СВЧ-ИНДУКЦИОННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ МИКРОНИЗАЦИИ ЗЕРНА
UHF INDUCTIVE INSTALLATION FOR GRAIN MICRONISATION

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к кормопроизводству.
Известна установка для термообработки зернового сырья УТ3-4 (Микронизатор) [1], предназначенная для термообработки фуражного зерна инфракрасным воздействием. Установка включает в себя рабочую камеру с ленточным конвейером, с регулируемой скоростью. Над конвейером находятся лампы инфракрасного излучения. Недостатком данной установки являются большие энергетические затраты.
Известна установка для микронизации комбикормов ВТМ-02 [2]. Установка отличается расположением ИК излучателей над транспортером и также имеет большие энергетические затраты.
Известна малогабаритная СВЧ установка тепловой обработки зерновых культур М3-1 (Микронизатор-1) [3], в которой совмещены конвективный нагрев с воздействием энергией электромагнитного поля сверхвысокой частоты. При этом энергетические затраты остаются также высокими.
Наиболее близким аналогом является установка для микронизации зерна, которая содержит между поярусно расположенными СВЧ генераторами, ИК излучатель. Через рабочие камеры проложен радиопрозрачный короб, соединенный с загрузочным бункером и с тарельчатым дозатором [4].
Технический результат заключается в повышении качества обработки при сниженных энергетических затратах.
Указанный технический результат достигается тем, что стол с рабочей поверхностью из нержавеющей стали, над которой установлены последовательно расположенные генераторные блоки, между которыми вмонтированы экранные плиты, а под рабочей поверхностью стола находятся соответствующие индукционные плиты так, что СВЧ излучатели и индукторы, образующие рабочую камеру, выровнены по вертикальной оси, при этом внутри рабочей камеры на рабочей поверхности стола расположена верхняя ветвь скребкового транспортера, ограниченная по бокам алюминиевыми бортами, причем для привода транспортера использованы приводные звездочки, расположенные за пределами рабочей камеры, и мотор-редуктор, при этом все функциональные элементы находятся в общем экранном корпусе, содержащем загрузочный и приемный бункера.
На фиг.1 представлена схема СВЧ-индукционная установки для микронизации зерна: 1 - СВЧ генераторные блоки, 2 - излучатель от магнетрона, 3 - рабочая поверхность стола из нержавеющей стали, 4 - скребковый транспортер, 5 - индукционные плиты, 6 - индуктор, 7 - рабочая камера, 8 - борта, 9 - приводная звездочка для скребкового транспортера, 10 - выгрузное окно с приемным бункером, 11 - первый экранный корпус, 12 - общий экранный корпус, 13 - зерно, 14 - загрузочный бункер.
На фиг.2 представлена схема процесса микронизации зерна: 1- СВЧ генераторные блоки, 2 - излучатель от магнетрона, 3 - рабочая поверхность стола из нержавеющей стали, 4 - скребковый транспортер, 5 - индукционные плиты, 6 - индуктор, 7 - рабочая камера, 8 - борта, 11 - первый экранный корпус, 12 - общий экранный корпус, 13 - фуражное зерно, 14 - загрузочный бункер.
СВЧ-индукционная установка для микронизации фуражного зерна (фиг.1, 2)
включает в себя СВЧ генераторные блоки 1 с излучателем 2 от магнетрона. Генераторные блоки расположены последовательно над горизонтальной плоскостью, т.е. над рабочим столом 3. На рабочем столе 3, выполненной из нержавеющей стали, расположен скребковый транспортер 4. С нижней стороны рабочего стола 3 вмонтированы индукционные плиты 5 так, что индукторы 6 (рабочие органы индукционных плит) расположены напротив соответствующих излучателей 2 СВЧ генераторных блоков 1. Между генераторными блоками и индукционными плитами образована рабочая камера 7, через которую движется скребковый транспортер 4. Расстояние между рабочим столом 3 и генераторным блоком 1 больше высоты скребка транспортера 4 и равно кратности четверть длины волны (длина волны 12,24 см). Между генераторными блоками 1 имеются экранные пластины 11. Эти пластины 11, генераторные блоки 1, борта 8 с двух сторон скребкового транспортера 4 и поверхность рабочего стола 3 образуют рабочую камеру 7. Скребковый транспортер приводится в движение посредством мотора - редуктора через приводные звездочки 9. В конце скребкового транспортера 4 имеется выгрузное окно с приемным бункером 10. Размер выгрузного окна меньше четверть длины волны. Все генераторные блоки и индукционные плиты находятся под общим экранным корпусом 12. Рабочая камера полностью закрыта алюминиевым корпусом - экраном 12. В рабочую камеру фуражное зерно 13 подается с загрузочного бункера 14. СВЧ генераторные блоки 1, индукционные плиты 5,6, скребковый транспортер 4 являются функциональными элементами.
о
СВЧ-индукционная установки для микронизации зерна работает следующим образом. Из загрузочного бункера 14 фуражное зерно поступает на скребковый транспортер 4 после его включения. Включают источники СВЧ энергии 1 (генераторные блоки) и индукционные плиты 5. Индукционная плита 5 за счет индуктора 6 нагревает рабочую поверхность стола 3. После чего по рабочей поверхности стола 3 фуражное зерно 13 транспортируется с определенной скоростью. Во время движения фуражного зерна через рабочую камеру 7 происходит последовательное воздействие на него от источника 2 электромагнитного поля СВЧ диапазона и кондуктивный нагрев. В рабочей камере происходит эндогенный и кондуктивный нагрев фуражного зерна по всему объему, интенсивно. В «капсуле» зерна осуществляется переход воды из жидкого состояния в парообразное. Образовывающееся в «капсуле» зерна избыточное давление приводит к «взрыву», т.е. микронизации зерна. При высокой температуре (порядка 85…100 С) и из-за высокого давления внутри зерна происходит механическое разрушение. Структура зерна становится более пористой, рыхлой. Крахмал частично превращается в декстрины и сахара, которые легче усваиваются организмом животного. Происходит снижение плотности зерновки, содержание водорастворимых веществ увеличивается, что положительно влияет на органолептические свойства. Наряду с этим происходит и полное уничтожение как внешней, так и внутренней микрофлоры. Толщину слоя фуражного зерна регулируют с помощью барабанного дозатора, находящегося в приемном бункере. Микронизированное зерно выгружается с помощью скребкового транспортера в выгрузной бункер 10 через выгрузное окно 9. При перемещении фуражного зерна с помощью скребкового транспортера борта 8 препятствуют рассыпанию. Общий экранный корпус 12 и алюминиевые плиты 11 между генераторными блоками препятствуют отрицательному воздействию электрического поля СВЧ на обслуживающий персонал. Круговое движение скребкового транспортера 4 осуществляется за счет мотора-редуктора и приводных звездочек 9. СВЧ блоки, алюминиевые борта, рабочая поверхность стола из нержавеющей стали образуют резонаторную камеру. СВЧ блоки установлены над рабочей поверхностью стола так, что емкость резонаторной камеры уменьшена в несколько раз, что позволяет увеличить напряженность электрического поля СВЧ диапазона, вместо 100…300 В/см до 1…5 кВ/см. Такая высокая напряженность электрического поля позволяет обеззараживать фуражное зерно, т.е. уничтожить бактериальную микрофлору вегетативной формы. Зазор между генераторным блоком и рабочей поверхностью стола согласован кратностью четверть длины волны. Дозы воздействия электромагнитного поля сверхвысокой частоты на зерно и индукционного нагрева рабочей поверхности стола регулируются мощностью соответствующего источника.
Источники информации
1. http: //pcstart. ru/equipment/utz.html.
2. http://www.rezonans-npk. ru/page.php?id=7.
3. http://tniis.ttn.ru/style2.html.
4. Патент №2389418. Установка для микронизации зерна. Опубликовано: 20.05.2010 Бюл. №14.