CN111248466A - 一种低耗能粉状饲料原料杀菌消毒耦合冷却一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低耗能粉状饲料原料杀菌消毒耦合冷却一体机，涉及饲料加工技术领域，包括间接式加热杀菌机、间接式物料冷却机、储水箱、循环水泵、蒸发器、冷凝器、汽液分离器、压缩机、节流装置、螺旋输送机、斗式提升机等。粉状饲料原料的杀菌消毒及冷却通过一套高效节能的热泵系统完成，饲料原料杀菌消毒需要的热量来自冷却过程放出的热量，能量消耗少，生产成本低。该一体机采用热泵技术回收杀菌消毒后粉状饲料原料中的热量，避免了传统杀菌消毒方法能耗大，能量浪费等问题。本发明把粉状饲料原料杀菌消毒与冷却结合在一起，杀菌后迅速冷却，避免破坏粉状饲料原料的营养成分及贮存输送过程的变质。

Description

一种低耗能粉状饲料原料杀菌消毒耦合冷却一体机

技术领域

本发明涉及饲料加工技术领域，特别是涉及一种低耗能粉状饲料原料杀菌消毒耦合冷却一体机。

背景技术

饲料是用来饲养动物食物的总称，主要包括大豆、豆粕、玉米、鱼粉、乳清粉等饲料原料。如今，随着人们物质生活丰富程度的提高，人们对肉蛋奶的需要日益庞大，引领了养殖业的迅速发展。养殖业的发展带动了饲料行业的发展，饲料在制作和运输过程中会受到污染，存在着大量的病菌。这些病菌进入动物体内，会导致动物死亡，造成大量的经济损失。

2018年8月以来，中国多地出现非洲猪瘟疫情，给养殖户造成巨大经济损失。美国堪萨斯州立大学动物科学工程学院Cassandra Jones教授指出，非洲猪瘟病毒可以在饲料原料中存活超30天，并可通过饲料或原料组分进行传播，这就要求养殖业者和饲料厂家执行更严格的饲料安全策略。国内的原料来源复杂，可能会有感染的风险，可以通过对原料的预处理来防范感染的风险，主要是通过加热来灭活病毒。

根据文献资料：盘式干燥机[J]，农药机械，刘广文，2008，47(5)，盘式干燥机具有产品连续输送、传热效率高、干燥速率大、产品质量好、占地小、污染少、管理方便、适用范围广等优点。适用于具有良好加热条件及物料允许较长时间接触加热的场合。对于可自由流动、不黏结的、极细粉末(100mm以下)及粒度分布宽的粒状物料处理颇为合适。

如何通过饲料生产防控非洲猪瘟病毒[J]，养猪，周琳，李职，陈静波，谭跃德，2019.02.049，可知:世界动物卫生组织建议非洲猪瘟病毒的灭活措施为高温56℃保持70分钟或60℃保持20分钟。

不同原料组分的配合饲料比热模型[J]，农业工程学报，王红英，高蕊，李军国等，2013，29(9)：285-292页，利用响应面分析法优化了配合料中主要原料混合物最小比热的不同质量分数参数，并进行了试验验证。得到的最小比热优化条件为：玉米质量分数为66％、豆粕12％、乳清粉6％时，配合料的最小热值为2536J(Kg·K)。

目前对饲料加热杀菌的装置及方法如下：

中国专利CN209121253U公开了一种高熟化饲料生产用高温熟化杀菌装置，该高熟化饲料生产用高温熟化杀菌装置，通过蒸汽锅炉产生蒸汽，经由蒸汽管输送至熟化桶内，通过蒸汽喷咀表面开设的多个蒸汽出口使蒸汽对四周的饲料进行喷射，驱动电机带动转轴和转轮转动，从而使饲料在熟化桶内均匀搅拌，从而达到了使饲料熟化均匀的效果。

中国专利CN107983188A公开了一种加热杀菌式饲料搅拌送料装置，该装置通过在下搅拌片的上下表面上固定设置有加热片，具有对饲料进行加热和保温的功能；在搅拌箱的内腔左右侧面上焊接固定紫外线杀菌器，具有对饲料进行杀菌和除臭的功能。

中国专利CN108224951A公开了一种基于离心散料的饲料杀菌烘干装置，该装置通过分散拌料加热杆在物料上下流动的时候加热搅拌，从而提高了物料的离散程度，从而提高了对物料的烘干消毒效果。

中国专利CN107647458A公开了一种家畜饲料粉碎干燥杀菌一体装置，该装置通过将鼓风机的右端通过出风管和加热器相连接，具有对粉碎的饲料进行干燥处理的功能。

中国专利CN108195188A公开了一种基于内循环的饲料杀菌烘干装置，该装置使物料沿着提升筒上升，然后从溢流管中流出，这样就实现了物料的循环，从而消除了搅拌死角，在物料从溢流管中落下时物料会被资料消毒灯加热和消毒。

中国专利CN107535797A公开了一种用于豆粕饲料生产的带杀菌功能的干燥装置，该装置干燥箱的内部焊接有水平设置的隔离板，且隔离板将干燥箱的内部分割形成有处理腔和空腔，所述处理腔位于空腔的上方，所述转动杆的两侧外壁均焊接有扇叶，所述扇叶的一边外壁上开设有圆孔，避免了高温直接干燥造成的焦化问题。

中国专利CN107691966A公开了一种中心散热式家畜饲料用干燥杀菌装置，该装置通过将鼓风机的右端通过进气管和加热器相连接，加热器的右端通过进气管和过滤器相连接，具有向搅拌轴内鼓入热风的功能，在搅拌轴上设置有均匀的通孔，具有从转轴由内到外鼓出热风对饲料进行干燥的功能。

中国专利CN108606350A公开了一种防堵塞型饲料粉碎杀菌处理设备，该处理设备处理箱的顶部固定连接有粉碎箱，粉碎箱的内部并排设置有第一粉碎轴和第二粉碎轴，处理箱的两侧对称设置有杀菌装置，杀菌装置包括放灯室，放灯室的内部设置有紫外线灭菌灯，避免了现有的用于饲料加工的设备容易堵塞以及杀菌效果较差的问题。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种低耗能粉状饲料原料杀菌消毒耦合冷却一体机，以解决现有技术中饲料在杀菌消毒过程能耗高、效率低、设备复杂、维修困难、产品质量低劣等问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种低耗能粉状饲料原料杀菌消毒耦合冷却一体机，包括间接式杀菌消毒机、冷凝器、压缩机、气液分离器、蒸发器、间接式物料冷却器，提升机和输送机；所述压缩机和所述气液分离器串联设置于所述冷凝器和所述蒸发器之间；所述冷凝器用于对所述间接式杀菌消毒机进行加热，所述蒸发器用于对所述间接式物料冷却器进行冷却，所述输送机用于将所述间接式杀菌消毒机的出料输送到所述提升机，所述提升机用于将物料输送到所述间接式物料冷却器中。

可选的，所述间接式杀菌消毒机为立式筒形结构；所述间接式杀菌消毒机内部设置有与所述冷凝器相连通的加热套，所述间接式杀菌消毒机中部设置有支撑杆，所述支撑杆上由上到下依次交替活动套设有多个小空心杀菌盘和多个大空心杀菌盘，所述大空心杀菌盘的中心处设置有落料口，所述加热套与所述多个小空心杀菌盘和所述多个大空心杀菌盘的内部均连通。

可选的，所述支撑杆顶部设置有第一驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述支撑杆旋转。

可选的，所述支撑杆上设置有多个第一搅拌臂，所述多个第一搅拌臂用于对所述多个小空心杀菌盘和所述多个大空心杀菌盘上的物料进行搅拌。

可选的，所述第一搅拌臂上设置有多个耙叶。

可选的，所述间接式物料冷却器为立式筒形结构；所述间接式物料冷却器内部设置有与所述蒸发器相连通的冷却套，所述间接式杀菌消毒机中部设置有中心杆，所述中心杆上由上到下依次交替活动套设有多个小空心杀菌盘和多个大空心冷却盘，所述大空心冷却盘的中心处设置有降料口，所述冷却套与所述多个小空心冷却盘和所述多个大空心冷却盘的内部均连通。

可选的，所述中心杆顶部设置有第二驱动装置，所述第二驱动装置用于驱动所述中心杆旋转。

可选的，所述中心杆上设置有多个第二搅拌臂，所述多个第二搅拌臂用于对所述多个小空心冷却盘和所述多个大空心冷却盘上的物料进行搅拌。

可选的，所述第二搅拌臂上设置有多个耙叶。

可选的，所述间接式杀菌消毒机和所述冷凝器之间设置有第一储水箱和第一循环水泵，所述间接式物料冷却器和所述蒸发器之间设置有第二储水箱和第二循环水泵；所述冷凝器和所述蒸发器之间还设置有节流装置。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、粉状饲料原料杀菌消毒及冷却通过一套热泵系统完成，设备应用率高。

2、将粉状饲料的杀菌消毒及冷却结合在一起，杀菌消毒后的粉状饲料原料能迅速得到冷却，避免了粉状饲料原料的营养成分遭到破坏，得到的产品质量优良。

3、该一体机能回收杀菌消毒后粉状饲料原料中的热量，回收的热量能再次对粉状饲料原料进行加热杀菌。粉状饲料原料比热容为2536J(Kg·K)(不同原料组分的配合饲料比热模型[J]，农业工程学报，王红英，高蕊，李军国等，2013，29(9)：285-292页)，杀菌消毒后粉状饲料冷却至室温温度差以35℃为例，理想情况下，根据Q＝cmΔT可知1吨饲料可回收能量为88760KJ，节能效果显著。

4、粉状饲料杀菌消毒过程中物料在杀菌盘中沿阿基米德螺旋线运动轨迹翻滚前进，物料所走的路程为杀菌盘半径的5倍，达到连续输送和干燥的目的。

5、杀菌盘搅拌臂上的耙叶不断地翻动搅拌物料，使同批物料层内物料有效混合，避免料温不均匀，防止物料与杀菌盘面间的沸腾现象出现。避免物料黏结于盘面上，降低了热阻，提高了传热系数和传热效率。

6、粉状饲料冷却过程中物料在冷却盘中沿阿基米德螺旋线运动轨迹翻滚前进，物料所走的路程为冷却盘半径的5倍，达到连续输送和冷却的目的。

7、冷却盘搅拌臂上的耙叶不断地翻动搅拌物料，避免物料黏结于盘面上，使产品质量均匀。

8、斗式提升机机头部装有防逆转装置，防止物料随着畚斗的反转被卸到斗式提升机的底部，直至堆满后卡住畚斗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明低耗能粉状饲料原料杀菌消毒耦合冷却一体机的结构示意图。

附图标记说明：1、间接式杀菌消毒机；2-1、第一储水箱；2-2、第二储水箱；3-1、第一循环水泵；3-2、第二循环水泵；4、冷凝器；5、压缩机；6、气液分离器；7、节流装置；8、蒸发器；9、间接式物料冷却机；10、斗式提升机；11、螺旋输送机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1所示，本实施例提供一种低耗能粉状饲料原料杀菌消毒耦合冷却一体机，包括间接式杀菌消毒机1、冷凝器4、压缩机5、气液分离器6、蒸发器8、间接式物料冷却器，提升机和输送机；所述压缩机5和所述气液分离器6串联设置于所述冷凝器4和所述蒸发器8之间；所述冷凝器4用于对所述间接式杀菌消毒机1进行加热，所述蒸发器8用于对所述间接式物料冷却器进行冷却，所述输送机用于将所述间接式杀菌消毒机1的出料输送到所述提升机，所述提升机用于将物料输送到所述间接式物料冷却器中。

于本具体实施例中，所述间接式杀菌消毒机1为立式筒形结构；所述间接式杀菌消毒机1内部设置有与所述冷凝器4相连通的加热套，所述间接式杀菌消毒机1中部设置有支撑杆，所述支撑杆上由上到下依次交替活动套设有两个小空心杀菌盘和两个大空心杀菌盘，所述大空心杀菌盘的中心处设置有落料口，所述加热套与所述两个小空心杀菌盘和所述两个大空心杀菌盘的内部均连通。所述支撑杆顶部设置有第一驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述支撑杆旋转。所述支撑杆上设置有四个第一搅拌臂，所述四个第一搅拌臂用于对所述两个小空心杀菌盘和所述两个大空心杀菌盘上的物料进行搅拌。所述第一搅拌臂上设置有多个耙叶。

所述间接式物料冷却器为立式筒形结构；所述间接式物料冷却器内部设置有与所述蒸发器8相连通的冷却套，所述间接式杀菌消毒机1中部设置有中心杆，所述中心杆上由上到下依次交替活动套设有两个小空心杀菌盘和两个大空心冷却盘，所述大空心冷却盘的中心处设置有降料口，所述冷却套与所述两个小空心冷却盘和所述两个大空心冷却盘的内部均连通。所述中心杆顶部设置有第二驱动装置，所述第二驱动装置用于驱动所述中心杆旋转。所述中心杆上设置有四个第二搅拌臂，所述四个第二搅拌臂用于对所述两个小空心冷却盘和所述两个大空心冷却盘上的物料进行搅拌。所述第二搅拌臂上设置有多个耙叶。

所述间接式杀菌消毒机1和所述冷凝器4之间设置有第一储水箱2-1和第一循环水泵3-1，所述间接式物料冷却器和所述蒸发器8之间设置有第二储水箱2-2和第二循环水泵3-2；所述冷凝器4和所述蒸发器8之间还设置有节流装置7。

压缩机5压缩后的制冷剂通过冷凝器4将热量传递到间接式杀菌消毒机1对小空心杀菌盘和大空心杀菌盘进行加热，从而加热间接式杀菌消毒机1中的饲料；经过冷凝器4冷却后的制冷剂流经节流装置7进入蒸发器8，由蒸发器8吸收来自间接式物料冷却器的热量，从而对小空心冷却盘和大空心冷却盘进行冷却，从而冷却间接式物料冷却器中的饲料。

本发明专利的工作过程是：

接通电源，热泵开始工作，热泵热水机组中的蒸发器8内部的制冷剂汽化被吸入到压缩机5中。压缩机5将低压气态的制冷剂压缩成高温高压气体送入冷凝器4中，经冷凝器4冷凝放热将第一储水箱2-1中的水进行加热，如此循环工作，使间接式加热杀菌机中小空心杀菌盘和大空心杀菌盘内水温逐渐上升，最终保持60℃。

待间接式加热杀菌机中小空心杀菌盘和大空心杀菌盘的温度维持在60℃，将粉状饲料原料倒入间接式加热杀菌机中。首先落到最上面第一层小空心杀菌盘内圈盘面上，在支撑杆驱动的搅拌耙叶的机械作用下，边翻动搅拌混合，边连续地由里向外缘推进移动，使物料以5～20mm薄层均匀地布满于整个小空心杀菌盘面上，进行有效地接触传导加热杀菌；而后不断地从小空心杀菌盘外缘跌落到第二层大空心杀菌盘的外缘，再在耙叶作用下，大杀菌盘上的粉状饲料原料向里移动并从中间的落料口落在下层小空心杀菌盘上。大小杀菌盘上下交替排列，粉状饲料原料得以连续流过整个加热杀菌器。粉状饲料原料在间接式加热杀菌机中的时间持续在20分钟以上。

经过杀菌消毒后的粉状饲料原料通过螺旋输送机11、斗式提升机10运输到间接式物料冷却机9中。

高温高压制冷剂经过冷凝器4换热变为高压低温气液混合物，经节流装置7变成低温低压液体进入蒸发器8蒸发吸热，最后蒸发出来的低压气体进入压缩机5中进行循环。

同样，间接式物料冷却机9中的空心冷却盘中通入冷水，对杀菌后的物料进行冷却。粉状饲料原料在间接式物料冷却机9中在冷却盘搅拌臂铧犁形耙叶的作用下沿阿基米德螺旋线轨迹运动，在小空心冷却盘上的粉状饲料原料被移送到外缘，并在外缘落在下方的大空心冷却盘上，大空心冷却盘上的粉状饲料原料向里移动并从中间的降料口落在下层小空心冷却盘上。大小冷却盘上下交替排列，粉状饲料原料得以连续流过整个间接式物料冷却机9，达到持续冷却的目的，得到质量优良的产品。

本实施例中的低耗能粉状饲料原料杀菌消毒耦合冷却一体机，对粉状饲料原料的杀菌消毒及冷却通过一套热泵系统完成，不仅设备应用率高，而且能回收杀菌消毒后粉状饲料原料中的热量用于对下一批粉状饲料原料的加热杀菌。理想情况下，1吨饲料可回收能量大约为88760KJ，节能效果显著。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种低耗能粉状饲料原料杀菌消毒耦合冷却一体机，其特征在于，包括间接式杀菌消毒机、冷凝器、压缩机、气液分离器、蒸发器、间接式物料冷却器，提升机和输送机；所述压缩机和所述气液分离器串联设置于所述冷凝器和所述蒸发器之间；所述冷凝器用于对所述间接式杀菌消毒机进行加热，所述蒸发器用于对所述间接式物料冷却器进行冷却，所述输送机用于将所述间接式杀菌消毒机的出料输送到所述提升机，所述提升机用于将物料输送到所述间接式物料冷却器中。

2.根据权利要求1所述的低耗能粉状饲料原料杀菌消毒耦合冷却一体机，其特征在于，所述间接式杀菌消毒机为立式筒形结构；所述间接式杀菌消毒机内部设置有与所述冷凝器相连通的加热套，所述间接式杀菌消毒机中部设置有支撑杆，所述支撑杆上由上到下依次交替活动套设有多个小空心杀菌盘和多个大空心杀菌盘，所述大空心杀菌盘的中心处设置有落料口，所述加热套与所述多个小空心杀菌盘和所述多个大空心杀菌盘的内部均连通。

3.根据权利要求2所述的低耗能粉状饲料原料杀菌消毒耦合冷却一体机，其特征在于，所述支撑杆顶部设置有第一驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述支撑杆旋转。

4.根据权利要求2所述的低耗能粉状饲料原料杀菌消毒耦合冷却一体机，其特征在于，所述支撑杆上设置有多个第一搅拌臂，所述多个第一搅拌臂用于对所述多个小空心杀菌盘和所述多个大空心杀菌盘上的物料进行搅拌。

5.根据权利要求4所述的低耗能粉状饲料原料杀菌消毒耦合冷却一体机，其特征在于，所述第一搅拌臂上设置有多个耙叶。

6.根据权利要求1所述的低耗能粉状饲料原料杀菌消毒耦合冷却一体机，其特征在于，所述间接式物料冷却器为立式筒形结构；所述间接式物料冷却器内部设置有与所述蒸发器相连通的冷却套，所述间接式杀菌消毒机中部设置有中心杆，所述中心杆上由上到下依次交替活动套设有多个小空心杀菌盘和多个大空心冷却盘，所述大空心冷却盘的中心处设置有降料口，所述冷却套与所述多个小空心冷却盘和所述多个大空心冷却盘的内部均连通。

7.根据权利要求6所述的低耗能粉状饲料原料杀菌消毒耦合冷却一体机，其特征在于，所述中心杆顶部设置有第二驱动装置，所述第二驱动装置用于驱动所述中心杆旋转。

8.根据权利要求6所述的低耗能粉状饲料原料杀菌消毒耦合冷却一体机，其特征在于，所述中心杆上设置有多个第二搅拌臂，所述多个第二搅拌臂用于对所述多个小空心冷却盘和所述多个大空心冷却盘上的物料进行搅拌。

9.根据权利要求8所述的低耗能粉状饲料原料杀菌消毒耦合冷却一体机，其特征在于，所述第二搅拌臂上设置有多个耙叶。

10.根据权利要求1所述的低耗能粉状饲料原料杀菌消毒耦合冷却一体机，其特征在于，所述间接式杀菌消毒机和所述冷凝器之间设置有第一储水箱和第一循环水泵，所述间接式物料冷却器和所述蒸发器之间设置有第二储水箱和第二循环水泵；所述冷凝器和所述蒸发器之间还设置有节流装置。

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