УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СУХИХ ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНЫХ СМЕСЕЙ

Полезная модель относится к технологическому оборудованию для переработки сырья животного и минерального происхождения и может быть использована при производстве сухих кормов, рыбной муки, удобрений и пищевых органо-минеральных добавок для подкормки животных из малоценного в пищевом отношении сырья, получаемого при переработке скота, птицы, рыбы, членистоногих морских животных и моллюсков, водорослей.
Известна установка типа К-7-ФКЕ производства фирмы «Стор - Дьюк» (Голландия), для изготовления сухих животных кормов, в том числе с добавками минеральных составляющих компонентов, содержащая бункер для приема исходного сырья, измельчитель, прессовое устройство для обезвоживания сырья, сушильный аппарат, центробежный разгружатель готовой продукции (циклон) и сборник сухого продукта. (Файвишевский М.Л., Либерман С.Г., Производство животных кормов. - М.: «Легкая пищевая промышленность», 1984, с.189-192).
Недостатками известной установки является то, что исходное сырье формируется и дозируется на отдельном участке и только затем транспортируется и загружается в общий приемный бункер, а уже из него подается в измельчитель, что в свою очередь увеличивает долю ручного труда в технологическом процессе и снижает производительность. Из-за несовершенства конструкции прессового устройства (обезвоживателя), процесс термической обработки сырья происходит в контакте с воздухом, что способствует окислительным процессам жиросодержащих компонентов сырьевой массы, ухудшая качество производимого продукта. Как прессовое устройство, так и сушильный агрегат металлоемки, сложны в управлении и энергозатратны как по удельному расходу пара (500 кг на 1 т продукта), так и суммарной мощности электродвигателей (34,3 кВт), и это при производительности всего 600 кг в смену. Кроме того, в технологической линии имеются две промежуточные дробилки: одна после прессового устройства, вторая перед емкостью для сбора сухого продукта, что усложняет обслуживание установки и требует дополнительных площадей для их размещения.
Наиболее близкой по совокупности признаков и достигаемому результату к заявленному техническому решению является установка типа УПУ-01 для производства сухих органе -минеральных удобрений, содержащая два бункера для приема исходного сырья, измельчитель, пресс-гранулятор, сушильный агрегат, центробежный разгружатель готовой продукции и сборник сухого продукта (Установка для производства удобрений: Техническое описание и инструкция по эксплуатации, УПУ-01.00.000 ТО, ОКБ АтлантНИРО - Калининград, 1983, с.1-8).
Недостатками известной установки является: низкая производительность (900 кг в смену) при относительно большой мощности токоприемников (50 кВт) и удельному расходу пара на одну тонну продукции (750 кг), невозможность без предварительной переналадки использовать основное оборудование при переходе на переработку других видов сырья, при этом несовершенство конструкции некоторых агрегатов отрицательно сказывается на ее производительности и качестве выпускаемого продукта. В частности, такие базовые агрегаты как измельчитель, пресс-гранулятор и сушильный аппарат функционируют только в одном технологическом режиме, а именно - с постоянной скоростью вращения их рабочих органов (молотковый ротор, шнек, транспортерная лента), рассчитанном на переработку определенного вида сырья с близкими по своим параметрам и характеристикам (вязкость, твердость и т.д.). При необходимости перехода на работу с другими видами сырья, например с обработки рыбных отходов на обработку малоценных отходов, получаемых при переработке скота, птицы и т.п., режимы работы рабочих органов необходимо соответственно изменять, однако, в конструкции установки это не предусмотрено. Существенным недостатком является и то обстоятельство, что калибровочные отверстия грануляторной насадки пресс-гранулятора, имеющей форму цилиндра, располагаются концентрически и выходящая из этих отверстий в виде цельнотянутых нитевидных фрагментов сырьевая масса переплетаясь, превращается в сплошной слипшийся жгут, и в таком виде укладывается на движущуюся транспортерную ленту сушильного аппарата. Сушка сырьевой массы в таком виде (по сравнению с сушкой отдельно лежащих фрагментов, обдуваемых со всех сторон горячим воздухом) весьма затруднена и требует повышенных энергозатрат и увеличения времени термообработки, а отсутствие в технологической цепочке аппарата для стерилизации сырья ухудшает качество выпускаемой
продукции за счет действия ферментов, увеличивающегося количества микрофлоры в процессе длительного хранения. Кроме того необходима утилизация отходов, в частности жидкой жиро и белковосодержащей фракций, выходящей после прессования сырья, что в свою очередь требует установки дополнительного технологического оборудования.
Задача полезной модели - повышение производительности, обеспечение оптимальных режимов работы с целью снижения удельных энергозатрат, многоцелевое использование, повышение качества выпускаемой продукции, безотходное использование сырья.
Поставленная задача решается тем, что известная установка для производства органно-минеральных смесей, содержащая бункера для приема исходного сырья, измельчитель, пресс-гранулятор, сушильный аппарат, центробежный разгружатель готовой продукции и сборник сухого продукта согласно заявленного технического решения снабжена стерилизатором сырья, вихревой камерой с электрокалорифером и воздуходувкой, а грануляторная насадка пресс-гранулятора выполнена в виде уширенного раструба, колибровочные отверстия которой на ее вертикальной стенке (фильере) расположены горизонтально (однорядно или многорядно - в шахматном порядке), при этом рабочие органы измельчителя, стерилизатора, пресс - гранулятора и сушильного аппарата снабжены электроприводами с регулируемой частотой вращения.
Отличительный признак - наличие в технологической линии установки перед пресс-гранулятором стерилизатора, процесс термической обработки в котором производится сухим тепловым способом в условиях, максимально исключающих контакт сырья с воздухом при температурных режимах, обеспечивающих гибель патогенной микрофлоры, что улучшает качество продукции, способствует ускорению процесса сушки, дает возможность установке работать в экономичном режиме. Кроме того, наличие вихревой камеры с электрокалорифером и воздуходувкой позволяет измельчить поступающие в полость этой камеры цельнотянутые подсушенные фрагменты сырья, что способствует дополнительному увеличению поверхности испарения влаги, еще оставшейся в них после сушильного аппарата. Это, в свою очередь, дает возможность достаточно быстро досушить продукт до требуемых параметров (при которых степень термической денатурации белков в продукте становится минимальной),
увеличивая тем самым производительность установки и повышая качество производимых органно-минеральных смесей. Увеличению производительности способствует и конструкция грануляторной насадки пресс-гранулятора, отличительной особенностью которой является то, что колибровочные отверстия в ней располагаются горизонтально, а не по концентрическим окружностям, как в существующих прототипах. Это дает возможность выходящей из ее отверстий сырьевой массе равномерно (в виде нитевидных фрагментов) не переплетаясь друг с другом укладываться в определенном порядке на сетчатую транспортерную ленту сушильного аппарата, что, в свою очередь, способствует равномерному обдуву сырьевой массы со всех сторон горячим воздухом, интенсифицируя тем самым процесс сушки в экономичном режиме работы сушильного аппарата. Наличие в основных агрегатах (измельчитель, стерилизатор, пресс-гранулятор, сушильный аппарат) электроприводов, выполненных в виде мотор - редукторов с регулируемой частотой вращения, позволяет синхронно в заданном диапазоне регулировать режим работы агрегатов при переходе на переработку сырьевых компонентов, значительно отличающихся по своим свойствам и характеристикам, обеспечивая оптимальные режимы механической и термической обработки, сокращая до минимума время на переоснастку технологического оборудования. При этом измельчитель и стерилизатор кроме своего основного предназначения выполняют еще и функцию смесителей органно-минеральных компонентов сырья, что позволяет минеральным составляющим максимально сорбировать жидкую фракцию содержащуюся в органическом сырье, образуя смесь с заданной влажностью и структурно-механическими характеристиками, при прессовании которой практически исключается выделение жидкообразных отходов. В результате этого выходящая из колибровочных отверстий грануляторной насадки пресс-гранулятора смесь формуется в гранулы при стабильном режиме.
На фиг.1 изображена принципиальная технологическая схема установки; на фиг.2 - то же, вид А, узел пресс-гранулятора (грануляторная насадка); на фиг.3 - то же, вид Б на грануляторную насадку.
Установка для производства сухих органо-минеральных смесей состоит из бункера 1 для приема органического сырья (рыбные отходы, малоценные породы рыб, водоросли и т.п.) и бункера 2 для приема сухого измельченного минерального сырья (ракушка,
сорбенты минерального происхождения и т.п.), в нижней части которых установлены шнек-дозаторы 3 и 4, приводимые во вращение электроприводами 5 и 6 соответственно. Под разгрузочными патрубками шнек-дозаторов располагается загрузочный бункер 7 измельчителя 8, рабочий орган которого посредством клиноременной передачи приводится во вращение многоскоростным электроприводом 9, частота вращения которого регулируется электронным устройством (теристорным преобразователем). Измельчитель 8 посредством разгрузочного патрубка 10 соединен со стерилизатором 11, в рабочей полости которого установлен винтовой ротор 12, приводимый во вращение электроприводом 13 с регулируемой частотой вращения, при этом стерилизатор снабжен паровой рубашкой 14, а его выходной патрубок 15 посредством регулируемого затвора 19 соединен с рабочей полостью пресс-гранулятора 16. В рабочей полости пресс-гранулятора размещен винтовой шнек 17, приводимый во вращение многоскоростным электроприводом 21, при этом сам шнек конструктивно выполнен таким образом, что шаг его винтообразных элементов уменьшается в сторону перемещения сырьевой массы. На выходном конце пресс-гранулятора 16 закреплена грануляторная насадка 18, изготовленная в виде уширенного конического раструба (обечайки), на фильере которой по горизонтали размещены колибровочные отверстия 22, величина диаметра которых формирует (колибрует) диаметр нитевидных фрагментов 20 сырьевой массы, выходящей из этих отверстий для последующей сушки в сушильном аппарате. Сушильный аппарат включает в себя: сетчатую транспортерную ленту 23, натянутую между приводным 25 и натяжным 26 барабанами, привод которых посредством клиноременной передачи осуществляется электроприводом 24 с регулируемой частотой вращения, нижний кожух 28, соединенный с воздуходувкой 27 посредством калорифера 29 и вытяжной колпак 30. В конце сушильного аппарата установлен накопительный бункер 31, предназначенный для приемки высушенной органно-минеральной смеси, к нижней части которого посредством регулируемой задвижки 32 закреплен шнек-дозатор 34, приводимый во вращение электроприводом 33. Шнек-дозатор 34 соединен с рабочей полостью вихревой камеры 35, в днище которой установлена газораспределительная решетка 37, имеющая отверстия диаметром 12 мм, оси которых расположены под углом 30° к плоскости решетки. Нижняя часть вихревой камеры 35 посредством электрокалорифера 38 соединена
с воздуходувкой 36, а верхняя посредством переходного трубопровода 39 с рабочей полостью центробежного разгружателя 40, имеющего воздухоотводящую трубку 41 и разгрузочный затвор 42, при помощи которого готовая органно-минеральная смесь загружается в сборник сухого продукта 43.
Установка для производства органно-минеральных смесей работает следующим образом.
Приемный бункер 1 загружается органическим сырьем, а приемный бункер 2 сухими минеральными компонентами и при помощи шнек - дозаторов 3 и 4, приводимых в действие электроприводами 5 и 6 соответственно, сырьевая масса дозировано подается в загрузочный бункер 7 измельчителя 8. Включением электропривода 9, частота вращения которого задается исходя из вида обрабатываемого сырья и его характеристик, посредством клиноременной передачи приводится во вращение рабочий орган измельчителя 8, откуда измельченная и перемешанная масса сырья через разгрузочный патрубок 10 поступает в рабочую полость стерилизатора 11. Винтовым ротором 12, приводимым в работу электроприводом 13 с заданной частотой вращения, сырьевая масса перемешиваясь и перемещаясь вдоль цилиндрической полости стерилизатора, обогревается паром, поступающим в паровую рубашку 14, при этом температура сырьевой массы на выходе из разгрузочного патрубка 15 достигает величины структурно -механической характеристики, достаточной для ее тщательной стерилизации. Выходящая из стерилизатора сырьевая масса с заданными параметрами поступает в рабочую полость пресс-гранулятора 16 и, увлекаемая вращающимся винтовым шнеком 17, перемещается к грану ляторной насадке 18. Количество сырьевой массы, поступающей в пресс-гранулятор регулируется механической задвижкой 19, а степень ее прессования и производительность агрегата - числом оборотов электропривода 21, чем больше обороты, тем больше степень сжатия и производительность, и наоборот. Прессуемая масса сырья выходит из колибровочных отверстий 22, (диаметр которых может быть от 3 до 10 мм в зависимости от состава органно-минеральной смеси) и в виде цельнотянутых нитевидных фрагментов, размещаемых параллельно друг другу, укладывается на сетчатую транспортерную ленту 23 сушильного аппарата, скорость движения которого устанавливается частотой вращения вала электропривода 24 синхронно скорости укладки сырьевой массы на транспортерную ленту 23. Воздуходувкой 27 под кожух 28 нагнетается нагретый
электрокалорифером 29 до температуры 60 - 70°С горячий воздух, который проходя сквозь сетчатую транспортерную ленту 23 равномерно со всех сторон обдувает уложенные на ней нитевидные фрагменты органно-минеральной смеси, высушивая их до определенной влажности, при этом пары выделяемой влаги собираются под вытяжным колпаком 30 и отводятся в атмосферу. Регулируя скорость движения транспортерной ленты 23 изменением частоты вращения электропривода 24, можно соответственно подбирать наиболее оптимальный режим обработки сырья в сушильном аппарате, изменяя тем самым его производительность и улучшая качество продукции. Высушенная органно-минеральная смесь, уже в виде откалиброванных нитевидных фрагментов, с транспортерной ленты 23 поступает в накопительный бункер 31 и, когда ее количество достигнет заданного уровня, открывается на определенную величину задвижка 32 и электроприводом 33 приводится во вращение шнек-дозатор 34, посредством которого органно-минеральная смесь дозировано подается в рабочую полость вихревой камеры 35. Воздуходувкой 36 под газораспределительную решетку 37 нагнетается воздух, который, проходя через электрокалорифер 38 нагревается до температуры 75-80°С и струями под углом 30° к плоскости решетки выходит из ее отверстий. В результате выходящий из этих отверстий сушильный агент закручивает воздушный поток и слои сухой органно-минеральной смеси в рабочей полости вихревой камеры 35 получают устойчивое вращательное движение. При этом цельнотянутые фрагменты смеси и ее слипшиеся комки подвергаются дроблению (превращаясь в гранулируемую сушенку) и интенсивному отбору оставшейся в них влаги, после чего, подхватываемые воздушным потоком по переходному трубопроводу 39 устремляются в центробежный циклон-разгружатель 40, где осаждаются, а воздух посредством трубки 41 отводится в атмосферу. Когда в полости циклона-разгружателя соберется достаточное количество продукта, открывается задвижка 42 и органно-минеральная смесь в виде сушенки ссыпается в сборник сухого продукта 43 и транспортируется к месту складирования.