CC BY
43
УДК 621.929.7: 621.6.04
ВЕРТИКАЛЬНО-ВИБРАЦИОННЫЕ СМЕСИТЕЛИ - НОВЫЙ ТИП АППАРАТОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЫПУЧИХ КОМБИНИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ
А. Б. ШУШПАННИКОВ, кандидат технических наук, доцент
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
E-mail: dusha-60@smtp.ru
Резюме. Рассмотрены конструкции подъемных лотковых вертикальных смесителей непрерывного действия вибрационного типа для сыпучих материалов. Ключевые слова: смеситель, вибрация, сыпучий материал.
Стратегия развития АПК предусматривает создание принципиально новых, энергетически выгодных технологий, обеспечивающих комплексную безотходную переработку сырья и производство экологически безопасных комбинированных продуктов. Одна из основных проблем при их изготовлении — равномерное распределение компонентов по всему объему смеси. Поэтому разработка современных технологий и оборудования для ее решения — актуальная задача.
В тех случаях, когда необходимо получать высококачественные сыпучие композиции с соотношением компонентов до 1:50, целесообразно использовать подъемные лотковые вертикально-вибрационные смесители (ВВС) непрерывного действия, сконструированные в лаборатории кафедры процессов и аппаратов КемТИПП, техническая новизна которых защищена 4 патентами [1...4]. Они рассчитаны на производительность до 1,5 м3/ч. Диаметр лоткового аппарата, обеспечивающего такую величину этого показателя, составляет 1,2 м, а его высота — 1м, потребляемая мощность не превышает 1,2 кВт.
В смесителях реализован перспективный способ переработки сыпучих материалов в тонких разряженных слоях (20...50 мм) с помощью рабочего органа, интенсивно виброактивирующего дисперсную систему. Это позволяет при небольших габаритах аппарата и потребляемой мощности существенно сократить время смешивания. Фактически оно определяется отношением протяженности лотка к скорости транспортирования материала и в большинстве случаев не превышает двух минут.
Кроме того, смесители имеют регулируемую инерционность, то есть аппарат можно настраивать на необходимую степень сглаживания флуктуаций расхода ингредиентов таким образом, чтобы готовый продукт удовлетворял заданному качеству. Это стало возможно благодаря направленной организации движения материальных потоков в совокупности с рециркуляцией и байпассированием, что дало
возможность снизить требования, предъявляемые к дозирующему блоку по стабильности поддержания расходов ингредиентов, их соотношений и дискретности подачи.
Все смесители имеют вертикальную несущую цилиндрическую колонну 1, на которой закреплен перфорированный, кроме нижнего витка 4, рабочий орган в виде винтового лотка 3 с углом подъема, не превышающим 7°, прямоугольной [1] (рис. 1) или полусферической [2] (рис. 2) формы. Колонна 1 одновременно выполняет функцию загрузочного бункера. Исходные компоненты подаются сверху в ее нижнюю часть, и далее, через отверстие 5, на первый нижний сплошной виток 4. Под действием вибрации ингредиенты движутся потоком вверх, одновременно просыпаясь через перфорацию вышележащих витков на нижележащие, образуя контур внутреннего рецикла. Перемещение дисперсной массы происходит под действием возвратно-винтовых колебаний всей конструкции, закрепленной на двухвальном четырех дебалансном инерционном вибраторе 9. Рассекатель 6, установленный на верхнем витке, разделяет поток на две части. Одна направляется на вы-
Рис. 1. Лотковый подъемный ВВС: 1 — несущая цилиндрическая колонна, 2 — выпускной патрубок, 3 — винтовой перфорированный лоток, 4 — нижний сплошной виток, 5 — нижнее окно, 6 — рассекатель, 7 — верхнее окно для рециркуляции, 8 — цилиндрическая вставка, 9 — вибратор
Рис. 2. Полусферический лоток.
ход 2 из аппарата, а другая, через верхнее окно 7, сбрасывается вниз на дно бункера 1, образуя при этом контур внешнего рецикла. С помощью рассекателя 6 можно регулировать соотношение этих потоков. Высота виброкипящего слоя материала на витках перемешивающего органа определяется параметрами вибрации, производительностью дозирующего оборудования, размерами перфорации и положением рассекателя. Если последний полностью перекрывает выпускной патрубок 2, то весь поток смеси попадет в нижнюю часть аппарата, и он будет работать как смеситель периодического действия.
Для ограничения высоты слоя смешиваемых материалов на уровне, превышение которого возможно из-за погрешностей в работе дозирующих устройств и привода смесителя, на периферии лопасти находится ряд отверстий, предназначенных для отвода излишков на нижнюю лопасть. Согласно экспериментальным данным для создания виброкипящего слоя мелкозернистыми и порошкообразными материалами диаметр отверстий в днище лопасти должен быть равным 8... 10 мм, а на периферии — 16...20 мм.
Для улучшения качества готового продукта перфорированную лопасть 3 можно выполнить полусферической формы [2] (см. рис. 2). Однако этот смеситель сложнее в изготовлении. В такой лопасти выполнены три типа отверстий. Назначение и размеры двух из них соответствует таковым у остальных смесителей, а отверстия третьего типа, диаметром 2... 3 мм, нужны для подвода воздуха под смешиваемый материал с целью усиления его виброкипения. Это связано с тем, что колеблющийся слой обладает «насосным» эффектом. При подбрасывании сыпучей массы под ней образуется некоторое разряжение, которое компенсируется засасыванием воздуха через сам материал, вдоль стенок лопасти и через отверстия. При последующем его падении воздух вытесняется, в основном через сыпучую массу, вызывая дополнительное фонтанирование.
В некоторых случаях, для стабилизации высоты слоя дисперсной массы на витках, в стенке загрузочного бункера 1 смесителя выполняются отверстия диаметром более 20 мм, расположенные по винтовой линии параллельной поверхности подъема лотка 3. Кроме того, в этом случае создается дополни-
тельный контур рециркуляции в смесителе, что расширяет область применения аппарата [3].
В первых конструкциях смесителей [1-3] загрузочный бункер исполнял пассивную роль накопителя сырья и организатора рециркулирующих контуров. Позднее [4] между внутренней поверхностью бункера 1 и цилиндрической вставкой 8 была установлена спиральная лопасть (рис. 3), которая имеет наклон в сторону движения материала. Она приводит композицию в виброкипящее состояние, что не дает смешиваемому материалу скапливаться в загрузочном бункере и ускоряет выведение сыпучей массы из бункера на нижний виток перемешивающего органа.
В основном для достижения желаемого результата, достаточно лопасти, состоящей из одного непер-форированного витка. Если же из технологических соображений требуется многовитковая лопасть, то ее верхние витки выполняют перфорированными. В результате виброкипения ингредиентов на ней и просеивания их части через перфорацию верхних витков на нижние, происходит предварительное перемешивание и усреднение композиции.
Эксперименты показали, что подобное усовершенствование [4] позволяет увеличить производительность аппарата на 20 % и улучшить качество смешивания на 10...20 %.
Таким образом, разработанные конструкции подъемных лотковых вертикально-вибрационных смесителей непрерывного действия отличаются высокой инерционностью, сравнительно низкими энергозатратами на проведение процесса (менее 0,8 кВТ ч/м3) и его высокой интенсивностью. В этих аппаратах в тонком гетерогенном слое благодаря вибрации одновременно происходят процессы смешения, перемещения и просеивания, что способствует снижению влияния сегрегации на качество готового продукта. Выполнение перемешивающего органа в виде перфорированного желоба различной формы дает возможность уменьшить габариты аппарата и организовать в нем контуры рециркуляции. Это позволяет значительно расширить диапазон перерабатываемых сыпучих материалов. Предложенные конструкций смесителей используются на стадии непрерывного смешивания при производстве сухих молочных смесей, витаминизации муки, комбикормов.
Литература.
1 Патент 2181664 РФ, С2, МПК В28С5/04. Вибрационный смеситель / А.Б. Шуитанников В.Н. Иванец, I.E. Яванец и др. — Опубл. 27.04.2002, бюл. № 12.
2. Патент 2193916 РФ, С2, МПК B01F11/00. Вибрационный смеситель / В.Н. Иванец, Г.Е. Иванец, М.В. Баканов, Ю.А. Матвеев, А.Б. Шушпанников. — Опубл. 10.12.2002, бюл. № 34.
3. Патент 2209109 РФ, С2, МПКB01F11/00. Вибрационный смеситель / В.Н. Иванец, М.В. Баканов, Ю.А. Матвеев, А.Б. Шушпанников и др. — Опубл. 27.07.2003, бюл № 21.
4. Патент 2286203 РФ, С1, МПК B01F11/00, B01F3/18. Вибрационный смеситель /А.Б. Шушпанников, Г.Е. Иванец, А.Г. Золин и др. — Опубл. 27.10.2006, бюл. № 30.
VERTICAL-VIBRATING MIXERS - NEW TYPE OF RECEIVING POWDERED COMBINED PRODUCTS A.B. Shushpannikov
Summary. The article is devoted to the constructions of lifting gutter vertical-vibrating constantly working mixers for powdered materials.
Keywords and phrases: mixer, vibration, powder material.
УДК 664.91:637.522.05
ВЕТЕРИНАРНО-САНИТАРНЫЙ КОНТРОЛЬ МЯСНОГО СЫРЬЯ И КОНСЕРВОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫХ МЕТОДОВ
ЕЛ ГОРОБЧУК, аспирант Московский государственный университет прикладной биотехнологии»
E-mail: dmitriy.gorobchuk@liebherr.com
Резюме. Проведены исследования по определению критериев безопасности и качества мясных консервов. Показано, что на стадии приемки сырья эффективен метод идентификации мяса на основе иммунодиффузии. Для определения возбудителей инфекций эффективны анализы на основе амплификации с последующей ДНК-гибридизацией, а также с использованием иммунохроматографических тест-систем, которые позволяют сократить время анализа, по сравнению с классическими бактериологическими методами, в 2-3 раза.
Ключевые слова: мясные консервы, идентификация, видовой состав, безопасность, качество, иммунодиффузия, ДНК-диагностика, иммунохроматографические тест-системы.
На сегодняшний день важное значение приобретает своевременная ветеринарно-санитарная экспертиза сырья и продуктов животного происхождения. Способы определения показателей их безопасности и качества основаны на органолептических, физико-химических, биохимических, иммунологических, микробиологических и других методах анализа.
В последние годы дня контроля животноводческой продукции стали использовать ускоренные иммунологические и молекулярно-генетические методы [1, 2]. К молекулярно-генетическим методам относятся: гибридизация нуклеиновых кислот, рестрикционный анализ, анализ нуклеотидных последовательностей, полимеразная цепная реакция (ПЦР) [3]. Их приме-
няют для определения микробных контаминаций и видовой принадлежности мясного и растительного сырья. С помощью иммунологических методов можно определять различные токсины [5, 6].
При этом микробиологические методы исследования объектов ветеринарного надзора требуют усовершенствования с целью ускорения анализов и повышения уровня достоверности получаемых результатов, поскольку в практических условиях ветеринарные лаборатории выполняют значительный объем работ, связанных с бактериологическим контролем санитарного состояния производства. Поэтому постоянно ведется поиск новых и улучшение существующих методов. Целью нашей работы было совершенствование контроля показателей безопасности и качества мясного сырья и готовых консервов на основе ускоренных, чувствительных и специфичных методов.
Условия, материалы и методы. Объектами исследования служили образцы мясного сырья (свинина и говядина охлажденная, замороженная в блоках и полутушах) и готовые консервы.
Для определения видовой принадлежности мяса использовали тест-системы серии ORBIT, PRIME, SOFT, PROFIT. Принцип реакции (метод иммунодиффузии по Оухтерлони) основан на диффузии диагностических антител и испытуемого антигена из пропитанных дисков в гель. В случае их взаимодействия, образуется полоса преципитации между противоположными дисками.
Компонентами анализа служили испытуемый материал (сырое мясо), диски, пропитанные антителами к белкам говядины, свинины, баранины, и диски сравнения, пропитанные антигеном. От образца изучаемой продукции отбирали пробу по возможности без жира и соединительной ткани, соблюдая меры предосторожности, для предотвращения загрязне-
