Способ гидробаротермической обработки грубых кормов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству , в частности к кормопроизводству. Способ гидробаротермической обработки грубых кормов включает загрузку корма в автоклав и замачивание корма заполнением автоклава водой, после чего воду доводят до кипения и скачкообразно повышают давление . В полости автоклава размещен боек 4 .с уплотнениями 5, который фиксируется в верхней части автоклава замковым устройством 6. К автоклаву подключены над и под бойком 4 магистрали с клапанами, сообщающие полость автоклава с вакуумным насосом 13 и атмосферой. 2 с.п. 4з.п. ф-лы, 1 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>л А 23 N 17/00, А 23 К 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4922122/15 (22) 29.03.91 (46) 07.05.93. Бюл, М 17 (71) Харьковский авиационный институт им. Н. Е,Жуковского (72) В,И. Маляковский и Э.А. Лимберг (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1456082, кл. А 23 и 17/00, 1986, (54) СПОСОБ ГИДРОБАРОТЕРМИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКИ ГРУБЫХ КОРМОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к сельскому хо. зяйству, в частности к кормопроизводству.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам обработки грубых кормов растительного происхождения,.и может быть использовано в кормоприготовлении.

Цель изобретения — повышение производительности и качества корма.

Поставленная цель достигается тем, что после заполнения автоклава водой и перед повышением давления вбду доводят до кипения, а давление повышают скачкоабразно, Доведение воды до кипения осуществляют созданием в автоклаве разрежения воздуха над водой до давления, равного давлению насыщенного водяного пара. Скачкообразное повышение давления создают ударом твердого тела по поверхности воды.

Способ основан на использовании двух физических явлений — кипения и кавитации.

Кипение — переход жидкости в пар, происходящий с образованием в обьеме жидкости пузырьков с насыщенным паром. Кипение возможно не только при нагревании жидкости в условиях постоянного давления. Снижением внешнего давления до давления

Ы2«, 1813401 А1

Способ гидробаротермической обработки грубых кормов включает загрузку корМа в автоклав и эамачивание корма заполнением автоклава водой, после чего воду доводят до кипения и скачкообразно повышают давление. В полости автоклава размещен боек 4 .с уплотнениями 5, который фиксируется в верхней части автоклава замковым устройством 6, К автоклаву подключены над и под бойком 4 магистрали с клапанами, сообщающие полость автоклава с вакуумным насосом 13 и атмосферой, 2 с.п.

4з.п. ф-лы, 1 ил. л

l насыщенного пара при постоянной темпе- ратуре можно также вызвать перегрев жидкости и ее вскипание (за счет уменьшения температуры насыщения). Этим объясняется, в частности, явление кавитации — обра- 4 зование паровых полостей в местах пониженного давления жидкости. При адиабатическом схлопывании этих полостей при ударе твердого тела по поверхности О© жидкости (воды) создаются мощные кратковременные (пооядка 10 с) импульсы давле- (p3 ния (более 10 Па), способные разрушать - ф, клетчатку исходного продукта. Благодаря ( кратковременности и обьемному характеру: д распределения в воде импульсы давления - воздействуют при схлопывании пузырьков локально на исходный продукт, не оказывая Ф при правильном подборе режимов рабОты существенного влияния на стойкость конструкционных материалов, из которых изготовлен автоклав.

Устройство для осуществления способа снабжено размещенным в полости автоклава бойком с расположенными на его: боковой поверхности уплотнениями, касающимися внутренней поверхности оболочки, 1813401 и размещенным в верхней части автоклава замковым устройством фиксации бойка в крайнем верхнем положении, при этом цилиндрическая оболочка установлена вертикально, а магистрали с клапанами 5 подключены к автоклаву над и под бойком, Кроме того, устройство снабжено установленным коаксиально наружной поверхности оболочки вакуумным ресивером, связанным с вакуумным насосом и поло- 10 стью автоклава под бойком, а также устройством контроля степени вакуумиравания полости автоклава под бойком, соединенным с вакуумным ресивером.

На чертеже изображено устройство для реализации предложенного способа, общий вид.

Устройство состоит из автоклава, выполненного в виде вертикальной цилиндри20 ческой оболочки 1 с герметичными крышками 2 и 3, в полости которой размещен подвижный боек 4 с уплотнением 5 по боковой поверхности. Боек зафиксирован в крайнем верхнем положении замковым устройством 6. Под эвтоклавом для зкономии производственной площади размещена емкость 7 для слива воды 8, соединенная через конденсационную магистраль 9 и вентиль

10 с полостью автоклава. Полость вакуумного ресивера 11 соединена с магистралью через клапан 12 с вакуумным насосом 13, а также с устройством для контроля степени вакуумирования 14 и устройством 15 для контроля заполнения водой автоклава, Клапан 16 служит для подключения полости над бойком к вакуумному насосу, Полость автоклава через вентиль (на чертеже не показан), трубопровод 17 подачи пара и перфорированную трубу 18 подключена к источнику пара, Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Исходный продукт, например солому, загружают в сетчатые (при предварительном измельчении соломы) или решетчатые (без предварительного измельчения) контейнеры, которые помещают в автоклав 1.

После закрывания крышек 3, при первом заполнении открывают вентиль 10 и заполняют емкость 7 водой из водоподводящей магистрали, Уровень заполнения контролируется, например, поплавковым клапаном (на рис, не показан). Через клапан 12 полость автоклава вакуумируется и из исходного продукта удаляется воздух. Время и глубина вакуумирования зввисят от влажности исходного продукта. После завершения процесса вакуумирования вентиль 10 соединяет емкость 7 с автоклавом 1, отключая емкость от водоподводящей магистрали.

При этом вода из емкости 7 под действием перепада давления атмосфера-вакуум, воздействующего на свободную поверхность воды в емкости, заполняет автоклав до уровня отверстий, сообщающих полость автоклава с вакуумным ресивером 11. Контроль заполнения осуществляется посредством крана 15 контроля заполнения, который может быть подключен к сливной емкости 7.

После заполнения автоклава водой кран 15 и вентиль 10 закрывают, полость над водой вакуумируют до давления, равного давлению насыщенного водяного пара. При этом вода закипает — во всем объеме образуются мелкие пузырьки, заполненные газом и паром, извлеченными из воды и соломы. Процесс замачивания интенсифицируется, так как отсутствуют воздушные пробки, препятствующие проникновению влаги в капиллярную систему соломы, Учитывая достаточно широкие пределы рекомендуемой влажности (для соломы

70...80%), а также экономичность процесса, выбирается время замэчивания. По окончании замачивания срабатывает клапан 16, сообщающий полость над бойком с атмосферой, и замковое устройство 6 освобождает боек 4, который под действием перепада давления атмосфера-вакуум ускоряется и ударяет по воде, В воде распространяется ударная волна сжатия, обеспечивающая скачкообразное повышение давления, которое захлопывает кавитационные пузырьки, При этом импульсное давление воздействует на исходный продукт, измельчая его на внутриклеточном уровне, Вакуумный ресивер 11 позволяет исключить воздушную подушку между поверхностями воды и бойка, возникающую при движении бойка вниз и соответствующем уменьшающемся объеме полости под бойком, которая откачана до относительно невысокой степени разрежения (форвакуум).

При этом избыточный воздух удаляется из полости автоклава и обеспечивается ударное нагружение воды без дополнительных потерь энергии на сжатие воздушной подушки и возникающем при этом растягивании ударного импульса во времени, После нанесения удара клапан 12 сообщает полость под бойком через вакуумный ресивер с атмосферой, а клапан 16 полость над бойком с вакуумным насосом. Перепад давления атмосфера-вакуум возвращает боек 4 в исходное положение, в котором он фиксируется замковым устройством 6, Вода из автоклава под действием силы тяжести через конденсационную магистраль сливается в емкость 7. После слива воды в перфорированную трубу 18 через трубопровод 17

1813401 подается пар повышенной температуры, обработку которым исходного продукта проводят в течение времени, предусмотренного для данного режима. По окончанию обработки пар из автоклава выпускают в атмосферу через клапан 12. Готовый продукт через крышку 2 выгружают иэ автоклава, Использование изобретения позволяет ускорить процесс гидробаротермической обработки благодаря предварительному вакуумированию исходного продукта и удалению воздуха иэ капиллярной системы растительной ткани, что улучшает условия проникновения влаги в капилляры, Воздействие на исходный продукт мощных импульсов давления при схлопывании кавитационных пузырьков позволяет измельчать корма на внутриклеточном уровне с . необратимо измененной молекулярной структурой, что способствует повышению его качества и питательности. Импульсы давления обусловливают мгновенные разрывы микроорганизмов и простейших, находящихся в водной среде. В готовом продукте содержится меньше остаточных количеств пестицидов, уничтожаются семена сорных растений. Локальная обработка импульса " и давления позволяет уменьшить давление пара при последующей обработке, что повышает безопасность труда при эксплуатации автоклава. Организация процесса холодного кипения препятствует вывариванию из исходного продукта ценных питательных веществ. Устройство для реализации способа отличается конструктивной простотой, не требуется насос для подаМи воды, высока производительность.

Формула изобретения

1. Способ гидробаротермической обработки грубых кормов, включающий загрузку корма в автоклав, создание в автоклаве вакуума, заполнение его водой с последующим повышением давления в автоклаве и обработку корма паром после эамачивания, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и качества корма, после заполнения автоклава водой и

5 перед повышением давления воду доводят до кипения, а давление повышают скачкообразно.

2. Способ по и. 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что доведение воды до кипения осуще10 ствляют созданием в автоклаве разрежения воздуха над водой до давления, равного давлению насыщенного водяного пара.

3, Способ по и, 1, отл и ч а ю шийся тем, что скачкообразное повышение давле15 ния создают ударом твердого тела по поверхности воды.

4, Устройство для гидробаротермической обработки грубых кормов, содержащее автоклав в виде цилиндрической оболочки с

20 .крышкой, вакуумный насос и сообщающие полость автоклава с вакуумным насосом и атмосферой магистрали с клапанами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено размещенным в полости автоклава бой25 ком с расположенными на его боковой поверхности уплотнениями, касающимися внутренней поверхности оболочки, и размещенным в верхней части автоклава замковым устройством фиксации бойка в

30 крайнем верхнем положении, при этом цилиндрическая оболочка установлена вертикально, а магистрали с клапанами подключены к автоклаву над и под бойком.

5. Устройство поп.4, отл ича ю u,ее35 с я тем, что оно снабжено установленным коаксиально наружной поверхности оболочки вакуумным ресивером, связанным с вакуумным насосом и полостью автоклава под бойком.

40 6. Устройство по и. 4, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено устройством контроля степени вакуумирования полости автоклава под бойком, соединенным с вакуумным ресивером, 1813401

Редактор Л.Волкова

Заказ 1793 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель В,Маляковский

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

rÞ