СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА УДОБРИТЕЛЬНЫХ И ПИЩЕВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК C05F3/00 C05F3/06 A23K1/00 

Изобретение относится к способам и устройствам для производства удобрительных и пищевых концентратов на основе аэробной микробиологической ферментации органических веществ. Управляемый микробиологический процесс позволяет подвергнуть разрушению клетчатку, белки, жиры углеводы исходного сырья, повысить концентрацию легкоусваиваемых высшими организмами и растениями питательных веществ, подвергнуть обеззараживанию продукцию и решить вопросы длительного ее хранения.

Сырьем для производства могут служить либо высококачественные органические продукты, например, мясо, рыба, молоко, фрукты, овощи и другие,- с приготовлением по выбранной рецептуре полуфабрикатов для питания людей, либо сырьем являются органические отходы промышленного или сельскохозяйственного производства, на основе которых, например, пищевых отходов, жмыха, зеленой растительной массы и т.п. производятся кормовые добавки в рацион животных, или из навоза, птичьего помета и других органических отходов, производятся эффективные удобрения типа компостов. Предлагаемые способ и устройство применимы во всех перечисленных случаях.

Прототипом предлагаемых способа и устройства выбрано наиболее близкое к ним по технической сущности и достигаемому результату изобретение, использующее процесс микробиологической ферментации органических отходов. Способ включает подачу сырья, смешивание его с сорбентом и формирование насыпи из полученной смеси в боксах, именуемых ферментерами, которые оборудованы средствами
загрузки в виде дисковых метателей;
активного вентилирования насыпи снизу, из уложенных рядами перфорированных аэрационных труб;
утилизации части тепла, появляющегося в результате микробиологического процесса;
рыхления насыпи.

Основными недостатками работы прототипа являются неравномерность аэрации всех слоев ферментируемой массы ввиду подачи воздуха только снизу, из отдельных отверстий аэрационных труб, большое аэродинамическое сопротивление продувку воздухом, значительная неравномерность температурного поля, большие потери тепла через основание ферментеров из сформированной на их полах насыпи.

В предлагаемом изобретении поставлена цель устранения перечисленных недостатков и, в результате, ускорения процесса аэробной микробиологической ферментации органических веществ.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе производства удобрительных и пищевых концентратов, включающем дозированную подачу составляющих, их смешивание, загрузку смешанной массы в ферментеры, активную аэрацию массы с обеспечением теплоутилизации и очистки отработанных газов, согласно изобретению, массу после смешивания, перед загрузкой в ферменты подвергают гранулированию, а активную аэрацию массы осуществляют ее продувкой попеременно с противоположных направлений с одновременным электрообогревом воздушного пространства вокруг ферментеров.

На фиг. 1 приведена блок-схема, отражающая основные технологические операции предлагаемого способа. Схема включает в себя элементы дозированной подачи составляющих 1, их смешивания 2, гранулирования смеси 3, загрузки ею ферментов 4, ферментацию 5, обеспечиваемую использованием средств активной аэрации 6, теплоизоляции ферментов посредством кожуха 7 и электрообогрева воздуха в пространстве под кожухом с возможностью его регулирования и термостатирования 8. Согласно схеме осуществляется также теплоутилизация 9 и очистка отработанных газов 10.

Придание смеси вида гранул обеспечивает равномерное распределение влаги по объему, гораздо большую проницаемость массы для воздушного потока, а, следовательно, снижение аэродинамического сопротивления и выравнивание скоростей движения.

В предлагаемом способе изменен режим продувки массы, в каждом ферменте он осуществляется попеременно снизу и сверху, что позволяет равномернее насыщать кислородом как нижние, так и верхние слои. Для выравнивания температурного поля используется электронагрев с регулированием и стабилизацией температуры воздуха в пространстве под термоизолирующим кожухом вокруг ферментеров.

В совокупности перечисленные меры позволяет получить микробиологический процесс ферментации качественно отличающийся от такового при способе применяемом в изобретении-прототипе. Получаемый процесс более быстрый, устойчивый и равномерный по объему, что положительно сказывается на биотермическом обеззараживании, глубине переработки и качестве продукции, хранение и применение которой в гранулированном виде создает дополнительные удобства.

Использование предлагаемого способа и устройства для его осуществления позволяет ускорить процесс микробиологической ферментации органических веществ на 40.50 процентов, по сравнению с прототипом.

Предлагаемое устройство для осуществления способа производства удобрительных и пищевых концентратов, содержащее один или несколько ферментеров и систему активного вентилирования смеси, согласно изобретению, имеет ферментеры выполненные в виде эластичных переносных контейнеров подсоединенные сверху и снизу к системе активного вентилирования и накрытые теплоизолирующим кожухом, внутри которого установлен блок электрического нагрева воздуха с регулированием и термостатированием. Воздуховоды системы активного вентилирования выполнены в виде эластичных рукавов, подсоединенных к ферментерам с помощью жестких цилиндрических муфт.

На фиг. 2 и 3 изображена схема группировки ферментеров 1, подвешиванием их на специальных вертикальных стойках 2 с подведением к ним воздуховодов сверху и снизу 3, регулированием направления продувки массы дроссельной заслонкой 4. Показаны теплоизолирующий кожух 5, половинки которого способны поворачиваться вокруг шарнирной оси 6, воздухонагреватель 7 и электрообогреватель воздуха 8 совмещенный с блоком регулирования температуры и термостатирования.

В подвешенном состоянии ферментеры не соприкасаются с полом и ограждающими конструкциями кожуха, вследствие чего потери тепла резко уменьшаются по сравнению с прототипом.

Блок термостатирования позволяет поддерживать температуру воздуха вокруг ферментеров не ниже заданной и, при необходимости, автоматически включать электроподогрев.

Производство удобрительных и пищевых концентратов, в соответствии с предлагаемыми способом и устройством, осуществляется следующим образом.

Исходные составляющие дозировано подаются в смеситель, смешиваются и гомогенизируются, после чего смесь поступает в гранулятор из которого, в виде гранул, загружается в переносные эластичные контейнеры-ферментеры.

Наполненные ферментеры перемещаются к устройству осуществляющему предлагаемый способ ферментации и на его рабочей площадке подвешиваются к вертикальным стойкам. Каждый ферментер сверху и снизу подсоединяют к системе активного вентилирования. Подготовленные образом один или группа ферментеров накрывается теплоизолирующим кожухом и начинается процесс ферментации, заключающийся в электроподогреве воздуха внутри теплоизолирующего кожуха до рабочей температуры с последующим термостатированием и, одновременной, продувкой потоком воздуха гранулированной массы в ферментерах, с попеременной подачей его то снизу, то сверху, в соответствии с программой управления дроссельной заслонкой в подающем воздуховоде. Отработанный воздух, под давлением подаваемого, вытесняется из ферментеров через специальные клапаны одностороннего движения потока, в пространство под теплоизолирующий кожух и, через отдельный воздуховод в слой торфа, служащий фильтром.

Благодаря электроподогреву микробиологическая ферментация протекает стабильно и быстро, с выделением большого количества тепла, а подача достаточного объема кислорода как в нижние, так и верхние слои гранулированной массы способствует глубокой переработке органического вещества в готовую продукцию.

Использование: в производственных процессах аэробной микробиологической ферментации органических веществ с получением концентратов в виде удобрительных компостов, кормовых добавок животным, пищевых продуктов для людей. Сущность изобретения: способ предусматривает после смешивания составляющих - гранулирование смеси и подачу ее в ферментеры, где она аэрируется в режиме попеременной продувки воздухом с противоположных направлений. Одновременно ведется электрообогрев воздушного пространства вокруг ферментеров с регулированием и стабилизацией температуры. Устройство для осуществления указанного способа содержит ферментеры, выполненные в виде эластичных переносных контейнеров, каждый из которых подсоединен сверху и снизу к системе активного вентилирования, воздуховоды которой выполнены в виде эластичных рукавов. Получаемая конструкция накрывается теплоизолирующим кожухом, внутри которого находится блок электрического обогрева воздушного пространства вокруг ферментеров с регулированием температуры и термостатированием. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ производства удобрительных и пищевых концентратов, включающий дозированную подачу составляющих, их смешивание, загрузку смеси в ферментеры, активную аэрацию массы газовоздушной смесью, отличающийся тем, что массу после смешивания перед загрузкой в ферментеры подвергают гранулированию, а активную аэрацию массы осуществляют ее продувкой попеременно с противоположных направлений с одновременным электрообогревом воздушного пространства вокруг ферментеров. 2. Устройство для производства удобрительных и пищевых концентратов, содержащее ферментеры и систему активного вентилирования смеси с воздуховодами, отличающееся тем, что ферментеры выполнены в виде эластичных переносных контейнеров, сверху и снизу подсоединенных к системе активного вентилирования смеси и накрытых теплоизолирующим кожухом, внутри которого установлен блок электрического нагрева воздуха с регулированием и термостатированием. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что воздуховоды системы активного вентилирования выполнены в виде эластичных рукавов, подсоединенных к ферментерам с помощью жестких цилиндрических муфт.