Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ЗЕРНА БОБОВЫХ КУЛЬТУР В ЗАМОЧЕННОМ ВИДЕ

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к устройствам для измельчения зернобобовых кормов, в частности сои, гороха, фасоли, и может быть использовано для получения продукта с заданной дисперсностью.

Известна дисковая мельница, содержащая корпус, снабженный загрузочным и выгрузным отверстиями, а также загрузочным бункером. Внутри корпуса эксцентрично относительно друг друга размещены ведущий диск, консольно закрепленный на приводном валу и снабженный центральным отверстием для загрузки измельчаемого продукта в междисковое пространство, и размещенный на валу, закрепленном на корпусе, пассивный диск смонтирован с возможностью изменения эксцентриситета относительно ведущего диска. Мелющая поверхность каждого диска состоит из внутреннего и внешнего пояса с рифлями в форме концентрических окружностей, а также размещенного между внутренними и внешними поясами среднего пояса с рифлями, ширина которого составляет 1/5-1/4 ширины внешнего пояса. При этом шаг и глубина рифлей среднего пояса равны средним арифметическим значениям шага и глубины рифлей внутреннего и внешнего поясов соответственно (пат. RU №2077130, МПК⁶ В02С 7/10).

Известен также измельчитель, содержащий камеру, в которой расположен сепаратор, снабженный ротором с лопастями и патрубком, размещенным в днище сепаратора, и механизм встряхивания. Механизм встряхивания закреплен на сепараторе, соединенном с камерой через упругие прокладки, причем патрубок выполнен из эластичного материала, а лопасти ротора установлены под углом к плоскости их вращения (а.с. СССР №884718, кл³ В02С 13/14).

Недостатком данных устройств является невозможность осуществлять мелкодисперсный помол. Кроме того, обработка зерна происходит дискретно, что не обеспечивает непрерывное поступление продукта на выход устройства, следовательно, недостаточно сочетаются эффективность измельчения и производительность по готовому продукту.

Известно также устройство для измельчения материалов, содержащее корпус с осевым входным отверстием и выходным отверстием и цилиндрической камерой измельчения, в которой соосно установлены с возможностью встречного вращения два горизонтально расположенных ротора с внутренними кольцевыми рядами измельчающих элементов, обеспечивающих центробежное воздействие, причем между измельчающими элементами роторов проходят каналы, поперечное сечение которых имеет замкнутый контур (пат. RU №2166367, МПК⁷ В02С 7/08).

Недостатком известных устройств является постоянная энергонапряженность в силу высокой плотности, а следовательно, прочности измельчаемого продукта.

Наиболее близким по технической сущности является измельчитель замоченного зерна сои, включающий корпус с патрубками ввода и вывода обрабатываемого материала, в котором размещено измельчающее устройство, закрепленное на валу привода и загрузочную емкость (пат. RU 2477179 С1, кл.⁷ В02С 7/18). Принимаем его за прототип.

Недостатком данного устройства является не полная экстракция белка в эмульсию вследствие недостаточного измельчения зерна и малой площади взаимодействия мелкодисперсных частиц с водой.

Техническим результатом является полная экстракция соевого белка в эмульсию за счет повышения качества измельчения, при снижении энергоемкости рабочего процесса.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что в устройстве для измельчения зерна бобовых культур в замоченном виде, включающем корпус с патрубком вывода обрабатываемого материала, в котором размещено измельчающее устройство, содержащее подвижный абразивный диск, выполненный в виде усеченного конуса, закрепленный на валу привода и установленный с образованием требуемого зазора между дном и боковыми сторонами корпуса, используемого в качестве молокосборника, причем на дне абразивного диска расположены радиальные каналы; сито с размером ячеек, обеспечивающим требуемую сепарацию, и приспособлением для очистки сита и загрузочную емкость, согласно изобретению загрузочная емкость имеет измельчающую камеру, включающую горловину в виде усеченного конуса для ввода обрабатываемого материала, при этом вся внутренняя поверхность горловины выполнена абразивной и оснащена винтообразным каналом, причем нижняя часть конусообразной горловины и нижний вращающийся абразивный диск расположены относительно друг друга конгруэнтно и установлены с образованием зазора, равного величине требуемого модуля помола; кроме того, дно подвижного абразивного диска оснащено прямолинейными радиальными бичами с насечками, выполненными по спирали Архимеда, обеспечивающими вращение обрабатываемого материала; при этом под нижним вращающимся абразивным диском установлено сепарирующее сито, выполненное с размерами ячеек, обеспечивающими разделение суспензии на фракции; а измельчающее устройство дополнительно снабжено дробящим устройством, установленным внутри горловины на валу привода с зазором между абразивной поверхностью горловины и концами четырехгранных пальцев, при этом дробящее устройство представляет собой конусный шнек, причем витки шнека выполнены в виде четырехгранных пальцев.

Предлагаемая конструкция по сравнению с прототипом и другими известными техническим решениями имеет следующие преимущества:

- значительное снижение энергоемкости за счет снижения прочности и плотности зерна путем его предварительного замачивания, а также за счет образования направленного турбулентного потока вдоль винтообразных канавок конусообразной горловины, возникающего за счет центробежных сил вращающегося абразивного диска и дробящего устройства;

- повышение качественных показателей процесса, в частности экстракции белка в эмульсию, за счет увеличения траектории, скорости движения и площади взаимодействия мелкодисперсных частиц зерна с водой, путем выполненных насечек по спирали Архимеда на подвижном абразивном диске, что обеспечивает создание дополнительных турбулентных потоков над поверхностью подвижного диска;

- повысить качество измельчения и достичь требуемого уровня измельчения замоченных зерен бобовых культур путем предварительного дробления и измельчения обрабатываемого материала в измельчающей камере, за счет установки дополнительного дробящего устройства, в виде конусного шнека, витки которого выполнены в виде четырехгранных пальцев.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1. показан общий вид устройства для измельчения зерна бобовых культур в замоченном виде; на фиг. 2 показан подвижный абразивный диск с насечками, выполненными по спирали Архимеда на прямолинейных радиальных бичах.

Устройство для измельчения зерна бобовых культур в замоченном виде содержит корпус 1 (фиг. 1) с патрубками вывода окары 3 (фиг. 1) и молока 2 (фиг. 1), загрузочную емкость 5 (фиг. 1), переходящую в измельчающую камеру 6 (фиг. 1), измельчающая камера оснащена абразивной конусообразной горловиной 7 (фиг. 1), состоящей из верхней 8 (фиг. 1) и нижней 9 (фиг. 1) конусообразных частей с винтообразными канавками 10 (фиг. 1), по всей поверхности горловины 7 (фиг. 1), внутри горловины на валу 17 (фиг. 1) привода 18 (фиг. 1) из вершины подвижного абразивного диска 13 (фиг. 1) с прямолинейными, радиальными бичами 14 (фиг. 2) и нанесенными на них насечками 15 (фиг. 2), выполненными по спирали Архимеда, установлено дробящее устройство 11 (фиг. 1), представляющее собой конусный шнек, причем витки шнека выполнены в виде четырехгранных пальцев 12 (фиг. 1), для предотвращения забивания сита 4 (фиг. 1) окарой, установлен чистик 16 (фиг. 1)

Технологический процесс измельчения замоченного зерна бобовых культур заключается в следующем. При включении электродвигателя привода 18 вращение передается через вал 17 подвижному абразивному диску 13 и дробящему устройству 11. Замоченное зерно засыпается в загрузочную емкость 5 и под воздействием сил гравитации, одновременно с водой, поступает в измельчающую камеру 6. Движение замоченного зерна сопровождается турбулентным потоком, возникающим в измельчающей камере 6 от вращения дробящего устройства 11 и винтообразного канала 10, нанесенного на абразивной горловине 7. В верхней конусообразной части абразивной горловины 8 замоченное зерно предварительно измельчается и истирается под воздействием ударов четырехгранных пальцев 12 дробящего устройства 11 и абразивной горловины 7. Под действием силы гравитации и турбулентного потока раздробленное зерно поступает в зазор между нижней частью конусообразной горловины 9 и вращающимся абразивным диском 13 с прямолинейными радиальными бичами 14. Измельченные частицы зерна взаимодействуют с поверхностью нижней конусообразной абразивной горловины 9 и радиальными бичами 14 подвижного абразивного диска 13, истираются до мелкодисперсного помола. Под воздействием подаваемой воды происходит смыв измельченных частиц и одновременная экстракция белка бобовых культур в эмульсию. Благодаря насечкам 15, нанесенным по спирали Архимеда на бичах 14 подвижного абразивного диска 13, увеличивается скорость движения мелкодисперсных частиц материала за счет усиления турбулентного потока над поверхностью подвижного диска 13 и, как следствие, повышение экстракции белка в эмульсию. Эмульсия под воздействием центробежной силы, возникающей от центра к периферии диска, отбрасывается на сепарирующее сито 4, посредством которого разделяется на суспензию и окару. Суспензия стекает по патрубку 2 в специальную емкость. Окара посредством выводного патрубка 3 собирается в другую емкость. Предотвращение забивания сита 4 окарой обеспечивается чистиком 16.