一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，其特征在于，包括：用于容納糙米并使糙米發(fā)芽的發(fā)芽裝置、用于控制發(fā)芽裝置中糙米溫度的保溫裝置，用于向發(fā)芽裝置中供應(yīng)水的通水裝置，用于向發(fā)芽裝置中供應(yīng)空氣的通氣裝置，用于混合發(fā)芽裝置中糙米、水和空氣的攪拌裝置。本發(fā)明的一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)效率高、自動化水平高、排水快、功率消耗小、占地面積小的優(yōu)點，非常適合用于發(fā)芽糙米的工業(yè)化加工。
【專利說明】一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種稻谷加工設(shè)備，具體涉及一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)統(tǒng)計，我國水稻種植面積約占世界的19%，總產(chǎn)量約為17758萬噸，約占世界稻谷總量的30% ;我國約有8億人口以稻谷為主食，每年直接食用稻谷及其制品約1.2億噸。目前，人們食用的主要是精大米。它是稻谷經(jīng)過礱谷而得到糙米，再碾去糙米上的糠層和胚芽而得到的產(chǎn)品，具有易蒸煮、易吸收和口感好等優(yōu)點。但由于稻谷中的大部分營養(yǎng)元素都存儲在糙米的胚芽和糠層中，所以只食用精大米而將它們舍棄無疑是對營養(yǎng)成分的極大浪費。糙米含有很多營養(yǎng)成分，但因其不易蒸煮，口感差；與精大米相比，吸收性較差；而且長期存儲又會產(chǎn)生脂肪酸化，所以一直未能成為人們的主食。有關(guān)研究表明，糙米在一定的溫度和濕度條件下發(fā)芽后得到的由幼芽和帶糠層的胚乳組成的發(fā)芽糙米具有很高的營養(yǎng)價值；而且當(dāng)發(fā)芽糙米的芽長為0.5^1mm時，發(fā)芽糙米的營養(yǎng)價值處于最高狀態(tài)，為原糙米的數(shù)倍；特別是其內(nèi)含有Y-氨基丁酸(即GABA)的量是白米的5倍，比糙米高出3倍多，具有現(xiàn)代人急需的健康功能；而且口感也比糙米好，較適合人們食用。
[0003]現(xiàn)有的發(fā)芽糙米加工設(shè)備有滾筒式。其是采用滾輪來帶動臥式罐體旋轉(zhuǎn)，以便帶動糙米流動，進而使 罐體內(nèi)溫度、水分和空氣等環(huán)境條件分布均勻?，F(xiàn)有的滾筒式發(fā)芽糙米加工設(shè)備采用冷熱循環(huán)水來保溫，同時有噴淋裝置來保濕。但由于該設(shè)備是臥式罐體結(jié)構(gòu)，所以對罐體兩側(cè)的封頭密封要求較高；出料和排水也不方便，排水口易堵塞；由于現(xiàn)有設(shè)備要使?jié)L筒轉(zhuǎn)動，這就導(dǎo)致消耗的功率較大；該設(shè)備的裝料系數(shù)較低，如果要提高產(chǎn)量，會導(dǎo)致占地面積增加。
[0004]國內(nèi)目前還出現(xiàn)了一些發(fā)芽糙米生產(chǎn)設(shè)備，如軌道式糙米發(fā)芽裝置、多功能隧道式糙米發(fā)芽裝置、發(fā)芽床式等，但它們有一些缺點:結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、生產(chǎn)效率低；排水困難、功率消耗高；占地面積較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備。
[0006]為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，其特征在于，包括:用于容納糙米并使糙米發(fā)芽的發(fā)芽裝置、用于控制發(fā)芽裝置中糙米溫度的保溫裝置，用于向發(fā)芽裝置中供應(yīng)水的通水裝置，用于向發(fā)芽裝置中供應(yīng)空氣的通氣裝置，用于混合發(fā)芽裝置中糙米、水和空氣的攪拌裝置。
[0007]前述的一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)芽裝置層筒狀結(jié)構(gòu)，包括筒體和筒體內(nèi)側(cè)的容納空間，所述筒體上部開設(shè)有進料口，所述筒體下部開設(shè)有出料口。
[0008]前述的一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，其特征在于，所述保溫裝置包括包裹在筒體外側(cè)的夾套，筒體和夾套之間構(gòu)成一密封的保溫夾層，保溫夾層中填充有水。
[0009]前述的一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，其特征在于，所述通水裝置包括第一通水管道，第一通水管道通過筒體的上部進入筒體內(nèi)側(cè)，第一通水管道包括進水口和設(shè)置在筒體內(nèi)側(cè)的出水口，出水口上設(shè)置有噴頭。
[0010]前述的一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，其特征在于，所述通氣裝置包括第一通氣管道，所述第一通氣管道伸入筒體內(nèi)側(cè)，所述第一通氣管道包括進氣口和出氣口，出氣口伸入筒體內(nèi)側(cè)，出氣口上設(shè)置有用于防止糙米堵塞出氣口的過濾設(shè)備。
[0011]前述的一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，其特征在于，所述攪拌裝置包括電機、攪拌器，電機連接攪拌器，攪拌器伸入筒體內(nèi)側(cè)。
[0012]前述的一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，其特征在于，所述筒體上部設(shè)置有溢水口，筒體下部設(shè)置有出水口 ；所述通氣裝置還包括第二通氣管道、風(fēng)機，風(fēng)機分別連接進氣口，第二通氣管道的一端連接在第一通氣管道的進氣口和出氣口之間，出氣口通過筒體的下部進入筒體內(nèi)側(cè)，第二通氣管道的另一端通過筒體的上部進入筒體內(nèi)部；所述保溫裝置還包括熱水箱；所述通水裝置還包括第一水泵、第二水泵、第二通水管道、第三通水管道、第四通水管道，第五通水管道，所述進水口伸入熱水箱的下部；所述第一水泵設(shè)置在第一通水管道的進水口和出水口之間；所述第二通水管道包括第一端和第二端，所述第二通水管道的第一端連接第二水泵，所述第二通水管道的第二端連接在第一通水管道的出水口和第一水泵之間；所述第三通水管道的一端與熱水箱的下部導(dǎo)通，第三通水管道的另一端連接在第二通水管道的第一端和第二端之間；第四通水管道的一端連接在第一通水管道的出水口和第一水泵之間，第四通水管道的另一端與保溫夾層導(dǎo)通；所述第五通水管道的一端與保溫夾層導(dǎo)通，第五通水管道的另一端與熱水箱的上部導(dǎo)通；所述熱水箱上設(shè)置有加熱裝置。
[0013]前述的一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，其特征在于，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)用于控制保溫裝置、通水裝置、通氣裝置、攪拌裝置和加熱裝置的運行狀態(tài)。
[0014]前述的一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，其特征在于，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括:控制器、設(shè)置在熱水箱內(nèi)的第一溫度傳感器，設(shè)置在筒體內(nèi)的第二溫度傳感器，所述控制器分別連接電機、風(fēng)機、加熱裝置、第一水泵、第二水泵、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器。
[0015]前述的一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，其特征在于，所述控制器為PLC，在第一通水管道的進水口設(shè)置有閥門a，在第一通水管道的出水口設(shè)置有閥門e，在第二通水管道的第二端設(shè)置在閥門a和閥門e之間；在第二通水管道的進水口和第三通水管道的一端之間設(shè)置有閥門d ;在第三通水管道上設(shè)置有閥門c ;在第四通水管道上設(shè)置有閥門b ;在筒體下部的出水口上設(shè)置有閥門f;在第一通氣管道上設(shè)置有閥門i ;在第二通氣管道上設(shè)置有閥門h。
[0016]本發(fā)明的有益之處在于:本發(fā)明的一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)效率高、自動化水平高、排水快、功率消耗小、占地面積小的優(yōu)點，非常適合用于發(fā)芽糙米的工業(yè)化加工。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明第一通氣管道的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明噴頭的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明控制系統(tǒng)的控制流程圖。[0018]圖中附圖標(biāo)記的含義:
1、第一溫度傳感器，2、加熱裝置，3、熱水箱，4、控制器，5、風(fēng)機，6、進料ロ，7、出氣ロ，
8、電機，9、噴頭，10、溢流ロ，11、筒體，12、攪拌器，13、夾套，14、出水ロ，15、出料ロ，16、第一水泵，17、第二水泵，18、進氣ロ，19、第一通氣管道，20、第二通氣管道，21、進水ロ，22、糙米，23、第一通水管道,24、第二通水管道,25、第三通水管道,26、第四通水管道,27、第一端,28、第二端，29、閥門i，30、容納空間，31、保溫夾層，32、水蒸氣入口處，33、閥門a，34、閥門b，35、閥門C，36、閥門d，37、閥門e，38、閥門f，39、閥門h。
【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作具體的介紹。
[0020]本發(fā)明主要是根據(jù)現(xiàn)有發(fā)芽糙米22的生產(chǎn)エ藝來設(shè)計ー套自動的發(fā)芽糙米22加エ設(shè)備，該發(fā)芽糙米22加工設(shè)備分為機械設(shè)備系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；再進行糙米22的發(fā)芽試驗，以便驗證該加工設(shè)備是否滿足設(shè)計要求。所以本發(fā)明主要包括以下幾個方面:
I)總體技術(shù)方案的確定。根據(jù)現(xiàn)有的發(fā)芽糙米22的生產(chǎn)エ藝和其它設(shè)計要求來確定整個系統(tǒng)的各個功能要求，最后確定出總體技術(shù)方案，包括機械設(shè)備部分和控制系統(tǒng)的技術(shù)方案。
[0021]2)機械設(shè)備部分的選擇和設(shè)計。根據(jù)糙米22的具體發(fā)芽エ藝條件，按照機械設(shè)備部分的技術(shù)方案選擇具體的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，并參照其它設(shè)備上采用的一些結(jié)構(gòu)，來選取和設(shè)計機械設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)。
[0022]3)控制系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試。根據(jù)控制系統(tǒng)的技術(shù)方案，并參照具體的機械設(shè)備的運行方式來選擇控制系統(tǒng)的硬件組成并選擇和設(shè)計其它輔助硬件；同時選擇相應(yīng)的軟件部分，并進行軟件部分的設(shè)計；通過將控制系統(tǒng)的軟硬件相結(jié)合，來實現(xiàn)對機械設(shè)備的自動化控制；進而為發(fā)芽糙米22的生產(chǎn)提供適宜且均勻的環(huán)境。
[0023]4)整個控制系統(tǒng)的可行性驗證。將加工并組裝出的機械設(shè)備部分和控制系統(tǒng)組裝起來形成一個完整的發(fā)芽糙米自動化加工設(shè)備。然后在市場上購買糙米22，再根據(jù)糙米22的發(fā)芽流程來設(shè)計試驗方案并以此進行糙米22的發(fā)芽試驗，并進行對比試驗以驗證該加工設(shè)備的可行性，最后根據(jù)具體情況對該加工設(shè)備提出改進意見，以便使其エ業(yè)化應(yīng)用成為可能。
[0024]本實施例的總體設(shè)計要求如下:為了設(shè)計糙米的發(fā)芽系統(tǒng)，需要知道該系統(tǒng)要完成生產(chǎn)發(fā)芽糙米的哪些生產(chǎn)過程和影響糙米發(fā)芽的因素，并結(jié)合生產(chǎn)要求來得到對系統(tǒng)的設(shè)計要求。
[0025]糖米發(fā)芽的流程是選谷、礱谷一除雜、篩選一精選一優(yōu)質(zhì)糖米一清洗一浸泡一發(fā)芽一滅酶處理一干燥一檢驗一成品發(fā)芽糙米。由此可知，生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)該能夠按照一定的要求獨自或通過其它設(shè)備的配合來完成礱谷、除雜、精選、清洗、浸泡、發(fā)芽、滅酶、干燥和檢驗等過程。由于在實際生產(chǎn)中稻谷的礱谷、除雜、篩選和精選有成熟的技術(shù)和設(shè)備，發(fā)芽糙米的干燥和檢驗技術(shù)和設(shè)備也較成熟；所以本發(fā)明只設(shè)計糙米的清洗、浸泡、發(fā)芽和滅酶的設(shè)備及其它輔助設(shè)備。
[0026]由有關(guān)糙米發(fā)芽エ藝的研究可知，影響糙米發(fā)芽的主要因素有:浸泡溫度、浸泡時間、發(fā)芽溫度、發(fā)芽時間、發(fā)芽過程中的濕度和含氧量；較適宜的發(fā)芽エ藝條件為發(fā)芽時間24h?28h、發(fā)芽溫度30°C、浸泡時間20h?24h、浸泡溫度25°C?30°C ;滅酶時間為5min、滅酶溫度為75°C?82°C [27，4廣49]。由工藝條件可知，本發(fā)明應(yīng)可以完成生產(chǎn)發(fā)芽糙米的各個階段，并保證各個階段的環(huán)境適宜。
[0027]總的來說，本實施例的總體設(shè)計要求為:
O要保證生產(chǎn)和產(chǎn)品的衛(wèi)生和安全；
2)能一次性地完成糙米的清洗、浸泡、發(fā)芽和滅酶等過程；
3)除了進料和出料過程外，能自動地控制生產(chǎn)的各個過程，并自動實現(xiàn)保溫、通水和通氣等功能，并實現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)境的適宜和均勻；
4)能根據(jù)不同糙米的具體特性調(diào)整工藝參數(shù)，并能顯示發(fā)芽過程糙米溫度的變化趨勢
等;
5)按照糙米的最佳工藝條件得到的發(fā)芽率應(yīng)>85% ；
6)根據(jù)生產(chǎn)要求，應(yīng)能生產(chǎn)發(fā)芽糙米2000kg/批次。
[0028]根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的總體設(shè)計要求可得機械設(shè)備系統(tǒng)具體的總體設(shè)計要求有:
O能在其內(nèi)一次性地完成糙米的清洗、浸泡、發(fā)芽和滅酶等過程；
2)發(fā)芽裝置能一次盛放2000kg糙米；
3)各個裝置相配合，能實現(xiàn)預(yù)定的保溫、通水、通氣和攪拌等功能，如保溫裝置在控制系統(tǒng)的控制下，可以對發(fā)芽裝置進行保溫等；
4)通氣和通水設(shè)備應(yīng)能在設(shè)定的時間內(nèi)通入足夠的空氣和水；
5)各個零部件應(yīng)能滿足糙米發(fā)芽的工藝條件，如滅酶溫度為80°C左右，閥等應(yīng)能承受這一溫度；
6)在使用各個設(shè)備時，不能破壞糙米的結(jié)構(gòu)，以免使其終止發(fā)芽，甚至失去發(fā)芽的功
倉泛;
7)排水和出料方便、迅速；且能保證生產(chǎn)和產(chǎn)品的衛(wèi)生與安全。
[0029]由上面的設(shè)計要求可知，機械設(shè)備系統(tǒng)應(yīng)包括糙米的清洗、浸泡、發(fā)芽和滅酶設(shè)備及其它輔助設(shè)備。由于糙米在發(fā)芽過程中需要實現(xiàn)保溫、通水和通氣等功能，所以需要設(shè)計相應(yīng)的保溫裝置、通水裝置和通氣裝置等。因在清洗過程中需要在使糙米不被排出的前提下排水，而糙米是固體顆粒，所以需要設(shè)計相應(yīng)的出料口 15、排水口和過濾裝置。
[0030]通過查閱有關(guān)資料可知，發(fā)酵罐常應(yīng)用于乳制品、飲料、生物工程、制藥和精細化工等行業(yè)。其中好氧型發(fā)酵罐的基本結(jié)構(gòu)包括罐體、進料口 6、保溫裝置、補料口、通氣口、放料口、攪拌器12和電機8等；這些結(jié)構(gòu)可以滿足生產(chǎn)發(fā)芽糙米的發(fā)芽裝置所需的進料、保溫、通水、通氣、出料和環(huán)境均勻性等功能。所以本發(fā)明以好氧型發(fā)酵罐為基礎(chǔ)設(shè)計發(fā)芽糙米的機械設(shè)備系統(tǒng)。為方便出料和排水，采用立式發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)；這樣占地面積也小。所以該立式發(fā)酵罐生產(chǎn)設(shè)備需要有發(fā)芽裝置、保溫裝置、通氣裝置、通水裝置、攪拌裝置。
[0031]參照圖1所示，本發(fā)明一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，包括:用于容納糙米并使糙米發(fā)芽的發(fā)芽裝置、用于控制發(fā)芽裝置中糙米溫度的保溫裝置，用于向發(fā)芽裝置中供應(yīng)水的通水裝置，用于向發(fā)芽裝置中供應(yīng)空氣的通氣裝置，用于混合發(fā)芽裝置中糙米、水和空氣的攪拌裝置。本實施例是根據(jù)糙米發(fā)芽的工藝流程、工藝條件和其它設(shè)計要求來設(shè)計的。在生產(chǎn)發(fā)芽糙米的整個過程中，它需要為糙米提供一個均勻且適宜的溫度、濕度和含氧量的環(huán)境，以便保證糙米的正常發(fā)芽過程。其中機械設(shè)備系統(tǒng)主要為糙米的清洗、浸泡、發(fā)芽和滅酶等過程提供場所，同時為保證糙米能在最佳的條件下發(fā)芽提供執(zhí)行機構(gòu)?？刂葡到y(tǒng)主要是通過控制一些機械設(shè)備來控制糙米發(fā)芽的整個過程，以便為糙米的發(fā)芽提供最佳的環(huán)境，最后生產(chǎn)出合格的發(fā)芽糙米。
[0032]在控制系統(tǒng)方面，控制系統(tǒng)是為了使被控制對象達到預(yù)定的理想狀態(tài)而實施的，它可以按照所希望的方式保持和改變機器、機構(gòu)或其他設(shè)備內(nèi)任何可變的量。根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的總體設(shè)計要求可得，本實施例的控制系統(tǒng)用于控制保溫裝置、通水裝置、通氣裝置、攪拌裝置和加熱裝置2的運行狀態(tài)?？刂葡到y(tǒng)具體的總體設(shè)計要求有:
1)通過控制機械設(shè)備系統(tǒng)能一次性地完成糙米的清洗、浸泡、發(fā)芽和滅酶等過程；
2)要保證各個電動設(shè)備的安全；
3)除了進料和出料過程外，能自動地控制生產(chǎn)的各個過程；
4)能根據(jù)不同糙米的具體特性調(diào)整工藝參數(shù)，并能顯示發(fā)芽過程糙米溫度的變化趨勢
等;
5)能精確控制各個過程的操作時間和環(huán)境參數(shù)，如溫度、通氣量和濕度等；
6)通過控制機械設(shè)備系統(tǒng)，保證各個生產(chǎn)階段環(huán)境的適宜和均勻；
7)要保證系統(tǒng)的操作安全性，防止誤操作和隨意操作。
[0033]控制系統(tǒng)的設(shè)計可分為硬件和軟件的選擇與設(shè)計兩大部分。根據(jù)控制系統(tǒng)具體的總體設(shè)計要求，控制系統(tǒng)硬件系統(tǒng)的設(shè)計包括控制系統(tǒng)類型的選擇及其外圍線路的設(shè)計、電氣線路的設(shè)計、安全電路的設(shè)計、抗干擾措施的設(shè)計和人際交互界面等。為此需要先選擇控制系統(tǒng)的類型，再以此為基礎(chǔ)并根據(jù)設(shè)計要求選擇其它硬件；最后進行軟件部分的設(shè)計。
[0034]現(xiàn)有的控制系統(tǒng)主要可以分為繼電器、單片機、ARM、DCS、FCS和PLC等6種典型的控制系統(tǒng)。在本實施例中，作為優(yōu)選，采用PLC控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。但是，本發(fā)明并不排除采用其他類型控制器4的可能性。采用PLC方便編程和修改程序；同時有利于以后對系統(tǒng)功能的擴展。所以控制系統(tǒng)的總體設(shè)計方案是根據(jù)系統(tǒng)具體需求選PLC類型，其它硬件和軟件的選擇和設(shè)計需要根據(jù)選擇的PLC、需要控制的具體的機械零部件和設(shè)計要求來完成?？删幊绦蜻壿嬁刂破? (PLC, Programable Logic Controller)是在美國汽車業(yè)激烈競爭下產(chǎn)生的[50]。最初是為了取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)而開發(fā)的，所以適用于以開關(guān)量為主的控制系統(tǒng)。它采用了可編程序存儲器，用來在其內(nèi)部存儲順序控制、算術(shù)運算、邏輯運算、計數(shù)和定時等操作的指令；最后通過模擬式和數(shù)字式的輸入與輸出，來控制各類設(shè)備，進而控制生產(chǎn)過程。PLC控制系統(tǒng)是基于模塊級或板級的系統(tǒng)，它相當(dāng)于在單片機控制系統(tǒng)上進行了二次開發(fā)。它主要適用于單機的電氣控制系統(tǒng)、工控領(lǐng)域制造業(yè)的自動化和過程控制。
[0035]實際運行時，本發(fā)明的發(fā)芽糙米加工設(shè)備生產(chǎn)發(fā)芽糙米的過程是糙米經(jīng)過除雜、篩選后，放入發(fā)芽裝置內(nèi)經(jīng)過清洗、浸泡、發(fā)芽和滅酶等過程后，取出干燥并檢測得到產(chǎn)品。由于發(fā)芽糙米的生產(chǎn)過程屬于食品加工，所以本次設(shè)計的零部件，包括筒體11、封頭、保溫裝置、攪拌裝置、通水裝置、通風(fēng)裝置、閥和管路等中直接或間接與糙米接觸的部分均采用不銹鋼SUS304，以保證發(fā)芽糙米的安全生產(chǎn)。
[0036]下面進行詳細說明:
在發(fā)芽裝置的詳細設(shè)置方面，如圖1所示，本發(fā)明的發(fā)芽裝置層筒狀結(jié)構(gòu)，包括筒體11和筒體11內(nèi)側(cè)的容納空間30，容納空間30中用于填充糙米、水和空氣。筒體11上部開設(shè)有進料口 6，筒體11下部開設(shè)有出料口 15。發(fā)芽裝置的強度需要按照GB150-2011《鋼制壓力容器》中的有關(guān)規(guī)定進行設(shè)計和計算。本發(fā)明的材料采用食品行業(yè)中常用的SUS304，它的耐腐蝕性得到廣泛的認(rèn)可。由于本實施例的物料是糙米，為固體物料；為了方便出料，筒體11就選擇120°折邊錐形底、橢圓形蓋這種結(jié)構(gòu)型式。
[0037]在保溫裝置的詳細設(shè)置方面，如圖1所示，保溫裝置包括包裹在筒體11外側(cè)的夾套13，筒體11和夾套13之間構(gòu)成一密封的保溫夾層31，保溫夾層31中填充有水。根據(jù)糙米浸泡和發(fā)芽的エ藝條件可知，需要對浸泡和發(fā)芽中的糙米進行保溫和補水，考慮到保溫成本，保溫的介質(zhì)選擇水。利用在筒體11夾層中通入一定溫度的水來對發(fā)芽筒體11中的糙米進行保溫。本設(shè)計的保溫結(jié)構(gòu)采用整體式夾套13。
[0038]在通氣裝置的詳細設(shè)置方面，如圖1所示，通氣裝置包括第一通氣管道19，第一通氣管道19伸入筒體11內(nèi)側(cè)，第一通氣管道19為環(huán)形多孔管，如圖2所示。但是本發(fā)明也可以選用其他類型的通氣管道。包括進氣ロ 18和出氣ロ 7，出氣ロ 7伸入筒體11內(nèi)側(cè)，出氣ロ 7上設(shè)置有用于防止糙米堵塞出氣ロ 7的過濾設(shè)備。由于糙米發(fā)芽時需要消耗氧氣，為此以發(fā)酵罐上常用的環(huán)形多孔管為參考來進行設(shè)計。該通氣設(shè)備是一個環(huán)形的管道，其上有一個進氣ロ 18接著外部空氣輸送端即風(fēng)機5的出ロ端，在環(huán)形管周圍有多個圓形小孔來出氣。其輪廓的外徑為1290mm ;環(huán)形管道的外徑為40mm，小孔的孔徑為4mm，在環(huán)形管上均布，共48個小孔。該通氣結(jié)構(gòu)被置于發(fā)芽裝置下部，焊接在過濾設(shè)備上。該過濾設(shè)備是為防止出氣孔被糙米顆粒堵塞，被置于通氣結(jié)構(gòu)與糙米之間。
[0039]在通水裝置的詳細設(shè)置方面，如圖1所示，通水裝置包括第一通水管道23，第一通水管道23通過筒體11的上部進入筒體11內(nèi)側(cè)，第一通水管道23包括進水口 21和設(shè)置在筒體11內(nèi)側(cè)的出水ロ 14，出水ロ 14上設(shè)置有噴頭9。由于糙米在發(fā)芽的過程中需要消耗一定量的水分，而筒體11較大，為了保證水分分布均勻，所以選用可以使水在120°范圍內(nèi)均勻分布的螺旋噴頭9。如圖3所示。但是，本發(fā)明也可以采用其他類型的噴頭9。該噴頭9的流量會隨著液體壓カ的變化而改變，進而可以用來控制不同階段的通水量。筒體11內(nèi)濕度的保證是通過水泵或直接連接自來水管，再經(jīng)過噴頭9向筒體11內(nèi)通水。噴頭9安裝在發(fā)芽裝置的橢圓形頂蓋上。
[0040]在攪拌裝置的詳細設(shè)置方面，如圖1所示，攪拌裝置包括電機8、攪拌器12，電機8連接攪拌器12，攪拌器12伸入筒體11內(nèi)側(cè)。由于糙米發(fā)芽的過程要求有適宜的溫度、濕度和含氧量等環(huán)境，而本設(shè)計的機械系統(tǒng)的容積較大，僅通過設(shè)計的通氣、保濕、保溫結(jié)構(gòu)很難保證發(fā)芽裝置內(nèi)環(huán)境均勻，所以采用攪拌裝置來實現(xiàn)糙米發(fā)芽環(huán)境的均勻性。
[0041]為了更好地實現(xiàn)本實施例的效果，本實施例筒體11上部設(shè)置有溢水ロ，筒體11下部設(shè)置有出水ロ 14 ;通氣裝置還包括第二通氣管道20、風(fēng)機5，風(fēng)機5分別連接進氣ロ 18，第二通氣管道20的一端連接在第一通氣管道19的進氣ロ 18和出氣ロ 7之間，出氣ロ 7通過筒體11的下部進入筒體11內(nèi)側(cè)，第二通氣管道20的另一端通過筒體11的上部進入筒體11內(nèi)部；保溫裝置還包括熱水箱3 ;通水裝置還包括第一水泵16、第二水泵17、第二通水管道24、第三通水管道25、第四通水管道26,第五通水管道,進水口 21伸入熱水箱3的下部；第一水泵16設(shè)置在第一通水管道23的進水口 21和出水ロ 14之間；第二通水管道24包括第一端27和第二端28,第二通水管道24的第一端27連接第二水泵17,第二通水管道24的第二端28連接在第一通水管道23的出水口和第一水泵16之間；第三通水管道25的一端與熱水箱3的下部導(dǎo)通，第三通水管道25的另一端連接在第二通水管道24的第一端27和第二端28之間；第四通水管道26的一端連接在第一通水管道23的出水口和第一水泵16之間，第四通水管道26的另一端與保溫夾層31導(dǎo)通；第五通水管道的一端與保溫夾層31導(dǎo)通，第五通水管道的另一端與熱水箱3的上部導(dǎo)通；熱水箱3上設(shè)置有加熱裝置2。通過糙米的呼吸作用來轉(zhuǎn)化能量，可以提供其發(fā)芽所需的全部能量。糙米在發(fā)芽過程中消耗氧氣量極大，21%左右的高濃度氧氣最為理想即通入空氣，并保持空氣均勻分布最合理。
[0042]本實施例由于發(fā)芽裝置側(cè)面開了一個溢流口 10，所以發(fā)芽裝置上部空氣充足；但對于糙米顆粒之間，因有水分及發(fā)芽消耗氧氣就比較缺氧氣，為此在一定時間內(nèi)需要從發(fā)芽裝置下方往發(fā)芽裝置內(nèi)通入一定量的空氣；經(jīng)過考慮，確定一次通氣量為發(fā)芽裝置容積的20%左右，即700L左右。由后面的控制系統(tǒng)的設(shè)計情況可知，需要在幾分鐘內(nèi)把空氣通入發(fā)芽裝置內(nèi)，且出氣壓力為0.25MPa。所以需要購買的風(fēng)機5的出口壓力可以調(diào)為0.25MPa，出氣量為150L/min左右，其供電電壓為220VAC。 [0043]水稻種子發(fā)芽的過程至少要吸收自身質(zhì)量25%的水分，而吸水達到自身質(zhì)量40%時對發(fā)芽最為適宜。那么對于糙米發(fā)芽來說，其需求水的量應(yīng)該是為自身質(zhì)量的25%~40%。根據(jù)前面介紹的螺旋噴頭9的選擇和后面控制系統(tǒng)的設(shè)計可得，水泵的出水壓力范圍應(yīng)包括I巴~7巴，出水量應(yīng)能達到1000L/min，水泵的供電電壓為380VAC。根據(jù)這些要求來選擇水栗。
[0044]本實施例中，由于糙米在浸泡和發(fā)芽時需要保溫，即在糙米浸泡和發(fā)芽過程中，當(dāng)發(fā)芽裝置溫度小于設(shè)定溫度時，需要往保溫設(shè)備即夾套13內(nèi)通入熱水來為發(fā)芽裝置升溫，此時就需要加一個熱水箱3來提供熱水。在對發(fā)芽糙米進行滅酶，需要一次性往發(fā)芽裝置內(nèi)通入1000L左右的85°C高溫?zé)崴?，所以熱水?的最低容積為1000L，考慮到水泵不能吸走所以的熱水，所以熱水箱3的容積應(yīng)該大于1000L。此外，本實施例可以在水箱外面需要加一層保溫結(jié)構(gòu)。第二水泵17從水箱的下部吸取熱水。在水箱的下部開一個入水口讓自來水進入水箱，以便在開始工作之前為水箱通過水。在熱水箱3上部側(cè)面會開一個溢水口和一個回流口?；亓骺谑菫榱俗寠A套13內(nèi)多余的水回流到水箱內(nèi)，這樣可以節(jié)約用水。溢流口 10是為了防止水箱內(nèi)的水過多，需要其自動溢出。
[0045]此外，水箱內(nèi)還要放入加熱設(shè)備，優(yōu)選采用水蒸氣加熱，如圖的箭頭表示水蒸氣入口處32。當(dāng)然也可以采用電熱絲加熱或者其他方式。
[0046]在本實施例的控制系統(tǒng)方面，根據(jù)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計方案，本實施例的控制系統(tǒng)的優(yōu)選為PLC控制系統(tǒng)。根據(jù)總體設(shè)計要求，控制系統(tǒng)應(yīng)可以根據(jù)具體的糙米發(fā)芽工藝條件來設(shè)定和修改工藝參數(shù)，同時可以顯示一些過程變量；所以選擇觸摸屏來作為人機接□。
[0047]如圖1所示，本實施例的控制系統(tǒng)包括:控制器4、設(shè)置在熱水箱3內(nèi)的第一溫度傳感器1，設(shè)置在筒體11內(nèi)的第二溫度傳感器，控制器4分別連接電機8、風(fēng)機5、加熱裝置
2、第一水泵16、第二水泵17、第一溫度傳感器1、第二溫度傳感器?？刂茖ο笫侵缚刂葡到y(tǒng)中被控制的設(shè)備或過程，如電機8、反應(yīng)器的控制，或混合過程、反應(yīng)過程的控制等。對于本控制系統(tǒng)而言，它的控制對象是生產(chǎn)發(fā)芽糙米的機械設(shè)備系統(tǒng)的一些零部件，主要包括電機8、風(fēng)機5、加熱裝置2、第一水泵16、第二水泵17、第一溫度傳感器1、第二溫度傳感器等物理機構(gòu)，
此外，本發(fā)明的控制器4還要控制各種閥門，這需要結(jié)合各種管道來闡述。如圖1所示，本發(fā)明，控制器4為PLC，在第一通水管道23的進水口 21設(shè)置有閥門a33，在第一通水管道23的出水口設(shè)置有閥門e37，在第二通水管道24的第二端28設(shè)置在閥門a33和閥門e37之間；在第二通水管道24的進水口 21和第三通水管道25的一端之間設(shè)置有閥門d36 ;在第三通水管道25上設(shè)置有閥門c35 ;在第四通水管道26上設(shè)置有閥門b34 ;在筒體11下部的出水口上設(shè)置有閥門f38 ;在第一通氣管道19上設(shè)置有閥門i29 ;在第二通氣管道20上設(shè)置有閥門h39。作為優(yōu)選，控制器4分別連接閥門a33、閥門b34、閥門c35、閥門d36、閥門e37、閥門f38、閥門h39和閥門i29 (圖1中省略沒畫出)。此外，本發(fā)明的控制器4同時還要控制每個生產(chǎn)過程中各個操作步驟的具體時間、發(fā)芽裝置內(nèi)物料溫度和水箱的水溫。
[0048]下面來簡單介紹一下在生產(chǎn)發(fā)芽糙米時，清洗、浸泡、發(fā)芽和滅酶等過程實現(xiàn)一些具體功能所需要的輸出點的情況，如圖4所示:
I)水箱加水:需要開閥c、dQ0.2, Q0.3ο
[0049]2)清洗:需要打開閥(通自來水)d、e和調(diào)節(jié)閥(大流量)，電機8，然后打開蝶閥f(出水)Q0.3，Q0.4，AQffO, Q0.7，Q0.5。
[0050]3)浸泡:需要打開閥(通自來水)d、e和調(diào)節(jié)閥(小流量)，同時打開電機8(攪拌)
Q0.3，Q0.4，AQffO, Q0.7。
[0051]4)發(fā)芽:需要打開閥(通自來水)d、e和調(diào)節(jié)閥(小流量)，同時打開風(fēng)機5 (通氣)和電機 8 (攪拌)Q0.3，Q0.4，AQffO, Ql.1，Q0.7。
[0052]5)滅酶:需要打開閥(通85°C熱水)a、e，水泵和調(diào)節(jié)閥(大流量)，同時打開電機8(攪拌)，然后打開蝶閥 f (出水)Q0.0，Q0.4，Ql.0，AQWO, Q0.7，Q0.5。
[0053]6)出料:手動打開直徑500mm閥。
[0054]7 )水箱加熱:電熱絲Q0.6。
[0055]8)發(fā)芽裝置升溫:需要打開閥a、b，水泵；同時打開電機8 (攪拌)Q0.0, Q0.1,Ql.0，Q0.7。
[0056]9)發(fā)芽裝置降溫:需要打開閥b、d，同時打開電機8 (攪拌)Q0.1，Q0.3，Q0.7。
[0057]10)溫控部分功能的實現(xiàn):
水箱測溫:在水箱的出水口附近安裝一個PTlOO溫度傳感器，來測量水箱出水口處的水溫。
[0058]發(fā)芽裝置測溫:在發(fā)芽裝置的筒體11的下側(cè)安裝一個PT100溫度傳感器來實現(xiàn)。
[0059]水箱的溫控:通過將采集到的水箱內(nèi)水的溫度信號轉(zhuǎn)換為溫度值與設(shè)定值比較。如小于設(shè)定值，則啟動電熱絲；否則關(guān)閉。
[0060]發(fā)芽裝置的溫控:此過程是通過冷熱水循環(huán)來實現(xiàn)。通過將采集到的發(fā)芽裝置內(nèi)糙米的溫度信號轉(zhuǎn)換為溫度值與設(shè)定值比較。當(dāng)發(fā)芽裝置內(nèi)溫度值小于設(shè)定值時，在一定時間內(nèi)，PLC會打開閥a (Q0.0)、b (Q0.1)和水泵(Q1.0)進行升溫，同時啟動電機8 (Q0.7)進行攪拌；直至滿足設(shè)定值為止。當(dāng)發(fā)芽裝置內(nèi)溫度值設(shè)定值時，在一定時間內(nèi)，PLC會打開閥b (Q0.1)和d (Q0.3)進行降溫，同時啟動電機8 (Q0.7)進行攪拌；直至滿足設(shè)定值為止。
[0061]11)清洗、浸泡、發(fā)芽、滅酶、通水、通氣、攪拌和出水時間的控制:根據(jù)發(fā)芽糙米的實際生產(chǎn)工藝條件來設(shè)定這些過程的持續(xù)時間，并利用定時器和計數(shù)器來控制各個過程的持續(xù)時間。[0062]以上為PLC控制系統(tǒng)的控制流程。它是控制程序編寫的依據(jù)。根據(jù)該控制流程、各個過程的實現(xiàn)方法和后面人機界面的具體組態(tài)情況來編寫整個控制程序。其中手動控制程序是為了快速驗證各個功能和防止意外情況而編寫的。實際生產(chǎn)中采用自動控制程序來控制整個生產(chǎn)過程。
[0063]本發(fā)明的ー種發(fā)芽糙米加工設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)效率高、自動化水平高、排水快、功率消耗小、占地面積小的優(yōu)點，非常適合用于發(fā)芽糙米的エ業(yè)化加工。
[0064]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，其特征在于，包括:用于容納糙米并使糙米發(fā)芽的發(fā)芽裝置、用于控制發(fā)芽裝置中糙米溫度的保溫裝置，用于向發(fā)芽裝置中供應(yīng)水的通水裝置，用于向發(fā)芽裝置中供應(yīng)空氣的通氣裝置，用于混合發(fā)芽裝置中糙米、水和空氣的攪拌裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)芽裝置層筒狀結(jié)構(gòu)，包括筒體和筒體內(nèi)側(cè)的容納空間，所述筒體上部開設(shè)有進料口，所述筒體下部開設(shè)有出料口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，其特征在于，所述保溫裝置包括包裹在筒體外側(cè)的夾套，筒體和夾套之間構(gòu)成一密封的保溫夾層，保溫夾層中填充有水。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，其特征在于，所述通水裝置包括第一通水管道，第一通水管道通過筒體的上部進入筒體內(nèi)側(cè)，第一通水管道包括進水口和設(shè)置在筒體內(nèi)側(cè)的出水口，出水口上設(shè)置有噴頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，其特征在于，所述通氣裝置包括第一通氣管道，所述第一通氣管道伸入筒體內(nèi)側(cè)，所述第一通氣管道包括進氣口和出氣口，出氣口伸入筒體內(nèi)側(cè)，出氣口上設(shè)置有用于防止糙米堵塞出氣口的過濾設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，其特征在于，所述攪拌裝置包括電機、攪拌器，電機連接攪拌器，攪拌器伸入筒體內(nèi)側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，其特征在于，所述筒體上部設(shè)置有溢水口，筒體下部設(shè)置有出水口 ；所述通氣裝置還包括第二通氣管道、風(fēng)機，風(fēng)機分別連接進氣口，第二通氣管道的一端連接在第一通氣管道的進氣口和出氣口之間，出氣口通過筒體的下部進入筒體內(nèi)側(cè)，第二通氣管道的另一端通過筒體的上部進入筒體內(nèi)部；所述保溫裝置還包括熱水箱；所述通水裝置還包括第一水泵、第二水泵、第二通水管道、第三通水管道、第四通水管道，第五通水管道，所述進水口伸入熱水箱的下部；所述第一水泵設(shè)置在第一通水管道的進水口和出水口之間；所述第二通水管道包括第一端和第二端，所述第二通水管道的第一端連接第二水泵，所述第二通水管道的第二端連接在第一通水管道的出水口和第一水泵之間；所述第三通水管道的一端與熱水箱的下部導(dǎo)通，第三通水管道的另一端連接在第二通水管道的第一端和第二端之間；第四通水管道的一端連接在第一通水管道的出水口和第一水泵之間，第四通水管道的另一端與保溫夾層導(dǎo)通；所述第五通水管道的一端與保溫夾層導(dǎo)通，第五通水管道的另一端與熱水箱的上部導(dǎo)通；所述熱水箱上設(shè)置有加熱裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，其特征在于，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)用于控制保溫裝置、通水裝置、通氣裝置、攪拌裝置和加熱裝置的運行狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，其特征在于，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括:控制器、設(shè)置在熱水箱內(nèi)的第一溫度傳感器，設(shè)置在筒體內(nèi)的第二溫度傳感器，所述控制器分別連接電機、風(fēng)機、加熱裝置、第一水泵、第二水泵、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種發(fā)芽糙米加工設(shè)備，其特征在于，所述控制器為PLC，在第一通水管道的進水口設(shè)置有閥門a，在第一通水管道的出水口設(shè)置有閥門e，在第二通水管道的第二端設(shè)置在閥門a和閥門e之間；在第二通水管道的進水口和第三通水管道的一端之間設(shè)置有閥門d ;在第三通水管道上設(shè)置有閥門C ;在第四通水管道上設(shè)置有閥門b ;在筒體下部的出水口上設(shè)置有閥門f;在第一通氣管道上設(shè)置有閥門i;在第二通氣管道上設(shè)置有閥 門h。
【文檔編號】A23L1/185GK103519087SQ201310486704
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】陳坤杰, 夏建春 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)