УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА Российский патент 2003 года по МПК A23L1/18 A21B5/02 A23P1/14 

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при изготовлении оборудования, предназначенного для переработки вспучиванием зерновых крахмалосодержащих продуктов, например для формирования порционного зернового продукта плоской формы.

Известен способ переработки зерна, предусматривающий загрузку зерна в перфорированные емкости, последующее перемещение их в закрытую цилиндрическую обойму с двумя зонами: зоной нагрева и зоной вакуумного формирования продукта, их нагрев с помощью теплоносителя в зоне нагрева, выдержку, последующее перемещение перфорированной емкости с зерном в зону вакуумного формирования продукта с одновременным отсосом из нее парогазовой смеси, образованной внутренним парообразованием зерна, последующую выдержку до полного заполнения вспученным зерном перфорированного объема и его удаление из обоймы (авторское свидетельство РФ 1606100 от 05.12.1988 г., опубликованный 15.11.1990 г., бюл. 42).

Однако известный способ переработки зерна недостаточно эффективен, т.к. не позволяет интенсифицировать процесс без дополнительных расходов тепла, в связи с тем, что ускоренное разрушение зерновой клетчатки требует больших термических напряжений.

Там же отражено устройство для переработки зерна, включающее основание и обойму в виде цилиндра с поршнями-головками для транспортирования продукта, связанными с приводом с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения их внутри обоймы с помощью программируемого блока управления и формирующими две следующие одна за другой зоны: рабочую зону - зону нагрева и зону формирования продукта.

Однако известное устройство не позволяет интенсифицировать процесс разрушения зерновой клетчатки посредством сближения нагревательных головок с одновременным нагревом в рабочей зоне, так как механические усилия воздействовать на зерно для разрушения его клетчатки не эффективны.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки зерна, предусматривающий загрузку зерна в кольцевую обойму, его сдавливание посредством сближения нагревательных головок с одновременным нагревом в рабочей зоне, образованной рабочими поверхностями нагревательных головок и внутренней поверхностью обоймы, выдержку, последующее снятие давления на зерно посредством развода нагревательных головок относительно друг друга с образованием между рабочими поверхностями головок и внутренней поверхностью кольцевой обоймы зоны формирования продукта, постепенно заполняемой в процессе внутреннего парообразования зерна парогазовой смесью и вспученным зерном, последующую выдержку до полного заполнения вспученным зерном объема кольцевой обоймы с одновременным спеканием зерна и удаление сформированного зернового продукта из кольцевой обоймы (патент РФ 2137407 от 18.09.1998 г., опубл. 20.09.1999 г., бюл. 26).

Этот известный способ переработки зерна позволяет частично интенсифицировать процесс разрушения зерновой клетчатки без дополнительных расходов тепла за счет механического давления на зерно.

Недостатком известного способа является невозможность обеспечения полной интенсификации процесса разрушения зерновой клетчатки за счет полноты вспучивания переработанных зерен с заполнением всей зоны формирования продукта.

В этом же источнике описано устройство для осуществления этого способа, включающее основание с двумя стойками с пружинами сжатия и тремя, связанными со стойками и расположенными одна под другой плитами: верхней, связанной со стойками неподвижно, и двух плит - средней и нижней, установленных подвижно на стойках и связанных между собой через пружины сжатия, причем нижняя плита связана с приводом с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения по стойкам, две нагревательные головки: верхнюю, закрепленную на верхней неподвижной плите, и соосную с ней нижнюю, закрепленную на нижней подвижной плите, кольцевую обойму, установленную на средней подвижной плите соосно с нагревательными головками и образующую своей внутренней поверхностью вместе с их рабочими поверхностями две зоны: рабочую зону и зону формирования продукта, и бункер с дозатором зерна.

Однако известное устройство не позволяет интенсифицировать процесс переработки зерна и получить качественный полностью вспученный готовый продукт из-за отсутствия в нем конструктивных элементов, способствующих резкому снижению давления в замкнутой зоне формирования продукта.

Изобретением решается задача создания эффективного способа переработки зерна, воплощенного в предлагаемом устройстве, позволяющего интенсифицировать процесс переработки зерна и получить качественный полностью вспученный готовый продукт с полным заполнением объема формирования продукта.

Технический результат от использования изобретения заключается в создании условий для получения качественного полностью вспученного продукта в процессе переработки зерна посредством создания устройства, в котором зона формирования продукта связана с резким выходом пара в атмосферу.

Это достигается тем, что в устройстве, включающем основание с двумя стойками с пружинами сжатия и тремя связанными со стойками и расположенными одна под другой плитами: верхней, связанной со стойками неподвижно, и двух плит - средней и нижней, установленных подвижно на стойках и связанных между собой через пружины сжатия, причем нижняя плита связана с приводом с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения по стойкам, две нагревательные головки: верхнюю, закрепленную на верхней неподвижной плите, и соосную с ней нижнюю нагревательную головку, закрепленную на нижней подвижной плите, кольцевую обойму, установленную на средней подвижной плите соосно с нагревательными головками и образующую своей внутренней поверхностью вместе с их рабочими поверхностями две зоны: рабочую зону и зону формирования продукта, и бункер с дозатором зерна, зона формирования продукта связана с атмосферой посредством зазора между кольцевой обоймой и нагревательными головками, при этом сама кольцевая обойма выполнена комбинированной с цилиндрической частью, образующей внутри обоймы рабочую зону, и расширяющимися конусными частями, направленными к нагревательным головкам и образующими вместе с их рабочими поверхностями зону формирования продукта.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами:
фиг.1 - общий вид устройства для переработки зерна;
фиг.2 - вид А на фиг.1;
фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1;
фиг.4 - сечение В-В на фиг.3.

Предлагаемое устройство, в котором реализован предложенный способ переработки зерна, содержит основание 1 с двумя стойками 2 с пружинами сжатия 3 и тремя, связанными со стойками 2 и расположенными одна под другой плитами: верхней 4, связанной со стойками 2 неподвижно, и двух плит - средней 5 и нижней 6, установленных подвижно на стойках 2 и связанных между собой через пружины сжатия 3. Нижняя плита 6 связана с приводом 7 через простой шарнирно-рычажный механизм 8 с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения по стойкам 2.

Устройство для переработки зерна содержит также две нагревательные головки: верхнюю 9, закрепленную на верхней неподвижной плите 4, и соосную с ней нижнюю нагревательную головку 10, закрепленную на нижней подвижной плите 6; кольцевую обойму 11, установленную на средней подвижной плите 5 соосно с нагревательными головками 9 и 10 и образующую вместе с ними две зоны: рабочую зону 12 и зону формирования продукта 13. Кольцевая обойма 11 установлена таким образом, что между ней и отведенной вниз нижней нагревательной головкой образуется открыто связанный с атмосферой кольцевой зазор 14. Конструкция обоймы 11 выполнена комбинированной с цилиндрической частью 15, образующей рабочую зону 12, и расширяющимися конусными частями 16, направленными к нагревательным головкам 9, 10 и образующими вместе с их рабочими поверхностями зону формирования продукта 13.

Устройство для переработки зерна также содержит загрузочный бункер 17 с рукояткой перекрытия подачи зерна 18 и дозатор зерна 19 с двумя секторами для загрузки зерна и сброса готового продукта 20, связанные через поворотный рычаг 21 с шарнирно-рычажным механизмом 8.

Устройство для переработки зерна содержит также блок управления 22, автоматизирующий все операции процесса переработки.

Предлагаемый способ переработки зерна осуществляют в предложенном устройстве в следующей последовательности.

Зерно из бункера 17 через дозатор 19 подается секторами для загрузки зерна и сброса готового продукта 20 в кольцевую обойму 11, закрытую снизу рабочей поверхностью нижней нагревательной головки 10. После заполнения кольцевой обоймы 11 зерном отводят сектора 20 и привод 7 посредством шарнирно-рычажного механизма 8 поднимает нижнюю плиту 6, а через пружины 3 - среднюю плиту 5 с установленной на ней кольцевой обоймой 11 до перекрытия зазора 1-2 мм между кольцевой обоймой 11 и верхней нагревательной головкой 9, установленной на верхней неподвижной плите 4, образуя замкнутую рабочую зону 12 между внутренней поверхностью кольцевой обоймы и рабочими поверхностями головок 9 и 10.

Таким образом производят сдавливание зерна. В этом положении рычаги шарнирно-рычажного механизма 8 практически находятся около мертвой точки (М.Т. ), т. е. стоят "в распор", поддерживая требуемое усилие сжатия зерна. Затем зерно выдерживают в течение времени, соответствующем прогреванию зерна по программе, заложенной в блок управления 22. По окончанию выдержки зерно прогрелось на всю глубину засыпки и от воздействия тепла и давления в перерабатываемом зерне начался процесс внутреннего парообразования. Затем по команде блока управления 22 производят снятие давления на зерно, для чего включают привод 7 и отводят от мертвой точки шарнирно-рычажный механизм 8, отводящий, в свою очередь, нижнюю нагревательную головку 10 от верхней нагревательной головки 9 на величину толщины готового зернового продукта, образуя при этом замкнутую зону формирования продукта 13 между внутренней поверхностью цилиндрической части 15 кольцевой обоймы 11 и рабочими поверхностями нагревательных головок 9 и 10.

В зоне формирования продукта 13 происходит ускоренный процесс вспучивания нагретого зерна, обусловленный снижением противодавления между парогазовой смесью, выделяемой из зерна, и вспученным зерном за счет увеличения зоны переработки зерна и его спекание. При этом через образовавшийся открытый кольцевой зазор 14 между расширяющимися конусными частями 16 обоймы 11 и нагревательными головками 9, 10 происходит свободный выход парогазовой смеси из зоны формирования продукта 13 в атмосферу, также способствующий снятию давления от парогазовой смеси и заполнению пространства зоны 13 формирования продукта вспученным зерном. В этом положении блоком управления 22 кратковременно отключают привод 7 и выдерживают перерабатываемое зерно до полного заполнения всучиваемым зерном зоны 13 для формирования готового продукта.

После этого привод 7 снова включают и нижнюю подвижную плиту 6 с нагревательной головкой 10 опускают вниз шарнирно-рычажным механизмом 8 по стойкам 2 основания 1, при этом шарнирно-рычажный механизм 8 при своем перемещении взаимодействует через рычаги 21 с поворотными секторами 20, которые производят сброс продукта из зоны переработки. Дальнейший поворот секторов 20 приводит к засыпанию зерна в подготовленную кольцевую обойму 11. Затем сектора 20 уводят в исходное положение из рабочей зоны.

Цикл повторяется.

Предлагаемый способ при формообразовании продукта в замкнутой зоне при одновременной операции снятия давления нагревательных головок на продукт и сбросе в атмосферу парогазовой смеси позволяет получить интенсивный процесс переработки зерна в предлагаемом устройстве.

Конструкция предлагаемой кольцевой обоймы, как показала практика, позволила приблизительно вдвое увеличить высоту готового продукта, а плотный контакт перерабатываемого зерна с нагревательными головками улучшил поверхность спекания продукта и саму поверхность готового изделия.

Таким образом, изобретением решается задача создания эффективного способа переработки зерна, воплощенного в предлагаемом устройстве.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и в выявленных источниках, содержащих сведения об аналогах изобретений, позволило установить, что заявитель не обнаружил аналогов, характеризующихся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявляемых изобретений.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипов позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявляемом способе переработки зерна и устройстве для его осуществления, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленные изобретения "способ переработки зерна и устройство для его осуществления" соответствуют критерию "новизна".

Критерий изобретения "промышленная применимость" подтверждается тем, что предлагаемые способ и устройство с их новыми признаками успешно используются на предприятиях для переработки зерна.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при изготовлении оборудования, предназначенного для переработки вспучиванием зерновых крахмалсодержащих продуктов. Устройство содержит бункер с дозатором для зерна, основание с двумя стойками с пружинами сжатия и тремя расположенными одна под другой плитами верхней, связанной со стойками неподвижно, а также средней и нижней, установленными подвижно на стойках и связанными между собой через пружины сжатия. Нижняя плита снабжена приводом для ее вертикального возвратно-поступателного перемещения по стойкам. На верхней неподвижной плите закреплена верхняя нагревательная головка, соосно с ней на нижней подвижной плите установлена нижняя нагревательная головка. На средней подвижной плите закреплена кольцевая обойма, соосная нагревательным головкам. Кольцевая обойма выполнена комбинированной с цилиндрической частью, образующей внутри обоймы рабочую зону, и расширяющимися конусными частями, направленными к нагревательным головкам и образующими вместе с их рабочими поверхностями зону формирования продукта. Изобретение позволяет получить качественный полностью вспученный готовый продукт с полным заполнением объема формирования продукта. 4 ил.

Устройство для переработки зерна, характеризующееся тем, что оно содержит бункер с дозатором для зерна, основание с двумя стойками с пружинами сжатия и тремя расположенными одна под другой плитами - верхней, связанной со стойками неподвижно, а также средней и нижней, установленными подвижно на стойках и связанными между собой через пружины сжатия, нижняя плита снабжена приводом для ее вертикального возвратно-поступательного перемещения по стойкам, на верхней неподвижной плите закреплена верхняя нагревательная головка, соосно с ней на нижней подвижной плите установлена нижняя нагревательная головка, а на средней подвижной плите закреплена кольцевая обойма, соосная нагревательным головкам, при этом кольцевая обойма выполнена комбинированной с цилиндрической частью, образующей внутри обоймы рабочую зону, и расширяющимися конусными частями, направленными к нагревательным головкам и образующими вместе с их рабочими поверхностями зону формирования продукта.