EE05730B1 - Seade ja meetod liha- ja kalatooraine ning muude orgaaniliste materjalide töötlemiseks - Google Patents

Abstract

Seade ja meetod tooraine üheaegseks lühiajaliseks peenestamiseks, termiliseks töötlemiseks ja fraktsioonideks lahutamiseks liha- ja kalatooraine ning muude orgaaniliste materjalide valdkonnas, et eraldada toorainest rasva-, valgu- ja mineraalsed komponendid ja neid edasi töödelda. Rootor-rootor- või rootor-staator-tüüpi seade on moodustatud raamist 1, korpusest 2, kaanest 3, fiidrist 4, rootorist 5, staatorist 6, purustuselementidest 7 ja 8, mootorist 10, võllist 11, fraktsioonide eraldustsoonist 12, laadimisavast 13, fraktsioneerimissektsioonidest 14. Meetod hõlmab tooraine ettevalmistuse ja peenestamise, termilise töötlemise, tooraines sisalduvate komponentide lahutamise, komponentide fraktsioneerimise ja komponentide töötlemise etappe.

Description

Tehnikavaldkond

Käesolev leiutis kuulub keemia-, sh keskkonnakeemia-, biokeemia- ja toiduainetööstuse valdkonda. Näiteks liha- ning kalakõrvalsaaduste töötlemine rasva-, valgu- ja mineraalsete ühendite eraldamiseks toorainest, kasutades kuum-, külm- ja segameetodeid materjalide termiliseks mõjutamiseks. Samuti kasutatakse käesolevat lahendust fraktsioneerimiseks, kus lisaks tsentrifugaaljõule rakendatakse töödeldavatele materjaliosakestele edasiantavat energiat ja nende osakeste dünaamikat - kiirendus, tagasipõrked, hõõrdumine, üksikute osakeste ja osakestest moodustunud materjalikihi liikumine seadmes jt.

Tehnika tase

Teada on tehnoloogiad, millega loomsed kõrvalsaadused töödeldakse sulatatud rasvaks ja valkusisaldavaks mineraalseks jahuks (lihajahu, kondijahu, lihakondijahu, verejahu, sulejahu, jahu keratiintoorainest (sõrad, sarved, harjased, karvad), kamarast ja loomanaha pinnalt eraldatud toorainest töödeldud jahu jt). Tehnika tasemest on üldteada loomsete kõrvalsaaduste töötlemiseks kasutatavad erinevad meetodid ja süsteemid: toormaterjali kuivtöötlus ja märgtöötlus ning perioodiline või pidev töötlusprotsess.

Euroopa patenditaotluses EP1230003 on kirjeldatud lahendust, mille alusel tooraine osakeste suurust vähendatakse peenestusseadmetes, termiline töötlus toimub perioodilise või pideva tegevusega keedu- või kuumutusseadmes. Fraktsioneerimine toimub setitamisega kuumtöötlusseadmes või eraldi mahutis või tsentrifuugimisega, mille käigus eraldatakse tahke ja vedel fraktsioon. Vedelfraktsioonist eraldatakse teise etapi tsentrifuugis või taldrik-separaatoris rasv veest, mis sisaldab jääkvalgu osakesi. Vesi väljastatakse reoveena või saadetakse järgnevale töötlemisele; puhastatud rasv pumbatakse edasisele käitlemisele. Töötlusprotsessi kestus on 30 kuni 120 minutit.

Senituntud liha- ja kalatööstuses kasutavad töötlemistehnoloogiad (Ockerman H.W., Hansen CL. jt.) koosnevad neljast põhietapist: tooraine ettevalmistus (eelpeenestamine); tooraine kuumtöötlemine, fraktsioneerimine ja komponentide töötlemine (valgu ekstraheerimine, rasva puhastus, jahu kuivatus ja jahvatamine). Protsessi etappidest on eeltöötlus suhteliselt lühiajaline; kuumtöötlemisel kasutatakse kuiv- ja märgtöötlusmeetodeid, kusjuures töötlemine toimub atmosfääri- või ülerõhul temperatuuridel 90 kuni 150 °C. Tegemist on pikaajalise protsessiga kuni 90 minutit - see on seni teadaolevate lahenduste puuduseks, kuna nii pikaajalise kui ka suhteliselt lühiajalise kuumtöötlemise (30 minutit) käigus mõjutatakse tooraines sisalduvate valkude loomulikke omadusi ja need muutuvad vähemväärtuslikemaks.

Tehnika tasemest ei ole seni teada loomsete kõrvalsaaduste töötlemise seadmeid, millega oleks võimalik lühiajaliselt - alla 60 sekundi teostada tooraine peenestamise, termilise töötlemise ja fraktsioneerimise operatsioone. Tehnika tasemest ei ole ka seni teada meetodeid, mis võimaldaksid tooraine termilisel töötlemisel kasutada samas seadmes kuum-, külm- ja segameetodeid.

Tehnika tasemest ei ole teada lahendust, milles tooraine eelpeenestusele järgneb materjali töötlusetapp, milles toimub samaaegselt materjali peenpeenestus, termiline töötlus ja fraktsioneerimine.

Loomse päritoluga tooraine peenestamiseks tuntakse ühe või mitme võlliga rootor-tüüpi seadmeid, mille peenestusorganiteks on lõikenoad. Seadmes toimub tooraine segamine ja peenestamine. Antud tehniline lahendus ei võimalda samaaegselt peenestamisega teostada termilist töötlust, samuti ei võimalda seadme konstruktsioon fraktsioneerimist. Seade ei võimalda töödelda kõvasid materjale, näiteks konttooraine osakesi. Kõõluseid ja sidekude sisaldav materjal võib kiiluda seadme korpuse ja rootori tööorganite vahele ning põhjustada avariipurunemisi.

Käesolevas patenditaotluses vaadeldavate materjalide töötlemiseks tuntakse ka rootor-tüüpi peenestusseadmeid (nt. haamerveskid), mille tööorganiteks on löögielemendid (nt. nn. haamrid). Tooraine allutatakse kiiretele järjestikustele löökidele, mis loob eeldused materjalis sisalduvate fraktsioneerimise. Haamerveskis fraktsioonide lahutamist ja eraldumist ei toimu, kuna materjali väljalaadimisavas paikneb sõel, millega reguleeritakse peenestusastet, kuid mis pidurdab materjalivoo väljalaadimist ja põhjustab seadme ummistumisi. Tuntakse ka nn. hunt-tüüpi seadmeid, milles surveteoga pressitakse peenestatav materjal läbi nugaresti(de). Seadme konstruktsioon ei ole vastupidav kõvade materjalide (kont, keratiin-tooraine) peenestamiseks. Pehme tooraine põhjustab materjali ummistusi surveteol. Antud seadmes materjali termilist töötlust ja fraktsioonide lahutamist ei toimu.

Loomse päritoluga toorme peenestamiseks on vähemlevinumad kuul- või trummelveskid, tigu- või valtspressid, lõugpurustajad, ühe- või mitme noavõlliga purustajad, kuna need ei ole universaalsed ja ei võimalda samaaegselt töödelda pehmet ja kõva toorainet. Liha- ja kalatööstustes on tuntud ka kutrid, hakkurid, kolloid- ja tsentrifugaalveskid, mida kasutatakse kui eriseadmeid ja ei ole vaadeldavad käesoleva patendi kontekstis.

Tehnika tasemest ei ole teada seadmeid, milles samaaegselt peenestusega toimuksid termilise töötluse ja fraktsioneerimise protsessid.

Tuntud on lahendused tooraine söötmise ühtluse tagamiseks seadmesse kasutades toitepunkrisse monteeritud tiguvõlli ja/või vibratsiooni. See lahendus nõuab lähtetooraine osakeste suuruse olulist vähendamist, samuti vähendab seadme tootlikkust. Tehnika tasemest ei ole teada lahendusi, mis võimaldaksid töödeldavat materjali seadme toitetsoonist efektiivselt suunata seadme töötsooni.

Käesolevale leiutisele lähimaks teadaolevaks lahenduseks on peenestusseade (desintegraator) (SU448031), mis sisaldab korpust, korpusesse paigaldatud kahte rootorit, mis kujutavad endast jahvatuselementidega varustatud kettaid, kusjuures rootorid on paigaldatud õõnsale liikumatule teljele, läbi mille toimub peenestatava materjali etteandmine seadmesse. Rootorid pannakse pöörlema vastassuunaliselt kahelt eraldi elektrimootorilt rihmülekande abil. Seadme puuduseks on madal tootlikkus, mis on limiteeritud väikesemõõdulise toiteavaga. Seade ei võimalda teostada peenestatava materjali fraktsioonide (granulomeetria, keemilised omadused) lahutamist ja lahutatud fraktsioonide eraldamist. Seade ei võimalda samaaegselt peenestusega teostada materjali termilist (kuum-, külm-) töötlemist. Seadme avamine toimub ðarniirse kaanega; lahendus ei võimalda minimiseerida radiaalpilu purustuselementide ringide vahel, mis vähendab seadme töö efektiivsust.

Tuntud on peenestusseade ehk desintegraator (EE05478B1), mis sisaldab korpust, korpusesse paigaldatud esimene rootor on paigaldatud õõnsale liikumatule teljele, teine rootor on paigaldatud vahetult pöörlevale võllile. Lahendus võimaldab seadme töötsooni avada korpuse küljes oleva ðarniirselt avatava luugi abil. Lahenduse puuduseks on madal tootlikus ja efektiivsus. Tuntud on peenpeenestusseade ehk pulverisaator (US5890665), mis sisaldab korpust, korpusesse paigaldatud rootor asetseb pöörleval võllil. Teist rootorit asendab ðarniirselt avatavale luugile kinnitatud staator. Seadme töötsooni juhitakse õhku, mis peab kindlustama peenestatava materjali liikumise läbi töötsooni ja materjaliosakeste sõelumise (fraktsioneerimise) vastavalt osakeste suurusele. Lahenduse puuduseks on madal tootlikus ja efektiivsus.

Tuntud on peenestusseade ehk desintegraator (US3894895), mis sisaldab korpust, korpusesse paigaldatud kahte vastastikusuunas pöörlevat rootorit ja neile kontsentriliselt paigaldatud tööelemente. Lahenduse puuduseks on madal tootlikus ja efektiivsus. Samuti on puuduseks nn. ventileerimisefekti saavutamiseks rootori perimeetrile paigaldatud labad, mis takistavad materjali liikumist läbi töötsooni vähendades seetõttu seadme tootlikkust.

Tuntud on meetod anorgaaniliste kristallilise struktuuriga materjalide peenpeenestamiseks ja aktiveerimiseks (US2009084877). Meetod ei võimalda loomse päritoluga orgaaniliste materjalide peenestamist, termilist töötlust ja fraktsioonide lahutamist teostada samaaegselt nii, et tagatakse seadme vajalik tootlikkus, materjali peenestusaste ja termiline töötlus (läbikuumenemise aste, külmtöötlus) ning materjalifraktsioonide eraldumine.

Leiutise olemus

Käesoleva lahenduse eesmärgiks on välja pakkuda seade, millega oleks võimalik lühiajaliselt 0,1 kuni 60 sekundi jooksul teostada tooraine peenestamise, termilise töötlemise ja fraktsioneerimise operatsioonid. Lühikese töötlemisaja saavutamiseks kasutatakse seadet, milles materjaliosakesele töötlemise käigus antav erienergia on suurusjärgus vähemalt 103 Nm/kg. Samuti pakutakse antud lahendusega välja meetod, mis võimaldab loomse päritoluga tooraine termilisel töötlemisel kasutada kuum-, külm-ja segameetodeid.

Erinevalt senituntud lahendustest võimaldab käesoleva leiutisena välja pakutud seade ja meetod: töödelda loomseid kõrvalsaadusi lühiajaliselt, so teostada alla 60 sekundi tooraine peenestamise, termilise töötlemise ja fraktsioneerimise operatsioone; tooraine termilisel töötlemisel kasutada samas seadmes kuum-, külm- ja segameetodeid; materjali töötlusetapis samaaegselt materjali peenpeenestust, termilist töötlust ja fraktsioonide lahutamist ja eraldamist; töödeldavat materjali seadme toitetsoonist efektiivselt suunata seadme töötsooni; töödelda kõvasid materjale (näiteks konttooraine osakesi, keratiintoorainet, kõõluseid ja sidekudesid sisaldavat materjali); minimiseerida radiaalpilu purustuselementide ringide vahel.

Täpsemalt on käesoleva lahenduse eesmärgiks pakkuda seade ja meetod liha- ja kalatööstuses töötlemisprotsesside läbiviimiseks, nii et lisaks toorainest eraldatavatele rasva ja mineraalsele fraktsioonile eraldatakse ka valgufraktsioon, millel tänu töötlemise lühikesele ajale ja pehmetele (väiksem kui 100°C) töötlemisreþiimidele jäävad alles valgule omased väärtuslikud toimeained. Laiemalt on käesolevale leiutisele vastav lahendus kasutatav erinevates tööstusharudes orgaaniliste materjalide peenestamise, termilise töötlemise ja fraktsioneerimise protsesside läbiviimiseks.

Käesolevale leiutisele vastav lahendus on kasutatav eraldiasuva seadmena, mis on ühtlasi ka kergesti lisatav igale töötavale süsteemile, mida kasutatakse liha- ja kalatooraine käitlemiseks. Seade võimaldab läbi viia termilist kuum-, külm, ja segameetoditel töötlemist.

Erinevalt senituntud lahendustest on leiutisele vastavas seadmes ja meetodi kohaselt võimalik töötlemisprotsessi läbi viia väga kiiresti (so vahemikus 0,1 kuni 60 sekundit). Protsessi juhtimine on paindlik, vajadusel muudetakse töödeldava keskkonna omadusi, kasutades erinevaid termilise töötlemise reþiime: kuum-, külm- ja segameetod. Selleks otstarbeks on seadmele paigaldatud sisendid, et juhtida seadme töötsooni auru, kuuma või külma vett ja/või jäävett.

Käesolevale leiutisele vastava lahendusena pakutakse välja seade liha- ja kalatooraine ning muude orgaaniliste materjalide töötlemiseks, mille tööorganid (so alumine ketas ja ülemine ketas) paiknevad horisontaalses tasapinnas. Purustuselementidest moodustuvad tööorganitel, alumisel kettal ja ülemisel kettal, vähemalt kaks töötlusringi.

Tootlikkuse tõstmiseks on tööorganid, kusjuures ülemine ketas on paigalseisev ja alumine ketas on pöörlev, paigutatud vertikaalsele teljele, mis võimaldab töötsooni kohale paigaldada suuremamõõtmelise toitekolu, mis väldib etteantava tooraine ummistusi. Tuntud lahendused, kus tööorganid paiknevad horisontaalsel teljel, toimub tooraine etteandmine läbi pöörlemisteljel paikneva õõnsa telje või läbi korpuse seina (või kaane) paigutatud kolu. Nende lahenduste puhul on töötsooni sisenemisava väikesemõõduline põhjustades ummistusi. Tootlikkuse täiendavaks tõstmiseks on töötsooni paigaldatud fiider, mis võimaldab materjali ühtlase etteandmise (pihustamise) töötsooni, millega välditakse peenestatava materjali ummistusi. Fiidrina on kasutatud näiteks rihvelpinnaga koonust. Seadme väljalaadimisavasse on paigaldatud fraktsioneerimis-sektsioon, mis võimaldab töötlemise käigus lahutatud fraktsioonid (tahked, vedelad) eraldada. Seadme kaas on avatav alumise ketta pöörlemistelje suunal, mis võimaldab vähendada radiaalpilu töötlemisringide (purustuselementide ringid) vahel, mis omakorda tõstab oluliselt seadme töö efektiivsust.

Materjali töötlemine seadmes on järgmine: teostatakse eelnev segamine toitekolus, kas selleks paigaldatud lisaseadmega ja/või lisatava keskkonna poolt (aur, kuum vesi, jää, jäävesi). Tooraine juhitakse töötsooni, kust see liigub Coriolis'e jõu ja fiidrilt saadud löökide mõjul radiaalselt edasi tööorganitele ja allutatakse libisemisele, peenekshõõrumisele, löögiga purustamisele (pihustamine), lõikamisele. Peenestatavad materjaliosakesed kiirendatakse kontsentrilistes ringidevahelistes tsoonides. Materjaliosakesed lennutatakse vastu purustuselemente ja korpuse sisepinda - toimub löögiga purustamine; osakesed liiguvad mööda purustuselementide, alumise ketta ja korpuse sisepinda - toimub hõõrdumisega peenestamine; suuremate osakeste liikumisel ühelt töötlusringilt teisele toimub materjali lõikamine ja muljumine. Toimuvad osakeste tagasipõrked töötlemise algtsooni; vee, auru või jää lisamine töötsooni suurendavad peenestusefekti, toimub termiline töötlemine (läbikuumutamine või külmtöötlemine) ja esmane fraktsioonide lahutamine.

Töötlemise käigus lahutatud fraktsioonid (tahked osakesed, vedelad fraktsioonid) eraldatakse töötsoonist väljalaadimisavasse monteeritud fraktsioneerimis-sektsioonide abil. Fraktsioonide esmane lahutamine toimub seadme sfäärilise korpuse sisepinnal, millele sadestatakse töötsoonist peenestatud ja/või termiliselt töödeldud materjali kiht. See materjali kiht liigub korpuse sisepinnal ja selles toimub materjaliosakeste kihtide moodustumine sõltuvalt nende erikaalust. Seadme väljalaadimisavasse on monteeritud fraktsioneerimis-sektsioonid, milles liikuvas materjalikihis teostatakse fraktsioneerimine. Fraktsioneerimis-sektsioone on vähemalt kaks, fraktsioneerimis-sektsioonide arvu ülempiir sõltub töödeldava materjali omadustest, töötlemisreþiimidest ja töötlemise eesmärkidest. Minimaalne peenestamise, termilise töötluse ja fraktsioneerimise aeg seadmes on 0,1 sekundit, maksimaalne töötlemisaeg kuni 60 sekundit.

Erinevalt seni tuntud lahendustest käesolevas leiutistaotluses esitatav seade ja meetod liha- ning kalatooraine töötlussüsteemile võimaldavad:

- samaaegselt peenestus- ja termilise töötluse protsessiga teostada tooraines sisalduvate fraktsioonide lahutamist, luues eeldused valgu-, rasva- ja mineraalsete osakeste fraktsioonide edasiseks eraldamiseks;

- kasutada termiliseks töötluseks kuum-, külm-, ja segameetodeid;

- materjali peenestamist ja fraktsioonide lahutamist, kus lisaks tsentrifugaaljõule, rakendatakse töödeldavatele materjaliosakestele edasiantavat energiat ja nende osakeste dünaamikat - kiirendus, tagasipõrked, hõõrdumine, üksikute osakeste ja osakestest moodustunud materjalikihi liikumine seadmes;

- tänu tooraine lühikesele töötlemisajale (0,1 kuni 60 sekundit) saada kõrgväärtuslikke valgulisi ühendeid, rasva ja mineraalseid komponente, mis sobivad kasutamiseks toidu- ja söödalisanditeks ning muudeks otstarveteks;

- samaaegselt töödelda kõva ja pehmet ning erinevaid liike loomse päritoluga toormaterjale;

- lisaks toorainest eraldatavatele rasvale ja mineraalse fraktsioonile eraldada ka valgu-fraktsioon, mis tänu pehmetele (vähem kui 100 °C) töötlemisreþiimidele säilitab omased väärtuslikud toimeained;

esitatavat lahendust rakendada ka muude orgaaniliste ainete töötlemiseks, kus on vajalikud peenestamine, termiline töötlemine ja fraktsioonide lahutamine;

- seadet rakendada iseseisva süsteemina või on võimalik integreerida see olemasolevatesse loomse päritoluga toorme töötlemissüsteemidesse.

Käesoleva leiutisega pakutakse meetod loomse päritoluga toorme töötlemiseks, milles kasutatakse:

- seadet, mis võimaldab kiiresti (vahemikus 0,1 kuni 60 sekundit) teostada tooraine peenestamise, termilise töötlemise ja fraktsioneerimise operatsioonid;

- rootor-staator-tüüpi peenestusseadet, mille tööorganid paiknevad horisontaalses tasapinnas;

- seadet, mille korpus on paksuseinaline õõnessilinder, mille sisepinnal toimub töödeldava materjali fraktsioonideks lahutamine materjalikihi liikumise käigus;

- seadet, mille kaane avamine toimub alumise, pöörleva ketta pöörlemistelje suunal; lahendus võimaldab vähendada radiaalpilu töötlemisringide (so purustuselementide ringide) vahel;

- seadme tööorganiteks - on kaks vastastikku asetsevat ketast, täpsemalt alumine ja ülemine ketas, millele kinnituvad kontsentrilised purustuselementide ringid; üks ketas on paigalseisev ja teine pöörlev; purustuselementide ringid paiknevad vaheliti ning moodustavad töötsooni, kus toimub tooraine töötlemine;

- seadet, mis võimaldab materjali termiliseks töötlemiseks lisada toitekolusse või töötsooni auru, kuuma või külma vett ja/või jääd;

- seadet, milles materjali töötlemine toimub sama-aegse peeneks-hõõrumisega, löögiga purustamisega, materjali pihustamisega, lõikamisega, muljumisega, hõõrdumisega, materjaliosakeste tagasipõrgetega, fraktsioneerimisega;

- seadet, milles materjali mõjutamine teostatakse termilise ðoki, kavitatsiooni, hüdrolöögi, materjaliosakeste de-relaksatsiooni jt nähtuste kompleksis.

Jooniste loetelu

Käesolevat leiutist selgitatakse täpsemalt viidetega juurde lisatud joonistele, kus joonisel fig 1 on kujutatud käesolevale leiutisele vastava seadme ristlõige; joonisel fig 2 on joonisel fig 1 kujutatud seadme lõige A-A; joonisel fig 3 on kujutatud käesolevale leiutisele vastava meetodi plokkskeem.

Teostusnäide

Käesolevale leiutisele vastav seade on välja pakutud kasutamiseks iseseisva seadmena või integreerimiseks senituntud tahkete ja vedelate fraktsioonide kuumtöötluse süsteemidesse, kus näiteks kasutatakse pideva tegevusega tigukeetjat vm analoogset seadet, autoklaavis töötlemist, kuiv- ja märgtöötlust horisontaal-vaakumkatlas ja teistes analoogse eesmärgiga seadmetes.

Joonistel fig 1 ja fig 2 on kujutatud käesolevale leiutisele vastav seade materjali (näiteks liha- ning kalatooraine) töötlemiseks, milles samaaegselt teostatakse peenestamise, termilise töötlemise ja fraktsioneerimise operatsioonid.

Seade on moodustatud raamist 1, paksuseinalisest õõnessilindrilisest korpusest 2, kaanest 3, korpusest 2, tööorganitest, mis on moodustatud kahest vastastikku asetsevast kettast, alumisest kettast 5 ja ülemisest kettast 6, millele on kinnitatud kontsentrilised purustuselementide 7 ja 8 vaheliti paiknevad ringid, korpuse 2 töötsooni alumisele kettale 5 paigaldatud rihvelpinnaga koonusest fiidrist 4, mootorist 10, võllist 11m .

Vaheliti paigutatud purustuselementide 7 ja 8 ringidest on moodustatud töötsoon, kus teostatakse tooraine töötlemine (näiteks purustamine ja segamine). Korpuse 2 sisepinnal teostatakse töödeldava materjali fraktsioonideks lahutamine materjalikihi liikumise käigus.

Raam 1 on valmistatud profiilterasest keeviskonstruktsioonina või terasvaluga; mille ülesanne on seadme üksikute sõlmede kinnitus ja koostöö tagamine. Korpus 2 on paksuseinaline õõnessilinder tööorgani ohutu töö tagamiseks ja müra summutamiseks. Korpuse 2 kaanele 3 kinnitatud toitekolu 9 on materjali ühtlaseks söötmiseks töötsooni. Kaane 3 siseküljele on kinnitatud ülemine ketas 6 koos paigalseisvate purustuselementidega 8. Kaas 3 on avatav alumise ketta 5 pöörlemistelje suunal, mis tõstab oluliselt seadme töö efektiivsust, kuna konstruktsioon võimaldab minimiseerida radiaalpilu töötlemisringide vahel. Lisandub töötlemisefekt, milles löögiga ja hõõrdumisega peenestusele lisandub ka peenestamine lõikamisega. Peenestuse ja termilise töötlemise efektiivsust on tõstetud asjaoluga, et materjaliosakestele antavate üksteisele kiirelt järgnevate löökide vaheline aeg lüheneb, mis omakorda süvendab töödeldava materjali de-relaksatsiooniefekti.

Seadme eelistatud teostuses on kasutatud nn rootor-staator-tüüpi lahendust, kus üks tööorganite ketastest, ülemine ketas 6 on paigalseisev ja mis on kinnitatud seadme korpusesse 2 või nagu joonisel fig 2 näidatud, kaane 3 siseküljele. Joonisel fig 1 on kujutatud käesolevale leiutisele vastavat rootor-staator-tüüpi lahendust, kus paigalseisvaks kettaks on ülemine ketas 6 ja pöörlevaks kettaks on alumine ketas 5. Kusjuures tööorganid paiknevad horisontaalses tasapinnas.

Alumine ketas 5 on ühendatud mootori 10 võlliga 11. Seadme ajamiks on vähemalt üks mootor.

Fig 2. Seadme tootlikkuse tõstmiseks, so materjali ühtlaseks jaotamiseks töötsooni, on töötsooni alumisele kettale 5 paigaldatud fiider 4, milleks on rihvelpinnaga koonus.

Töötlemise käigus lahutatud fraktsioonid (näiteks tahked osakesed, vedelad fraktsioonid) eraldatakse töötsoonist fraktsioonide eraldustsooni 12 kaudu. Fraktsioonide esmane lahutamine teostatakse seadme sfäärilise korpuse 2 sisepinnal, millele sadestatakse töötsoonist peenestatud ja/või termiliselt töödeldud materjali kiht, mis liigub korpuse 2 sisepinnal. Materjali kihis toimub materjaliosakeste kihtide moodustumine sõltuvalt nende erikaalust. Töödeldud (peenestatud, termiliselt töödeldud, fraktsioneeritud) materjal juhitakse välja väljalaadimisavast 13. Seadme väljalaadimisavasse on monteeritud fraktsioneerimissektsioonid 14, milles liikuvas materjalikihis lahutatud fraktsioonid eraldatakse üksteisest.

Tooraine eelnev segamine teostatakse toitekolus 9, kas selleks paigaldatud fiidriga 4 ja/või lisatava keskkonna poolt (näiteks aur, kuum vesi, jää, jäävesi), mis lisatakse vastavate sisendite 15 kaudu. Sisendid 15 on kinnitatud käesolevas teostuses toitekolu 9 külge. Töötsooni sattuv materjal juhitakse radiaalselt tööorganitele, milleks on kettad 5 ja 6 ning purustuselemendid 7 ja 8. Peale tooraine segamist, peenestamist ja termilist töötlust juhitakse töödeldav materjal töötsooni ümbritseva korpuse 2 sisepinnale, millel moodustuv materjalikiht juhitakse väljalaadimisavasse 13. Vajadusel lisatakse töötsooni täiendavat keskkonda (näiteks aur, kuum või külm vesi, jää, jäävesi) vastavate sisendite 15 kaudu.

Joonisel fig 3 on kujutatud meetodit tooraine töötlemiseks, sealhulgas tooraine peenestamiseks, termiliseks töötlemiseks ja fraktsioneerimiseks. Materjali töötlemine seadmes teostatakse järgnevalt: toitekolus 9 teostatakse eelnev segamine, kas selleks paigaldatud lisaseadmega ja/või sisendi 15 kaudu lisatava keskkonna poolt (aur, kuum vesi, jää, jäävesi). Töötsooni juhitav materjal liigub Coriolis'e jõu mõjul radiaalselt tööorganitele ja allutatakse libisemisele, peenekshõõrumisele, löögiga purustamisele (pihustamine), lõikamisele. Peenestatavad aineosakesed kiirendatakse kontsentrilistes ringidevahelistes tsoonides. Materjaliosakesed lennutatakse vastu purustuselemente ja korpuse sisepinda, kus teostatakse löögiga purustamine; osakesed juhitakse mööda purustuselementide 7 ja 8, alumise ketta 5 ja korpuse 2 sisepinda ja teostatakse hõõrdumisega peenestamine; suuremate osakeste liikumisel ühelt töötlusringilt teisele teostatakse materjali lõikamine ja muljumine. Teostatakse osakeste tagasipõrked töötlemise algtsooni; vee, auru, või jää lisamisel töötsooni suurendatakse peenestusefekti, teostatakse termiline töötlemine ja esmane fraktsioonide lahutamine. Töötsoonist väljuvad materjaliosad sadestamisel seadme korpuse pinnale ja moodustatakse kiht, mille paksus ja liikumise kiirus on pidevas muutumises. Selles kihis teostatakse sõltuvalt materjaliosakeste erikaalust lõplik fraktsioonide lahutamine ja materjalikiht juhitakse mööda korpuse 2 sisepinda kuni väljalaadimisavani 13, milles teostatakse fraktsioonide lahutamine. Fraktsioonide järgnev töötlemine teostatakse tuntud tehnoloogiliste lahendustega.

Tooraine ettevalmistuse olulisemaks viisiks on peenestamine. Liha-, lihasaaduste ja liha töötlemise kõrvalsaaduste käsitlemiseks kasutatakse mitmeastmelist peenestamist. Tooraine esimese astme peenestus ehk eelpeenestus ja saadavate komponentide töötlemine teostatakse üldtuntud meetodil. Koos teise astme peenestusega ehk peenpeenestusega teostatakse ka vajadusel tooraine termiline töötlus, toormes sisalduvate põhikomponentide (näiteks rasv, valk) ekstraheerimine tahkest faasist vedelasse faasi, komponentide (näiteks tahke, vedel puljong, rasv) lahutamine ja eraldamine st fraktsioneerimine kompleksselt.

Termilise töötlemise etapis kasutatakse kuumtöötlemise all näiteks kuumutamist, keetmist, steriliseerimist, kas otsese või kaudse auruga, elektriga, induktsioonmeetodil, mikrolainetega, kõrgsagedusvooluga vm. Komponentide lahutamisel jaotatakse töödeldav mass kaheks (tahke-vedel) või kolmeks faasiks: tahke, rasv ja puljong.

Fraktsioneerimiseks kasutatakse nõrutamist, sõelumist, pressimist, tsentrifuugimist, dekanteerimist või separeerimist. Komponentide töötlemisel muudetakse fraktsioonid kasutuskõlbulikuks puhastamisega, peenestamisega, jahutamisega ning pakendamisega.

Claims (13)

1. Seade liha- ja kalatooraine ning muude orgaaniliste materjalide töötlemiseks, sealhulgas peenestamiseks, termiliseks töötlemiseks ja fraktsioneerimiseks, et eraldada toorainest rasva-, valgu- ja mineraalsed fraktsioonid nende edasiseks töötlemiseks, mis on moodustatud raamist (1), korpusest (2), tööorganitest (5) ja (6), purustuselementidest (7, 8), mootorist (10), võllist (11), korpuse (2) töötsoonist, toitekolust (9), kusjuures tööorgan (5) on ühendatud mootori (10) võlliga (11), mis erineb selle poolest, et seadmele on lisatud kaas (3), fiider (4), fraktsioonide eraldustsoon (12), väljalaadimisava (13), fraktsioneerimis-sektsioonid (14), ja et, tööorganiteks (5) ja (6) on kaks vastastikku horisontaalses tasapinnas asetsevat ketast, milleks on alumine ketas (5) ja ülemine ketas (6), millele on kinnitatud kontsentrilised purustuselementide ringid (7, 8), toitekolu (9) on kinnitatud korpuse (2) kaanele (3), fiider (4) on paigaldatud töötsooni ning fraktsioneerimis-sektsioonid (14) on paigaldatud väljalaadimisavasse (13).

2. Seade vastavalt punktile 1, mis erineb selle poolest, et ülemine ketas (6) on paigalseisev ketas ja alumine ketas (5) on pöörlev ketas.

3. Seade vastavalt punktile 1, mis erineb selle poolest, et toitekolusse (9) on paigaldatud sisendid (15) täiendavate töötlemiskeskkondade andmiseks.

4. Seade vastavalt punktile 1, mis erineb selle poolest, et töötsoon on moodustatud alumisele kettale (5) ja ülemisele kettale (6) vaheliti ringidena paigutatud purustuselementidest (7, 8).

5. Seade vastavalt punktile 1, mis erineb selle poolest, et fiidriks (4) on töötsooni paigaldatud rihvelpinnaga koonus.

6. Seade vastavalt punktile 1, mis erineb selle poolest, et kaas (3) on avatav rootori (5) pöörlemistelje suunal.

7. Meetod liha- ja kalatooraine ning muude orgaaniliste materjalide töötlemiseks, sealhulgas peenestamiseks, termiliseks töötlemiseks ja fraktsioneerimiseks liha- ja kalatooraine ning muude orgaaniliste materjalide töötlemisel, erineb selle poolest, et tooraine peenpeenestuse, termilise töötluse, fraktsioneerimise ja eraldamise etapid teostatakse samaaegselt samas seadmes, kusjuures eelnev segamine teostatakse toitekolus (9) või kasutatakse fiidrit (4), tooraine juhitakse töötsooni, kust see liigub edasi tööorganitele, peenestatavad materjaliosakesed kiirendatakse kontsentrilistes ringidevahelistes tsoonides, materjaliosakesed lennutatakse vastu purustuselemente (7, 8) ja korpuse (2) siseseina, osakesed juhitakse mööda purustuselementide (7, 8), alumise ketta (5) ja korpuse (2) sisepinda ja teostatakse peenestamine, osakesed juhitakse ühelt töötlusringilt teisele, teostatakse osakeste lõikamine ja muljumine, teostatakse osakeste tagasipõrked töötlemise algtsooni, millega suurendatakse peenestusefekti, teostatakse termiline töötlemine ja esmane fraktsioonide lahutamine, töötsoonist väljuvad materjaliosad sadestatakse korpuse (2) pinnale, teostatakse lõplik fraktsioonide lahutamine ja materjalikiht juhitakse mööda korpuse (2) sisepinda kuni väljalaadimisavani (13), kus teostatakse fraktsioonide lahutamine.

8. Meetod vastavalt punktile 7, mis erineb selle poolest, et samaaegselt peenestuse, termilise töötlemise ja fraktsioneerimisega eraldatakse rasva, valgu ja mineraalsed fraktsioonid.

9. Meetod vastavalt punktile 7, mis erineb selle poolest, et tooraine peenestus, termiline töötlemine ja fraktsioonide lahutamine teostatakse samaaegselt lühiajaliselt ajavahemiku 0,1 kuni 60 sekundit jooksul, kusjuures materjaliosakesi mõjutatakse töötlemise käigus erienergiaga, mis on suurusjärgus vähemalt 103 Nm/kg.

10. Meetod vastavalt punktile 7, mis erineb selle poolest, et tooraine termiliseks töötlemiseks kasutatakse kuum-, külm-, või segameetodit;

11. Meetod vastavalt punktile 7, mis erineb selle poolest, et tooraine fraktsioneerimiseks kasutatakse töödeldavatele materjaliosakestele edasiantavat energiat ja materjaliosakeste dünaamikat.

12. Meetod vastavalt punktile 7, mis erineb selle poolest, et peenestusefekti suurendamiseks kasutatakse lisatava keskkonnana vett, auru, ja/või jääd.

13. Meetod vastavalt punktile 7, mis erineb selle poolest, et tooraine eelnevaks segamiseks kasutatakse lisatavat keskkonda, mis antakse edasi selleks ettenähtud sisendite kaudu (15).