Многоярусная сверхвысокочастотная установка для термообработки влажного сырья в непрерывном режиме
Владельцы патента RU 2661372:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ) (RU)
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для переработки непищевых отходов животного происхождения с целью получения белковой кормовой добавки. Многоярусная сверхвысокочастотная установка для термообработки влажного сырья в непрерывном режиме содержит размещенные на монтажном столе поярусно цилиндрические экранирующие корпусы. Внутри корпусов соосно установлены цилиндрические перфорированные резонаторы с разными диаметрами. Основания резонаторов выполнены в виде терочных дисков с разными диаметрами, закрепленных на вертикально расположенном валу, который вращается от электродвигателя, установленного под монтажным столом. Круглая поверхность стола служит нижним основанием цилиндрического резонатора нижнего яруса, а над поверхностью расположен перемешивающий механизм, закрепленный на валу. Диаметры терочных дисков больше диаметров резонаторов соответствующих вышерасположенных ярусов. С боковой поверхности каждого экранирующего корпуса установлены сверхвысокочастотные генераторы, излучатели которых направлены в перфорированные цилиндрические резонаторы через диэлектрические вставки. На верхнем основании цилиндрического экранирующего корпуса первого яруса установлен измельчающий механизм с нагнетательным шнеком и загрузочной емкостью. Использование изобретения позволит повысить качество получаемого продукта. 7 ил.
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для переработки непищевых отходов животного происхождения с целью получения белковой кормовой добавки.
Ежегодно в мясной отрасли России образуется около 1 млн тонн вторичных ресурсов, из которых перерабатывается около 20% в промышленных условиях. Например, при переработке птицы общее количество непищевых отходов достигает 23,7…28, 3% от живой массы птицы, в том числе технические отходы составляют 11,9…14,3%.
Сюда относятся кровь, пищеводы, зобы, кишечники, железистые желудки, трахеи, селезенки, яичники, яйцеводы, семенники, кутикулы и т.п.. Эти отходы мясной промышленности служат ценным сырьем для получения кормов,
Известны различные варианты переработки отходов для применения на мясоперерабатывающих предприятиях мощностью от 3 до 30 тонн мяса в смену. Известны вакуумные котлы, где перерабатывают мягкое сырье, кровь. Их конструкция позволяет осуществлять в периодическом режиме варку и стерилизацию [1, стр. 328].
Известен способ переработки отходов убоя птицы, при котором отходы предварительно обезвоживают до влажности 60…65%. Затем загружают в гидролизер, где к ним добавляют ферменты и проводят низкотемпературный гидролиз при температуре 45…55°C в течение 40…50 мин.
После чего отходы измельчают и подают в смеситель, где их смешивают с наполнителем (например, с отрубями) в соотношении 1:3 и экструдируют. Далее охлаждают и транспортируют на склад для хранения или на реализацию [2]. Недостатком данного способа при переработке отходов убоя птицы является получение муки низкого качества. Итак, для реализации способа переработки собранные отходы обезвоживают, измельчают, смешивают их с наполнителем, экструдируют. Все эти технологические процессы осуществляют в отдельных установках, поэтому энергетические затраты достаточно высокие.
В современных условиях необходимо внедрять ресурсосберегающие технологии переработки непищевых отходов убоя животных и птиц с учетом производственной мощности мясоперерабатывающих цехов. При выборе той или иной технологии необходимо учитывать особенности морфологического и химического состава данного сырья в зависимости от вида перерабатываемых непищевых отходов животного происхождения, наличия технических средств и возможности использования и реализации получаемой продукции.
В проектируемых установках следует предусмотреть сочетание процессов обезвоживания, измельчения и термообработки непищевых отходов в одной установке. Такое сочетание процессов в перспективе будет обеспечивать широкое внедрение установки для переработки непищевых отходов животного происхождения, увеличение объема и ассортимента производимой продукции.
Техническим результатом изобретения является совершенствование установки для термообработки непищевых отходов убоя птиц и животных при сниженных энергозатратах и повышение качества продукта.
Сущность изобретения заключается в том,
что многоярусная сверхвысокочастотная установка для термообработки влажного сырья в непрерывном режиме содержит на монтажном столе поярусно расположенные цилиндрические экранирующие корпусы, внутри которых соосно установлены цилиндрические перфорированные резонаторы с разными диаметрами, основания которых выполнены в виде терочных дисков с разными диаметрами, закрепленных на вертикально расположенный вал, вращающийся от электродвигателя, установленного под стол,
причем его круглая поверхность служит нижним основанием цилиндрического резонатора нижнего яруса, а над поверхностью расположен перемешивающий механизм, закрепленный на вал, при этом нижними основаниями резонаторов являются терочные диски, диаметры которых больше диаметров резонаторов соответствующих вышерасположенных ярусов,
причем с боковой поверхности каждого экранирующего корпуса установлены сверхвысокочастотные генераторы, излучатели которых направлены в перфорированные цилиндрические резонаторы через диэлектрические вставки, при этом на верхнем основании цилиндрического экранирующего корпуса первого яруса установлен измельчающий механизм с нагнетательным шнеком и загрузочной емкостью.
На фиг. 1 приведено пространственное изображение многоярусной сверхвысокочастотной установки для термообработки влажного сырья в непрерывном режиме: 1 - монтажный стол; 2 - экранирующий корпус-резонатор нижнего яруса; 3 - перемешивающий механизм; 4 - диэлектрический вал; 5 - экранирующий корпус второго яруса; 6, 10 - перфорированные цилиндрические резонаторы соответствующих ярусов; 7, 14 – СВЧ-генераторы соответствующих ярусов; 8 - вращающийся перфорированный диск; 9 - экранирующий корпус первого яруса; 10 - цилиндрический перфорированный резонатор первого яруса; 11 - вращающийся диск в виде терки; 12 - излучатель от СВЧ-генератора первого яруса; 13 - измельчитель с нагнетательным шнеком и загрузочной емкостью; 15 - выгрузной патрубок; 16 - электродвигатель привода дисков 8, 11 и перемешивающего механизма 3.
На фиг. 2 приведено пространственное изображение первого яруса СВЧ-установки с узлом измельчителя (вид спереди): 9 - экранирующий корпус первого яруса; 10 - перфорированный цилиндрический резонатор; 12 – СВЧ-генератор с излучателем; 13 - измельчитель с нагнетательным шнеком и загрузочной емкостью.
На фиг. 3 приведено пространственное изображение первого яруса СВЧ-установки с узлом измельчителя (вид снизу): 9 - экранирующий корпус первого яруса; 10 - перфорированный цилиндрический резонатор; 12 – СВЧ-генератор с излучателем; 13 - измельчитель с нагнетательным шнеком и загрузочной емкостью.
На фиг. 4 приведено пространственное изображение узлов второго яруса:
5 - экранирующий корпус; 6 - перфорированный цилиндрический резонатор;
7 – СВЧ-генератор.
На фиг. 5 приведено пространственное изображение элементов нижнего яруса: 2 - экранирующий корпус-резонатор; 14 – СВЧ-генератор.
На фиг. 6 приведено пространственное изображение вращающегося диска в виде терки.
На фиг. 7 приведено пространственное изображение монтажного стола (круглая поверхность является основанием цилиндрического резонатора нижнего яруса): 1 - стол; 15 - выгрузной патрубок.
Многоярусная сверхвысокочастотная установка (фиг. 1) для термообработки влажного сырья в непрерывном режиме содержит: монтажный стол 1; экранирующий корпус-резонатор 2 нижнего яруса; перемешивающий механизм 3; диэлектрический вал 4; экранирующий корпус второго яруса 5; перфорированные цилиндрические резонаторы соответствующих ярусов 6, 10; СВЧ-генераторы 7, 14 соответствующих ярусов; вращающиеся терочные диски 8, 11 соответствующих поярусно расположенных резонаторов (фиг. 6); экранирующий корпус первого яруса 9; цилиндрический перфорированный резонатор первого яруса 10; излучатель от СВЧ-генератора первого яруса 12; измельчитель с нагнетательным шнеком 13 и загрузочной емкостью; выгрузной патрубок 15 электродвигатель 16 привода дисков 8, 11 и перемешивающего механизма 3.
Установка собрана (фиг. 1) из отдельных блоков, расположенных поярусно. Каждый блок состоит из цилиндрического экранирующего корпуса, внутри которого соосно расположен цилиндрический перфорированный резонатор, основанием которого служит терочный диск, закрепленный на диэлектрический вал 4.
Нижний блок (фиг. 5) установлен на монтажный стол 1, круглая поверхность которого является нижним основанием экранирующего корпуса-резонатора 2 нижнего яруса, а верхним его основанием служит терочный диск 8. Одновременно этот диск 8 является нижним основанием вышерасположенного цилиндрического перфорированного резонатора 6 (фиг. 4). Диаметр диска 8 больше, чем диаметр резонатора 6, но меньше, чем диаметр цилиндрического экранирующего корпуса 5.
Аналогично все элементы расположены в других блоках, расположенных поярусно. Верхним основанием перфорированного резонатора 6 является терочный диск 11, диаметр которого больше диаметра перфорированного резонатора 10. Терочные диски 8, 11 установлены на диэлектрический вал 4, который вращается от электродвигателя 16. Вал 4 проложен внутри поярусно расположенных перфорированных цилиндрических резонаторов 2, 6, 10 соосно. С боковых сторон цилиндрических экранирующих корпусов 2, 5, 9 установлены сверхвысокочастотные генераторы 7, 12, 14, излучатели которых направлены внутрь соответствующих перфорированных цилиндрических резонаторов 2, 6, 10, через диэлектрические вставки. Каждая вставка проложена через толщину экранирующего корпуса, зазор между корпусом и резонатором и толщину резонатора.
Верхним основанием перфорированного цилиндрического резонатора 10 верхнего яруса служит основание экранирующего корпуса 9, куда установлен измельчитель с нагнетательным шнеком 13 и загрузочной емкостью. (фиг. 2, 3).
Мощность сверхвысокочастотных генераторов и количество поярусно расположенных блоков влияют на производительность установки.
Технологический процесс термообработки влажного сырья животного происхождения в непрерывном режиме происходит следующим образом.
Включить электродвигатель 16 для вращения терочных дисков 3, 8, 11 разного диаметра. После чего включить электродвигатель измельчителя, который из загрузочной емкости 13 подает измельченное сырье в первый цилиндрический перфорированный резонатор 10, где влага просачивается через отверстия перфорации резонатора в процессе вращения терочного диска 11 за счет центробежной силы. Эта влага просачивается из кольцевого пространства, образованного между экранирующим корпусом 9 и резонатором 10, через периферию терочного диска 11 в резонатор 6. Одновременно следует включить сверхвысокочастотный генератор (СВЧ) 12 первого яруса. Сырье измельчается с помощью терочного диска 11, подвергается воздействию электромагнитного поля сверхвысокой частоты, частицы сырья нагреваются и проходят через терочный диск 11 в перфорированный цилиндрический резонатор 6 второго яруса, после чего следует включить СВЧ-генератор 7. Здесь температура частиц сырья дополнительно повышается, лишняя влага просачивается через перфорированную боковую поверхность резонатора 6, просачивается в резонатор нижерасположенного яруса. Таких ярусов может быть несколько. В резонаторе 2 последнего яруса (экранирующий корпус-резонатор 2) вареные частицы с помощью перемешивающего механизма выгружаются через выгрузной патрубок 15. Такое перераспределение влаги по резонаторам разного яруса выравнивает структуру твердой фракции сырья, что резко увеличивает качество сваренной продукции, т.е. кормовую ценность продукции.
Итак, в данной установке собранные отходы предварительно измельчаются с помощью волчка; эндогенно нагреваются в электромагнитном поле сверхвысокой частоты в процессе обезвоживания и дополнительного измельчения за счет вращения терочных дисков; смешиваются с жидкой фракцией, протекающей от вышестоящего резонатора; выгружаются через запредельный волновод в виде влажной муки. Внедрение такой установки позволит упростить переработку отходов убоя птицы и животных, уменьшить энергозатраты и повысить качество конечного продукта.
Источники информации
1. Ивашов В.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности / В.И. Ивашов - М.: Колос, 2001. - 552 с.
2. https://findpatent.ru/patent/244/2448471.html
Многоярусная сверхвысокочастотная установка для термообработки влажного сырья в непрерывном режиме, содержащая установленные на монтажном столе поярусно цилиндрические экранирующие корпусы, внутри которых соосно установлены цилиндрические перфорированные резонаторы с разными диаметрами, основания которых выполнены в виде терочных дисков с разными диаметрами, закрепленных на вертикально расположенном валу, вращающемся от электродвигателя, установленного под монтажным столом, причем его круглая поверхность служит нижним основанием цилиндрического резонатора нижнего яруса, а над поверхностью расположен перемешивающий механизм, закрепленный на валу, при этом диаметры терочных дисков больше диаметров резонаторов соответствующих вышерасположенных ярусов, с боковой поверхности каждого экранирующего корпуса установлены сверхвысокочастотные генераторы, излучатели которых направлены в перфорированные цилиндрические резонаторы через диэлектрические вставки, на верхнем основании цилиндрического экранирующего корпуса первого яруса установлен измельчающий механизм с нагнетательным шнеком и загрузочной емкостью.
