УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ СЫПУЧИХ ПРОДУКТОВ ОБЛУЧЕНИЕМ Российский патент 1999 года по МПК A23L1/25 

Изобретение относится к установкам для обработки сыпучих продуктов облучением, в частности к устройствам для сушки и стерилизации зерна и продуктов его переработки, используемых для производства детского питания, а также может быть использовано в сельском хозяйстве при производстве кормов, в других отраслях промышленности для обработки пищевой, медико-биологической и т.п. видов продукции.

При производстве продуктов, например, лечебно-профилактического и детского питания используется сырье, которое обладает повышенной микро-биологической обсемененностью, сроки хранения этих продуктов без снижения качества весьма непродолжительны и при влажности 14,5 - 15,0% не превышают 3 - 6 суток.

Исследования показали, что при ИК-облучении в диапазоне волн 0,8 - 3,0 мкм и УФ-облучении с максимумом поглощения в диапазоне волн 254 - 258 нм и экспозиции 30 с уровень микробиологической обсемененности таких продуктов, как манная крупа, зародышевые хлопья, пшеничные отруби пищевого назначения и т. п. , снижается ниже регламентированного, влажность снижается до 7 - 10% и эти показатели не изменяются при последующем 4-месячном хранении в мешках с полиэтиленовыми вкладышами при сохранении показателей качества по содержанию жира, витаминов B₁, B₂, E и др.

Для обработки сыпучего продукта облучением известны устройства, содержащие вращающийся на роликах барабан с отверстиями для загрузки и выгрузки корма и перепуска воздуха, заключенный в цилиндрическую камеру, пространство между которой и барабаном подключено к аспирации. На внутренней поверхности барабана по винтовой линии выполнены спиральные ребра для перемещения корма, а внутри него на кронштейне укреплены излучатели с поворотными отражателями [1].

В развитие этого устройства на цилиндрической камере установлены дополнительные облучатели, в зоне выгрузки корма расположено окно нагнетания воздуха, в зоне загрузки - окно удаления воздуха, связанные с вентиляционными камерами [2].

Недостатком этих устройств является низкая эффективность обработки из-за совмещения функций сушки и обеззараживания корма в одном барабане, невозможность регулирования процесса, сложность конструкции. Эффективность снижается также за счет загрязнения и перегрева излучателей.

Известна также установка для облучения кормов, содержащая вращающийся барабан с источниками УФ- и ИК-излучения, над которыми расположен отражатель, установленный внутри экрана. Барабан в нижней части соединен со шнековым транспортером, установленным под разгрузочным приспособлением увлажнителя корма. Заодно со шнековым транспортером в виде кожуха выполнен канал для сжатого воздуха, по которому через диффузор производится обдув источников излучения. Воздух сдувает с них осевшие частицы корма, а сам дезинфицируется. Отработанный воздух отсасывается через патрубок в верхней части барабана [3].

Этим решением устраняется один из недостатков, связанный с перегревом и загрязнением источников излучения. Данное устройство принято нами за прототип.

Технический результат изобретения состоит в повышении эффективности работы и расширении функциональных возможностей установки при обработке различных по исходному качеству и ассортименту сыпучих продуктов в соответствии с необходимыми для каждого продукта режимами и набором операций, а также повышении безопасности излучателя.

Технический результат достигается тем, что известная установка, содержащая рабочий орган в виде вращающегося барабана с перемещающими выступами на внутренней поверхности и установленной внутри него кассетой ламп ИК-излучения с отражателями, размещенный в барабане шнековый транспортер, кассеты ламп УФ-излучения, загрузочное и разгрузочное устройства, систему аспирации и привод, дополнительно снабжена вторым рабочим органом в виде вращающегося барабана с кассетой ламп УФ-излучения для стерилизации продукта, расположенным под первым барабаном, при этом загрузочное устройство размещено у верхнего барабана и связано с ним шнековым транспортером, установленным в барабане с зазором, соединенным с системой аспирации, нижний барабан связан с верхним перепускным устройством и также подсоединен к системе аспирации, каждая из ламп ИК-излучения и УФ-излучения в рабочих органах дополнительно заключена в предохранительную трубу, вход и выход которой соединены с системой аспирации.

Нижний барабан выполнен с кольцевым зазором между его внутренней и наружной стенками, связанным с системой аспирации. Оба барабана имеют автономные приводы.

Сопоставительный с прототипом анализ указывает на отличия в дополнительном рабочем органе, введенном в установку, его взаимосвязи с другими конструктивными элементами, в выполнении и размещении известных узлов, что обеспечивает предложению соответствие критерию "новизна".

Исследования уровня техники также не выявили идентичного конструктивного решения и оно, на наш взгляд, неочевидно для специалистов, т.е. имеет "изобретательский уровень".

Рассмотрим, как выявленные отличия влияют на достижение поставленной цели.

Снабжение установки вторым рабочим органом с кассетами ламп УФ-излучения, связанным с первым перепускным устройством в виде самотека, позволяет использовать гибкую схему при обработке различных продуктов - продукт в зависимости от требований и от качества может быть обработан либо последовательно в каждом барабане и быть высушенным и стерилизованным, либо только в одном из них при регулируемых параметрах. Это позволяет расширить функциональные возможности установки.

Размещение в верхнем барабане шнекового транспортера, связанного с загрузочным устройством, позволяет увеличить время прохождения продукта через барабан, т. е. увеличить дозу облучения, и тем самым повысить эффективность его обработки.

Сообщение зазора между стенкой и шнеком верхнего барабана и полости между стенками нижнего барабана с аспирационной системой позволяет повысить эффективность работы излучателей и обработки продукта, т.к. удаляется испаренная влага и частицы пыли, охлаждается конечный продукт.

Автономные приводы верхнего и нижнего барабана позволяют варьировать число оборотов и упростить кинематическую схему, а также установить оптимальные параметры для повышения эффекта обработки.

Таким образом, указанные отличия позволяют достичь поставленных целей.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых на фиг. 1 схематично показан общий вид предлагаемой установки, фронтальная проекция, на фиг. 2 - то же, вид сбоку, на фиг. 3 и 4 - конструкция узла крепления ламп ИК- и УФ-излучения соответственно с предохранительными трубами (увеличено).

Установка включает раму 1, на которой установлены верхний барабан 2 с кассетой 3 ламп ИК-излучения и нижний барабан 4 с кассетой 5 ламп УФ-излучения, загрузочное устройство 6, шнековый транспортер 7, размещенный с зазором в верхней части барабана 2, электроприводы 8. Барабаны опираются на приводные ролики 9. Электроприводы 8 верхнего и нижнего барабана автономны. Установка содержит аспирационную систему с циклоном 10. Лампы ИК- и УФ-излучения заключены в предохранительные трубы 11, выполненные из оптически прозрачного материала, например кварцевого стекла. Предохранительные трубы 11 проходят через втулки 12, приваренные в торцевых стенках барабанов 2 и 4, и уплотняются с помощью резьбовой втулки 13 и прокладок 14. Кассеты ИК-ламп снабжены отражателями 15. Для вытяжки воздуха предназначен вентилятор 16. Для перемещения продукта внутри барабанов на их внутренней поверхности выполнены спиральные выступы 17. Для загрузки барабана 4 служит перепускное устройство 18, связанное с барабаном 2, а для выгрузки готового продукта в нижней части барабана 4 предусмотрено разгрузочное устройство 19. Нижний барабан 4 выполнен с кольцевым зазором 20 между его внутренней и наружной стенками. Верхний барабан 2 снабжен теплоизоляцией 21, например, из минераловаты.

Установка работает следующим образом.

Сыпучий продукт, например зернопродукты, через загрузочное устройство 6 попадает в шнековый транспортер 7, перемещается им вдоль барабана 2, вращение которого осуществляется с помощью приводных роликов 9, и попадает в полость барабана 2, внутри которого продукт перемещается спиральными выступами 17 и нагревается излучением ИК-ламп, высушиваясь. Воздух, протягиваемый вентилятором 16 через барабан 2, также нагревается от ИК-ламп, отдает свое тепло шнеку 7, предварительно подсушивая продукт, и уносит частицы пыли в циклон 10. Высушенный и очищенный от пыли продукт по перепускному устройству 18 попадает в нижний барабан 4, где также перемещается с помощью спиральных выступов, подвергается воздействию УФ-излучения, стерилизуется, охлаждается за счет прососа воздуха в кольцевом зазоре 20 барабана 4 и выходит из нижнего барабана через разгрузочное устройство 19 в упаковочную машину (не показана), где расфасовывается в пакеты и складируется. Воздух, отсасываемый из сушильного и охлаждающего барабанов в систему аспирации, проходит через циклон 10, где отделяются унесенные твердые частицы, и с помощью вентилятора 16 выбрасывается в атмосферу. Верхний и нижний барабаны имеют автономные приводы 8, процесс сушки и стерилизации продукта автоматизирован. Через предохранительные трубы 11 ламп 3 и 5 также проходит воздух в систему аспирации. Изменяя скорость движения воздуха внутри предохранительных труб можно выбрать оптимальный режим работы ламп, повысить эффективность облучения продукта и ресурс работы ламп. При этом исключается контакт пылевидных частиц продукта с нагретой до высоких температур стенкой ИК-лампы, чем обеспечиваются требования пожаробезопасности, исключается и попадание осколков стекла и паров ртути (для УФ-ламп) в продукт при случайном разрушении ламп.

В зависимости от качества подаваемого на обработку продукта установка позволяет осуществить (кроме основной, описанной выше) различные схемы работы:
- перепустить продукт в верхний барабан для сушки минуя шнек и подсушку в нем, если продукт имеет низкую влажность;
- отключить лампы ИК-излучения в верхнем барабане и подать продукт транзитом в нижний на стерилизацию, если продукт обезвожен, и т.п.

Для осуществления этих и других схем в шнеке, перепускном и разгрузочном устройствах могут быть установлены дополнительно заслонки и отводные патрубки.

Описанная установка обеспечивает получение высушенного и стерильного продукта с увеличенным сроком безопасного хранения.

Источники информации
1. Авторское свидетельство N 820786, кл. A 23 K 1/00, 1979.

2. Авторское свидетельство N 1056989, кл. A 23 K 1/00, 1983.

3. Авторское свидетельство N 1329755, кл. A 23 K 1/00, 1985.

Изобретение относится к установкам для сушки и обеззараживания сыпучих продуктов облучением и может быть использовано в пищевой, микробиологической, фармацевтической промышленности, в сельском хозяйстве. Снабжение установки вторым рабочим органом с кассетами ламп УФ-излучения, связанным с первым перепускным устройством в виде самотека, позволяет использовать гибкую схему при обработке различных продуктов. Продукт может быть обработан либо последовательно в каждом барабане и быть высушенным и стерильным, либо только в одном из них при регулируемых параметрах. Это позволяет расширить функциональные возможности установки. Размещение в верхнем барабане шнекового транспортера, связанного с загрузочным устройством, позволяет увеличить время прохождения продукта через барабан, т.е. увеличить дозу облучения, и тем самым повысить эффективность его обработки. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Установка для обработки сыпучих продуктов облучением, содержащая рабочий орган в виде вращающегося барабана с перемещающими выступами на внутренней поверхности и установленной внутри него кассетой ламп ИК-излучения с отражателями, размещенный в барабане шнековый транспортер, кассеты ламп УФ-излучения, загрузочное и разгрузочное устройства, систему аспирации и привод, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена вторым рабочим органом в виде вращающегося барабана с кассетой ламп УФ-излучения для стерилизации продукта, расположенным под первым барабаном, при этом загрузочное устройство размещено у верхнего барабана и связано с ним шнековым транспортером, установленным в барабане с зазором, соединенным с системой аспирации, нижний барабан связан с верхним перепускным устройством и также подсоединен к системе аспирации, каждая из ламп ИК-излучения и УФ-излучения в рабочих органах дополнительно заключена в предохранительную трубу, вход и выход которой соединены с системой аспирации. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что нижний барабан выполнен с кольцевым зазором между его внутренней и наружной стенками, связанным с системой аспирации. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что верхний и нижний барабаны имеют автономные приводы.