Способ проращивания зерна и устройство для его осуществления

Изображения

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства. В способе обеззараживают зерно в течение 12 часов в 1% растворе перманганата калия, промывают его водой. В первые двое суток зерно не освещают, на третьи, четвертые и пятые сутки зерно освещают люминесцентными лампами. Обеззараженное зерно помещают в емкость, емкость с зерном опускают в воду на 5-6 ч и поднимают из воды на 4-5 ч. Во время нахождения зерна на воздухе его орошают водой в течение 4-5 мин, затем отключают насос на 1,5 ч. При помощи барботера в воду подают воздух. Время работы барботера 30-35 мин, время отключения барботера 60-70 мин, удельная мощность ламп 100-120 Вт/м2. Устройство состоит из рамы, емкости, ванны, барботера, насоса, мотора-редуктора. При этом концевой выключатель предназначен для размыкания цепи и остановки мотора-редуктора при опускании емкости в нижнее положение, а также предназначен для размыкания цепи и остановки мотора-редуктора при поднятии емкости в верхнее положение. Реле времени предназначено для установки времени нахождения емкости в поднятом и опущенном положениях, а также включения и отключения насоса и барботера. Измеритель-регулятор предназначен для включения и отключения в автоматическом режиме трубчатого электронагревателя в работу для обеспечения необходимой температуры воды. Группа изобретений обеспечивает механизацию и автоматизацию технологического процесса проращивания зерна для скармливания поросятам-отъемышам. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для получения ростков зерна злаковых, используемых в качестве зеленой подкормки для поросят-отъемышей.

Известен способ приготовления корма из фуражного зерна путем проращивания при искусственном освещении, включающий его смешение с субстратом, раскладку на лотки для проращивания, в котором зерно смешивают с сапропелем и мхом-сфагнумом, доля которых составляет 0,7% сухого вещества каждого компонента от массы сухого зерна [RU 2230461 С2, 7 A23K 1/14, A23K 1/00, 20.06.2004].

К недостатку способа относится его неэффективность из-за больших затрат электроэнергии на освещение и с точки зрения питательности из-за низкого содержания питательных веществ в субстрате, не обеспечивающей корневой подкормки проростков и питательной ценности биомассы корма из-за незначительного количества сапропеля в смеси.

Известен способ проращивания зерна [RU 2348170 С1, A23K 1/00, (2006.01), 10.03.2009]. Зерно (ячмень, пшеницу) промывают холодной проточной водой несколько раз, перемешивая механическим способом, до исчезновения загрязняющих частиц в воде. Промытое зерно замачивают в эмалированных, пластмассовых или стеклянных емкостях в течение 12 часов. Температура воды должна быть +14 +25°C. Причем соотношение зерна и воды должно составлять 1:5. Через 12 часов воду сливают, зерно промывают 1-2 раза для дополнительного насыщения зерна кислородом, удаления токсичных веществ и спор плесневых грибов, которые экстрагировались в воде при замачивании.

Промытое зерно помещают во влажный хлопчатобумажный, а затем в полиэтиленовый мешки, толщина слоя зерна не должна превышать 5 см. Упаковка зерна в хлопчатобумажный и полиэтиленовый мешки преследует цель создания благоприятных условий для ускоренного прорастания зерна (влажность, температура). При температуре помещения 18-20°C и относительной влажности воздуха 60-80% ростки (2 мм) появляются через 12 часов.

Известен способ получения пророщенного зерна (солода) из злаковых и зернобобовых культур. Для этой цели в летнее время зерно ячменя или пшеницы необходимо замочить в ванне или другой емкости в течение 1 суток, а зерно гороха или сои - 1,5-2 суток, затем разместить на току с твердым покрытием в гряды высотой 30-40 см в первые 2 дня и 15-30 см - в последующие дни. Расход воды для замачивания 0,9 т на 1 т зерна. Температуру в грядах поддерживают в пределах 14-20°C путем ворошения зерна через каждые 2-3 часа. Длительность получения пророщенного зерна - около 5 дней. [Пономарев А.Ф. Теория и практика промышленного кормопроизводства и свиноводства. Монография. // Под общей ред. д. с-х. н., профессора Г.С. Походни. - Белгород. - Издательство БелГСХА, 2003. - 103-104 с.].

Недостатком способа является сезонность процесса проращивания зерна, необходимость применения ручного труда при периодическом ворошении.

Известен способ производства зеленого корма, при котором зерно замачивают в воде, проращивают в течение суток, размещают на вегетационной поверхности (без использования субстрата или на субстрате) слоем 3-5 см, по мере высыхания зерно увлажняют путем орошения, выращивают проростки в течение 4-6 суток без света, следующие 4-6 суток при искусственном освещении [Образцов А.С. Гидропонный корм из ячменя на субстрате из соломы. Кормопроизводство / А.С. Образцов, С.Н. Пиуткин, 1980, 10].

Недостатком данного способа является отсутствие механизации процесса орошения и барботирования и автоматизации процессов.

Известно устройство для проращивания и экстракционной обработки зерна [SU 1479496 А1, 6 С12С 1/00, С12С 1/18, 15.05.89], которое состоит из корпуса, шнека, барботеров, коллектора, форсунок. Недостатком устройства является измельчение шнеками при перемешивании пророщенного зерна, что уменьшает его прорастание и приводит к загниванию.

Известно закрытое устройство для прорастания семян [DE 102005002313 A1, A01C 1/02, A01C 1/00, 27.07.2006], которое состоит из контейнера, резервуара с водой, приводных валов, блока питания, электродвигателя, позволяющее проводить опускание резервуара с зерном в воду. Недостатком является возможное обламывание проращиваемых зерен при вращении резервуара и, как следствие, непрорастание их и загнивание.

Известно устройство для проращивания [DE 3242037 А1, 4 A01C 1/02; A01G 31/02; A01C 1/00, 17.05.1984], которое состоит из фундаментной плиты, контейнеров для семян, опорных рамок, валов, резервуара с водой. Недостатком устройства является сложность конструкции механизма подъема и опускания контейнеров для зерна в воду, а также отсутствие процесса барботирования зерна в воде.

Задачей изобретения является получение пророщенного зерна для скармливания поросятам-отъемышам с применением средств механизации и автоматизации технологического процесса.

Для реализации этой задачи предложены способ проращивания зерна и устройство для его осуществления, которые будут понятны из следующего описания, чертежей и фотографий.

Способ проращивания зерна осуществляют следующим образом. Для обеззараживания зерно помещают на 12 часов в 1% раствор перманганата калия, затем промывают. Обеззараженное зерно помещают в емкость. Емкость выполнена перфорированной. При помощи мотора-редуктора емкость опускают в воду на 5-6 ч и поднимают из воды на 4-5 ч. В первые двое суток зерно не освещают, на третьи, четвертые и пятые сутки зерно освещают люминесцентными лампами (на рисунке не показаны) удельной мощностью светового потока 100-120 Вт/м 2. Чтобы устранить высыхание зерна, во время нахождения зерна на воздухе его орошают водой в течение 4-5 мин, время отключения насоса 1,5 ч. Для насыщения кислородом во время замачивания зерна при помощи барботера в воду подают воздух. Время работы барботера 30-35 мин, время отключения барботера 60-70 мин.

Сущность изобретения заключается в том, что для реализации указанной задачи предлагаемое устройство для проращивания зерна выполнено из рамы, мотора-редуктора, теплового реле, катушки, рамки, маховика, емкости, ванны, насоса, подающего шланга, сливного шланга, крана, трубы, Г-образной стрелы, нижних тросов, верхних тросов, центрального троса, скобы, двух шкивов, барботера, кольца, подпружиненной пластины, пульта управления, реле времени, измерителя-регулятора, датчика температуры, концевых выключателей (кнопочного типа) и (рычажного типа), трубчатого электронагревателя (ТЭНа), светового индикатора, четырехполюсного выключателя, однополюсного выключателя, двух тумблеров и двух контакторов, катушек, контактов.

При этом на раме предусмотрена ванна для замачивания зерна. Рама выполнена неподвижной. Для поднятия и опускания емкости с зерном в ванну на раме установлен мотор-редуктор. Для равномерного увлажнения зерна емкость выполнена перфорированной. На раме установлена Г-образная стрела. На меньшем плече Г-образной стрелы установлен шкив, под шкивом выполнено кольцо. На большем плече Г-образной стойки установлен шкив, под шкивом установлена подпружиненная пластина. В подпружиненной пластине выполнено отверстие для возможности пропускания центрального троса.

С торцевых сторон емкости выполнены оси. На рамке установлены кронштейны. Оси вставлены в кронштейны. Емкость установлена в рамке с возможностью поворота вокруг продольной горизонтальной оси рамки. С четырех сторон к краям рамки зачалены нижние тросы. Другими краями нижние тросы зачалены за трубу. Для осуществления орошения зерна, когда емкость поднята из воды, в трубе выполнены отверстия. Верхние тросы одними концами зачалены за трубу. При помощи скобы верхние тросы другими концами закреплены за центральный трос. Центральный трос одним концом зачален за скобу, пропущен через отверстие подпружиненной пластины, переброшен через шкивы, пропущен в кольцо, другим концом зачален за катушку. Катушка установлена на валу мотора-редуктора. На центральном тросе под подпружиненной пластиной установлен концевой выключатель (кнопочного типа). Он предназначен для размыкания электрической цепи, когда емкость поднята из ванны. На центральном тросе под кольцом установлен концевой выключатель (рычажного типа). Он предназначен для размыкания электрической цепи, когда емкость опущена в ванну. В ванне установлен насос, который при помощи подающего шланга соединен с трубой. С другой стороны трубы с отверстиями установлен кран, на кран надет сливной шланг, который опущен в ванну. Для продавливания воздуха через слой воды в ванне на пульте управления установлен барботер. Реле времени предназначено для установки времени нахождения емкости в поднятом и опущенном положениях, а также включения и выключения насоса и барботера. Контакты предназначены для подачи напряжения на катушки. Катушки предназначены для замыкания контакторов. Контакторы предназначены для включения мотора-редуктора. ТЭН установлен в ванне и предназначен для нагрева воды до необходимой температуры. Датчик температуры установлен в ванне и предназначен для подачи сигнала на измеритель-регулятор. Измеритель-регулятор предназначен для отключения и включения в автоматическом режиме ТЭНа в работу для обеспечения необходимой температуры воды.

Четырехполюсный выключатель установлен на пульте управления и предназначен для включения трехфазной цепи, однополюсный выключатель установлен на пульте управления и предназначен для включения однофазной цепи управления. Первый тумблер предназначен для выбора режима работы устройства для проращивания зерна в ручном и автоматическом режиме. Второй тумблер предназначен для принудительного поднятия и опускания емкости в ручном режиме. Тепловое реле предназначено для отключения мотора-редуктора при перегреве. Световой индикатор предназначен для визуализации напряжения на фазах.

Принцип работы устройства для проращивания зерна будет понятным из следующего описания и прилагаемых чертежей.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства для проращивания зерна, на фиг. 2 приведена емкость в рамке, на фиг. 3 приведен концевой выключатель кнопочного типа, фиг. 4 приведен концевой выключатель рычажного типа, на фиг. 5 приведена схема электрического подключения, управления и контроля устройства для проращивания зерна.

На фиг. 1 представлено устройство для проращивания зерна, которое состоит из рамы 1, на которой установлена ванна 2. В стенку ванны установлен ТЭН 3 (фиг. 1, 5) и датчик температуры 4 (фиг. 1).

На раме 1 (фиг. 1) установлена Т-образная стрела 5. На меньшем плече Т-образной стрелы 5 установлен шкив 6, под шкивом выполнено кольцо 7 (фиг. 1, 4). На большем плече Т-образной стрелы 5 установлен шкив 8, под шкивом 8 установлена подпружиненная пластина 9 (фиг. 1, 3). В подпружиненной пластине 9 выполнено отверстие для возможности пропускания центрального троса 10 (фиг. 1, 3, 4).

С торцевых сторон емкости 11 (фиг. 1, 2) выполнены оси 12 (фиг. 2). Для снижения сил трения в отверстиях рамки 13 (фиг. 1, 2) установлены втулки 14 (фиг. 2). На оси 12 установлен маховик 15. Маховик 15 предназначен для поворота емкости 11 в рамке 13 (фиг. 1, 2). Оси 12 вставлены во втулки 14. Емкость 11 установлена в рамке 13 с возможностью поворота вокруг продольной горизонтальной оси рамки.

С четырех сторон к краям рамки 13 (фиг. 1, 2) зачалены нижние тросы 16 (фиг. 1). Другими концами нижние тросы 16 зачалены за трубу 17. Для возможности орошения зерна, когда емкость 11 (фиг. 1, 2) находится в верхнем положении, в трубе 17 (фиг. 1) выполнены отверстия. При помощи скобы 18 верхние тросы 19 закреплены за центральный трос 10 (фиг. 1, 3, 4). Центральный трос 10 одним концом зачален за скобу 18 (фиг. 1), пропущен через отверстие подпружиненной пластины 9 (фиг.1, 3), переброшен через шкивы 6 и 8 (фиг. 1), пропущен в кольцо 7 (фиг. 1, 4), другим концом зачален за катушку 20 (фиг. 1). Катушка 20 установлена на валу мотора-редуктора 21 (фиг. 1, 5). Мотор-редуктор 21 установлен на раме 1 (фиг. 1).

Внутри ванны 2 (фиг. 1) установлен насос 22 (фиг. 1, 5). Насос 22 при помощи подающего шланга 23 (фиг. 1) соединен с трубой 17. С противоположной стороны трубы 17 установлен кран 24, который предназначен для регулирования необходимого количества воды, подаваемой в сливной шланг 25, который опущен в ванну 2. На пульте управления 26 установлен барботер 27 (фиг. 1, 5), который предназначен для продавливания воздуха через толщу воды в ванне 2. На центральном тросе 10 (фиг. 1, 3, 4) ниже кольца 7 (фиг. 1, 4) установлен концевой выключатель 28 (фиг. 1, 4, 5) (рычажного типа). Концевой выключатель 28 (рычажного типа) предназначен для размыкания цепи и остановки мотора-редуктора 21 (фиг. 1, 5), когда емкость 11 (фиг. 1, 2) находится в нижнем положении. На центральном тросе 10 (фиг. 1, 3, 4) ниже подпружиненной пластины 9 (фиг. 1, 3) установлен концевой выключатель 29 (фиг. 1, 3, 5) (кнопочного типа). Концевой выключатель 29 (кнопочного типа) предназначен для размыкания цепи и остановки мотора-редуктора 21 (фиг. 1, 5), когда емкость 11 (фиг. 1, 2) находится в верхнем положении. Четырехполюсный выключатель 30 (фиг. 5) установлен на пульте 26 управления и предназначен для включения и выключения трехфазной цепи. Однополюсный выключатель 31 установлен на пульте управления 26 (фиг. 1) и предназначен для включения и выключения однофазной цепи управления. Тумблер 32 предназначен для выбора режима работы устройства для проращивания зерна в ручном и автоматическом режиме. Тумблер 33 предназначен для принудительного поднятия и опускания емкости 11 (фиг. 1, 2) в ручном режиме. Тепловое реле 34 (фиг. 5) предназначено для отключения мотора-редуктора 21 (фиг. 1, 5) при перегреве. Световой индикатор 35 (фиг. 5) предназначен для визуализации напряжения на фазах. Датчик температуры 4 (фиг. 1) установлен в ванне 2 и предназначен для подачи сигнала на измеритель-регулятор 36 (фиг. 5), контакты которого предназначены для отключения и включения в автоматическом режиме ТЭНа 3 (фиг. 1, 5) в работу для обеспечения необходимой температуры воды. Контактор 37 (фиг. 5) предназначен для подачи напряжения на мотор-редуктор 21 (фиг. 1, 5) для осуществления подъема емкости 11 (фиг. 1). Контактор 38 (фиг. 5) предназначен для подачи напряжения на мотор-редуктор 21 (фиг. 1, 5) для осуществления опускания емкости 11 (фиг. 1). Реле времени 39 (фиг. 1) установлено на пульте управления 26 и предназначено для установки времени нахождения емкости 11 в поднятом и опущенном положениях, а также включения и выключения насоса 22 (фиг. 1, 5) и барботера 27. Реле времени 39 (фиг. 5) объединяет в себе контакты 40, 41, 42, 43. Контакты 40 предназначены для включения мотора-редуктора 21 (фиг. 1, 5) на подъем емкости 11 (фиг. 1, 2). Контакты 41 (фиг. 5) предназначены для включения мотора-редуктора 21 (фиг. 1, 5) на опускание емкости 11 (фиг. 1, 2). Контакты 42 (фиг. 5) предназначены для включения и выключения насоса 22 (фиг. 1,5). Контакты 43 (фиг. 5) предназначены для включения и выключения барботера 27 (фиг. 1, 5). Катушка 44 (фиг. 5) предназначена для замыкания контактора 37. Катушка 45 предназначена для замыкания контактора 38.

Устройство для проращивания зерна работает следующим образом. В исходном положении емкость 11 (фиг. 1, 2) поднята над уровнем воды в ванне 2 (фиг. 1).

После заполнения зерном емкости 11 (фиг. 1, 2) включают четырехполюсный выключатель 30 (фиг. 5). При этом загорается световой индикатор 35 (фиг. 5). На пульте управления 26 включаем однополюсный выключатель 31. Устанавливаем тумблер 32 для работы в автоматическом режиме. Включаем реле времени 39 (фиг. 1). При помощи контактов 41 (фиг. 5) подаем напряжение на катушку 45. При этом замыкается контактор 38 (фиг. 5), и мотор-редуктор 21 (фиг. 1, 5) работает на опускание.

При помощи мотора-редуктора 21 (фиг. 1, 5) вращают катушку 20 (фиг. 1), тем самым разматывают центральный трос 10 (фиг. 1, 3, 4). При этом центральным тросом 10 опускают рамку 13 (фиг. 1, 2) с емкостью 11 и находящимся в нем зерном в ванну 2 (фиг. 1). Опускание емкости 11 происходит до тех пор, пока рычаг концевого выключателя 28 (фиг. 1, 4) (рычажного типа) не отклоняется от касания кольца 7. При этом мотор-редуктор 21 (фиг. 1, 5) выключается. Реле времени 39 (фиг. 1) контактами 43 (фиг. 5) включает и выключает барботер 27 (фиг. 1, 5). Барботер 27 работает во время погружения емкости 11 в ванну 2. Он работает циклически: время работы барботера 30-35 мин, время отключения 60-70 мин. По истечении 5-6 ч реле времени 39 (фиг. 1) через контакты 40 (фиг. 5) подают напряжение на катушку 44 и контактор 37 замыкается, при этом вал мотора-редуктора 21 (фиг. 1, 5) будет вращаться в обратном направлении. При этом центральный трос 10 (фиг. 1, 3, 4) будет наматываться на катушку 20 (фиг. 1) и емкость 11 (фиг. 1, 2) будет подниматься из ванны 2 (фиг. 1). Поднятие емкости 11 (фиг. 1, 2) происходит до тех пор, пока кнопка концевого выключателя 29 (фиг. 1, 3, 5) (кнопочного типа) не нажимается от касания подпружиненной пластины 9 (фиг. 1, 3). При этом мотор-редуктор 21 (фиг. 1, 5) выключают.

При помощи маховика 15 (фиг. 2) наклоняют емкость 11 (фиг. 1, 2) вправо-влево и ворошат зерно, чтобы предотвратить его слеживание в емкости 11.

В период поднятого положения емкости 11 (фиг. 1, 2) реле времени 39 (фиг. 1) через контакты 42 (фиг. 1, 5) включает и выключает насос 22. Насос 22 работает циклически. Время включения насоса составляет 4-5 мин. Время отключения насоса 1,5 -1,6 ч. Затем цикл повторяется.

Для включения ручного режима работы устройства необходимо перевести тумблер 32 (фиг. 5) в ручной режим. Тумблером 33 производят принудительный подъем и опускание емкости 11 (фиг. 1, 2).

При помощи маховика 15 (фиг. 2) поворачивают емкость 11 (фиг. 1, 2) в рамке 13 (фиг. 2) на 180°, при этом пророщенное зерно под действием сил гравитации перемещается из емкости 11 (фиг. 1, 2) в раздатчик пророщенного зерна (на рисунке не показан).

Устройство (схема) (фиг. 5) для автоматизации способа проращивания зерна состоит из реле времени 39 (фиг. 1), теплового реле 34 (фиг. 5), измерителя-регулятора 36, датчика температуры 4 (фиг.1), концевых выключателей кнопочного типа 29 (фиг. 1, 3, 5) и рычажного типа 28 (фиг. 1, 4, 5), трубчатого электронагревателя 3 (фиг. 1, 5), светового индикатора 35 (фиг. 5), четырехполюсного выключателя 30, однополюсного выключателя 31, двух тумблеров 32, 33, двух контакторов 37, 38, катушек 44, 45, контактов 40, 41, 42, 43 и мотора-редуктора 21 (фиг. 1, 5).

Изобретение позволяет механизировать и автоматизировать следующие технологические операции: замачивание зерна, барботирование находящегося в воде зерна, извлечение зерна из воды, орошение зерна на воздухе.

Предложенное устройство обеспечивает механизацию и автоматизацию технологического процесса проращивания зерна для скармливания поросятам-отъемышам.

Источники информации

1. RU 2230461 С2, 7 A23K 1/14, A23K 1/00. Способ получения корма из фуражного зерна / Н.И. Капустин, Щекутьева Н.А. - 2002119239/13; Заявлено 16.07.2002; Опубл. 20.06.2004.

2. RU 2348170 С1, A23K 1/00, (2006.01). Способ проращивания зерна злаковых / Н.В. Улько, Б.Л. Дубовой, О.Н. Сочинская, О.О. Улько, Е.В. Фалеева, Л.Г. Белокобыльская. - 2007123918/13; Заявлено 25.06.2007; Опубл. 10.03.2009.

3. Пономарев А.Ф. Теория и практика промышленного кормопроизводства и свиноводства. Монография. // Под общей ред. д. с-х. н., профессора Г.С. Походни. - Белгород. - Изд-ство БелГСХА, 2003. - 103-104 с.

4. SU 1479496 А1, 6 С12С 1/00, С12С 1/18. Устройство для проращивания и экстракционной обработки зерна/ И.С. Горленко, А.С. Кругляков, А.Г. Курилов, Г.Ф.Наумов, С.П. Тютюник. - 4145313/30-13; Заявлено 24.07.1986; Опубл. 15.05.1989.

5. DE 102005002313 A1, A01C 1/02, A01C 1/00. Закрытое устройство для прорастания семян/ Osner Robert. - DE 200510002313; Заявлено 17.01.2005; Опубл. 27.07.2006.

6. DE 3242037 А1, 4 A01C1/02; A01G 31/02; A01C 1/00. Устройство для получения проростков/ Meyer, Bruno. - DE 19823242037 19821113; Заявлено 13.11.1982; Опубл. 17.05.1984.

7. Образцов А.С. Гидропонный корм из ячменя на субстрате из соломы/ А.С. Образцов, С.Н. Пиуткин. - Кормопроизводство, 1980, 10.

Формула изобретения

1. Способ проращивания зерна, заключающийся в обеззараживании зерна в течение 12 ч в 1% растворе перманганата калия, промывке его водой, в первые двое суток зерно не освещают, на третьи, четвертые и пятые сутки зерно освещают люминесцентными лампами, обеззараженное зерно помещают в емкость, которую опускают в воду на 5-6 ч, затем поднимают емкость с зерном из воды на 4-5 ч, во время нахождения зерна на воздухе его орошают водой в течение 4-5 мин, затем отключают насос на 1,5 ч, при помощи барботера в воду подают воздух, время работы барботера 30-35 мин, время отключения барботера 60-70 мин, удельная мощность ламп 100-120 Вт/м2.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, состоящее из рамы, емкости, ванны, барботера, насоса, мотора-редуктора, отличающееся тем, что концевой выключатель предназначен для размыкания цепи и остановки мотора-редуктора при опускании емкости в нижнее положение, концевой выключатель также предназначен для размыкания цепи и остановки мотора-редуктора при поднятии емкости в верхнее положение, реле времени предназначено для установки времени нахождения емкости в поднятом и опущенном положениях, а также включения и отключения насоса и барботера, измеритель-регулятор предназначен для включения и отключения в автоматическом режиме трубчатого электронагревателя в работу для обеспечения необходимой температуры воды.