Устройство и способ предотвращения оттаивания сахарной свеклы при хранении
DEVICE AND METHOD FOR PREVENTING THAWING OF SUGAR BEETS DURING STORAGE

В последние годы в зимнее время стали наблюдаться частые оттепели. По этой причине сахарные заводы стали нести убытки, т.к. при оттаивании сахарная свекла теряет сахаристость, а при неоднократном оттаивании потери увеличиваются.
Разработка устройств и способов предотвращения оттаивания сахарной свеклы является актуальным.
1
2
Известно устройство для вентилирования кагата сахарной свеклы, которое содержит горизонтально расположенные в основании кагата, поперек его продольной оси с двух сторон, перфорированные вентиляционные каналы с вентиляторами. Торец каждого вентиляционного канала оборудован наконечником в форме полого усеченного конуса. Наружное меньшее основание наконечника закрыто перфорированной пластиной, а на / части конической поверхности наконечника, ориентированной вниз, выполнены сквозные отверстия. [Устройство для активного вентилирования кагата сахарной свеклы» RU 2 580 354 С1 МПК A01F 25/08 (2006.01) 2016.04.10].
Недостатком устройства является отсутствие механизма регулирования температуры подаваемого в кагат наружного воздуха.
Известен способ хранения сахарной свеклы в кагатах, когда при формировании кагата, предварительно рядами и поярусно укладывают решетчатые или перфорированные, продольные и поперечные воздуховоды, соединяя их с вертикальными вытяжными трубами. Зимой, перед сезонными повышениями температуры кагаты укрывают теплоизоляционным материалом, а именно КФ-пенопластом, с целью замедления процесса нагревания свеклы. [Способ хранения сахарной свеклы в кагатах и буртах SU 1 428 280 A1, A01F 25/00 (2006.01) 07. 10. 1988].
Недостатком способа является невозможность остановить согревание сахарной свеклы при длительном потеплении.
Известно устройство для вентилирования кагата свеклы, выполненное в виде телескопического тунелеподобного канала из гофрированных листовых элементов, имеющих форму полуцилиндров. Устройство снабжено вентилятором с воздуховодом. Между вентилятором и воздуховодом установлена камера нагрева воздуха, внутри которой имеются электронагреватели, а также камера с емкостями для хладагента, представляющего собой твердый диоксид углерода (CO2), сжиженный азот (N2). С помощью хладагента температуру в кагате доводят до 0-+2°С. При изменении температуры наружного воздуха в сторону понижения или повышения от 0-+2°С, воздух или подогревают или охлаждают в названых камерах. [Установка вентилирования кагата сахарной свеклы RU 2 685 183 C1, A01F 25/08 (2006.01) 16. 04. 2019].
Недостатком устройства является необходимость монтажа телескопического тунелеподобного канала из гофрированных листовых элементов при каждом формировании кагата и его демонтаж при каждой погрузке свеклы на переработку, при этом возможны повреждения канала.
Задачей изобретения является разработка устройства и способа предотвращения оттаивания сахарной свеклы при хранении.
Выполнение задачи достигается тем, что предлагаемое устройство для предотвращения оттаивания сахарной свеклы Фиг. 1-5, содержит сублиматор 1, оснащенный манометром 2 и вентилем 3. Сублиматор 1 с помощью воздуховода 4 соединен со смесителем 5. С тем же смесителем 5, с помощью воздуховода 6, соединен воздухозаборник 7, оснащенный вентилятором 8 и вентилем 9. Смеситель 5 оснащенный манометром 10, термометром И вентилятором 12, и вентилем 13, соединен с помощью воздуховода 14 с напорным коллектором 15. К напорному коллектору 15 присоединены напорные трубы 16 и 17 различной длины с выпускными отверстиями 18. Концы всех труб 16 и 17 закрыты заглушками 19. В коротких напорных трубах 16, доходящих до воображаемой продольной оси кагата 20, выпускные отверстия 18 имеются по всей длине трубы. В длинных напорных трубах 17, доходящих до противоположного края кагата 20, напорные отверстия 18 имеются только в дальней половине трубы, что находится за воображаемой осью кагата 20. Это делают для того, чтобы напор создаваемый вентилятором 12 сохранялся и в дальней части трубы. Кагат 20 размещен на площадке 21, в поверхностном слое которой проложены вытяжные трубы 22 и 23 разной длины, в которых имеются вытяжные отверстия 24. В более коротких вытяжных трубах 22, доходящих до продольной оси кагата 20, вытяжные отверстия 24 имеются по всей длине трубы, а в длинных вытяжных трубах 23, доходящих до противоположного края кагата 20, вытяжные отверстия 24 имеются только в дальней половине трубы, находящейся за воображаемой осью кагата 20. Все вытяжные трубы 22 и 23 подсоединены к вытяжному коллектору 25, который с помощью воздуховода 26, на котором установлены манометр 27 и вентиль 28, соединен с накопителем примесей 29, оснащенным термометром 30. Накопитель примесей 29 с помощью воздуховода 31 соединен с вытяжным вентилятором 32.
Кагат 20 с положенными на его поверхность напорными трубами 16 и 17 покрыт воздухонепроницаемой пленкой 33 (например полиэтиленовая пленка), поверх которой помещен теплоизоляционный материал 34 (например изоспан). Внутри кагата находятся термометры 35. Все вентиляторы в устройстве с регулируемой скоростью вращения.
Выполнение задачи также достигается тем, что, согласно предлагаемому способу предотвращения оттаивания сахарной свеклы при хранении в кагатах, сахарную свеклу из мест выращивания доставляют к месту хранения и размещают на площадке 21. В верхнем слое площадки 21 предварительно прокладывают вытяжные трубы 22 и 23 разной длины, в которых проделывают отверстия для всасывания воздуха и прокладывают объединяющий их коллектор 25, который изготавливают из такой же трубы. Вытяжные трубы и вытяжной коллектор используют многократно, без демонтажа. В зимний период сахарная свекла промерзает до наружной температуры. При наступлении оттепели т.е. при приближении температуры наружного воздуха к критической 0 - минус 3°С, на поверхность кагата 20 помещают напорный коллектор 15 с присоединенными к нему гибкими напорными трубами 16 и 17. Гибкость трубам необходима для того чтобы их плотно положить на поверхность кагата имеющего выпуклую форму. Затем поверхность кагата 20, напорный коллектор 15, напорные трубы 16 и 17 накрывают воздухонепроницаемой пленкой 33, поверх пленки размещают теплоизоляционный материал 34. Внутри кагата помещают один или несколько термометров 35 для контроля температуры.
Затем в сублиматоре 1 производят сублимирование диоксида углерода. Для этого, в сублиматор 1 помешают твердые фракции диоксида углерода. При обычном состоянии атмосферного воздуха диоксид углерода сублимирует, т.е. переходит из твердого состояния, в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Полученный таким образом сублимированный газообразный диоксид углерода имеет температуру равную 78,4-78,8°С. При переходе из твердого состояния в газообразное диоксид углерода увеличивается в объеме в 600-800 раз, что создает давление внутри герметичного сублиматора 1 более 1 бар.
Сублимированный газообразный диоксид углерода, без механического побуждения, используя создавшееся при сублимации давление, выпускают из сублиматора 1 через вентиль 3 и воздуховод 4 в смеситель 5. С помощью воздухозаборника 7, оснащенного вентилятором 8, наружный воздух через вентиль 9 и воздуховод 6 подают в смеситель 5. В смесителе 5 наружный воздух с помощью вентилятора 12 смешивают с сублимированным диоксидом углерода. Соотношение количества CO2 и наружного воздуха регулируют с помощью вентилей 3, 9, при этом доводят температуру смеси до заданной температуры (например минус 10°С.) и до заданного давления (например 1,5-2,0 бар.) Полученную воздушную смесь через вентиль 13 и воздуховод 14 нагнетают в напорный коллектор 15, далее, через напорные отверстия 18, проделанные в напорных трубах 16 и 17, выпускают в верхнюю часть кагата 20 (пространство между корнями сахарной свеклы находящейся в кагате 20). Для равномерной подачи воздушной смеси в кагат 20, в зависимости от ширины кагата предусмотрено применение труб разной длины (два или более типоразмера). Мы описываем два типоразмера труб, короткая 16 и длинная 17).
Одновременно, с помощью вытяжного вентилятора 32, создают вакуум в вытяжных трубах 22 и 23. Воздух, находящийся в нижней части кагата 20, а затем и воздушную смесь, через вытяжные отверстия 24, вытягивают в коллектор вытяжной 25. От него по стационарному воздуховоду 26 смесь перемещают до накопителя примесей 29 в котором установлен термометр 30, для контроля температуры выходящей из кагата смеси. В накопителе 29 под собственным весом оседают на дне накопителя куски корней свеклы, ботвы, земли и другие примеси, подхваченные потоком смеси из межкорневого пространства в кагате 20. По мере накопления примесей их из накопителя удаляют. Затем, по воздуховоду 31 с помощью вытяжного вентилятора 32 смесь удаляют за пределы кагата и устройства.
С целью создания равномерного вакуума по всей площади кагата 20, в зависимости от ширины кагата, применяют вытяжные трубы разной длины, в нашем случае применяем два типоразмера труб, короткая 22 и длинная 23.
Созданные вакуум в нижней части кагата и повышенное давление в верхней части кагата вызывают перемещение холодной воздушной смеси сверху вниз через весь объем кагата, тем самым охлаждают сахарную свеклу до заданной температуры.
При достижении заданной температуры в корнях сахарной свеклы процесс охлаждения прекращают.
При приближении наступлении очередной оттепели, процесс охлаждения сахарной свеклы возобновляют.
Перед погрузкой и транспортировкой сахарной свеклы на переработку, с кагата снимают теплоизоляционный материал 34 и воздухонепроницаемую пленку 33, затем убирают напорный коллектор 15 с напорными трубами 16 и 17. При этом вытяжные трубы 22 и 23, а также вытяжной коллектор 25, а также другое оборудование оставляют на месте для последующего многократного использования, т.е. демонтаж его не производят.
Источники информации
1. Устройство для активного вентилирования кагата сахарной свеклы RU 2 580 354 C1 A01F 25/08 (2006.01) 10. 04.2016.
2. Способ хранения сахарной свеклы в кагатах и буртах SU 1 428 280 А1, A01F 25/00 (2006.01) 07. 10. 1988.
3. Установка вентилирования кагата сахарной свеклы RU 2 685 183 C1, A01F 25/08 (2006.01) 16. 04. 2019.