LV15077B - Ierīce stiebraugu kaltēšanai ar saules enerģiju - Google Patents

Description

IZGUDROJUMA APRAKSTS

Piedāvātais izgudrojums attiecas uz mehānikas nozari un, konkrētāk, uz augkopības produkcijas kaltēšanas iekārtām, kurās kaltēšanai izmanto saules enerģiju.

Produktu apstrāde kaltējot ir viens no efektīvākiem to konservēšanas veidiem, kura rezultātā produkti zaudē tikai ūdeni, bet saglabā gan vitamīnus, gan minerālvielas. Kaltēšana ir efektīvs produktu konservēšanas paņēmiens arī no enerģijas taupīšanas viedokļa, jo izkaltētu produktu glabāšanas laikā nav jātērē enerģija un tie aizņem mazāku tilpumu.

Ir zināmas vairākas produktu kaltēšanas ierīces, kurās izmanto saules enerģiju. Piemēram, LLU patents LV14337 B, kurā ar saules enerģijas kolektoru sasilda kaltētavā pašplūsmas ceļā ieplūstošu atmosfēras gaisu. Citā LLU patentā LV14528 В piedāvāta iekārta, kurā kaltēšanai vajadzīgā gaisa sildīšanai izmantots cilindriskas formas saules enerģijas kolektors, kura cilindra iekšpuse izmantota par kaltētavu.

Produktu vai citu materiālu kaltēšanai ar saules enerģiju ir savas īpatnības. Kaltēšana sekmīgi var notikt tikai skaidras dienas laikā, kuru skaits vienkopus parasti nav liels. Tādēļ, lai kaltēšanas laikā kaltējamais materiāls saglabātu augstvērtīgas bioloģiskās un fizikālimehāniskās īpašības, kaltēšanas procesam jābūt ātram un intensīvam. Kā zināms [1], kaltēšanas procesa intensitāti nosaka kaltēšanas gaisa plūsmas ātrums caur kaltējamā materiāla slāni, gaisa relatīvais mitrums un temperatūra. Jo lielāks ir gaisa plūsmas ātrums un mazāks gaisa mitrums, jo kaltēšanas process ir ātrāks.

Lai radītu gaisa plūsmu, aktīvās vēdināšanas iekārtās kaltējamā materiāla slāņa vienā pusē ar ventilatoru pievada gaisu un paaugstina tā spiedienu, kā rezultātā gaiss plūst no ventilatora uz kaltējamā slāņa pretējo pusi, kur gaisam ir atmosfēras spiediens. Gaisa plūsmas ātrumu kaltējamā materiāla slānī nosaka [1]: ventilatora parametri (gaisa spiediens un ražība), kaltējamā materiāla blīvums, botāniskais sastāvs, vēdināšanas virziens un kaltējamā materiāla slāņa biezums. No konstruktīvā viedokļa, gaisa plūsmas ātrumu var palielināt pareizi izvēloties vēdināšanas virzienu un iespējami mazāku vēdināmā slāņa biezumu, jo blīvumu un botānisko sastāvu nosaka pats kaltējamais materiāls.

Izvēloties vēdināšanas plūsmas virzienu, jāņem vērā [1], ka stiebraugu daļiņu dabiskās orientācijas rezultātā slāņa vēdināšanas pretestība horizontālai gaisa plūsmai ir 1,5 līdz 1,7 reizes mazāka nekā vertikālai un līdz ar to, pie vienādiem citiem nosacījumiem, kaltējamā materiāla slānī attiecīgi ir lielāks gaisa plūsmas ātrums. Savukārt vēdināmā slāņa biezumu var samazināt [2], kaltēšanas gaisu ievadot kaltējamā produkta slāņa vidū.

Gaisa relatīvo mitrumu var samazināt, ja gaisu sasilda. Praksē pieņemts, ka paaugstinot gaisa temperatūru par 1 °C, gaisa mitruma ietilpības palielinājums līdzvērtīgs gaisa relatīvā mitruma samazinājumam par 5 %.

Lai pilnvērtīgāk izmantotu saules enerģiju un iegūtu augstus tehniskos rādītājus, augstāk minētie nosacījumi ir ņemti vērā veidojot piedāvāto izgudrojumu „Ierīce stiebraugu kaltēšanai ar saules enerģiju”. Izgudrojuma būtība ir ierīces aprīkojuma elementu sistēmā un atsevišķu pielietoto elementu īpatnībās, kas kopumā, izmantojot tikai saules enerģiju, dod iespēju intensīvi kaltēt un rezultātā iegūt augstvērtīgu produktu. Piedāvātās ierīces aprīkojuma sistēmu (1. zīm.) veido sieta konteiners (1), kurā tiek iekrauts kaltējamais produkts. Konteinera centrā pa simetrijas asi no ventilatora (5) pa gaisa plūsmas sadales cauruli (2) tiek ievadīts, sadalīts un horizontālā virzienā kaltējamā produktā izplūst sasildīts atmosfēras gaiss. Vienlaicīgi saules baterija (6) ražo elektroenerģiju, kura darbina ventilatoru (5), bet saules enerģijas kolektors (10) sasilda produkta kaltēšanas gaisu. Ierīces darbošanās dienas laika pagarināšanai saules enerģijas baterija aprīkota ar pagriešanas-orientēšanas mehānismu (12), kurš darbināms ar roku vai automātiski, kā, piemēram, patentā LVI4611 B. Kaltēšanas gaisa temperatūras paaugstināšanai pielietots gaisa sildītājs ar plašāku saules starojuma uztveršanas leņķi, t.i., Z-D virzienā orientēts cilindrisks saules enerģijas kolektors (10) (1. zīm.). Ventilatora (5) piedziņas elektrodzinēja (8) aizsardzībai pret pārspriegumu saules baterijas (6) sprieguma izejas elektriskajā ķēdē ieslēgts sprieguma ierobežotājs (7).

Piedāvātā izgudrojuma „Ierīce stiebraugu kaltēšanai ar saules enerģiju” funkcionālā shēma parādīta 1. zīm., kurā: 1 - sieta konteiners; 2 - caurumota gaisa plūsmas sadales caurule; 3 - gaisa vads; 4 - statīvs; 5 - ventilators; 6 - saules baterija; 7 - saules baterijas ražotā sprieguma ierobežotājs; 8 - ventilatora piedziņas elektrodzinējs; 9 - gaisa vads; 10 - saules enerģijas kolektors; 11 - saules enerģijas kolektora caurspīdīgais pārsegums; 12 - mehānisms saules baterijas pagriešanai un orientācijai uz sauli; 13 - saules enerģijas kolektora absorbētājs; 14 - saules enerģijas kolektora atmosfēras gaisa ieplūdes lūka.

Piedāvātais izgudrojums „Ierīce stiebraugu kaltēšanai ar saules enerģiju” paredzēts galvenokārt augstvērtīgas stiebraugu barības sagatavošanai mājdzīvniekiem, kā arī ārstniecības augu kaltēšanai. Atkarībā no ražošanas apjoma, kaltētava, kura sastāv no pozīcijām 1, 2 un 4, var būt dažāda izmēra. Piedāvātā ierīce var būt arī ar vairākām kaltētavām.

Ierīce darbojas sekojoši. Uz lauka nopļautu un līdz mitruma saturam 45-50 % apvītinātu zāli atved, samet un izlīdzina (pieblīvē) konteinerā (1). Skaidros laikapstākļos saules baterija (6) ražo elektrību, ar kuru darbina ventilatora (5) elektrodzinēju (8), radot gaisa spiedienu gaisa vadā (3) un caurumotajā gaisa plūsmas sadales caurulē (2), no kuras gaiss pa caurumiem horizontāli ieplūst kaltējamā materiāla slānī, uzņem kaltējamā materiāla mitrumu un izplūst atmosfērā. Vienlaicīgi saules enerģijas kolektors (10) sasilda pa lūku (14) ieplūstošo gaisu, kuru tālāk pa gaisa vadu (9) iesūc ventilators (5). Kaltēšanas process jāturpina, līdz mitruma saturs kaltējamā materiālā samazinās, sasniedzot uzglabāšanas mitruma saturu (17 %), t.i., kad atmirušajās augu šūnās tiek pārtraukti visi nevēlamie mikrobioloģiskie procesi. Kaltēšanai izmantojamā gaisa temperatūra nedrīkst pārsniegt 30-35 °C, jo pie augstākas temperatūras karotīns pārvēršas grūti izmantojamā formā.

Ierīce ar līdzīgu aprīkojumu izmēģināta kaltējot kaņepju stiebru kūli (2. zīm.), kur izmantota plānās plēves saules baterija (97 W, 19 V); centrbēdzes ventilators ar elektrodzinēju (45 W, 12 V); cilindriskais gaisa sildītājs ar enerģijas koncentratoru, kaltētava ar gaisa plūsmas sadales cauruli (caurules garums 1200 mm, diametrs 100 mm, gaisa izplūdes urbumu kopējais laukums 20 cm²) un 14 V baterijas sprieguma ierobežotājs. Darbojoties ar pilnu jaudu, gaisa plūsmas intensitāte gaisa sadales caurulē bija 93 m³^'¹. Kaņepju kūļa masa kaltēšanas sākumā 26,32 kg. Skaidros laikapstākļos kaņepju kūlis kaltēts četras dienas: 2014. gada 14. un 15. septembrī - ar saules kolektoru gaisa sildīšanai bez saules enerģijas koncentratora, bet 16. un 17. septembrī - saules kolektoru papildinot ar saules enerģijas koncentratoru (2. zīm.). Saules kolektors bez enerģijas koncentratora gaisa temperatūru paaugstināja apmēram par 10 °C, bet ar enerģijas koncentratoru - par 20 °C. 17. septembrī pēcpusdienā kaņepju kūlis no kaltēšanas ierices noņemts un nosvērts. Kūļa masa bija 19,53 kg. Tas ir, no kūļa četru dienu laikā iztvaicēti 6,79 kg ūdens.

Izmantotā literatūra:

1. T. Godmanis, S. Larka. Siena aktīvā vēdināšana. Ieteikumi. Lauksaimniecības ministrijas Zinātniski tehniskās informācijas pārvalde. Rīga, 1984.

2. Шушков P. А., Кузнецов Η. H., Оробинский Д. Ф. Особенности процесса досушки рулонов льна. Молочнохозяйственный вестник, №3(7), IV кв. 2012.

Claims (4)

1. Ierīce stiebraugu kaltēšanai ar saules enerģiju, kura sastāv no produkta kaltētavas, gaisa sildītāja, ventilatora, elektrodzinēja un attiecīgiem savienojuma elementiem, raksturīga ar to, ka produkta kaltētava sastāv no sieta konteinera (1), kurš uzmaukts uz caurumotas gaisa plūsmas sadales caurules (2), kurā no ventilatora (5) ieplūst un caur kuras caurumiem kaltējamā produktā izplūst sasildīts atmosfēras gaiss.

2. Ierīce saskaņā ar 1. pretenziju, kas raksturīga ar to, ka kaltēšanai vajadzīgā gaisa sasildīšanai un ventilatora (5) elektrodzinēja (8) piedziņai vajadzīgās elektrības ražošanai, ierīce aprīkota attiecīgi ar saules enerģijas kolektoru (10) un saules bateriju (6).

3. Ierīce saskaņā ar 2. pretenziju, kas raksturīga ar to, ka, ierīcē izmantots Z-D virzienā orientēts saules enerģijas kolektors (10) gaisa sildīšanai un saules baterija (6) aprīkota ar pagriešanas-orientēšanas mehānismu (12).

4. Ierīce saskaņā ar 3. pretenziju, kas raksturīga ar to, ka ventilatora (5) piedziņas elektrodzinēja (8) aizsardzībai pret pārspriegumu, saules baterijas (6) elektrodzinēja (8) elektriskajā ķēdē ieslēgts saules baterijas ražotā sprieguma ierobežotājs (7).