RU2537544C1 - Method for electrophysical micronisation of fodder - Google Patents

Method for electrophysical micronisation of fodder Download PDF

Info

Publication number
RU2537544C1
RU2537544C1 RU2013130423/13A RU2013130423A RU2537544C1 RU 2537544 C1 RU2537544 C1 RU 2537544C1 RU 2013130423/13 A RU2013130423/13 A RU 2013130423/13A RU 2013130423 A RU2013130423 A RU 2013130423A RU 2537544 C1 RU2537544 C1 RU 2537544C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
grain
treatment
temperature
microwave
electromagnetic field
Prior art date
Application number
RU2013130423/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Сыроватка
Анатолий Николаевич Векленко
Николай Александрович Жданов
Татьяна Сергеевна Комарчук
Original Assignee
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации животноводства Российской академии сельскохозяйственных наук ГНУ ВНИИМЖ Россельхозакадемии
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации животноводства Российской академии сельскохозяйственных наук ГНУ ВНИИМЖ Россельхозакадемии filed Critical Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации животноводства Российской академии сельскохозяйственных наук ГНУ ВНИИМЖ Россельхозакадемии
Priority to RU2013130423/13A priority Critical patent/RU2537544C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2537544C1 publication Critical patent/RU2537544C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Fodder In General (AREA)

Abstract

FIELD: food industry.
SUBSTANCE: invention relates to food and feedstuff industry and may be used for fodder grain and grain components micronisation and swelling. The method of fodder grain electrophysical micronisation includes thermal treatment at the first stage and UHF electromagnetic field treatment at the second stage. Thermal treatment is performed through heating the grains surface at steam temperature T=180-300°C and steam pressure equal to 1.5-12 MPa. By means of UHF electromagnetic field treatment one ensures that temperature inside the grain is equal to that on the grain surface. Then, by means of the doser, grains are transferred into the swelling chamber. The time of both thermal treatment and UHF electromagnetic field treatment is equal to 10-60 s.
EFFECT: invention usage will allow to enhance grain treatment quality.
2 dwg

Description

Изобретение относится к способу микронизации и вспучиванию фуражного зерна, зерновых компонентов и может быть использовано в комбикормовой и пищевой промышленности.The invention relates to a method for micronization and expansion of feed grain, grain components and can be used in animal feed and food industry.

Известен «Способ производства вспученного зерна» (пат. RU, 2220586, A23K 1/00, A23L 1/18, 10.01.2004 г.), который включает цикличную загрузку зерна в камеру (автоклав), подогрев его водяным паром, инжектируемым под давлением не ниже 0,5 МПа при температуре не более 200°C, сброс давления до атмосферного; длительность обработки не превышает 60 с.The well-known "Method for the production of expanded grain" (US Pat. RU, 2220586, A23K 1/00, A23L 1/18, 01/10/2004), which includes a cyclic loading of grain into the chamber (autoclave), heating it with steam injected under pressure not lower than 0.5 MPa at a temperature of not more than 200 ° C, pressure relief to atmospheric; the processing time does not exceed 60 s.

Способ цикличной работы камеры (автоклава) не производительный, при разгрузке теряется теплота, давление 0,5 МПа недостаточно для достижения 200°C, за 60 с внутренняя часть зерна не прогревается до 200°C.The method of cyclic operation of the chamber (autoclave) is not productive, heat is lost during unloading, a pressure of 0.5 MPa is not enough to reach 200 ° C, for 60 s the inner part of the grain does not warm up to 200 ° C.

Известен «Способ инактивации антипитательных веществ бобов сои» (пат. RU, 2358459, A23L 1/211, 20.06.2009 г.), включающий замачивание бобов в водном растворе пищевой кислоты с pH 5,2-5,4, выдержку в течение 3 ч, термическую обработку в поле токов СВЧ удельной мощности 18-20 кВт/кг, частотой 2820-2850 МГц в течение 5-10 с и последующую экструзию при температуре 105-110°C.The well-known "Method for the inactivation of anti-nutritional substances of soybeans" (US Pat. RU, 2358459, A23L 1/211, 06/20/2009), including soaking the beans in an aqueous solution of food acid with a pH of 5.2-5.4, exposure for 3 h, heat treatment in the field of microwave currents with a specific power of 18-20 kW / kg, a frequency of 2820-2850 MHz for 5-10 s and subsequent extrusion at a temperature of 105-110 ° C.

Способ громоздкий, энергоемкий и выполняется в цикличном режиме.The method is cumbersome, energy-intensive and is performed in a cyclic mode.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является «Способ тепловой обработки зерновых продуктов электрофизическими методами» (пат. RU, 2085088, A23L 1/18, F26B 3/30, F26B 3/347, 27.07.1995 г.) - принято за прототип, который осуществляется в два этапа. На первом этапе продукт в течение 30-90 с нагревают тепловой энергией ИК-излучения до температуры 95-105°С. На втором этапе продолжительностью 20-60 с температуру продукта доводят до 120-180°C с помощью электромагнитного поля СВЧ.The closest in technical essence to the proposed invention is the "Method of heat treatment of grain products by electrophysical methods" (US Pat. RU, 2085088, A23L 1/18, F26B 3/30, F26B 3/347, 07/27/1995) - adopted as a prototype which is carried out in two stages. At the first stage, the product is heated for 30-90 s with the thermal energy of infrared radiation to a temperature of 95-105 ° C. In the second stage, with a duration of 20-60 s, the product temperature is brought to 120-180 ° C using a microwave electromagnetic field.

В данном способе нагрев до максимальной температуры производят на втором этапе, что экономически нецелесообразно, так как удельные затраты энергии на СВЧ-нагрев намного выше прямого нагрева, при этом нагрев только до 180°C сужает возможность применения данного способа для обработки сои и рапса.In this method, heating to a maximum temperature is carried out in the second stage, which is not economically feasible, since the specific energy consumption for microwave heating is much higher than direct heating, while heating only up to 180 ° C reduces the possibility of using this method for processing soy and rapeseed.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества обработанного фуражного зерна, расширение ассортимента обрабатываемого материала, снижение удельных затрат энергии за счет соблюдения кинетики нагрева зерна в теплообменном устройстве и в СВЧ-камере и времени обработки.The objective of the invention is to improve the quality of processed feed grain, expanding the range of processed material, reducing specific energy costs by observing the kinetics of heating grain in a heat exchanger and in a microwave chamber and processing time.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе микронизации фуражного зерна электрофизическим методом, включающем на первом этапе тепловую обработку, а на втором этапе обработку электромагнитным полем СВЧ, новым является то, что тепловую обработку производят нагревом поверхности зерна при температуре пара Т=180-300°C и давлении пара 1,5-12 МПа, электромагнитным полем СВЧ доводят температуру внутри зерна до температуры, равной температуре на поверхности зерна, и далее, посредством дозатора, обработанное зерно переводят в камеру вспучивания, при этом время как тепловой, так и СВЧ обработки равно 10-60 с.The problem is achieved in that in the proposed method of micronization of feed grain by the electrophysical method, which includes heat treatment at the first stage, and microwave treatment with the microwave electromagnetic field at the second stage, the new one is that the heat treatment is performed by heating the grain surface at a steam temperature T = 180-300 ° C and a steam pressure of 1.5-12 MPa, the microwave electromagnetic field adjusts the temperature inside the grain to a temperature equal to the temperature on the surface of the grain, and then, using a dispenser, the processed grain is transferred to stone py swelling, while at the same heat and microwave treatment is equal to 10-60.

Установлено (Высокотемпературные инфракрасные технологии нового тысячелетия // [Электронный ресурс]. URL: http://www.pcstart.ru абзац 49, рис. 1, дата обращения 07.08.2012), что при выдержке 50 с кинетика нагрева зерна в теплообменном устройстве следующая: температура на поверхности зерна составляет 180-200°C, а температура внутри зерна равна 110-120°C. Поэтому ее целесообразно доводить до 180-200°C с помощью СВЧ-обработки за минимально короткое время, т.к. при этом происходит сквозной нагрев зерна и нагревается только вода внутри него, которой, при нормальной влаге зерна, содержится 14%.It has been established (High-temperature infrared technologies of the new millennium // [Electronic resource]. URL: http://www.pcstart.ru paragraph 49, Fig. 1, accessed 07.08.2012) that at a shutter speed of 50 s the kinetics of heating grain in a heat exchanger the following: the temperature on the surface of the grain is 180-200 ° C, and the temperature inside the grain is 110-120 ° C. Therefore, it is advisable to bring it to 180-200 ° C using microwave processing for a minimum short time, because in this case, through-grain heating occurs and only the water inside it is heated, which, with normal grain moisture, contains 14%.

В комбикормовой промышленности для приготовления полноценных кормов используют фуражное зерно различного вида (зерно, соя, рапс и др.).In the feed industry, for the preparation of complete feeds, various types of feed grain (grain, soy, rape, etc.) are used.

Температура нагрева 180-300°C зависит от обрабатываемого материала. Так, обработка сои и рапса производится при более высокой температуре, чем других зерновых, чтобы исключить или снизить ниже допустимых пределов содержание эруковой кислоты и антипитательных веществ.The heating temperature of 180-300 ° C depends on the material being processed. So, the processing of soy and rapeseed is carried out at a higher temperature than other grains in order to exclude or lower the content of erucic acid and anti-nutrients below acceptable limits.

В связи с тем, что вспученное зерно размягчается и увеличивается в объеме в 2-5 раза, клеточки частично гидролизуются, зерна приобретают пористую структуру, становятся гигроскопичными и стерильными, внутриклеточные структуры становятся доступны для пищеварительных ферментов.Due to the fact that the expanded grain softens and increases in volume by 2-5 times, the cells are partially hydrolyzed, the grains acquire a porous structure, become hygroscopic and sterile, and intracellular structures become accessible for digestive enzymes.

Соответственно время обработки зависит также от обрабатываемого материала. При наличии поточного способа обработки в псевдоожиженном слое время обработки в теплообменном устройстве и в СВЧ-камере одинаково и составляет 10-60 с.Accordingly, the processing time also depends on the material being processed. If there is an in-line method of processing in a fluidized bed, the processing time in the heat exchange device and in the microwave chamber is the same and is 10-60 s.

Сущность предлагаемого способа реализуется в установке для микронизации фуражного зерна и поясняется фиг. 1 - схема установки для микронизации фуражного зерна, фиг. 2 - разрез А-А по фиг. 1.The essence of the proposed method is implemented in the installation for micronization of feed grain and is illustrated in FIG. 1 is a diagram of an apparatus for micronizing feed grain, FIG. 2 is a section AA in FIG. one.

Установка для микронизации фуражного зерна содержит загрузочный бункер 1 (см. фиг. 1), с встроенной в нем ворошилкой 2, сообщенный с теплообменным устройством 3, СВЧ-камерой 4 и камерой вспучивания 5 посредством дозаторов 6, 7 и 8, герметизированных с атмосферой и закрытых коробами 9, 10 и 11. В теплообменном устройстве 3, снабженном системой подачи пара 12, на внутренней поверхности корпуса под углом 45° к вертикальной оси закреплены направляющие диски-рыхлители 13 (фиг. 1, 2), выполненные в форме эллипса, с зазором 30 мм между ними. СВЧ-камера 4 имеет внутри себя диэлектрический цилиндр 14, на внутренней поверхности которого под углом 51° к вертикальной оси на расстоянии 30 мм между собой, закреплены идентичные по конструкции направляющие диски-рыхлители 15, выполненные из диэлектрика, а сама СВЧ-камера подключена к СВЧ-генератору 16 через волновод 17.Installation for micronization of feed grain contains a feed hopper 1 (see Fig. 1), with a tedder 2 integrated in it, in communication with a heat exchanger 3, a microwave camera 4 and an expansion chamber 5 by means of dispensers 6, 7 and 8, sealed with the atmosphere and closed boxes 9, 10 and 11. In a heat exchanger 3 equipped with a steam supply system 12, on the inner surface of the housing at an angle of 45 ° to the vertical axis are fixed guide discs-rippers 13 (Fig. 1, 2), made in the form of an ellipse, with a gap of 30 mm between them. The microwave camera 4 has a dielectric cylinder 14 inside, on the inner surface of which at an angle of 51 ° to the vertical axis at a distance of 30 mm from each other, guiding disks-rippers 15 made of dielectric, identical in design, are fixed, and the microwave camera itself is connected to Microwave generator 16 through the waveguide 17.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Исходя из веса, заданной экспозиции обработки сырья (10-60 с) в теплообменном устройстве 3, предварительно рассчитывается производительность дозатора 6 с закрытым коробом 9, по которому устанавливается производительность дозаторов 7 с закрытым коробом 10 и дозатора 8 с закрытым коробом 11. Производительность дозаторов регулируется изменением числа оборотов двигателя привода (на схеме не показан). Предварительно очищенное фуражное зерно подается в загрузочный бункер 1 и ворошилкой 2 через дозатор 6 подается в теплообменное устройство 3 на направляющие диски-рыхлители 13, а именно, попадая на верхний направляющий диск-рыхлитель 13, закрепленный под углом 45° к вертикальной оси, зерно скатывается по наклонной поверхности и через вырез в форме трапеции в нижней его части равномерным слоем пересыпается на следующий направляющий диск-рыхлитель, расположенный на расстоянии 30 мм, и т.д. Обрабатываемое зерно, находясь в рыхлом состоянии, равномерно подвергается обработке паром при температуре Т=180-300°C и давлении 1,5-12 МПа, нагнетаемым по системе подачи пара 12, происходит прогревание поверхности всей массы и каждого зерна в отдельности. При достижении нижнего уровня теплообменного устройства 3, обрабатываемое зерно дозатором 7 выгружается в СВЧ-камеру 4 и попадает на направляющие диски-рыхлители 15, выполненные из диэлектрика и закрепленные на внутренней поверхности диэлектрического цилиндра 14 под углом 51° к вертикальной оси. Попадая на верхний направляющий диск-рыхлитель 15, зерно скатывается по наклонной поверхности и через вырез в форме трапеции в нижней его части равномерно пересыпается на следующий направляющий диск-рыхлитель 15, расположенный на расстоянии 30 мм и т.д. За счет работающего генератора 16, через волновод 17, происходит быстрый СВЧ-нагрев зерна и температура внутри его достигает значения температуры на поверхности зерна. После СВЧ-обработки посредством дозатора 8 зерно передается в камеру вспучивания 5, в которой резкий перепад давления и температуры приводит к вскипанию внутренней влаги, происходит разрыв тканей зерновых оболочек, что приводит к вспучиванию зерна.Based on the weight specified by the exposure of the raw material processing (10-60 s) in the heat exchanger 3, the performance of the dispenser 6 with the closed box 9 is pre-calculated, according to which the performance of the dispensers 7 with the closed box 10 and the dispenser 8 with the closed box 11 is set. a change in the speed of the drive motor (not shown in the diagram). The pre-cleaned feed grain is fed into the feed hopper 1 and through a feeder 2 through a dispenser 6 is fed into a heat exchanger 3 to the guide ripper disks 13, namely, falling onto the upper guide disc ripper 13, fixed at an angle of 45 ° to the vertical axis, the grain rolls along an inclined surface and through a trapezoid-shaped cutout in its lower part, it is poured with an even layer onto the next guide disc-ripper located at a distance of 30 mm, etc. The processed grain, being in a loose state, uniformly subjected to steam treatment at a temperature of T = 180-300 ° C and a pressure of 1.5-12 MPa, pumped through the steam supply system 12, the surface of the whole mass and each grain are heated individually. Upon reaching the lower level of the heat exchange device 3, the processed grain by the dispenser 7 is discharged into the microwave chamber 4 and gets on the guide ripper disks 15 made of a dielectric and mounted on the inner surface of the dielectric cylinder 14 at an angle of 51 ° to the vertical axis. Getting on the upper guide disk-cultivator 15, the grain rolls on an inclined surface and through a cutout in the form of a trapezoid in its lower part it is evenly sprinkled on the next guide disk-cultivator 15, located at a distance of 30 mm, etc. Due to the working generator 16, through the waveguide 17, fast microwave heating of the grain occurs and the temperature inside it reaches a temperature value on the grain surface. After microwave processing through the batcher 8, the grain is transferred to the expansion chamber 5, in which a sharp drop in pressure and temperature leads to boiling of internal moisture, the tissue of the grain shells ruptures, which leads to the expansion of grain.

Таким образом, применение предложенного способа микронизации фуражного зерна электрофизическим методом позволяет повысить качество обработанного зерна, расширить ассортимент обрабатываемого материала, снизить удельные затраты энергии за счет соблюдения кинетики нагрева зерна в теплообменном устройстве и минимизировать время обработки.Thus, the application of the proposed method of micronization of feed grain by the electrophysical method can improve the quality of the processed grain, expand the range of processed material, reduce specific energy costs by observing the kinetics of heating grain in a heat exchanger and minimize processing time.

Claims (1)

Способ микронизации фуражного зерна электрофизическим методом, включающий на первом этапе тепловую обработку, а на втором этапе обработку электромагнитным полем СВЧ, отличающийся тем, что тепловую обработку производят нагревом поверхности зерна при температуре пара Т=180-300°C и давлении пара 1,5-12 МПа, а электромагнитным полем СВЧ доводят температуру внутри зерна до температуры, равной температуре на поверхности зерна, и далее, посредством дозатора, переводят в камеру вспучивания, при этом время как тепловой, так и СВЧ обработки равно 10-60 с. The method of micronization of feed grain by the electrophysical method, which includes heat treatment at the first stage, and microwave treatment with a microwave electromagnetic field at the second stage, characterized in that the heat treatment is performed by heating the grain surface at a steam temperature T = 180-300 ° C and a steam pressure of 1.5- 12 MPa, and with a microwave electromagnetic field, the temperature inside the grain is brought to a temperature equal to the temperature on the grain surface, and then, using a dispenser, transferred to the expansion chamber, while the time of both heat and microwave processing is 10-60 s.
RU2013130423/13A 2013-07-02 2013-07-02 Method for electrophysical micronisation of fodder RU2537544C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013130423/13A RU2537544C1 (en) 2013-07-02 2013-07-02 Method for electrophysical micronisation of fodder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013130423/13A RU2537544C1 (en) 2013-07-02 2013-07-02 Method for electrophysical micronisation of fodder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2537544C1 true RU2537544C1 (en) 2015-01-10

Family

ID=53287776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013130423/13A RU2537544C1 (en) 2013-07-02 2013-07-02 Method for electrophysical micronisation of fodder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2537544C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2085088C1 (en) * 1995-01-11 1997-07-27 Таганрогский научно-исследовательский институт связи Heat treatment of cereal products by electrophysical methods
RU2333036C1 (en) * 2007-04-18 2008-09-10 Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства" (ГНУ "ВНИПТИМЭСХ") Method of granular materials treatment
RU2389418C2 (en) * 2008-07-28 2010-05-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия" Installation for micronisation ofgrains
RU2457747C1 (en) * 2011-02-22 2012-08-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации животноводства Российской академии сельскохозяйственных наук ГНУ ВНИИМЖ Россельхозакадемии Electrophysical heat treatment of fodder

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2085088C1 (en) * 1995-01-11 1997-07-27 Таганрогский научно-исследовательский институт связи Heat treatment of cereal products by electrophysical methods
RU2333036C1 (en) * 2007-04-18 2008-09-10 Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства" (ГНУ "ВНИПТИМЭСХ") Method of granular materials treatment
RU2389418C2 (en) * 2008-07-28 2010-05-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия" Installation for micronisation ofgrains
RU2457747C1 (en) * 2011-02-22 2012-08-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации животноводства Российской академии сельскохозяйственных наук ГНУ ВНИИМЖ Россельхозакадемии Electrophysical heat treatment of fodder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2432779C1 (en) Puffed grains production method
US20180045462A1 (en) Ultrasound and infrared assisted conductive hydro-dryer
RU2013156258A (en) READY TO USE THE PRODUCT AND METHOD OF ITS PRODUCTION
CN204032239U (en) Tealeaves steam continuous de-enzyming machine
KR101946122B1 (en) Manufacturing apparatus for manufacturing rice having low gi and manufacturing method for manufacturing rice having low gi
CN102986864A (en) Microwave pest killing method for grain products such as rice, beans, wheat
CN105520173A (en) Agglomerate feed crushing barrel
JP2023052153A (en) Apparatus due to solid state rf energy technology and related industrial use
MX2007005918A (en) Feedstuff producing method.
RU2537544C1 (en) Method for electrophysical micronisation of fodder
RU2485794C1 (en) Fodder concentrate for feeding farm animals and birds as well as fishes
RU2220586C1 (en) Swollen grain production method
RU2537541C1 (en) Method of micronizing of fodder grain
CN100346714C (en) Process and apparatus for the production of short cooking time rice
RU171236U1 (en) Device for heat treatment of plant materials under pressure
RU2483577C2 (en) Method for thermal inactivation of leguminous crops seeds, method implementation means and inactivated product
RU2507864C1 (en) Method for production of puffed product of feed sorgo grains
JP3616963B2 (en) Manufacturing method and apparatus for quick-cooked rice
CN105660824A (en) Moringa oleifera leaf drying method
RU2518726C2 (en) Method of production of expanded feeder grain
RU2537545C1 (en) Unit for micronizing of fodder grain
RU2482697C1 (en) Vegetal raw material treatment method
RU2542112C2 (en) Line of micronisation of forage grain
RU2769570C1 (en) Method for producing "yalt" full-fat soy
CN209268623U (en) A kind of continuously cooking, the equipment for making preboiled rice of milling

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170703