Экструдер

Предполагаемая полезная модель относится к области сельского хозяйства, в частности к устройствам для подготовки грубых кормов, например соломы, к вскармливанию животных.

Целью полезной модели - снижение энергозатрат с одновременным упрощением.

Экструдер содержит корпус 1 с загрузочным 2 выпускным 3 отверстиями, привод 4 для расположенного в рабочей камере корпуса с возможностью вращения относительно продольной оси шнека 5, ряд последовательно установленных механических узлов 6 создания температуры 110-180°С, давлении 3-50 МПа, и измельчения при использовании растительного сырья с исходной влажностью не более 30%, при этом каждый механический узел 6 создания температуры, давления и измельчения состоит из двух плоских колец, расположенных в плоскости перпендикулярной продольной оси шнека таким образом, что центры колец совпадают с продольной осью шнека, при этом первое 7 из колец неподвижно закреплено в корпусе 1, второе 8 - на шнеке, при этом зазор 9 между кольцами в плоскостях проходящих через продольную ось шнека 5 образует равностороннюю трапецию, большее основание которой расположено со стороны загрузочного отверстия.

При вращении шнека 5 в частицах грубого растительного сырья (на чертеже не показаны) в зазорах 9 происходят сдвиговые напряжения в сочетании с давлением, температурой и паром (в зазорах 9 поддерживается температура в пределах 110-180°С, давление 3-50 МПа и паровая фаза, т.е. условия, обеспечивающие разрушение молекулярных и межмолекулярных связей).

Предполагаемая полезная модель относится к области сельского хозяйства, в частности к устройствам для подготовки грубых кормов, например соломы, к вскармливанию животных.

В животноводстве важное место занимает разработка наиболее рациональных способов переработки и использования грубых кормов в кормлении животных. Установлено, что чистая энергия рационов с большим содержанием грубых кормов может использоваться лучше, если изменять физическое состояние структуры корма (см. Грубые корма и их использование. Сборник статей, Киев, 1978, с.13-32). Исследование влияния различного состава полнорациональных смесей при интенсивном откорме крупного рогатого скота показало, что скармливание полнорациональной смеси в виде гранул, предварительно измельченных компонентов с большим содержанием грубых кормов, на 34% эффективнее скармливания негранулированных кормов. Это связано с тем, что в инкрустируемых веществах подобно синтетическим полимерам, измельчение сопровождается разрывом связей как внутри самой молекулы, так и между компонентами инкрустирующих веществ - главным образом между лигнином и целлюлозой с гемицеллюлозой, тем самым приводя к снижению микробиального потенциала для расщепления инкрустируемых веществ, т.е. к меньшим потерям энергии при пищеварении. Так при откармливании резной (5-8 см) и гранулами (размер до 3 мм) из грубых кормов, удержание энергии в первом случае равняется 673 ккал/сутки, во втором - 1293 ккал/сутки (см. Флаховский Г. Использование гранулированной соломы в кормлении животных. М. 1979, с.77-78).

Известно устройство для переработки грубого растительного сырья на корм, включающее устройства для механическое воздействия ударными нагрузками (см. Авторское свидетельство СССР 1067638, Кл. А23К 1/12, 1982).

Недостатком этого устройства является низкий коэффициент полезного действия. Другим недостатком является быстрый износ рабочих органов, высокая материалоемкость и энергоемкость.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является экструдер, содержащий корпус с загрузочным и выпускным отверстиями, привод для расположенного в рабочей камере корпуса с возможностью вращения относительно продольной оси шнека (см. Авторское свидетельство СССР 1136786, Кл. A23N 17/00, 1985).

Недостатком этого устройства является высокие энергозатраты, так как тепло подводится из вне, а также сложность из-за необходимости иметь посторонний источник тепла.

Целью настоящей полезной модели является снижение энергозатрат с одновременным упрощением.

Поставленная цель достигается тем, что в экструдере, содержащим корпус с загрузочным и выпускным отверстиями, привод для расположенного в рабочей камере корпуса с возможностью вращения относительно продольной оси шнека, дополнительно содержит ряд последовательно установленных механических узлов создания температуры 110-180°С и давлении 3-50 МПа при использовании растительного сырья с исходной влажностью не более 30%, при этом каждый механический узел создания температуры, давления и измельчения состоит из двух плоских колец, расположенных в плоскости перпендикулярной продольной оси шнека таким образом, что центры колец совпадают с продольной осью шнека, при этом первое из колец неподвижно закреплено в корпусе, второе - на шнеке, при этом зазор между кольцами в плоскостях проходящих через продольную ось шнека образует трапецию, большая стороны которой расположена со стороны загрузочного отверстия.

На чертеже схематично представлен экструдер для осуществления предлагаемого способа.

Экструдер содержит корпус 1 с загрузочным 2 и выпускным 3 отверстиями, привод 4 для расположенного в рабочей камере корпуса с возможностью вращения относительно продольной оси шнека 5, ряд последовательно установленных механических узлов 6 создания температуры 110-180°С, давлении 3-50 МПа и измельчения при использовании растительного сырья с исходной влажностью не более 30%. Каждый механический узел создания температуры и давления состоит из двух плоских колец 7 и 8, расположенных в плоскости перпендикулярной продольной оси шнека таким образом, что центры колец совпадают с продольной осью шнека, при этом первое из колец неподвижно закреплено в корпусе 1, второе - на шнеке 5, при этом зазор 9 между кольцами в плоскостях проходящих через продольную ось шнека образует равностороннюю трапецию, большая сторона которой расположена со стороны загрузочного отверстия.

Экструдер работает следующим образом.

При вращении шнека 5 в частицах грубого растительного сырья (на чертеже не показаны) в зазорах 9 происходят сдвиговые напряжения в сочетании с давлением, температурой и паром (в зазорах 9 поддерживается температура в пределах 110-180°С, давление 3-50 МПа и паровая фаза, т.е. условия, обеспечивающие разрушение молекулярных и межмолекулярных связей). В этом случае при малых удельных расходах энергии идет измельчение грубых кормов с высокой скоростью расщепления связей. Совместное воздействие на частицы грубого растительного сырья деформации сдвига и давления осуществляется при его прохождении через зазор 9 между кольцами 7 и 8 каждого механического узла 6 обеспечивает высокую степень измельчения.

Снижение энергозатрат с одновременным упрощением является достоинством и преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с аналогами.

1. Экструдер, содержащий корпус с загрузочным и выпускным отверстиями, привод для расположенного в рабочей камере корпуса с возможностью вращения относительно продольной оси шнека, отличающийся тем, что дополнительно содержит ряд последовательно установленных механических узлов создания температуры 110-180°С, давлении 3-50 МПа и измельчения при использовании растительного сырья с исходной влажностью не более 30%.

2. Экструдер по п.2, отличающийся тем, что каждый механический узел создания температуры, давления и измельчения состоит из двух плоских колец, расположенных в плоскости, перпендикулярной продольной оси шнека таким образом, что центры колец совпадают с продольной осью шнека, при этом первое из колец неподвижно закреплено в корпусе, второе - на шнеке, при этом зазор между кольцами в плоскостях, проходящих через продольную ось шнека, образует трапецию, большее основание которой расположено со стороны загрузочного отверстия.

3. Экструдер по п.2, отличающийся тем, что зазор между кольцами в плоскостях проходящих через продольную ось шнека образует равностороннюю трапецию.