Устройство для обработки зерна
Устройство позволяет улучшить структурно-механические, химико-биологические и санитарные характеристики зерна злаковых, крупяных и бобовых культур перед закладкой на хранение, перед переработкой или при производстве кормов для животных. Устройство содержит вертикальный цилиндрический корпус, снабженный загрузочным лотком в верхней части корпуса, патрубками подачи и вывода жидкости, выгрузным патрубком и выгрузным устройством, съемным дном, ультразвуковыми излучателями и размещенную внутри корпуса мешалку. Ультразвуковые излучатели расположены в цилиндрическом корпусе по диагонали в противоположенном направлении друг относительно друга с углом наклона 
(30°-40°), кроме того патрубок вывода жидкости снабжен фильтром. 1 ил.
Устройство относится к области сельского хозяйства и касается обработки зерна перед закладкой его на хранение или перед его переработкой, а также может быть использовано при производстве кормов для животных.
Известно устройство для обработки зерна [патент на изобретение RU 
2081601], содержащее вертикальную контактную камеру со средствами загрузки, распределения и выгрузки зерна в непрерывном потоке и по меньшей мере один распылитель пропионовой кислоты, размещенный в нижней части камеры. Распылитель пропионовой кислоты выполнен в виде соединенного с источником ультразвука стержневого концентратора продольных колебаний с выпуклой торцевой поверхностью, охватывающей его с зазором полой втулки с каналом подачи пропионовой кислоты и электретного диффузора, размещенного за торцевой поверхностью концентратора, а средство распределения зерна выполнено из электретного материала, при этом электреты диффузора и средства распределения зерна выполнены разнополюсными.
Однако в данном устройстве ультразвуковые излучатели применяются лишь для равномерного распределения пропионовой кислоты в массе зерна, а само зерно не обрабатывается ультразвуком. Также применение органической кислоты для обработки зерна повлечет за собой перманентное повышение кислотности муки, что ухудшит вкус выпекаемого хлеба. Проникновение кислоты внутрь зерновки без предварительного растворения ее в воде может вызвать частичную химическую денатурацию белков клейковины с сопутствующим ухудшением хлебопекарных свойств муки.
Известно также устройство для обработки зерна перед закладкой на хранение либо при переработке зерна в муку [патент на изобретение RU 2171568], где распыление воды осуществляется в зерно при помощи ультразвука, воду перед распылением в зерно подвергают ультразвуковой обработке в кавитационном режиме. Кроме того, воду перед обработкой в кавитационном режиме могут подвергать аэрации.
Однако данное устройство создает лишь интенсивность процесса диффузии влаги внутрь зерновок, что обеспечивает микрорастрескивание анатомических частей зерна для дальнейшей переработки в муку, но не удаляет загрязнение с зерна и полностью его не обеззараживает.
Известны также устройства кавитационных реакторов [патент на изобретение RU 2209112, патент на изобретение RU 2228217, патент на изобретение RU 2279918], где обработка измельченного зерна происходит при возникновении интенсивной кавитации.
Однако кавитационные реакторы позволяют обрабатывать лишь жидкие среды в виде суспензий, эмульсий, коллоидных или истинных растворов, и не предназначены для обработки в них целого зерна злаковых, крупяных или бобовых культур.
Наиболее близким аналогом является устройство для обработки зерна [патент на полезную модель RU 115165], которое включает вертикально установленный цилиндрический корпус с подъемником в виде шнека и размещенными соответственно в нижней и верхней частях корпуса патрубками ввода и вывода теплоносителя, кроме того имеет в нижней части корпуса приемный лоток для зерна, в котором витки шнека расположены в виде непрерывной спирали с углом наклона (15°-20°) к направлению движения, дно имеет конусообразную форму и выполнено съемным, при этом на боковой поверхности цилиндрического корпуса равномерно установлено не менее 2-х излучателей ультразвука, а патрубок вывода теплоносителя снабжен датчиком приспособления для прерывания подачи зерна и теплоносителя.
Однако данное устройство используется лишь при производстве кормов для сельскохозяйственных животных, витки шнека и расположение ультразвуковых излучателей препятствуют интенсивной кавитационной обработке зерна и вызывают формирование застойных зон.
Техническим результатом полезной модели является повышение качества обработки зерна, заключающееся в улучшении структурно-механических, химико-биологических и санитарных характеристик зерна злаковых, крупяных и бобовых культур перед закладкой на хранение, перед переработкой или при производстве кормов для животных.
Технический результат заявляемой полезной модели достигается тем, что устройство для обработки зерна содержит вертикальный цилиндрический корпус, снабженный загрузочным лотком в верхней части корпуса, патрубками подачи и вывода жидкости, выгрузным патрубком и выгрузным устройством, съемным дном, ультразвуковыми излучателями и размещенной внутри корпуса мешалкой, в котором согласно полезной модели, ультразвуковые излучатели расположены в цилиндрическом корпусе по диагонали в противоположенном направлении друг относительно друга с углом наклона (30°°-40°), кроме того патрубок вывода жидкости снабжен фильтром.
На фигуре изображена схема устройства для обработки зерна (общий вид).
Устройство содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, снабженный загрузочным лотком 2 в верхней части корпуса, патрубками подачи 3 и вывода жидкости 4, выгрузным патрубком 5 и выгрузным устройством 6, съемным дном 7, ультразвуковыми излучателями 8 и размещенную внутри корпуса мешалку 9, ультразвуковые излучатели расположены в цилиндрическом корпусе по диагонали в противоположенном направлении друг относительно друга с углом наклона (30°-40°), кроме того патрубок вывода жидкости снабжен фильтром 10.
Устройство работает следующим образом. Воду подают через патрубок 3, зерно подают через загрузочный лоток 2. Обработку зерна осуществляют в противотоке, когда зерно загружают сверху через загрузочный лоток 2, а жидкость подают снизу через патрубок подачи жидкости 3. Зерно перемешивается с жидкостью (температура 18-20°С) в цилиндрическом корпусе 1 мешалкой 9 с частотой вращения 20 мин-1 с одновременной акустической обработкой от двух ультразвуковых излучателей мощностью 1,6 кВт, создающих плотность акустической кавитации не менее 4 Вт/см2 в течение 10 мин, затем зерно осаждается в нижнюю часть устройства, откуда выгружается через патрубок 5, оборудованный выгрузным устройством 6 в съемном дне 7. Фильтр 10 препятствует пролету частиц в патрубок вывода жидкости 4. Источники ультразвука 8 расположены по диагонали в противоположном направлении друг относительно друга с углом наклона (30°-40°), что позволяет добиться эффекта интенсивной кавитации по всему объему среды. Угол наклона (30°-40°) выявлен путем математического моделирования и подтвержден экспериментально, при значениях угла наклона ниже величины нижнего интервала наблюдается снижение плотности акустической кавитации, что влечет за собой появление застойных зон и ухудшение обработки зерна. При значениях выше 40° наблюдается пересечение ультразвуковых волн, что приводит к неравномерности обработки зерна.
Полезная модель позволяет при обработке зерна злаковых и крупяных культур улучшить их структурно-механические характеристики в целях их дальнейшей эффективной переработки, при обработке бобовых культур позволяет повысить их перевариваемость за счет удаления ингибиторов, а также улучшает санитарные характеристики зерна за счет устранения загрязнений и уничтожения патогенной микрофлоры и вредителей.
Устройство для обработки зерна, содержащее вертикальный цилиндрический корпус, снабженный загрузочным лотком в верхней части корпуса, патрубками подачи и вывода жидкости, выгрузным патрубком и выгрузным устройством, съемным дном, ультразвуковыми излучателями, и размещенную внутри корпуса мешалку, отличающееся тем, что ультразвуковые излучатели расположены в цилиндрическом корпусе по диагонали в противоположном направлении относительно друг друга с углом наклона , равным 30°-40°, кроме того, патрубок вывода жидкости снабжен фильтром.
