УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ КАРТОФЕЛЯ НА КРАХМАЛ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ Российский патент 1997 года по МПК A47J43/04 C08B30/02 

Изобретение относится к оборудованию крахмало-паточного производства и может быть использовано в домашних условиях для получения крахмала.

В настоящее время созданы современные заводы по переработке картофеля на крахмал с уникальным оборудованием, обеспечивающим минимальные потери при большой производительности.

В то же время в продаже крахмала нет. Заводы простаивают нет сырья. Между тем в личных хозяйствах пропадает много картофеля, который нерационально отправлять на эти гигантские заводы. В прошлые времена почти каждый крестьянин имел примитивное устройство для переработки лишнего картофеля на крахмал, состоящее из терочного барабана, изготовленного из круглого бревна, обитого листовым железом перфорированного гвоздем. Терочный барабан с ручкой установлен над бочкой в бункере, сбитым из досок, а для осаждения крахмала использовались противни.

На таких "заводах" получался крахмал, годный к употреблению и без потерь, потому что все отходы, содержащие крахмал, скармливались скоту в том же личном хозяйстве.

При современном развитии техники можно и необходимо создавать устройство для переработки картофеля на крахмал, которое бы работало от сети 220 вольт, обеспечивало бы разумно-достаточное извлечение крахмала. Такое устройство должно быть простым в обслуживании и компактным.

Известен барабан к устройству для истирания пищевых продуктов [1] представляющий собой цилиндрический корпус, на боковой поверхности которого последовательно размещены ряды измельчающих элементов и продольные отверстия, причем в каждом отверстии установлена проволочная сетка, измельчающие элементы расположены радиально и выполнены в виде плоских лезвий, при этом высота измельчающих элементов больше высоты отогнутых кромок отверстий.

Недостатком известного технического решения является повышенная энергоемкость процесса измельчения и неприспособленность устройства для вывода из суспензии основного объема клетчатки и получения первичного крахмала.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для тонкого измельчения крахмалосодержащего сырья [1] состоящего из цилиндрического корпуса с загрузочным бункером, установленного внутри него горизонтально на валу барабана, на наружной поверхности которого укреплено терочное устройство, прижимов для регулирования степени измельчения и расположенной в нижней части корпуса решетки для измельчения продукта, причем терочное средство выполнено в виде гибкой стальной ленты, размещенной на наружной поверхности барабана и снабженной расположенной по всему периметру вдоль барабана полосами из абразивных частичек, гальванически прикрепленных к ленте.

Недостатком известного технического решения является повышенная энергоемкость процесса измельчения и неприспособленность устройства для вывода из суспензии основного объема клетчатки с получением первичного крахмала.

Задачей является создание устройства, перерабатывающего картофель в крахмал по упрощенной технологии и снижение энергоемкости этого процесса.

Поставленная задача решается следующим образом.

На валу терочного барабана установлена неуравновешенная масса (дебаланс), и его корпус закреплен на плите, смонтированной на упругих опорах на стенке барботажного чана. К плите закреплены стержни, пропущенные в барбатажный чан, а на них смонтированы виброактиваторы, которые могут быть выполнены в виде перфорированных дисков. Между перфорированными дисками, закрепленными на стержне на стенках барботажного чана, могут быть закреплены перфорированные фланцы. Барботажный чан выполнен с осадительным конусом и затвором для выпуска мезги картофеля, а осадительный конус может быть снабжен соковыжималкой.

Рабочая поверхность терочного барабана может быть выполнена наждачным камнем, а сам терочный барабан снабжен форсунками подачи воды в зоне выхода кашки.

Виброактиватор может быть выполнен обечайкой с фильтрующим днищем, которое выполнено стержнями трапецеидального сечения с образованием между смежными стержнями расширяющего книзу канала и фиксированной щелью.

Обечайка может быть снабжена несколькими фильтрующими днищами, а в каждом последующем днище уменьшается щель между смежными стержнями, а пространство между смежными днищами снабжено индивидуальным сливом с затвором.

Барботажный чан может быть снабжен сливом с регулятором высоты зеркала жидкости (суспензии) в зависимости от положения днища обечайки, которая снабжена сменной корзиной с сетчатым днищем. Перечисленные существенные признаки дают возможность решить поставленную задачу.

Установка неуравновешенной массы и закрепление корпуса терочного барабана на плите, смонтированной на упругих опорах на стенке барботажного чана, уменьшает затраты энергии на разрушение клетчатки картофеля, а также позволяет эффективно очищать терочную поверхность от мезги.

Установка виброактиваторов на стержнях позволяет образующуюся после разрушения картофеля мезгу интенсивно промывать водой в чане вибрационными воздействиями.

Виброактиваторы выполнены в виде перфорированных дисков, которые закреплены на стержне на стенках барботажного чана, а между ними закреплены перфорированные фланцы, что позволяет активно воздействовать на суспензию, находящуюся в барботажном чане, во всех ее точках и тем самым интенсифицировать процесс промывки кашицы от крахмала.

Барботажный чан выполнен с осадительным конусом и затвором для выпуска мезги картофеля, что позволяет накапливать в нижней части барботажного чана мезгу и удалять ее по мере накопления. С помощью соковыжималки удаляют из мезги воду.

Выполнение насечки на терочном барабане только в секторе расположения неуравновешенной массы снижает потребляемую мощность и, в то же время, разрушает клетчатку картофеля за счет накопленной энергии неуравновешенной массы в период, когда терочный барабан вращается без нагрузки.

Рабочая поверхность терочного барабана выполнена наждачным камнем, что увеличивает эффективность разрушения клетчатки картофеля при длительной эксплуатации.

Выполнение виброактиватора обечайкой с фильтрующим днищем позволяет эффективно производить отмыв катка от крахмала в "кипящем слое" при минимальном расходе воды. Это объясняется следующим. При движении днища вниз расширяющийся к нему канал между смежными стержнями придает движущейся жидкости повышенную скорость. Жидкость вырывается через щель над днищем, образуя "кипящий слой". Щель обеспечивает в основном проход зерен крахмала и задерживает картофельную мезгу. Если обечайка снабжена несколькими фильтрующими днищами, а между ними установлены индивидуальные сливы с затвором, то крахмал разделяется по сортам. Это зависит от наличия в крахмале частиц клетчатки. Так как размер щели между смежными стержнями уменьшается, то клетчатка не измельчается до зерен крахмала, что обеспечивает его высокое качество.

Барботажный чан снабжен сливом с регулятором высоты зеркала жидкости (суспензии) в зависимости от положения днища обечайки, что позволяет получать различную концентрацию крахмала в суспензии. Когда зеркало жидкости ниже днища обечайки, то во время измельчения картофеля получается крахмал, растворенный в картофельном соке. Уровень жидкости в обечайке соответствует степени вымывания крахмала из мезги. Кроме того, после вымывания крахмала при понижении уровня жидкости ниже уровня днища обечайки происходит интенсивное обезвоживание мезги. А сменная корзина с сетчатым днищем удаляет обезвоженную мезгу из устройства.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет создать высокоэффективное устройство для переработки картофеля на крахмал в специфичных ограниченных домашних условиях.

На чертежах показана принципиальная схема устройства для переработки картофеля на крахмал в домашних условиях, где на фиг. 1 дана принципиальная схема устройства и общий вид узла подготовки картофеля к переработке; на фиг. 2 принципиальная схема устройства с активаторами в виде перфорированных дисков, вертикальный разрез; на фиг. 3 то же, при выполнении активатора обечайкой с фильтрующим днищем; на фиг. 4 то же, с дебалансом на валу терочного барабана; на фиг. 5 конструкция фильтрующего днища; на фиг. 6 - вариант выполнения обечайки с тремя фильтрующими днищами: на фиг. 7 обечайка с корзиной.

Устройство для переработки картофеля на крахмал в домашних условиях состоит из загрузочного бункера 1 (фиг. 1, 2), куда поступает предварительно подготовленный картофель 2. Подготовка картофеля к переработке состоит из отбора годных клубней, обрезки и промывки от земли. Промывка осуществляется в бункере 3, установленном на амортизаторах 4 и снабженных вибратором 5. Привод вибратора 5 может осуществляться от двигателя 6, который используется в этом устройстве. Бункер 3 снабжен водоподводящей магистралью с краном 7 и сливным патрубком с краном 8. Привод вибратора 5 может осуществляться и от независимого двигателя.

В загрузочном бункере 1 горизонтально установлен в корпусе 9 (фиг. 2, 4) терочный барабан 10, на валу 11, на котором также установлена неуравновешенная масса 12 (дебаланс 12). Корпус 9 закреплен на плите 13, смонтированной на упругих опорах 14 и на стенке барботажного чана 15. К плите 13 закреплены стержни 16, пропущенные в барботажный чан 15, а на них смонтированы виброактиваторы. Виброактиваторы могут быть выполнены в виде перфорированных дисков 17. Между перфорированными дисками 17, закрепленными на стержнях 16 на стенках барботажного чана 15, могут быть закреплены перфорированные фланцы 18.

Барботажный чан 15 снабжен основным сливным патрубком 19 и вспомогательным сливом патрубком 20 с краном 21. Для осаждения крахмала установлены поддоны 22, форма, размеры и количество которых должны обеспечивать непрерывную работу устройства по переработке дозы картофеля, размещенного в приемном бункере 1.

Барботажный чан 15 снабжен осадительным конусом 23 с затвором для выпуска мезги картофеля или может быть снабжен соковыжималкой 24 с ручным или электрическим приводом.

Виброактиватор может быть выполнен обечайкой 25 (фиг. 3), закрепленной на стержнях 16 с фильтрующим днищем 26. Оно может быть выполнено стержнями 27 трапециевидного сечения с образованием расширяющегося книзу канала 28 и фиксированной щелью 29 между смежными стержнями. Обечайка 25 может быть снабжена несколькими фильтрующими днищами, например 30, 31 и 32 (фиг. 6). Фильтрующее днище 30 выполнено сеткой, фильтрующее днище выполнено стержнями большого сечения и с большим расстоянием между стержнями, чем в днище 32. В каждом последующем днище уменьшается размер между смежными стержнями. Пространство 33, 34 и 35 между днищами снабжено индивидуальными сливами с затворами 36, 37 и 38. Барботажный чан 15 (фиг. 3) снабжен сливом с регулятором 39 высоты зеркала 40 жидкости в зависимости от положения днища 26 обечайки 25. Обечайка 25 (фиг. 7) может быть снабжена корзиной 41 с сетчатым днищем 42.

Рабочая поверхность терочного барабана 10 может быть выполнена наждачным камнем.

При выполнении терочного барабана 10 из металла, истирающие картофель насечки могут быть выполнены только в секторе расположения неуравновешенной массы.

Для очищения насечек и поверхности терочного барабана 10 от кашки устройство снабжено форсунками 43 (фиг. 2, 3) для подачи воды в зону выхода кашки, а также форсунками 44 в загрузочный бункер 1. Бункер 1 жестко закреплен на барботажном чане 15 и при работе стенки его неподвижны. Кожух 45 терочного барабана 10 с направляющим патрубком 46 закреплены на корпусе 9 и плите 13, а при работе устройства вибрируют.

Устройство для переработки картофеля на крахмал в домашних условиях работает следующим образом. Отобранные годные клубни картофеля засыпают в бункер 3, включают вибратор 5, и производят подачу воды через кран 7 в бункер 3. Начинают вибрационную отмывку картофеля от земли, меняя воду в бункере 3 посредством кранов 7 и 8. После промывки порции картофеля засыпают в бункер 1 (фиг. 1, 2, 3). Терочным барабаном 10 с насечками производится истирание картофеля 2, чему способствует и вибрация барабана 10. В период, когда сектор терочного барабана 10 с дебалансом 12 проходит участок в загрузочном бункере 1, он дополнительно прижимается к картофелю возмущающей силой дебаланса, и в то же время ведется интенсивный срез стружки картофеля. Когда сектор терочного барабана 10 с дебалансом 12 находится на противоположной стороне возмущающей силой дебаланса, он оттягивается от картофеля (качанию терочного барабана 10 способствует упругая подвеска 14) и происходит проскальзывание. В это же время накапливается энергия вращающейся массы терочного барабана 10 и дебаланса 12. Эффекту проскальзывания способствует также отсутствие насечек в этом секторе терочного барабана. Так за один оборот терочного барабана производится накапливание энергии при проскальзывании и отдача ее во время снятия стружки с картофеля. Вибрация терочного барабана 10 способствует его очистке от разрушенного картофеля кашки. Отделению кашки способствует также вода, подаваемая через сопло 43. Кашка с водой через сопло 46 поступает в барботажный чан 15. В барботажном чане 15 разрушенная клетчатка картофеля подвергается интенсивному отмыву от крахмала вибрационными воздействиями перфорированных дисков 17, соединенных стержнями 16 с вибрирующей от дебаланса 12 плитой 13.

По мере истирания порции картофеля происходит заполнение барботажного чана 10 с непрерывным отмывом клетчатки от крахмала. В барботажном чане получается суспензия, состоящая из мелких частиц крахмала и более крупных частиц клетчатки. Под воздействием вибрации при прохождении через перфорированные фланцы 18 крупные частицы клетчатки накапливаются в нижней части барботажного чана 15 осадительном конусе 23, а в его верхней части вода, в основном, содержит частицы крахмала. Вода с частицами крахмала через слив 19 перепускается в поддоны 22 для осаждения. По окончании истирания порции картофеля ведется отмыв клетчатки от крахмала. В то же время терочный барабан вращается без нагрузки, а развиваемое дебалансами 12 усилие производит вибрационную обработку суспензии в барботажном чане 15. При этом подается дополнительная вода через форсунки 43 или 44, постоянно или порционно в зависимости от того, как интенсивно идет процесс отмывки крахмала. Отмыв прекращается, когда в воде будет отсутствовать крахмал. Барботажный чан 15 освобождают от мезги, пропуская ее через соковыжималку 24. При плохом выходе мезги из барбатажного чана включают в работу дебаланс 12 на холостом вращении терочного барабана 10.

Для промывки барботажного чана используют сливной патрубок 20 и кран 21. После освобождения барботажного чана 10 от мезги в загрузочный бункер 1 засыпают новую порцию картофеля и цикл повторяется.

При использовании активатора, выполненного обечайкой 25 с фильтрующем днищем 26 (фиг. 3), процесс отмывки крахмала из клетчатки ведется следующим образом.

Истертый картофель-кашка через патрубок 46 поступает в обечайку 25 на ее фильтрующее днище 26. Под воздействием вибрации через фильтрующее днище 26 из кашки удаляется картофельный сок, который поступает в барботажный чан 15, и через слив 39 (находящийся в нижнем положении) в поддоны 22 для дальнейшей переработки на крахмал.

Предлагаемое устройство также позволяет перерабатывать картофель при минимальном расходе воды, подаваемой через форсунку 43.

После истирания дозы картофеля, находящегося в загрузочном бункере 1, и извлечения из него картофельного сока производят отмывку клетчатки от крахмала, для чего устанавливают слив 39 таким образом, чтобы зеркало 40 жидкости находилось на уровне поверхности фильтрующего днища. Через форсунку 43 или 44 подают воду, которая поступает в кашку, находящуюся в обечайке 25. Двигатель вращает дебаланс 12, следовательно, обечайка 25 колеблется на упругих опорах 14.

При возвратно-поступательном перемещении стержней 27 (фиг. 5) и фильтрующего днища 26 в канале 28 при движении вниз создается ускоренный поток жидкости, который через щель 29 поступает в пространство над днищем, создавая "кипящий слой", посредством которого ведется интенсивный отмыв крахмала из клетчатки. Крахмал вместе с жидкостью через слив 39 подается в поддоны 22 для осаждения. Отмыв крахмала можно производить при минимальном расходе воды, поддерживая уровень зеркала 40 на уровне фильтрующего днища 26.

Для более глубокого извлечения крахмала зеркало 40 поднимают на более высокую отметку. После извлечения крахмала слив 39 помещают в нижнее положение, производят опоражнивание барботажного чана 15 и обезвоживание мезги, находящейся в обечайке 25. Обезвоживание мезги ведут с помощью вибрации при работающем дебалансе 12. После обезвоживания удаляют мезгу из обечайки 25. Этот процесс упрощается, если в обечайку 25 установлена сменная корзина 41 с сетчатым днищем 42. Процесс удаления мезги ведут при отключенном дебалансе 12. После освобождения обечайки 25 от мезги, в загрузочный бункер 1 засыпают новую порцию картофеля, и цикл повторяется. Использование обечайки с несколькими фильтрующими днищами позволяет получать крахмал нескольких сортов. Сорта подразделяются по количеству примесей, т. е. количеству перечисток.

Для получения более высокого качества отмыв крахмала ведут через все фильтрующие днища 30, 31, 32 и выпуск через слив 38. Затем получают крахмал второго качества, отмыв производят через фильтрующие днища 30 и 31, а выпуск через слив 37. Доработка крахмала ведется только через одно фильтрующее днище 30.

Таким образом, устройство позволяет перерабатывать картофель на крахмал с минимальным расходом энергии, имеет небольшие габариты и может быть использовано в домашних условиях.

Использование: в домашних условиях для получения крахмала. Сущность изобретения: устройство для переработки картофеля на крахмал в домашних условиях содержит загрузочный бункер, корпус, горизонтально установленный в корпусе терочный барабан и привод, стержни со смонтированными на них виброактиваторами и плитой, причем на валу барабана установлена неуравновешенная масса - дебаланс, корпус которой закреплен на плите с помощью упругих опор на стенке барботажного чана, а стержни с виброактиваторами укреплены на плите и размещены в барботажном чане. 12 з. п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для переработки картофеля на крахмал в домашних условиях, содержащее загрузочный бункер, корпус, горизонтально установленный в корпусе тарочный барабан и привод, отличающееся тем, что оно снабжено барботажным чаном, стержнями со смонтированными на них виброактиваторами и плитой, причем на валу барабана установлена неуравновешенная масса дебаланс, корпус закреплен на плите с помощью упругих опор на стенке барботажного чана, а стержни с виброактиваторами также укреплены на плите и размещены в барботажном чане. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что виброактиваторы выполнены в виде перфорированных дисков. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что оно снабжено укрепленными на стенках барботажного чана перфорированными фланцами, расположенными между перфорированными дисками виброактиваторов. 4. Устройство по пп.1 и 3, отличающееся тем, что барботажный чан снабжен осадительным конусом и затвором для выпуска мезги картофеля. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оно снабжено распложенной под конусом барботажного чана соковыжималкой. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на терочном барабане выполнены насечки, расположенные в зоне размещения неуравновешенной массы. 7. Устройство по пп.1 6, отличающееся тем, что рабочая поверхность терочного барабана армирована наждачным камнем. 8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что терочный барабан снабжен форсунками для подачи воды, расположенными в зоне выхода картофельной кашки. 9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что виброактиватор представляет собой обечайку с фильтрующим днищем. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что фильтрующее днище образовано стержнями трапецеидального сечения, расположенными так, что между ними образуется открытый сверху расширяющийся к низу канал. 11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что обечайка снабжена дополнительными фильтрующими днищами, установленными так, что в каждом последующем днище увеличивается размер поперечного сечения канала, при этом каждое пространство между днищем снабжено затвором и сливным патрубком. 12. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что барботажный чан снабжен сливным патрубком с регулятором высоты зеркала жидкости в зависимости от положения днища обечайки. 13. Устройство по п.9, отличающееся тем, что обечайка снабжена сменной корзиной с сетчатым днищем.