Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВОЙ СУСПЕНЗИИ ИЗ ЗЕРНА БОБОВЫХ КУЛЬТУР

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, 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, кл.³ В02С 13/14).

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

Наиболее близким по технической сущности является измельчитель замоченного зерна сои, включающий корпус с патрубками вывода окары и молока, в котором размещено измельчающее устройство, состоящее из неподвижного и подвижного абразивного диска, закрепленного на валу привода, причем его боковые стороны имеют сквозные каналы для отвода жидкой фракции. На верхней кромке подвижного абразивного диска, для повышения схода окары, нанесены криволинейные бороздки (пат. RU 2 477 179 С1, кл.⁷ В02С 7/18) - прототип.

Недостатком данного устройства является то, что его конструкция не позволяет полностью экстрагировать белок в эмульсию вследствие недостаточного обезвоживания отработанного материала (окары) и малой площади взаимодействия мелкодисперсных частиц с водой.

Техническим результатом является обеспечение измельчения зерна бобовых культур до мелкодисперстных частиц, позволяющее полностью экстрагировать растительный белок в эмульсию, и повышение выхода готового продукта за счет обезвоживания нерастворившегося остатка путем сепарации и последующего прессования.

Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что устройство для получения белковой суспензии из зерна бобовых культур, включающее в себя приемный конусообразный измельчающий бункер, в нижней части которого расположена сепарирующая камера, оснащенная патрубком вывода готовой суспензии и скатной доской, приемным конусообразным измельчающим бункером, отличается тем, что внутри него расположена сепарирующая воронка, по периметру которой выполнены режущие элементы в виде корнерезки, а в центре воронки в осевом направлении расположен вал, оснащенный измельчающими ножами, между корпусом приемного конусообразного измельчающего бункера и сепарирующей воронкой предусмотрено свободное пространство для слива предварительно получившейся суспензии, с внутренней стороны сепарирующей воронки между вращающимся валом и стенками воронки расположены неподвижные противорежущие ножи для обеспечения наиболее тонкого помола бобовых культур, сепарирующая камера выполнена в виде усеченного конуса, внутри которого расположен спиральный шнек, имеющий разный диаметр и шаг навивки, причем диаметр и шаг навивки уменьшаются в осевом направлении от сепарирующей воронки, между корпусом сепарирующей камеры и спиральным шнеком расположен сепарирующий кожух, по периметру которого выполнены калиброванные отверстия, в нижней части сепарирующей камеры расположен патрубок для вывода готовой белковой суспензии, а спрессованная и обезвоженная часть материала (окара) удаляется из зоны отжима по скатной доске.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом и другими известными техническим решениями имеет преимущество:

его конструктивное исполнение обеспечивает в одном устройстве непрерывный процесс измельчения помола бобовых культур до требуемой степени измельчения, позволяющий полностью экстрагировать белок в эмульсию, одновременное ее фракционирование, прессование в сепарирующей камере для обезвоживания нерастворившегося остатка и отвод окары.

Сущность изобретения поясняется фиг.1, где показан общий вид устройства для получения белковой суспензии из зерна бобовых культур.

Устройство для получения белковой суспензии из зерна бобовых культур состоит из верхнего приемного конусообразного бункера 1, включающего в себя загрузочную горловину 3, внутренняя поверхность которой оснащена равномерно размещенными сквозными щелевидными отверстиями 5 с выступающими режущими кромками 6 и противорежущими ножами 7, по центру конусообразного бункера 1 установлен вал 8 с измельчающими ножами, нижняя часть бункера оснащена ситом 9, за которым размещена сепарирующая камера 2, внутри которой установлен спиральный шнек 10, между корпусом сепарирующей камеры 2 и спиральным шнеком 10 размещен сепарирующий кожух 11, а в нижней части сепарирующей камеры 2 установлены патрубок вывода белковой суспензии 12 и скатная доска 13, привод рабочих органов осуществляется через вал 15 электродвигателя 14.

Технологический процесс измельчения замоченного зерна бобовых культур заключается в следующем. При включении электродвигателя 14 вращение передается по установленному на одном валу 15 спиральному шнеку 10 и валу 8 с измельчающими ножами. Замоченное зерно зернобобовых культур засыпается в загрузочную горловину 3 и под воздействием сил гравитации, одновременно с водой поступает в сепарирующую воронку 4. Где под воздействием скользящего резания от вращаемого вала 8 с измельчающими ножами и неподвижно фиксированных противорежущих ножей 7 происходит измельчение зерна. Дополнительное измельчение происходит за счет сложных деформаций (сдвига, изгиба, излома зерна) из-за взаимодействия зерен друг с другом и наличия в сепарируемой воронке щелевидных отверстий с выступающими режущими кромками 6. Под воздействием подаваемой воды происходят смыв мелкодисперсных частиц и одновременная экстракция растительного белка в эмульсию. Однородная белковая эмульсия через сито 9 стекает в сепарирующую камеру 2, где происходит отделение нерастворимого остатка от белковой суспензии путем отжима посредством работы спирального шнека 10 в сепарирующем кожухе 11. Белковая суспензия стекает по патрубку вывода 12 в специальную емкость, а прессованная и обезвоженная окара по скатной доске 13 собирается в другую емкость.

Выполнение измельчающего устройства в виде сепарирующей воронки, внутренняя поверхность которой оснащена равномерно размещенными сквозными щелевидными отверстиями с выступающими режущими кромками и противорежущими ножами, оснащенной также измельчающими ножами, закрепленными на валу привода сепарирующей воронки, позволит получить мелкодисперсный помол, что обеспечит полное экстрагирование растительного белка в эмульсию.

Оснащение нижней части бункера сепарирующей камерой, внутри которой установлен спиральный шнек, причем у его винта высота витков и шаг между ними уменьшаются по направлению обрабатываемого материала к выходному отверстию, а между корпусом сепарирующей камеры и спиральным шнеком размещен сепарирующий кожух, по периметру которого выполнены калиброванные отверстия, позволит одновременно фракционировать суспензию путем сепарации и обезвоживать нерастворившийся остаток последующим прессованием, что обеспечит повышение выхода готового продукта.

За счет создания двух последовательных зон: зоны измельчения и зоны сепарации, которые позволяют сначала в должной мере измельчить замоченный материал, далее измельченный материал растворить до образования однородной белковой суспензии и нерастворившегося остатка, произвести обезвоживание последнего путем отжима в сепарирующей камере, и, как результат, в значительной мере повысить выход готовой продукции.