СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ КОРМОВ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
ELECTROPHYSICAL HEAT TREATMENT OF FODDER

Изобретение относится к способам тепловой обработки с использованием СВЧ-энергии для обработки семян рапса, зерен сои, люпина и других высокобелковых ингредиентов, а также их обеззараживания от грибов, бактерий, вирусов и может быть использовано в комбикормовых цехах животноводческих ферм и межхозяйственных комбикормовых предприятиях.
Известен «Способ и устройство для обработки сельскохозяйственной продукции» (RU, 2242906, С2, А23L 3/40, 27.12.2004 г.), 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, данный способ является способом периодического действия и, следовательно, предусматривает затраты времени на загрузку и выгрузку, что снижает производительность.
Известен «Способ тепловой обработки зерновых продуктов электрофизическими методами» (RU, 2085088, С1, А23L 1/18, 27.07.97 г.) - принят за прототип, заключающийся в непрерывной обработке продукта в два этапа. На первом этапе продукт в течение 30-90 с нагревают тепловой энергией, например ИК-излучения, до температуры 95-105°С. На втором этапе продолжительность обработки 20-60 с при температуре 120-180°С с помощью электромагнитного поля СВЧ-энергии.
Данный способ не позволяет регулировать экспозицию (время обработки), вследствие чего при прохождении продукта самотеком процесс не управляем, а сам продукт, находясь в непрерывном потоке под действием собственного веса, не получает равномерной достаточной обработки, так как наивысшая концентрация СВЧ-энергии находится в центре потока; при этом обработка в два этапа не эффективна, т.к. удельные затраты энергии при нагреве ИК-излучением в два раза выше, чем при нагреве СВЧ-энергией (см. табл. в описании патента).
Задачей изобретения является создание способа тепловой обработки кормов электрофизическими методами, позволяющего повысить качество обработки корма и расширить перечень обрабатываемых кормов за счет проведения обработки непрерывно, с максимальным использованием СВЧ-энергии, при плавной регулировке экспозиции (времени обработки) в соответствии с требованиями для каждого вида обрабатываемого продукта.
Поставленная задача достигается тем, что в способе тепловой обработки кормов электрофизическим методом, включающем обработку СВЧ-энергией, новым является то, что обработку корма производят при непрерывном перемещении его во взвешенном состоянии по наклонным поверхностям концентраторов и распределителей, установленных под углом, превышающим величину угла естественного откоса корма, от оси рабочей камеры к ее внутренней стенке и обратно, при этом экспозицию обработки регулируют изменением величины потока загрузки и разгрузки для каждого вида кормов.
Известно, что семена рапса, зерно сои, люпина содержат 40-48% жира, поэтому плохо измельчаются, так как рабочие органы (решета, молотки, деки, вальцы) замасливаются и затем забивается вся рабочая камера машины, вследствие чего СВЧ-обработке подвергаются еще не измельченные семена или зерно. Также, при воздействии СВЧ-энергии значительно снижается наличие вредной для животных эруковой кислоты, глюкозинолатов и происходит обеззараживание от грибов, бактерий, вирусов.
Ввиду того, что обрабатываемый продукт подается непрерывным потоком во взвешенном состоянии (под собственным весом), для равномерной и всесторонней обработки его необходимо постоянно перемещать по наклонным поверхностям концентраторов и распределителей, которые распределяют обрабатываемый корм - концентраторы от внутренней стенки рабочей камеры к оси, а распределители, наоборот, под углом, равным или больше угла естественного откоса по всему пути продвижения, позволяя каждой частице полностью подвергнуться всесторонней обработке; плавное регулирование экспозиции осуществляется изменением величины потока на входе и выходе в рабочую камеру задвижкой и заслонкой, при этом величина потока зависит от вида обрабатываемого корма и заданной экспозиции.
Предлагаемый способ осуществляется при помощи устройства для непрерывной СВЧ-обработки кормов, представленного на фигуре.
1
2
Устройство для непрерывной СВЧ-обработки кормов содержит СВЧ-генератор 1, соединенный посредством передающей линии 2 с проводящим элементом 3 (многослойный, многовитковый индуктор), внутри которого расположена рабочая цилиндрическая камера 4, снабженная на входе задвижкой 5, а на выходе заслонкой 6 с установленным на ней вибратором 7. В самой рабочей цилиндрической камере 4 установлены в последовательном чередовании один под другим на расстоянии h=20-25 мм концентраторы 8, выполненные в виде воронки, и распределители 9, выполненные в виде конуса, имеющие угол наклона образующих воронки концентраторов и конуса распределителей, равный α=α≥31°, и разницу между радиусами воронки концентраторов и конуса распределителей, равную (D-d)/2=15-20 мм. Верхний распределитель 9 установлен вершиной своего конуса в направлении задвижки 5, расположенной на входе рабочей цилиндрической камеры 4, а последующие распределители установлены вершинами своих конусов в направлении нижних частей концентраторов 8 и входят в них с зазором δ=12-15 мм.
2
1
Устройство для СВЧ-обработки кормов работает следующим образом. При работе СВЧ-генератора 1 электромагнитные волны через передающую линию 2 и проводящий элемент 3 возбуждают электромагнитные колебания в рабочей цилиндрической камере 4, в которую при открытой задвижке 5 поступают подлежащие обработке корма (например, комбикорма, семена рапса, зерна сои или люпина) и попадают на распределитель 9, выполненный в виде конуса, вершина которого направлена к задвижке 5, и по его конической поверхности, находящейся под углом α≥31° (равный или больше угла естественного откоса обрабатываемого материала), и под собственным весом перемещаясь вниз ссыпаются на внутреннюю наклонную поверхность, с углом наклона α≥31°, концентратора 8, выполненного в виде воронки, который расположен под распределителем 9 на расстоянии h=20-25 мм, и далее скатываются на следующий распределитель 9, расположенный под концентратором 8 также на расстоянии h=20-25 мм и входящий в него с зазором δ=12-15 мм, при разнице между радиусами воронки концентратора и конуса распределителя, равной (D-d)/2=15-20 мм, и так далее пока обрабатываемый материал не достигнет заслонки 6, снабженной вибратором 7, посредством которой разгружается рабочая цилиндрическая камера 4, при этом на всем протяжении пути продвижения обрабатываемого материала электромагнитные волны СВЧ-энергии беспрепятственно и всесторонне обрабатывают каждую частицу материала. Величиной открытия задвижки 5 и заслонки 6 регулируется экспозиция (время обработки) в зависимости от обрабатываемого материала. Процесс обработки происходит непрерывно и зависит от заданной экспозиции обрабатываемого материала.
Таким образом, использование данного способа, реализованного в устройстве для непрерывной СВЧ-обработки кормов, позволяет обеспечить качественную СВЧ-обработку кормов, плавную регулировку заданной экспозиции обрабатываемого сырья и использовать его для обработки более широкого перечня компонентов кормов.