Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
EXTRUDER FOR PRODUCING A PROTEIN FEED SUPPLEMENT FROM ANIMAL RAW MATERIALS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/099633
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to mechanical engineering, and more particularly to equipment for producing feed supplements from keratin-containing waste and can be used for making a protein product of high nutritional value. The object of the present invention is to create a device for producing a highly nutritious animal feed supplement based on keratin-containing waste with high moisture content, which meets the criterion of increased quality of feeding, and helps to improve the physiological state of the animals, in particular, to improve livestock productivity. An extruder (6) for producing a protein feed supplement from animal raw materials comprises a die (7) and a knife (8), the knife (8) being fixed, from one side, by a dog (9) which is inserted into a groove (10) of an extruding head of the extruder (6), which rotates together with a screw of the extruder (6), and, from the other side, by an axle (11) which is inserted into an opening (12) of the die (7) configured as a plate shape with a lip (13) and mounted into a groove (14) of a flange (15) which is coupled fixedly with a body of the extruder (6), the die being fixed in relation to the flange (15) by a nut (16) at the lip (13); wherein the die (7) and the knife (8) are configured with 6 to 8 openings (17), (18) with a diameter ranging from 0.4 to 2.5 mm; the distance between the plate shaped die (7) and the cutting knife (8) which is parallel to the plate-shaped die (7), ranges from 0.01 to 0.1 mm.

Inventors:
TREPAK, Pavel Grigorevich (ul. Frunze, 1selo Argaiash, Argaiashskii r-, Cheliabinskaia obl. 0, 456880, RU)
KORCHAK, Nikolai Stanislavovich (ul. Gornaia, 36 kv. 2,selo Nepriakhino, Chebarkulskii r-, Cheliabinskaya obl. 9, 456409, RU)
Application Number:
RU2016/000833
Publication Date:
June 15, 2017
Filing Date:
November 30, 2016
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
TREPAK, Pavel Grigorevich (ul. Frunze, 1selo Argaiash, Argaiashskii r-, Cheliabinskaia obl. 0, 456880, RU)
KORCHAK, Nikolai Stanislavovich (ul. Gornaia, 36 kv. 2,selo Nepriakhino, Chebarkulskii r-, Cheliabinskaya obl. 9, 456409, RU)
International Classes:
B30B11/22; A23N17/00
Foreign References:
RU85119U12009-07-27
RU2422274C12011-06-27
CN104432447A2015-03-25
Attorney, Agent or Firm:
KOSTIK, Tatiana Fedorovna (ul. Truda, 157 of. 6, Chelyabinsk 1, 454091, RU)
Download PDF:
Claims:
Формула изобретения

1. Экструдер (6) для получения кормовой белковой добавки из сырья животного происхождения содержащий фильеру (7) и нож (8), отличающийся тем, что нож (8) с одной стороны неподвижно поводком (9) вставлен в паз (10) головки экструдера (6), вращающейся вместе с червячным органом экструдера (6), с другой стороны осью (11) в отверстие (12) фильеры (6), выполненной тарельчатой с выступом (13), установленной в паз (14) фланца (15), связанного неподвижно с корпусом экструдера (6), и зафиксированной относительно фланца (15) гайкой (16) по выступу (13), при этом фильера (7) и нож (8) выполнены с 6-8 отверстиями (17), (18) диаметром 0,4-2,5 мм, расстояние между тарельчатой фильерой (7) и режущим ножом (8), расположенным параллельно тарельчатой фильере (7) - 0,01-0, 1 мм.

Description:
Экструдер для получения кормовой белковой добавки из сырья животного происхождения

Область техники

Изобретение относится к машиностроению в частности к оборудованию для получения кормовых добавок из кератиносодержащих отходов и может быть использовано для изготовления белкового продукта с высокой питательной ценностью.

Предшествующий уровень техники

Известен патент России N° 2203559, опубликованный 10.05.2003 г. В предлагаемом аналоге сырье сжимается, нагревается и подвергается гидролизу между стенкой экструдера и каналом рабочего органа экструдера - червяка. В зоне гомогенизации продукт окончательно переходит из твердой фазы в вязкопластичную; здесь происходит плавление в результате преобразования механической энергии рабочих органов экструдера в тепловую энергию и за счет внутреннего трения в самом продукте при автогенном режиме работы экструдера. Так же продукт может дополнительно подогреваться нагревательным элементом, например спиралью. Регулируемый теплоподвод за счет нагревательной спирали обеспечивает поддержание наиболее рационального температурного режима, необходимого для обеспечения протекания физико-химических изменений с компонентами (белками, углеводами, витаминами и т.д.) обрабатываемого продукта.

Недостатком указанного оборудования является, то, что на нем перерабатываются только отходы хромовых кож влажностью не более 30%, кроме того, недостаточное сжимание, разогревание и время продвижения исходного сырья в зазоре между стенкой пресс-экструдера и каналом рабочего органа экструдера-червяка, ведет к неполному гидролизу коллагена кератиносодержащих отходов и снижению питательности конечной кормовой добавки. Предлагаемые диапазоны температуры (100-300°С), давления (1-40 МПа) и времени (2-160 с) низкое содержание влаги не приводят к полному гидролизу дисульфидных связей (-S-S-) кератиновьк белковых молекул кератиносодержащих отходов, поэтому протеолитические ферменты пищеварительных соков животных такую кормовую добавку плохо переваривают. В аналогах, в экструдерах, предлагаемых с фильерой и ножом, нож стоит снаружи фильеры экструдера, может иметь отдельный привод, предназначен для отрезания жгута материала, при таком устройстве пары фильера-нож не происходит увеличение температуры и давления при работе самой пары (см. патенты России 2259275, опубликованный 27.08.2005 г., Ш 2422274, опубликованный 14.12.2009 г.). указанные изобретения выбраны в качестве прототипов.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание устройства для получения высокопитательной кормовой добавки для животных на основе кератиносодержащих отходов высокой влажности, отвечающей повышенному качеству кормления, способствующей улучшению физиологического состояния животных, в части повышения продуктивности поголовья.

Поставленную задачу решают с помощью экструдера для получения кормовой белковой добавки из сырья животного происхождения, содержащего фильеру и нож, согласно изобретению, нож с одной стороны неподвижно поводком вставлен в паз головки экструдера, вращающейся вместе с червячным органом экструдера, с другой стороны осью в отверстие фильеры, выполненной тарельчатой с выступом, установленной в паз фланца, связанного неподвижно с корпусом экструдера, и зафиксированной относительно фланца гайкой по выступу, при этом фильера и нож выполнены с 6-8 отверстиями диаметром 0,4-2,5 мм, расстояние между тарельчатой фильерой и режущим ножом, расположенным параллельно тарельчатой фильере - 0,01- 0, 1 мм.

За счет того, что нож с одной стороны неподвижно поводком вставлен в паз головки экструдера, вращающейся вместе с червячным органом экструдера, с другой стороны осью в отверстие фильеры, выполненной тарельчатой с выступом, установленной в паз фланца, связанного неподвижно с корпусом экструдера, и зафиксированной относительно фланца гайкой по выступу, при этом фильера и нож выполнены с 6-8 отверстиями диаметром 0,4-2,5 мм, расстояние между тарельчатой фильерой и режущим ножом, расположенным параллельно тарельчатой фильере - 0,01- 0, 1 мм., получают высокопитательную кормовую добавку для животных на основе кератиносодержащих отходов высокой влажности, отвечающей повышенному качеству кормления, способствующей улучшению физиологического состояния животных, в части повышения продуктивности поголовья.

Заявляемый в заявке на изобретение экструдера для получения кормовой белковой добавки из сырья животного происхождения, содержащий фильеру и нож обладает новизной по сравнению с прототипом, отличается от него вышеперечисленными признаками и обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Совокупность существенных признаков заявляемого экструдера для получения кормовой белковой добавки из сырья животного происхождения, не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Краткое описание фигур чертежей

Сущность предлагаемого экструдера для получения кормовой белковой добавки из сырья животного происхождения поясняется чертежами, где представлено: на фиг.1 - кинематическая схема устройства с экструдером для производства кормовой белковой добавки из сырья животного происхождения; на фиг.2 - вид' в разрезе тарельчатой фильеры с дисковым ножом экструдера для получения кормовой белковой добавки из сырья животного происхождения.

Суть заявленного экструдера для получения кормовой белковой добавки из сырья животного происхождения описывается в примере исполнения.

Влажное сырьё 60-80% из приемного бункера 1 по цепному транспортеру 2 поступает в роторную молотковую дробилку 3 типа ДКУ-2 где измельчается до фракции 2-3 мм, пневмотранспортом 4 подаётся в дозатор 5 экструдера 6 ПЭМ-2УТ, где подвергается интенсивному перемешиванию для выравнивания влажности, из бункера дозатора 5 поступает под принудительным давлением шнека дозатора в экстру дер 6. Влажное сырьё проходя по шнеку экструдера 6 интенсивно перемешивается, перетирается, повышается температура смеси, проходя компрессионные диафрагмы экструдера 6 вода содержащая в сырье вскипает, происходит разрыв связей молекул кератина устойчивые кератины расщепляются (фиг. 1). Для экструдера 6 ПЭМ-2УТ разработана фильера 7 тарельчатого типа и дисковый нож 8, который поводком 9 вставляется в профрезированный паз 10 головки экструдера 6 и вращается вместе с червячным органом экструдера 6. С другой стороны осью 11 дисковый нож 8 вставлен в отверстие 12 тарельчатой фильеры 7, которая выполнена с выступом 13 и установлена в паз 14 фланца 15, связанного неподвижно с корпусом экструдера (на фиг. не показан) и зафиксирована относительно фланца 15 гайкой 16 по выступу 13, Тарельчатая фильера 7 и дисковый нож 8 выполнены соответственно с 6-8 отверстиями 17, 18 диаметром 0,4-2,5 мм, расстояние между тарельчатой фильерой 7 и дисковым ножом 8, расположенным параллельно тарельчатой фильере 7 - 0,01-0,1 мм. Отверстия 17 тарельчатой фильеры 7 перекрываются на доли секунд отверстиями 18 дискового ножа 8, дисковый нож 8 вращаясь относительно тарельчатой фильеры 7, создает дополнительное трение и пиковое максимальное давление в смеси и экструдере 6, что приводит к стабилизации температуры процесса водного гидролиза и увеличение давления до 100 Мпа, что в свою очередь благоприятно сказывается на течение реакции в стволе экструдера 6 и полному гидролизу. При выходе продукта после тарельчатой фильеры 7 с дисковым ножом 8 остаток влаги выделяется в виде пара, паровой разрыв окончательно разрывает связи трудно разщеплямых А-кератинов, патогенная микрофлора, грибки, бактерии, токсины уничтожаются.

.Перекрывая отверстия 17 тарельчатой фильеры 7 дисковым ножом 8 мы в экструдере 6 поднимаем давление, а трение дискового ножа 8 о внутреннюю плоскость тарельчатой фильеры 7 позволяет удержать температуру процесса, при совпадении отверстий 17 и 18 происходит выход продукта из экструдера, разработанная тарельчатая фильера 7 с внутренним дисковым ножом 8 позволила экструдировать продукты повышенной влажности (фиг. 2).

Это полностью обеззараженный стерильный однородный рыхлый белковый продукт, белок которого находится в легко усваиваемой форме. При этом тепло, необходимое для осуществления гидролизной реакции, выделяется вследствие интенсивного деформирования сырья и внешнего трения. Необходимое давление в 100 Мпа создается в тарельчатой фильере. .

5

В экструдере 6 применена тарельчатая фильера 7 с дисковым ножом 8 для экструдирования влажных продуктов которая позволяет при влажности 60-80% поднять давление до 100 Мпа и стабильно держать температуру не выше 250°С, произвести полный водный гидролиз кератина, расщепить его на усвояемый чистый белковый натуральный продукт и при этом сохранить все аминокислоты присутствующие в сырье.

Из экструдера 6 в виде порошка продукт поступает в приемник 19, где полностью отделяется от пара и доводится до полного охлаждения. Приемник 19 представляет лотковый шнек, где принудительно отсасывается пар вентилятором замещая пар холодным воздухом, перемешиваясь и перемещаясь шнеком приемника, продукт интенсивно охлаждается. В дальнейшем продукт попадает в приемник 20 пневмотранспортёра 21, пневмотранспортом 21 подается в бункер 22 накопитель, откуда мешконабивателем 23 расфасовывается в мешки (фиг. 1).

Численные значения диапазонов температуры, давления и времени выбраны исходя из следующего. Нижние границы диапазонов (180°С, 70 Мпа, 30с) обеспечивают полноту протекания реакции гидролиза в стволе экструдера, т.к. при неполном гидролизе снижается усвояемость конечного продукта. Верхние границы диапазонов (250°С, 100 Мпа, 90с) обеспечивают сохранение полученных при гидролизе питательных веществ, т.к. чрезмерное увеличение температуры, давления, времени обработки влечет за собой их разрушение.

Промышленная применимость

В заявляемом изобретении получают высокопитательную кормовую добавку для животных на основе кератиносодержащих отходов высокой влажности, отвечающей повышенному качеству кормления, способствующей улучшению физиологического состояния животных, в части повышения продуктивности поголовья, за счет того, что в экструдере для получения кормовой белковой добавки из сырья животного происхождения нож с одной стороны неподвижно поводком вставлен в паз головки экструдера, вращающейся вместе с червячным органом экструдера, с другой стороны осью в отверстие фильеры, выполненной тарельчатой с выступом, установленной в паз фланца, связанного неподвижно с корпусом экструдера, и зафиксированной относительно фланца гайкой по выступу, при этом фильера и нож выполнены с 6-8 отверстиями диаметром 0,4-2,5 мм, расстояние между тарельчатой фильерой и режущим ножом, расположенным параллельно тарельчатой фильере - 0,01-0,1 мм.