Устройство и способ предотвращения оттаивания сахарной свеклы при хранении Российский патент 2022 года по МПК A01F25/08 

В последние годы в зимнее время стали наблюдаться частые оттепели. По этой причине сахарные заводы стали нести убытки, т.к. при оттаивании сахарная свекла теряет сахаристость, а при неоднократном оттаивании потери увеличиваются.

Разработка устройств и способов предотвращения оттаивания сахарной свеклы является актуальным.

Известно устройство для вентилирования кагата сахарной свеклы, которое содержит горизонтально расположенные в основании кагата, поперек его продольной оси с двух сторон, перфорированные вентиляционные каналы с вентиляторами. Торец каждого вентиляционного канала оборудован наконечником в форме полого усеченного конуса. Наружное меньшее основание наконечника закрыто перфорированной пластиной, а на ¹/₂ части конической поверхности наконечника, ориентированной вниз, выполнены сквозные отверстия. [Устройство для активного вентилирования кагата сахарной свеклы» RU 2 580 354 С1 МПК A01F 25/08 (2006.01) 2016.04.10].

Недостатком устройства является отсутствие механизма регулирования температуры подаваемого в кагат наружного воздуха.

Известен способ хранения сахарной свеклы в кагатах, когда при формировании кагата, предварительно рядами и поярусно укладывают решетчатые или перфорированные, продольные и поперечные воздуховоды, соединяя их с вертикальными вытяжными трубами. Зимой, перед сезонными повышениями температуры кагаты укрывают теплоизоляционным материалом, а именно КФ-пенопластом, с целью замедления процесса нагревания свеклы. [Способ хранения сахарной свеклы в кагатах и буртах SU 1 428 280 A1, A01F 25/00 (2006.01) 07. 10. 1988].

Недостатком способа является невозможность остановить согревание сахарной свеклы при длительном потеплении.

Известно устройство для вентилирования кагата свеклы, выполненное в виде телескопического тунелеподобного канала из гофрированных листовых элементов, имеющих форму полуцилиндров. Устройство снабжено вентилятором с воздуховодом. Между вентилятором и воздуховодом установлена камера нагрева воздуха, внутри которой имеются электронагреватели, а также камера с емкостями для хладагента, представляющего собой твердый диоксид углерода (CO2), сжиженный азот (N2). С помощью хладагента температуру в кагате доводят до 0-+2°С. При изменении температуры наружного воздуха в сторону понижения или повышения от 0-+2°С, воздух или подогревают или охлаждают в названых камерах. [Установка вентилирования кагата сахарной свеклы RU 2 685 183 C1, A01F 25/08 (2006.01) 16. 04. 2019].

Недостатком устройства является необходимость монтажа телескопического тунелеподобного канала из гофрированных листовых элементов при каждом формировании кагата и его демонтаж при каждой погрузке свеклы на переработку, при этом возможны повреждения канала.

Задачей изобретения является разработка устройства и способа предотвращения оттаивания сахарной свеклы при хранении.

Выполнение задачи достигается тем, что предлагаемое устройство для предотвращения оттаивания сахарной свеклы Фиг. 1-5, содержит сублиматор 1, оснащенный манометром 2 и вентилем 3. Сублиматор 1 с помощью воздуховода 4 соединен со смесителем 5. С тем же смесителем 5, с помощью воздуховода 6, соединен воздухозаборник 7, оснащенный вентилятором 8 и вентилем 9. Смеситель 5 оснащенный манометром 10, термометром И вентилятором 12, и вентилем 13, соединен с помощью воздуховода 14 с напорным коллектором 15. К напорному коллектору 15 присоединены напорные трубы 16 и 17 различной длины с выпускными отверстиями 18. Концы всех труб 16 и 17 закрыты заглушками 19. В коротких напорных трубах 16, доходящих до воображаемой продольной оси кагата 20, выпускные отверстия 18 имеются по всей длине трубы. В длинных напорных трубах 17, доходящих до противоположного края кагата 20, напорные отверстия 18 имеются только в дальней половине трубы, что находится за воображаемой осью кагата 20. Это делают для того, чтобы напор создаваемый вентилятором 12 сохранялся и в дальней части трубы. Кагат 20 размещен на площадке 21, в поверхностном слое которой проложены вытяжные трубы 22 и 23 разной длины, в которых имеются вытяжные отверстия 24. В более коротких вытяжных трубах 22, доходящих до продольной оси кагата 20, вытяжные отверстия 24 имеются по всей длине трубы, а в длинных вытяжных трубах 23, доходящих до противоположного края кагата 20, вытяжные отверстия 24 имеются только в дальней половине трубы, находящейся за воображаемой осью кагата 20. Все вытяжные трубы 22 и 23 подсоединены к вытяжному коллектору 25, который с помощью воздуховода 26, на котором установлены манометр 27 и вентиль 28, соединен с накопителем примесей 29, оснащенным термометром 30. Накопитель примесей 29 с помощью воздуховода 31 соединен с вытяжным вентилятором 32.

Кагат 20 с положенными на его поверхность напорными трубами 16 и 17 покрыт воздухонепроницаемой пленкой 33 (например полиэтиленовая пленка), поверх которой помещен теплоизоляционный материал 34 (например изоспан). Внутри кагата находятся термометры 35. Все вентиляторы в устройстве с регулируемой скоростью вращения.

Выполнение задачи также достигается тем, что, согласно предлагаемому способу предотвращения оттаивания сахарной свеклы при хранении в кагатах, сахарную свеклу из мест выращивания доставляют к месту хранения и размещают на площадке 21. В верхнем слое площадки 21 предварительно прокладывают вытяжные трубы 22 и 23 разной длины, в которых проделывают отверстия для всасывания воздуха и прокладывают объединяющий их коллектор 25, который изготавливают из такой же трубы. Вытяжные трубы и вытяжной коллектор используют многократно, без демонтажа. В зимний период сахарная свекла промерзает до наружной температуры. При наступлении оттепели т.е. при приближении температуры наружного воздуха к критической 0 - минус 3°С, на поверхность кагата 20 помещают напорный коллектор 15 с присоединенными к нему гибкими напорными трубами 16 и 17. Гибкость трубам необходима для того чтобы их плотно положить на поверхность кагата имеющего выпуклую форму. Затем поверхность кагата 20, напорный коллектор 15, напорные трубы 16 и 17 накрывают воздухонепроницаемой пленкой 33, поверх пленки размещают теплоизоляционный материал 34. Внутри кагата помещают один или несколько термометров 35 для контроля температуры.

Затем в сублиматоре 1 производят сублимирование диоксида углерода. Для этого, в сублиматор 1 помешают твердые фракции диоксида углерода. При обычном состоянии атмосферного воздуха диоксид углерода сублимирует, т.е. переходит из твердого состояния, в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Полученный таким образом сублимированный газообразный диоксид углерода имеет температуру равную 78,4-78,8°С. При переходе из твердого состояния в газообразное диоксид углерода увеличивается в объеме в 600-800 раз, что создает давление внутри герметичного сублиматора 1 более 1 бар.

Сублимированный газообразный диоксид углерода, без механического побуждения, используя создавшееся при сублимации давление, выпускают из сублиматора 1 через вентиль 3 и воздуховод 4 в смеситель 5. С помощью воздухозаборника 7, оснащенного вентилятором 8, наружный воздух через вентиль 9 и воздуховод 6 подают в смеситель 5. В смесителе 5 наружный воздух с помощью вентилятора 12 смешивают с сублимированным диоксидом углерода. Соотношение количества CO2 и наружного воздуха регулируют с помощью вентилей 3, 9, при этом доводят температуру смеси до заданной температуры (например минус 10°С.) и до заданного давления (например 1,5-2,0 бар.) Полученную воздушную смесь через вентиль 13 и воздуховод 14 нагнетают в напорный коллектор 15, далее, через напорные отверстия 18, проделанные в напорных трубах 16 и 17, выпускают в верхнюю часть кагата 20 (пространство между корнями сахарной свеклы находящейся в кагате 20). Для равномерной подачи воздушной смеси в кагат 20, в зависимости от ширины кагата предусмотрено применение труб разной длины (два или более типоразмера). Мы описываем два типоразмера труб, короткая 16 и длинная 17).

Одновременно, с помощью вытяжного вентилятора 32, создают вакуум в вытяжных трубах 22 и 23. Воздух, находящийся в нижней части кагата 20, а затем и воздушную смесь, через вытяжные отверстия 24, вытягивают в коллектор вытяжной 25. От него по стационарному воздуховоду 26 смесь перемещают до накопителя примесей 29 в котором установлен термометр 30, для контроля температуры выходящей из кагата смеси. В накопителе 29 под собственным весом оседают на дне накопителя куски корней свеклы, ботвы, земли и другие примеси, подхваченные потоком смеси из межкорневого пространства в кагате 20. По мере накопления примесей их из накопителя удаляют. Затем, по воздуховоду 31 с помощью вытяжного вентилятора 32 смесь удаляют за пределы кагата и устройства.

С целью создания равномерного вакуума по всей площади кагата 20, в зависимости от ширины кагата, применяют вытяжные трубы разной длины, в нашем случае применяем два типоразмера труб, короткая 22 и длинная 23.

Созданные вакуум в нижней части кагата и повышенное давление в верхней части кагата вызывают перемещение холодной воздушной смеси сверху вниз через весь объем кагата, тем самым охлаждают сахарную свеклу до заданной температуры.

При достижении заданной температуры в корнях сахарной свеклы процесс охлаждения прекращают.

При приближении наступлении очередной оттепели, процесс охлаждения сахарной свеклы возобновляют.

Перед погрузкой и транспортировкой сахарной свеклы на переработку, с кагата снимают теплоизоляционный материал 34 и воздухонепроницаемую пленку 33, затем убирают напорный коллектор 15 с напорными трубами 16 и 17. При этом вытяжные трубы 22 и 23, а также вытяжной коллектор 25, а также другое оборудование оставляют на месте для последующего многократного использования, т.е. демонтаж его не производят.

Источники информации

1. Устройство для активного вентилирования кагата сахарной свеклы RU 2 580 354 C1 A01F 25/08 (2006.01) 10. 04.2016.

2. Способ хранения сахарной свеклы в кагатах и буртах SU 1 428 280 А1, A01F 25/00 (2006.01) 07. 10. 1988.

3. Установка вентилирования кагата сахарной свеклы RU 2 685 183 C1, A01F 25/08 (2006.01) 16. 04. 2019.

Изобретение относится к хранению сельскохозяйственной продукции, в частности к хранению сахарной свеклы в кагатах. Устройство содержит сублиматор, воздухозаборник, смеситель, который соединен с напорным коллектором и трубами разной длины. Кагат сахарной свеклы размещен на площадке, в поверхностном слое которой проложены вытяжные трубы разной длины, подсоединенные через коллектор к вытяжному вентилятору. Кагат покрыт воздухонепроницаемым материалом, поверх которого размещен теплоизоляционный материал. По данному способу сублимированный диоксид углерода смешивают с наружным воздухом, полученную при этом смесь доводят до заданной температуры и до заданного давления, затем ее нагнетают в верхнюю часть кагата. Одновременно создают вакуум в нижней части кагата, тем самым вызывают перемещение холодной воздушной смеси сверху вниз кагата, охлаждая сахарную свеклу до заданной температуры, при достижении которой процесс охлаждения прекращают. При приближении очередной оттепели процесс охлаждения сахарной свеклы возобновляют. Техническим результатом является предотвращение оттаивания сахарной свеклы при хранении. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для предотвращения оттаивания сахарной свеклы при хранении, характеризующееся тем, что состоит из сублиматора, воздухозаборника, смесителя, вентиляторов, вентилей, труб, коллекторов, манометров, термометров, при этом сублиматор, оснащенный манометром и вентилем, и воздухозаборник, оснащенный вентилятором и вентилем, с помощью воздуховодов соединены со смесителем, оснащенным манометром, термометром и вентилятором, который соединен с помощью воздуховода с напорным коллектором, к которому присоединены напорные трубы разной длины с выпускными отверстиями и заглушками, кагат сахарной свеклы размещен на площадке, в поверхностном слое которой проложены вытяжные трубы разной длины, в которых имеются вытяжные отверстия, вытяжные трубы подсоединены к вытяжному коллектору, который с помощью воздуховода соединен с накопителем примесей, оснащенным термометром, который с помощью воздуховода соединен с вытяжным вентилятором, кагат с размещенными на его поверхности напорным коллектором и напорными трубами покрыт воздухонепроницаемым материалом, поверх которого размещен теплоизоляционный материал, внутри кагата установлены термометры.

2. Способ предотвращения оттаивания сахарной свеклы при хранении с использованием устройства по п. 1, характеризующийся тем, что сахарную свеклу размещают на площадке, в верхнем слое которой прокладывают вытяжные трубы разной длины и объединяющий их коллектор, на поверхность кагата помещают напорный коллектор с напорными трубами, затем поверхность кагата, напорный коллектор, напорные трубы накрывают воздухонепроницаемым материалом, поверх которого размещают теплоизоляционный материал, затем в сублиматоре производят сублимирование диоксида углерода, полученный газ выпускают из сублиматора в смеситель, куда с помощью вентилятора подают наружный воздух, где воздух и газ смешивают, полученную при этом смесь доводят до температуры минус 10°С и до давления 1,5-2,0 бар, затем ее нагнетают в напорный коллектор, далее через отверстия, проделанные в напорных трубах, выпускают в верхнюю часть кагата, одновременно создают вакуум в нижней части кагата с помощью вытяжного вентилятора, вытяжного коллектора и вытяжных труб, тем самым вызывают перемещение холодной воздушной смеси сверху вниз через весь объем кагата и охлаждение сахарной свеклы до заданной температуры, при достижении которой процесс охлаждения прекращают, при приближении очередной оттепели процесс охлаждения сахарной свеклы возобновляют, при этом оборудование используют многократно.