отнести малую площадь решетки, о которую происходит разрушение зерна, что ведет к необходимости дополнительных проходов водно-зерновой смеси через крыльчатку насоса, тем самым снижая ее ресурс.
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и снижение ее металлоемкости, повышение ресурса рабочих органов и снижение энергопотребления процесса приготовления зерновой патоки.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом изобретении насосная секция, выполненная в виде вертикально ориентированного цилиндра с расположенной внутри него крыльчаткой соосно расположена под накопительной секцией и сообщается с ней через сужающуюся часть накопительной секции, а также тем, что они сообщены между собой как минимум одним обводным каналом, соединяющим боковые поверхности накопительной и насосной секций, при этом сам обводной канал внутри имеет истирающую поверхность, а над отверстием обводного канала накопительной секции на внутренней стороне боковой поверхности цилиндра установлена решетка под углом 45-60 градусов относительно оси секций.
Изобретение поясняется схемой установки для получения патоки из зерна злаковых культур, представленной на фиг. 1.
Установка для получения патоки из зерна злаковых культур состоит из накопительной секции 1, выполненной в виде вертикально ориентированного цилиндра, сужающегося в нижней части. Под накопительной секцией 1 соосно ей расположена насосная секция 2, выполненная в виде вертикально ориентированного цилиндра, внутри которого расположена крыльчатка 3. Накопительная и насосная секции сообщаются между собой через сужающуюся часть накопительной секции 1. Также они сообщены между собой как минимум одним обводным каналом 4, соединяющим боковые поверхности накопительной секции 1 и насосной секции 2. При этом сам обводной канал 4 внутри имеет истирающую поверхность 5, а над отверстием обводного канала накопительной секции на внутренней стороне боковой поверхности цилиндра установлена решетка 6 под углом 45-60 градусов относительно оси секций.
Устройство работает следующим образом: в накопительную секцию 1 подается вода, которая через нижнюю сужающуюся часть накопительной секции 1 поступает в насосную секцию 2, заполняя ее полностью, и в обводной канал 4, заполняя его частично. При включении насоса насосной секции 2 под действием крыльчатки 3 вода движется из накопительной секции 1 через ее нижнюю сужающуюся часть в обводной канал 4 и далее, ударяясь о решетку 6, вновь поступает в накопительную секцию 1. За счет трения слоев воды о поверхности крыльчатки 3 происходит нагрев воды. Также дополнительный нагрев воды происходит в обводном канале 4 за счет возникновения явления турбулентности, спровоцированного истирающей поверхностью 5, расположенной внутри обводного канала 4, и дополнительного трения воды о решетку 6. Тем самым процесс нагрева воды ускоряется, а удельные энергозатраты на его осуществление снижаются по сравнению с аналогами. При достижении необходимой температуры воды в накопительную емкость 1 добавляют целое зерно и ферменты. Под действием крыльчатки 3 насосной секции 2 зерно водно-зерновой смеси частично разрушается. Наиболее интенсивное разрушение зерна происходит в обводном канале 4, когда оно попадает на истирающую поверхность 5. Дополнительное разрушение зерновок осуществляется при их соударении с решеткой 6, расположенной над отверстием обводного канала накопительной секции на внутренней стороне боковой поверхности цилиндра. Угол установки решетки относительно оси секций составляет 45-60 градусов, что обеспечивает наименьшее энергопотребление в процессе приготовления зерновой патоки [Marczuk A., Misztal W., Bulatov S., Nechayev V., Savinykh P. Research on the work process of a station for preparing forage. Sustainability. 2020. Т. 12. № 3. С. 1050.].Таким образом, процесс разрушения зерна ускоряется. Вследствие этого количество проходов водно-зерновой смеси через насос уменьшается, что ведет к увеличению ресурса крыльчатки и снижению затрат электроэнергии на приготовление зерновой патоки.
Технический результат - упрощение и снижение металлоемкости конструкции, повышение ресурса рабочих органов, снижение энергопотребления процесса приготовления зерновой патоки.