Устройство для обработки зерна, пивного солода, семян масличных культур

Полезная модель относится к перерабатывающей отрасли сельскохозяйственного производства и может быть использована при производстве кормов, подготовке зерна к помолу, пивного солода и семян масличных культур к переработке и хранению.
В настоящее время известны различные устройства для обработки зерновых, пивного солода, зернобобовых и масличных культур перед хранением или переработкой.
Известно устройство для ультразвуковой обработки зерна, включающее в себя приемное устройство, объемную камеру озвучивания, ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь проходного типа, отстойную камеру, патрубок вывода легких примесей, ванну вывода воды, нижняя часть которой выполнена из стальной сетки, шнек для транспортировки очищенного зерна и шнек для транспортировки сырья, установленный в камере озвучивания, заключающееся в очистке оболочки от минеральных загрязнений и следов микрозараженности и его увлажнения до кондиционных параметров. (Патент на полезную модель № 126963, МПК B02B 5/00, опубл. 20.04.2013г., бюл. №11).
Недостатком известного решения является то, что зерно, поступающее на увлажнение, имеет разную начальную влажность и при его увлажнении в шнековом механизме невозможно добиться нормативного показателя влажности без регулировки временного диапазона нахождения зерна в камере, снабженной пьезоэлектрическим преобразователем проходного типа. Недостатком можно считать и то, что в устройстве отсутствует система подогрева жидкости, необходимая для интенсификации процесса обработки.
Известно устройство для послеуборочной обработки зерна перед закладкой на длительное хранение, (Патент на изобретение № 2084117, МПКA01F 25/00, опубл.: 20.07.1997 г.),содержащее вертикальную контактную камеру со средствами загрузки, распределения и выгрузки зерна, источник подачи пропионовой кислоты и средство ее распыления в контактную камеру, отличающееся тем, что оно снабжено источником подачи воды, а средство распыления выполнено в виде корпуса с патрубками подачи воды и пропионовой кислоты, каждый из которых снабжен установленной на выходе мембраной с сопловыми отверстиями, установленной на выходе корпуса перегородкой с соосным патрубки подачи пропионовой кислоты отверстием и стержневого концентратора продольных колебаний, один конец которого жестко закреплен на сопловой мембране патрубка подачи пропионовой кислоты, а второй размещен заподлицо в отверстии перегородки корпуса с образованием кольцевого зазора.
Недостатком конструкции является то, что устройство предназначено только для размешивания водного раствора пропионовой кислоты методом ультразвукового распыления при фунгостатической обработке зерна при хранении. Однако при ультразвуковом распылении водного раствора пропионовой кислоты, ультразвук не успевает оказать воздействие на клеточные оболочки поверхностной микрофлоры зерна.
Известно устройство для обработки зерна, содержащее вертикальный цилиндрический корпус, снабженный загрузочным лотком в верхней части корпуса, патрубками подачи и вывода жидкости, выгрузным патрубком и выгрузным устройством, съемным дном, ультразвуковыми излучателями, и размещенную внутри корпуса мешалку, отличающееся тем, что ультразвуковые излучатели расположены в цилиндрическом корпусе по диагонали в противоположном направлении относительно друг друга с углом наклона α, равным 30°-40°, кроме того, патрубок вывода жидкости снабжен фильтром, (Патент на полезную модель № 130519, МПК B02B 1/04, опубликовано: 27.07.2013 г..бюл. №21).
Однако, данное устройство предназначено для периодической обработки зерна с постоянной выгрузкой обработанного и загрузкой новой партии для обработки, ведущих к невозможности автоматизации процесса и необходимости постоянного проведения ручных работ, имеет механическую мешалку, не позволяющую проводить интенсивное и равномерное перемешивание для обработки ультразвуком всей массы зерна. В суспензии образуются «мертвые необработанные зоны», ухудшающие качественные показатели обработки. Отсутствие системы подогрева жидкости ухудшает процесс массопередачи в каналах и порах зерна при инактивации ингибиторов трипсина и при очистке оболочки зерна от минеральных загрязнений и следов зараженности  насекомыми. Установка имеет низкие ресурсосберегающие показатели расхода воды и в ней отсутствует также система предварительного отжима обработанного зерна.
Наиболее близким к заявленной полезной модели относится устройство для подготовки солода для получения пивного сусла (Авторское свидетельство на изобретение№ 309609, МПК C12C 1/02, опубл.  21.03.1972 г., бюл.11). Взвешенный солод поступает в сборник установки самотеком  вместе с водой, в котором производится обработка смеси ультразвуком, после чего масса непрерывно подается на закрытый шнек, наполненный водой. В нем она в течение 10 мин перемешивается и в потоке поступает непосредственно на дробилку. Стекающая вода может быть возвращена повторно на замочку и использована при затирании.
Данный способ предназначен только для ускорения увлажнения при подготовке пивного  солода к переработке, причем обработка ультразвуком происходит в сборнике, что усложняет доступ ультразвуковых колебаний к обрабатываемому   объекту, а закрытый шнековый механизм используется как низкопроизводительный механизм продвижения солода с  гидродинамической обработкой водой, что для достижения 30% влажности потребует увеличения его длины. Отсутствие систем предварительного нагрева жидкости и отжима солода ведут к увеличению времени и ухудшению качества обработки.
Технической задачей полезной модели является повышение эффективности процесса очистки зерна, пивного солода, зернобобовых и масличных культур.
Техническим результатом полезной модели является интенсификация процессов мойки, обеззараживания, увлажнения зерна, пивного солода,  зернобобовых и масличных культур, а также инактивации антипитательных веществ в зерне сои.
Технический результат заявляемой полезной модели достигается тем, что устройство для обработки зерна, зернобобовых, солода и семян масличных культур содержит горизонтальный шнековый конвейер с изменяемыми  (регулируемыми) частотой вращения шнека и углом наклона корпуса шнека, ультразвуковые излучатели, установленные на определенном рабочем расстоянии корпуса шнека,  кабельный нагреватель для нагрева обрабатываемой суспензии до установленной для обрабатываемой культуры температуры, автоматизированной и регулируемой подачи воды и системы предварительного отжима обработанного материала.
3
На фиг. 1 изображена схема устройства для обработки зерна (общий вид).На фиг.2 – вид А, смотровые окна. Устройство работает следующим образом. Зерно загружается в бункер 1 объемом 0.1 м и за счет вращения шнека 4 перемещается вверх по корпусу 2 установки. Ультразвуковая обработка зерна производится двумя УЗ-излучателями 5, установленными на разных уровнях корпуса, на расстоянии 1500 мм друг от друга. Для осуществления процесса ультразвуковой обработки зерна через штуцер 6 в корпус подается вода в количестве, необходимом для удержания уровня влажного зерна выше уровня размещения верхнего УЗ-излучателя.  Контроль  уровня заполнения водой осуществляется  двумя смотровыми окнами 10, установленными на противоположных сторонах корпуса напротив друг друга (для визуального контроля уровня «на просвет»). Зерно и семена подвергаются УЗ-обработке в течение времени её нахождения в рабочем диапазоне действия УЗ-излучателей. Необходимый диапазон действия УЗ-излучений на обрабатываемую суспензию устанавливаются частотой вращения и шагом витка шнека.
Для удаления воды из зерна (отжима) после УЗ-обработки в корпусе установлена перфорированная перегородка 7, через которую зерно продавливается шнеком, тем самым производится его первый отжим. За перфорированной перегородкой корпус имеет коническое сужение, проходя через которое за счет уплотнения зерна, производится его второй отжим. Удаление отжимаемой воды производится через патрубки с сеткой 9: один из которых установлен перед перфорированной перегородкой, второй - перед конусом корпуса. Далее обезвоженное зерно выгружается через выгрузной патрубок 8.
С целью интенсификации процесса УЗ-обработки зерна и семян часть корпуса установки (между УЗ-излучателями) снабжена кабельным нагревателем 14. Температура нагрева кабеля регулируется со шкафа управления и контролируется по датчику температуры 11, вмонтированному в защитный экран с утеплителем 15.
Корпус закреплен на двух стойках: неподвижной 12 и регулируемой 13, с помощью которой производится регулировка угла наклона корпуса установки.
Бункер загрузки зерна имеет два исполнения:
1. Для расположения корпуса установки под углом 15-30°.
2. Для расположения корпуса установки под углом 35-45°.
Полезная модель позволяет при обработке зерна, зернобобовых, солода и масличных культур интенсифицировать процесс мойки, обеззараживания, увлажнения и инактивации анитпитательных веществ за счет интенсивного перемешивания шнеком, воздействуя ультразвуком низких частот. Время обработки регулируется в зависимости от угла установки корпуса полезной модели и частоты вращения шнека.