СПОСОБ ПОРЦИОННОЙ СВЧ-ОБРАБОТКИ КОРМОВ
METHOD FOR PORTIONED UHF-TREATMENT OF FODDERS

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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Сущность предлагаемого способа осуществляется при помощи установки порционной СВЧ-обработки кормов, представленной на чертеже.
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.
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.
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.