Способ получения витаминно-кормовой добавки из трав и зеленых растений и устройство для сушки измельченной растительной массы
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам искусственной сушки растительной массы, и может быть использовано для получения высушенных травяных кормов. Способ предусматривает скашивание травы или сбор иной растительной массы, ее измельчение и сушку. Сушку растительной массы осуществляют к условиях высокого разрежения в герметически закрываемом резервуаре за счет тепловой энергии, поступающей в высушиваемую растительную массу через стенки резервуара, обогреваемые в дневное время прямым или отраженным солнечным излучением. Выделяющиеся при нагреве растительной массы водяные пары отводят в конденсационную установку, работу которой обеспечивают при помощи охладителя или холодильной установки. Неконденсируемые газы из резервуара и конденсационной установки откачивают вакуумным насосом. Использование изобретения позволит сократить затраты энергии, требующейся для обезвоживания растительной массы. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к способам искусственной сушки растительной массы и может быть использовано в сельском хозяйстве для получения высушенных травяных кормов, предназначенных для использования при производстве комбикормов, кормовых смесей или для непосредственного скармливания сельскохозяйственным животным и птице.
Известен способ получения витаминно-кормовой добавки, предусматривающий скашивание, измельчение (до сечки) и сушку травы, размол сечки, гранулирование полученной муки и упаковку. По этому способу сушку травы осуществляют путем ее нагрева при большой температуре (400-800°С) за короткое время (1-10 минут) в специальных агрегатах травяной муки. Непродолжительное воздействие высокой температуры быстро сушит траву и не разрушает белки и витамины. Недостатком известного способа является высокий расход топлива на проведение процесса обезвоживания растительной массы (см. В.М.Халанский, И.В.Горбачев Сельскохозяйственные машины. М.: КолосС, 2004 г. С.290-292).
Технической задачей, решаемой изобретением, является обеспечение возможности глубокой сушки измельченной растительной массы за счет теплоты солнечного излучения в условиях, исключающих разрушение питательных и витаминных веществ, содержащихся в высушиваемой растительной массе, от воздействия солнечной радиации или в результате биологических процессов.
Для решения поставленной технической задачи способ получения витаминно-кормовой добавки предусматривает скашивание травы или сбор иной растительной массы, ее измельчение и сушку, в котором сушку растительной массы осуществляют в условиях высокого разрежения в герметически закрываемом резервуаре за счет тепловой энергии, поступающей в высушиваемую растительную массу через стенки резервуара, способные к обратимой деформации под действием атмосферного давления и обогреваемые в дневное время прямым или отраженным солнечным излучением. Выделяющиеся при нагреве растительной массы водяные пары отводят в конденсационную установку, работу которой обеспечивают при помощи охладителя или холодильной установки. Неконденсируемые газы из резервуара и конденсационной установки откачивают вакуумным насосом. Высушиваемую растительную массу в резервуаре предпочтительно уплотняют для улучшения условий перераспределения тепла и влаги по объему растительной массы. Во время сушки абсолютное давление в резервуаре поддерживают не выше 5 кПа.
Для решения поставленной технической задачи устройство для сушки измельченной растительной массы выполнено в виде герметичной вакуумной системы, содержащей герметически закрываемый резервуар для высушиваемой массы, одна или несколько стенок которого способны к обратимой деформации под действием атмосферного давления, а также сообщающиеся с резервуаром конденсационную установку и вакуумный насос. Во внутренней зоне резервуара предпочтительно расположен перфорированный трубопровод, посредством которого внутренняя зона резервуара сообщается с вакуумной системой.
Стенки герметически закрываемого резервуара предпочтительно выполнены из упругоэластичного материала, например из резины, и окрашены в темные тона для лучшего поглощения теплового солнечного излучения.
Стенки герметично закрываемого резервуара могут быть выполнены многослойными и содержать внешний герметичный слой, выполненный из тонкого эластичного или упругоэластичного материала, и внутренний силовой слой, выполненный из металлических пластин или тканого материала высокой прочности.
Использование заявленного изобретения позволит получить следующий технический результат.
Использование тепловой энергии солнечного излучения, попадающего на поверхность резервуара с высушиваемой растительной массой в дневное время, позволит сократить затраты энергии, требующейся для обезвоживания растительной массы. Способные к обратимой деформации стенки резервуара позволят уплотнить высушиваемую растительную массу под действием внешнего атмосферного давления и обеспечат плотный тепловой контакт обогреваемых солнцем стенок резервуара с высушиваемой растительной массой. Высокое разрежение, поддерживаемое в резервуаре с помощью вакуумного насоса, позволит остановить процесс дыхания и микробиологического разложения находящейся в резервуаре живой растительной массы и обеспечит полную сохранность содержащихся в растительной массе питательных и витаминных веществ на протяжении всего процесса сушки. Непрозрачные стенки резервуара позволят защитить высушиваемую растительную массу и содержащиеся в ней биологически активные вещества от прямого воздействия солнечной радиации. Высокое разрежение в резервуаре позволит исключить перегрев влажной растительной массы за счет низкой температуры испарения содержащейся в ней влаги. Так, при абсолютном давлении 5 кПа температура влажной растительной массы в резервуаре не превысит 32,8°С, при абсолютном давлении 2 кПа не превысит 17,5°С.
Внутренний силовой слой многослойной эластичной стенки резервуара позволит защитить внешний герметичный слой резервуара от воздействия посторонних включений в растительной массе при сжатии резервуара под действием внешнего атмосферного давления.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показан вариант устройства для сушки измельченной растительной массы.
Устройство содержит резервуар 1, в который помещают высушиваемую растительную массу 2, конденсатор 3 конденсационной установки и вакуумный насос 4, образующие герметичную вакуумную систему. Резервуар 1 имеет эластичные стенки и герметически закрываемый вход (клапан-свертка или люк) 5, через который осуществляется загрузка и выгрузка растительной массы, а также перфорированный (во внутренней зоне резервуара) трубопровод 6, посредством которого внутренний объем резервуара сообщается с конденсатором и вакуумным насосом.
Реализация способа и работа установки осуществлены следующим образом.
Измельченную растительную массу 2 помещают внутрь резервуара 1, после чего резервуар герметично закрывают. В конденсатор 3 подают охлаждающее рабочее тело 7 и включают вакуумный насос 4. Воздух, содержащийся в резервуаре 1, через перфорированную трубу 6 поступает в конденсатор 3, в котором из него удаляются водяные пары, конденсирующиеся на охлаждаемых поверхностях конденсатора, после чего воздух вакуумным насосом 4 из конденсатора 3 удаляют в атмосферу.
Под действием внешнего атмосферного давления эластичные стенки резервуара 1 деформируются, сжимая, распределяя и уплотняя находящуюся в резервуаре влажную растительную массу 2. После достижения рабочего разрежения процесс сжатия растительной массы и удаления воздуха из резервуара 1 прекращается, однако набирает силу процесс испарения и перемещения в конденсатор 3 влаги, содержащейся в высушиваемой растительной массе. Температура, при которой происходит испарение влаги из влажной растительной массы, строго зависит от поддерживаемого в системе разрежения и от температуры охлаждающего рабочего тела 7, подаваемого в конденсатор 3 конденсационной установки.
В дневное время стенки резервуара 1 поглощают солнечную радиацию и нагреваются, передавая поглощенную тепловую энергию находящейся в резервуаре растительной массе. За счет поступающей тепловой энергии содержащаяся в растительной массе влага испаряется. Образующиеся водяные пары под действием перепада давлений перемещаются через слой растительной массы в перфорированную трубу 6, а затем в конденсатор 3, в котором конденсируются и в виде воды собираются в нижней зоне конденсатора. Теплота конденсации водяных паров передается рабочему телу 7 конденсационной установки и выводится во внешнюю среду. В качестве охлаждающего рабочего тела 7 может быть применена вода из системы оборотного водоснабжения либо рабочее тело стандартной холодильной установки.
Высокое давление, действующее со стороны атмосферы на гибкие стенки резервуара 1, уплотняет и выравнивает слой измельченной растительной массы. Уплотнение слоя повышает коэффициент теплопередачи через слой уже высушенной к еще влажной растительной массе, а также благоприятствует перераспределению влаги в высушиваемой массе под действием капиллярных сил. Выравнивание слоя растительной массы позволяет выровнять условия сушки для всего объема находящейся в резервуаре 1 растительной массы.
После окончания процесса сушки прекращают работу конденсационной установки и вакуумного насоса, поднимают давление в резервуаре 1 до атмосферного, открывают герметически закрываемый вход 5, через который выгружают высушенную растительную массу. Дренируют влагу, собранную в конденсаторе 3. Выгруженную растительную массу размалывают, гранулируют и упаковывают.
1. Способ получения витаминно-кормовой добавки, предусматривающий скашивание растительной массы, ее измельчение и сушку, отличающийся тем, что сушку растительной массы осуществляют в условиях высокого разряжения в закрываемом резервуаре герметичной вакуумной системы за счет тепловой энергии, поступающей в высушиваемую растительную массу через стенки резервуара, способные к обратимой деформации под действием атмосферного давления и обогреваемые в дневное время прямым или отраженным солнечным излучением, причем высушиваемую растительную массу в резервуаре уплотняют посредством деформации стенок резервуара для улучшения условий перераспределения тепла и влаги по объему растительной массы и во время сушки поддерживают абсолютное давление в резервуаре не выше 5 кПа, при этом выделяющиеся при нагреве растительной массы водяные пары отводят в конденсационную установку, а неконденсируемые газы из резервуара и конденсационной установки откачивают вакуумным насосом.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после сушки растительную массу разламывают, гранулируют и упаковывают.
3. Устройство для сушки измельченной растительной массы, характеризующееся тем, что выполнено в виде герметичной вакуумной системы, содержащей резервуар, в который помещают высушиваемую растительную массу, конденсатор конденсационной установки и вакуумный насос, при этом резервуар имеет эластичные стенки, обогреваемые в дневное время прямым или отраженным солнечным излучением и способные к обратимой деформации под действием атмосферного давления, герметически закрываемый вход, через который осуществляется загрузка и выгрузка растительной массы, а также установленный в его внутренней зоне перфорированный трубопровод, посредством которого внутренний объем резервуара сообщен с конденсатором и вакуумным насосом.
4. Устройство по п.3. отличающееся тем, что стенки герметически закрываемого резервуара выполнены из упругоэластичного материала и окрашены в темные тона.
5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что стенки герметически закрываемого резервуара выполнены многослойными и содержат внешний герметичный слой, выполненный из тонкого эластичного или упругоэластичного материала, и внутренний силовой слой, выполненный из металлических пластин или тканого материала высокой прочности.
