專利名稱:米糠加工設(shè)備的制作方法
本申請(qǐng)系關(guān)于一個(gè)能穩(wěn)定米糠中游離脂肪酸的形成的米糠加工設(shè)備，從而，使有可能從米糠中提取食用油，并將剩下的已脫脂的米糠加工成可食用的食品。
米是世界上消耗最廣泛的谷類，雖然，世界各地豐產(chǎn)稻米，但稻米的加工產(chǎn)生巨大的要浪費(fèi)掉的資源。米中最有營(yíng)養(yǎng)的部分在碾磨工序中從米粒上剝脫下來(lái)，但是一種人們所知的最有營(yíng)養(yǎng)的食物在碾磨工序后數(shù)分鐘內(nèi)就開(kāi)始腐敗，使人們不能食用，幾天之后甚至動(dòng)物也不能消化。因此，極需要一種設(shè)備和技術(shù)使米糠穩(wěn)定，以取得進(jìn)行下述工作所需的時(shí)間(1)提煉食油，(2)利用剩下的已脫脂的米糠作為一種高蛋白低脂肪的糧食供人們食用。
加工的方法和設(shè)備當(dāng)然應(yīng)該是在最后谷物產(chǎn)品中保存最高的營(yíng)養(yǎng)，同時(shí)加工是有效的，比較快速的。更重要的是設(shè)備和方法應(yīng)適合不發(fā)達(dá)國(guó)家環(huán)境下采用。設(shè)備最好應(yīng)是相當(dāng)緊湊的、獨(dú)立的，它的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)應(yīng)便于搬遷到各類偏遠(yuǎn)加工場(chǎng)地使用，這就使加工米糠時(shí)，無(wú)需立即將米糠送到加工中心去穩(wěn)定和/或提煉。同樣很必要的是設(shè)備應(yīng)是易于操作、價(jià)低，以便使米糠的穩(wěn)定比較經(jīng)濟(jì)而不需要很大的投資。
從稻子除去谷殼后，大約糙米粒的6～8%被磨掉，生產(chǎn)出白米和一種副產(chǎn)品米糠。在碾磨過(guò)程中，一種活動(dòng)力很強(qiáng)的脂肪酶被釋放出來(lái)，幾分鐘內(nèi)，脂肪酶和米糠中的油發(fā)生反應(yīng)，使油很快地水解成為游離脂肪酸(F.F.A.)，使米糠不適于人們食用。在一日內(nèi)從米糠提取油在經(jīng)濟(jì)上是不可行的，而在三日后由于油的腐敗，已不能用米糠作為畜類的飼料。
文獻(xiàn)可找到多種制止F.F.A.在米糠中生成的方法及穩(wěn)定其含量的方法，包括將米糠產(chǎn)品加熱的方法，可參考威廉斯(Williams)在油化學(xué)學(xué)會(huì)刊物42，151(1965)發(fā)表的論文。
雖然，曾經(jīng)建議過(guò)不同的糠料加工系統(tǒng)，先有技術(shù)限于發(fā)明人的知識(shí)，完全未能包括對(duì)米糠的正確加工的設(shè)備和/或方法的任何指導(dǎo)，這設(shè)備和/或方法是要生產(chǎn)一種合適的米糠產(chǎn)品，它用一種特別適用于不發(fā)達(dá)國(guó)家的實(shí)用的低成本的方法和設(shè)備，基本上保存了所有的營(yíng)養(yǎng)。
例如，1984.8.14發(fā)表的題為“連續(xù)擠出和干燥/冷卻谷糠的設(shè)備”的美國(guó)專利4，465，477號(hào)公開(kāi)了一大而笨重的處理米糠以穩(wěn)定糠產(chǎn)品的米糠擠出機(jī)，該設(shè)備只有跟非常大的白米加工工廠結(jié)合起來(lái)才可用。
大豆加工設(shè)備亦已發(fā)展到加熱和加工生的和未經(jīng)處理的大豆，它利用煮的方法來(lái)除去一種熱不穩(wěn)定的生長(zhǎng)抑制物。例如，麥克布賴得(Mc Bride)的美國(guó)專利3，685，429和3，685，430和福克斯(Fox)的3，695，891和3，765，319都同樣地公開(kāi)了大豆加工的設(shè)備和方法，特別引向用壓榨加工方法將生大豆擠出以加熱大豆來(lái)處理的未經(jīng)處理的大豆的方法，詳細(xì)地說(shuō)，生的未經(jīng)處理的大豆通過(guò)擠出機(jī)，由于擠出過(guò)程的作用，大豆因而被加熱。當(dāng)被擠出的大豆釋出時(shí)，它放出不穩(wěn)定的抑制物到釋出的潮氣中。排放端結(jié)構(gòu)為一可調(diào)節(jié)擠壓錐體，在擠出大豆時(shí)可控制溫度和壓力。這種設(shè)備不適用于米糠加工，因?yàn)槊卓返奶匦圆煌约爱a(chǎn)品加工過(guò)程中遇到的問(wèn)題的考慮不同。
本發(fā)明著重在提供一個(gè)改進(jìn)的方法和設(shè)備以便加熱碾磨了的米糠使之成為高營(yíng)養(yǎng)的米糠產(chǎn)品供人們食用。按照本發(fā)明的指導(dǎo)，擠出設(shè)備特為各種電力供應(yīng)差異很大的偏遠(yuǎn)地區(qū)使用而設(shè)計(jì)的，按本發(fā)明的指導(dǎo)，擠出機(jī)如麥克布賴得(Mc Bride)專利中指出的那樣的構(gòu)造，有一個(gè)帶螺旋葉片的轉(zhuǎn)子，葉片是圓形截面永久地固定在一個(gè)實(shí)心芯子上。擠出機(jī)腔室末端接一錐形的排放錐。接收米糠的料斗安裝在擠出機(jī)的上方，料斗包括一旋轉(zhuǎn)攪拌器裝置，由一個(gè)分開(kāi)的直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。攪拌器裝置攪動(dòng)米糠料，確實(shí)地防止料斗中的米糠懸料因而保證米糠能隨重力的作用連續(xù)送入傳送裝置。
一個(gè)給料傳送裝置安裝在料斗底部，在擠出機(jī)內(nèi)端設(shè)有一個(gè)開(kāi)口以控制送到擠出機(jī)的糠量。
擠出機(jī)的帶葉片的芯子由多個(gè)攪動(dòng)構(gòu)件構(gòu)成，這些構(gòu)件固定在葉片之間，配置在從擠出錐起的一段距離上。攪動(dòng)部件經(jīng)過(guò)特別選擇并布置使在擠出機(jī)內(nèi)部建立連續(xù)加壓狀態(tài)以推動(dòng)粉狀米糠向前通過(guò)擠出機(jī)，特別是通過(guò)擠出機(jī)排放錐體。伸出的攪動(dòng)部件確實(shí)地防止蒸汽倒流，蒸汽倒流是由于糠料被加熱和擠壓而產(chǎn)生的蒸氣壓力做成，從錐體倒回?cái)D出機(jī)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)粉狀米糠的特性要求在擠出機(jī)的整個(gè)伸展長(zhǎng)度上顯著地增加很多攪動(dòng)部件來(lái)保證供料壓力克服并超過(guò)簡(jiǎn)單擠壓力影響所產(chǎn)生的壓力。壓縮的米糠被擠壓通過(guò)錐形的排放錐體，錐處的壓力和熱量的關(guān)系特性達(dá)到足以有效地破壞脂肪酶活動(dòng)并消滅所有的細(xì)菌，因而能穩(wěn)定米糠并阻止產(chǎn)生游離脂肪酸。擠出作用并不破壞米糠中的營(yíng)養(yǎng)或抗氧化劑，最終產(chǎn)品適合于人類食用而且產(chǎn)品的顆粒大小是便于從其中有效地提取油。由于糠的特性，葉片和攪動(dòng)部件必須是特殊構(gòu)造并布置使適合加工粉狀糠料產(chǎn)品。因此，發(fā)現(xiàn)必須提供一個(gè)帶相反方向攪動(dòng)部件的，間距比較緊湊的葉片結(jié)構(gòu)來(lái)正確加工米糠。雖然，這一結(jié)構(gòu)不能用于如大豆這樣比較潮濕的物料，但是，卻發(fā)現(xiàn)這結(jié)構(gòu)對(duì)正確加工米糠是必要的。
此外，不發(fā)達(dá)國(guó)家要求特別的驅(qū)動(dòng)考慮，因此，維修一定要降到最低限度，使它能在一個(gè)遠(yuǎn)離維修人員和/或備件的體系里有效地長(zhǎng)期遠(yuǎn)行。設(shè)備亦應(yīng)緊湊，盡可能便宜使加工經(jīng)濟(jì)。米糠加工設(shè)備因此選用萬(wàn)用電壓和頻率的電動(dòng)機(jī)直接連接到擠出機(jī)轉(zhuǎn)子，最佳結(jié)構(gòu)采用的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是885轉(zhuǎn)/分，功率是75馬力，且適應(yīng)于世界上可能遇到的各種不同的交流電壓和頻率。
發(fā)明人為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目前設(shè)想的最好型式。圖中圖1為米糠加工設(shè)備側(cè)立面圖;
圖2為給料螺旋，轉(zhuǎn)子和攪拌器側(cè)立面圖;
圖3為驅(qū)動(dòng)鏈，轉(zhuǎn)子和缸體的放大垂直斷面圖;及圖4為圖1～3中的米糠擠出機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的局部放大圖。
上述圖中，特別是圖1～3所示的米糠擠出設(shè)備包括一個(gè)支承底座結(jié)構(gòu)1可移動(dòng)并安裝在支承樓板上或其它結(jié)構(gòu)上;擠出機(jī)2安裝在支承結(jié)構(gòu)1上;一個(gè)適應(yīng)多種電壓和頻率的交流電動(dòng)機(jī)3固定到結(jié)構(gòu)1上，與圖1的擠出機(jī)對(duì)準(zhǔn)連接并驅(qū)動(dòng)擠出機(jī);一個(gè)米糠供斗4安裝在擠出機(jī)上方，并接受米糠5，向擠出機(jī)進(jìn)行有控制地供料;一個(gè)機(jī)械給料裝置6安裝在供料斗的底部并用于控制米糠的傳送，把米糠送入位于機(jī)械給料裝置6和擠出機(jī)2外殼2a之間的開(kāi)孔7中;和一個(gè)連接并驅(qū)動(dòng)給料裝置6中的給料螺旋10及供料斗4中的攪拌器2b的分立的直流電動(dòng)機(jī)6a。給料螺旋10具有一個(gè)大的螺旋葉片把粉狀糠料5推動(dòng)到擠出機(jī)2中，給料螺旋10轉(zhuǎn)速可以是175轉(zhuǎn)/分。
米糠是一相當(dāng)細(xì)的粉狀物，它具有面粉的特性，當(dāng)供料斗4與給料裝置6以重力方式供料時(shí)，在機(jī)械給料裝置6的底部會(huì)產(chǎn)生懸料效應(yīng)，致使米糠不再靠重力進(jìn)入給料螺旋10中，在供料斗4中裝有多葉片的攪拌器2b，它以較低于給料螺旋的速度連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使在給料裝置6和擠出機(jī)2運(yùn)行時(shí)米糠5能不停地被攪動(dòng)，因而保證了粉狀米糠由于重力的作用連續(xù)給入給料螺旋10及擠出機(jī)2中。
在圖1示出的本發(fā)明的實(shí)施例中，有一個(gè)連接特制電動(dòng)機(jī)3以直接驅(qū)動(dòng)擠出機(jī)2的特制的直接傳動(dòng)偶合裝置8，它能帶動(dòng)并傳送所有予期的米糠擠壓負(fù)載及保持電動(dòng)機(jī)和擠出機(jī)間的必要牢固的直接連接，它還帶有一可釋放離合裝置9的專門結(jié)構(gòu)，能在調(diào)定的轉(zhuǎn)矩值下自動(dòng)打滑，因而如果發(fā)生設(shè)備完全卡死，它就使電動(dòng)機(jī)3脫開(kāi)擠出機(jī)2，防止電動(dòng)機(jī)3因過(guò)熱而損壞。
適應(yīng)多種電壓和頻率的電動(dòng)機(jī)3和直接傳動(dòng)偶合裝置8組合起來(lái)，使本結(jié)構(gòu)基本上普通適用于在全世界。這結(jié)構(gòu)特別適用于不發(fā)達(dá)國(guó)家，那里電源的特性和質(zhì)量不同于很多發(fā)達(dá)國(guó)家，而設(shè)備也是由技術(shù)水平很低及對(duì)機(jī)器操作知識(shí)很少的人員來(lái)操作的。
圖1所示的擠出機(jī)通常包括一個(gè)過(guò)去用于加工米糠和如用作其他目的與效果的大豆之類的其他產(chǎn)品的基本結(jié)構(gòu)，加上特殊的改變使之更有效地加工米糠。本發(fā)明實(shí)施例是典型的大豆設(shè)備，它是根據(jù)以前鑒定的馬克布賴得(Mc Bride)專利的指導(dǎo)設(shè)計(jì)的，但對(duì)擠出機(jī)結(jié)構(gòu)、可釋放傳動(dòng)連接、機(jī)動(dòng)給料裝置使用直流電動(dòng)機(jī)、攪拌器、供料斗和排放箱均按米糠加工要求進(jìn)行了修改。本發(fā)明人在此以前一直從事大豆加工設(shè)備的設(shè)計(jì)和分析工作，并已發(fā)現(xiàn)那些設(shè)備不能提供穩(wěn)定米糠的合適的米糠加工。
更詳細(xì)地說(shuō)，圖1中的擠出機(jī)2包括一個(gè)水平地安裝在支承結(jié)構(gòu)1上的圓筒形外殼2a，跟電動(dòng)機(jī)偶合裝置8同軸對(duì)準(zhǔn)且向外延伸至排放箱11，外殼2a牢固地支承在相距一定間隔的兩個(gè)支架12上，使外殼和電動(dòng)機(jī)3及偶合裝置8同軸對(duì)準(zhǔn)。擠出機(jī)轉(zhuǎn)子13安裝在管形外殼2a中并向外延伸成一懸臂構(gòu)件，轉(zhuǎn)子13可旋轉(zhuǎn)地支承在靠近電動(dòng)機(jī)偶合裝置8的一個(gè)合適的滾動(dòng)軸承裝置14上，該軸承支承著轉(zhuǎn)子使其向外伸出同心地穿越外殼。轉(zhuǎn)子13在全長(zhǎng)上包括一個(gè)特制的等距螺旋葉片15。轉(zhuǎn)子13安裝在外殼2a的上、下壁之間，如下面描述那樣。
一個(gè)加工錐形部份16連接在轉(zhuǎn)子13末端，形成朝內(nèi)向傾斜或錐形的一段，放在一個(gè)相應(yīng)形狀的杯形外殼17內(nèi)。錐形部份16和17界定一個(gè)環(huán)形擠出口18。
在通常情況下，粉狀米糠5由給料螺旋10經(jīng)由孔7饋入擠出機(jī)，螺旋葉片15將米糠5向前推向排放擠出口18，由于帶葉片的轉(zhuǎn)子13的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的進(jìn)料率不能使米糠5穿過(guò)有限的開(kāi)口，其結(jié)果是粉狀糠料5被壓縮和擠壓。眾所周知，這必將導(dǎo)致米糠發(fā)熱。但是，為了正確地加熱米糠，這就要求粉狀米糠在高度壓縮和高力擠壓下不斷地前移通過(guò)開(kāi)口18，以使糠料得到有效地加熱。例如在美國(guó)，農(nóng)業(yè)部將要求在130℃以上的溫度處理米糠，以穩(wěn)定米糠并防止在糠料內(nèi)產(chǎn)生游離脂肪酸，特別是熱處理必須能有效地消除脂肪酶的影響并消滅所有的有害細(xì)菌。如前所述，這要求米糠在稻子碾磨后一個(gè)很短時(shí)間內(nèi)就要在適當(dāng)溫度下進(jìn)行處理。
本發(fā)明特別著重于擠出設(shè)備的特別結(jié)構(gòu)，包括將粉狀米糠合適地饋送到一個(gè)效率高且可靠的擠壓設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)。
更詳細(xì)地說(shuō)，在本發(fā)明實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)3是一個(gè)特制的多種電壓，多種頻率電動(dòng)機(jī)，它可以在全世界的公用事業(yè)以及諸如此類發(fā)送的各種電壓和頻率下運(yùn)行。這個(gè)被挑選用于實(shí)際上是全世界通用的設(shè)備的特殊電動(dòng)機(jī)3，是一個(gè)75匹馬力的電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速為885轉(zhuǎn)/分，且能適用于很寬的電壓和/或頻率范圍。電動(dòng)機(jī)3可以是任何合適的結(jié)構(gòu)，只要能在比較低的轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生所需馬力和相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩就行。典型工作狀態(tài)是，電動(dòng)機(jī)3在較佳轉(zhuǎn)速范圍850～900轉(zhuǎn)/分內(nèi)應(yīng)能產(chǎn)生40～45馬力的最大容許功率。當(dāng)電源頻率為50赫芝或60赫芝及電壓為230/460伏這些標(biāo)稱規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)中通常的實(shí)際的變量時(shí)，該電動(dòng)機(jī)應(yīng)能產(chǎn)生上述的驅(qū)動(dòng)力。這和典型的先前技術(shù)的方法形成對(duì)照，先前方法使用常規(guī)的100馬力電動(dòng)機(jī)，對(duì)60周和50周的電源用不同的電動(dòng)機(jī)，而且轉(zhuǎn)速為1770轉(zhuǎn)/分。在先前的系統(tǒng)中，還要接上一套齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以降低擠出機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和增大其轉(zhuǎn)矩。
本發(fā)明采用降低轉(zhuǎn)速而能產(chǎn)生所需轉(zhuǎn)矩以直接驅(qū)動(dòng)的馬力較小的電動(dòng)機(jī)。直接傳動(dòng)偶合裝置8不僅使此設(shè)備能適應(yīng)萬(wàn)能應(yīng)用，而且顯著地提高了運(yùn)行效率，這點(diǎn)對(duì)在全世界范圍內(nèi)使用來(lái)說(shuō)是有特別意義的。
電動(dòng)機(jī)主軸24通過(guò)偶合裝置8直接與轉(zhuǎn)子主軸41相連。釋放離合裝置9和萬(wàn)向聯(lián)軸器27和擠出機(jī)轉(zhuǎn)子軸直接連接，下面將進(jìn)一步闡述。偶合裝置8包括一個(gè)與電動(dòng)機(jī)連接的萬(wàn)向聯(lián)軸器26，一根花鍵軸32、與連接轉(zhuǎn)子的萬(wàn)向聯(lián)軸器27及釋放離合裝置9。萬(wàn)向聯(lián)軸器26包括一帶法蘭的軛架30，它用螺栓與電動(dòng)機(jī)主軸上的套節(jié)30a相連，軛裝置30包括一個(gè)花鍵套節(jié)31與花鍵軸32相連。
萬(wàn)向聯(lián)軸器27包括一個(gè)花鍵套節(jié)33和一個(gè)帶法蘭的軛架35，花鍵套節(jié)33與花鍵軸32滑動(dòng)配合，而帶法蘭軛架則用螺栓或其他方法接接到釋放離合裝置9的一個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件上。
釋放離合裝置包括裝在旋轉(zhuǎn)殼體內(nèi)的一對(duì)離合器片37和38，離合器片37固定在殼體36上并跟隨殼體36旋轉(zhuǎn)，離合器片38則牢固地固定在旋轉(zhuǎn)軸套39上。
離合器片37和38受貝爾維兒(Belville)彈簧組件40加壓而形成摩擦嚙合，彈簧組件40安裝在殼體36中，它向離合器片38施加壓力使離合器片37和38之間產(chǎn)生高負(fù)載摩擦嚙合，摩擦力足以很快地傳送米糠擠出機(jī)所需的大轉(zhuǎn)矩。在實(shí)際應(yīng)用中，主軸靜轉(zhuǎn)矩強(qiáng)度為22，125英寸磅，而在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為885轉(zhuǎn)/分時(shí)這裝置可以傳送的轉(zhuǎn)矩為443英尺磅。
離合裝置9可以是任何合適的結(jié)構(gòu)，只要它能在電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)預(yù)先選定的異常負(fù)荷時(shí)脫開(kāi)。打滑離合器設(shè)計(jì)比較好，可提供一個(gè)實(shí)質(zhì)上能防堵死的結(jié)構(gòu)。例如，安全銷聯(lián)軸器可對(duì)卡死負(fù)載提供保護(hù)，但更換銷子的要求特殊，而且使用人可能用較堅(jiān)固的安全銷來(lái)替換，因而繞過(guò)了所需的安全特點(diǎn)。帶釋放離合裝置的高效直接傳動(dòng)偶合裝置8的采用，使米糠加工、特別是在不發(fā)達(dá)國(guó)家的米糠加工取得了很重大的進(jìn)步。
擠出機(jī)轉(zhuǎn)子軸41用幾個(gè)止頭螺釘42固定在旋轉(zhuǎn)軸套39中，離合器片38就跟隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)3的驅(qū)動(dòng)通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器26和27及其花鍵連接部分25以及嚙合的離合器片37和38直接傳送。
這樣，被直接驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)子13連續(xù)地將粉狀糠料5推向并通過(guò)擠出機(jī)和擠出口18。轉(zhuǎn)子13的恒定轉(zhuǎn)速和擠出口18的可變大小影響壓縮壓力，從而影響粉狀米糠5在擠壓錐處產(chǎn)生的熱量。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子13的安裝允許軸向移動(dòng)以改變擠出口18。參照?qǐng)D3，軸承結(jié)構(gòu)14包括一個(gè)外套43，它上面的螺紋擰入擠出機(jī)外殼對(duì)應(yīng)的螺紋端部44處。一套雙列帶錐度滾柱軸承45安裝在外殼內(nèi)并用螺帽46夾緊在主軸41上，外殼43上螺紋的軸向移動(dòng)相應(yīng)地軸向移動(dòng)了轉(zhuǎn)子13，轉(zhuǎn)子13的軸向移動(dòng)可由直接傳動(dòng)偶合裝置8中花鍵連接部分25調(diào)整，這在以前敘述過(guò)。在正確地定位后，外殼43由機(jī)械蝸輪箱鎖位。
一個(gè)旋轉(zhuǎn)鏈輪48，它一端由鏈條49與外殼43相連，另一端與蝸輪箱47連接。蝸輪箱(速比可用10∶1)上的手柄用來(lái)使轉(zhuǎn)子13作軸向移動(dòng)，以便有限地調(diào)節(jié)43和44間的螺紋連接從而調(diào)節(jié)擠出口18的寬度。所以，這系統(tǒng)可進(jìn)行調(diào)節(jié)使獲得擠出機(jī)對(duì)粉狀糠的準(zhǔn)確加熱。
攪拌裝置2b用來(lái)保持向給料螺旋10從而向轉(zhuǎn)子13連續(xù)供給粉狀糠5，它在圖上是一個(gè)簡(jiǎn)單的槳狀裝置，它包括一根支承在機(jī)械給料裝置6里的可旋轉(zhuǎn)支承軸51。支承軸51伸出機(jī)械供料裝置6外面并通過(guò)鏈條52跟直流電動(dòng)機(jī)6a及給料螺旋10連接，使攪拌裝置2b在供料裝置6內(nèi)構(gòu)成并保持一個(gè)連續(xù)的恒定速度。直流電動(dòng)機(jī)6a，在電路中將它連接成跟擠出機(jī)同時(shí)運(yùn)行，使它在整個(gè)米糠加工周期中對(duì)粉狀糠提供連續(xù)的攪拌。許多軸向和圓周向分布的槳片或葉片53固定在軸上并和給料螺旋10的頂部對(duì)準(zhǔn)。葉片53為平的徑向片，固定在軸51上，片間間距以一英寸為佳。葉片53可以像裝配飛機(jī)螺旋槳葉片一樣稍帶傾斜以有效地連續(xù)地?cái)嚢璨⒋蛏⒖妨蠌亩ＷC糠料靠重力落到給料螺旋中。在實(shí)用中，安裝在軸51上的葉片53為10片，沿圓周偏置，片間中心距為一英寸，一般如圖1和2中所示。
擠出機(jī)轉(zhuǎn)子13具有螺旋葉片15，它由均勻分隔的螺旋形的180度葉片構(gòu)成，葉片具有固定的螺旋角。葉片15由一根棒形構(gòu)件螺旋形地繞在轉(zhuǎn)子13上形成，用點(diǎn)固焊或用其它方法牢固地固定在轉(zhuǎn)子芯上，轉(zhuǎn)子芯上可以開(kāi)槽來(lái)容納棒狀葉片構(gòu)件。
由于米糠具有的粉末特性，正常構(gòu)造的帶葉片轉(zhuǎn)子13不能正確輸送和擠壓米糠，特別是在沒(méi)有潮氣后泄時(shí)。擠壓過(guò)程產(chǎn)生的加熱和破碎效應(yīng)使米糠5實(shí)質(zhì)上化為稀漿。在擠壓口18和整個(gè)外殼2a內(nèi)部聚積壓力。此外，米糠5中的潮氣會(huì)在外殼2a中產(chǎn)生反壓，并且可能在外殼2a內(nèi)部引起粉狀米糠朝后反吹入料斗4中從而使米糠加工遭破壞。性能優(yōu)越的常規(guī)大豆加工機(jī)發(fā)現(xiàn)實(shí)際上不能加工米糠。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可簡(jiǎn)單地用縮小葉片的間距，同時(shí)增加相當(dāng)數(shù)量至少12根相反角度的攪動(dòng)棒55來(lái)解決，這些攪動(dòng)棒55固定在轉(zhuǎn)子13上，在擠出機(jī)外端葉片的相鄰圈之間。前面參考過(guò)的布拉第(Brady)的專利公開(kāi)了在排放端與及在最后一兩個(gè)葉片槽內(nèi)使用一些搗棒。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)這些搗棒必須牢固地朝進(jìn)口伸出，而且在加工粉狀米糠時(shí)，擠出機(jī)最少應(yīng)有12條搗棒。攪動(dòng)棒55為小方棒構(gòu)件，焊接在轉(zhuǎn)子葉片15之間。攪動(dòng)棒取向傾斜，處在相鄰葉片圈間空間或槽內(nèi)，各自相互對(duì)正以形成一組相反或?qū)ο蜓由斓娜~片組，并和擠出機(jī)推進(jìn)葉片成品收集室對(duì)正。攪動(dòng)棒55與水平面基本上成30度角度，而且大致上從擠出口18朝后向給料口7伸展，至少伸展到最后的四個(gè)葉片的槽里，如圖4所示。在最佳結(jié)構(gòu)中，葉片間距大致為四英寸。攪動(dòng)棒55沿圓周在葉片槽內(nèi)環(huán)繞轉(zhuǎn)子分布，葉片15每一圈有攪動(dòng)棒3～4條，它們沿圓周間隔開(kāi)且相互平行。攪動(dòng)棒55與外殼2a間的距離僅略小于葉片15與外殼2a間的距離，它用來(lái)驅(qū)使粉狀的熱米糠沿軸向移動(dòng)通過(guò)擠出錐。
攪動(dòng)棒55用于適當(dāng)增大外殼2a內(nèi)在擠出口18處對(duì)熱米糠稀漿的密封，特別是防止熱潮氣壓力通過(guò)擠出機(jī)后部的稀漿和粉狀米糠5反泄。專門增加的攪動(dòng)棒55實(shí)際上在比較輕的粉狀米糠進(jìn)入高溫區(qū)之前起穩(wěn)定作用，并保證米糠具有足夠力量和緊密度進(jìn)入并通過(guò)高溫區(qū)以隔斷和防止潮氣反泄。
在大豆和諸如此類的處理過(guò)程中，由于生大豆具有相當(dāng)大的顆粒，空氣和蒸汽或多或少地可以通過(guò)豆間間隙自由流入擠出機(jī)進(jìn)料端，而粉狀米糠和熱稀漿有效地防止了這種帶壓力的組份自由流動(dòng)，同時(shí)，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)這樣的設(shè)備不會(huì)維持粉狀米糠流動(dòng)。于是，帶壓力組份迫使粉狀米糠返回供料系統(tǒng)，導(dǎo)致壓力損失在擠出錐的稀漿上。本發(fā)明提供一個(gè)粉狀米糠的連續(xù)流通過(guò)擠出機(jī)2。
排放箱11是一個(gè)簡(jiǎn)單的箱形結(jié)構(gòu)，底部有一個(gè)開(kāi)孔，直接跨接在擠出機(jī)的排放錐體上，一個(gè)安裝法蘭56緊貼錐體，用螺栓或其它方法固定就位。被擠壓的米糠5被強(qiáng)制地噴射入排放箱11中且立刻被送入低溫冷卻器(圖中未表示)使穩(wěn)定的米糠速冷。
如前所述，給料螺旋10電氣上是由直流電動(dòng)機(jī)6a驅(qū)動(dòng)，它的速度是通過(guò)用可變電阻(圖中未表示)調(diào)節(jié)給料螺旋機(jī)10的固定速度來(lái)控制，使之增加或減少經(jīng)由開(kāi)孔7輸入轉(zhuǎn)子13的米糠5的數(shù)量。
幾種不同的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方式的設(shè)想是屬于下列權(quán)利要求
的范圍內(nèi)的，下列權(quán)利要求
特別指出和明確要求屬于本發(fā)明的主要內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.米糠擠出加工機(jī)用于擠出粉狀米糠從而加熱該米糠，該加熱功效在于使脂肪酶不起作用，消滅細(xì)菌并穩(wěn)定上述米糠中的游離脂肪酸。其特征在于該加工機(jī)包含一個(gè)擠壓機(jī)，具有管狀外殼，上述轉(zhuǎn)子向上述外殼外端伸出，上述外殼和帶相互隔開(kāi)的附加表面的所述轉(zhuǎn)子界定一個(gè)從上述外殼到外殼外方該轉(zhuǎn)子自由端處的擠壓通道，所述的轉(zhuǎn)子帶螺旋葉片，界定一個(gè)從所述擠壓通道向后伸展的螺旋通道，最少有12根攪動(dòng)棒形構(gòu)件固定在上述螺旋葉片界定的最后四圈螺紋槽內(nèi)、所述攪動(dòng)棒帶角度定向在該葉片槽內(nèi)形成反向葉片結(jié)構(gòu)，所述攪動(dòng)棒與水平軸間的角度實(shí)質(zhì)上小于上述擠壓粉狀米糠的葉片和水平軸間的角度，一個(gè)與上述轉(zhuǎn)子同軸安裝的電動(dòng)機(jī)，一個(gè)直接傳動(dòng)連接裝置連接所述轉(zhuǎn)子并在所述電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)子軸間形成一比一直接傳動(dòng)，上述擠壓轉(zhuǎn)子可連續(xù)推上述米糠通過(guò)上述外殼和擠出錐，以及一個(gè)在上述直接傳動(dòng)連接裝置中的一個(gè)可釋放連接裝置，該裝置在上述直接傳動(dòng)連接裝置兩端壓力差超過(guò)予定的差壓時(shí)將上述帶葉片的轉(zhuǎn)子脫開(kāi)上述電動(dòng)機(jī)。
2.按權(quán)利要求
1的糠擠壓設(shè)備，其中上述直接傳動(dòng)連接裝置包括一個(gè)花鍵軸和一個(gè)配對(duì)的滑動(dòng)配合套在該花鍵軸上的花鍵套節(jié)，上述可釋放連接裝置包括一個(gè)離合器組件，帶有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的外殼，一個(gè)安裝在該外殼上的離合器片構(gòu)件，一個(gè)和上述首先提到的離合器片構(gòu)件成相對(duì)關(guān)系并帶安裝軸套的第二離合器片構(gòu)件，以及彈性彈簧裝置將該離合器片構(gòu)件偏置使形成摩擦接合。
3.按權(quán)利要求
1的米糠擠壓設(shè)備，其中上述擠壓通道噴出的上述環(huán)狀米糠流，一個(gè)排放箱組件安裝并蓋在上述錐體上且引導(dǎo)上述被擠壓穩(wěn)定了的米糠朝下流，一個(gè)快速冷卻裝置連接到所述排放組件上，用來(lái)接收上述米糠并從此提供必需的即時(shí)冷卻。
4.一個(gè)米糠擠出設(shè)備其特征在于包含一個(gè)高壓擠壓機(jī)，它在一端接受粉狀米糠同時(shí)在增加壓緊作用下逐漸將米糠輸送并將米糠擠壓通過(guò)一個(gè)上述受限制的擠出錐，該粉狀米糠溫度迅速上升到最少接近130℃的溫度以完全中和脂肪酶并減少細(xì)菌數(shù)至10以下，一個(gè)可以在寬廣的頻率和電壓范圍內(nèi)運(yùn)行的多電壓多頻率電動(dòng)機(jī)，一個(gè)位于上述電動(dòng)機(jī)主軸和擠出機(jī)間的直接傳動(dòng)偶合裝置，上述擠出機(jī)具有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的安裝在它上面的帶葉片構(gòu)件，并有一個(gè)從該帶葉片擠出機(jī)向外突出的緊固的心軸，上述電動(dòng)機(jī)有一限整體的剛性驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)主軸，上述直接傳動(dòng)偶合裝置包括一個(gè)打滑離合機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)具有一個(gè)超過(guò)從上述擠出錐擠出米糠所產(chǎn)生的所有正常轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳輸特性，藉此上述的直接傳動(dòng)連續(xù)擠壓米糠，該打滑離合裝置對(duì)施加到上述帶葉片轉(zhuǎn)子上的異常負(fù)荷起反應(yīng)，而將轉(zhuǎn)子從該電動(dòng)機(jī)脫開(kāi)，使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行而該帶葉片轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)。
5.按權(quán)利要求
4的設(shè)備，其中上述電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生75馬力，轉(zhuǎn)速為885轉(zhuǎn)/分。
6.按權(quán)利要求
4的設(shè)備，其中上述直接傳動(dòng)偶合裝置包括一根花鍵軸和裝在花鍵軸上的軸套聯(lián)軸器，上述花鍵聯(lián)軸器分別連接到上述電動(dòng)機(jī)主軸和上述帶葉片芯軸上，藉此，該帶葉片芯軸可以以上述電動(dòng)機(jī)軸為基準(zhǔn)進(jìn)行軸向定位，以及連接到該帶葉片轉(zhuǎn)子軸的裝置以軸向移動(dòng)上述轉(zhuǎn)子同時(shí)調(diào)定上述擠出口的尺寸從而調(diào)定上述米糠的溫度，上述熱功能使該米糠中的脂肪酶不起作用。
7.一個(gè)擠壓粉狀米糠從而加熱米糠的米糠擠壓加工機(jī)，所述熱功能在使脂肪酶不起作用，消滅細(xì)菌及穩(wěn)定在上述米糠中的游離脂肪酸，其特征在于擠壓加工機(jī)包含一個(gè)擠出機(jī)，它有一個(gè)安裝在一管狀外殼內(nèi)的可以旋轉(zhuǎn)的帶葉片的轉(zhuǎn)子，端接一個(gè)擠出噴口，該轉(zhuǎn)子帶螺旋葉片，界定一個(gè)螺旋通道從所述擠出噴口反向伸展，最少有12根攪動(dòng)棒構(gòu)件固定在上述螺旋葉片界定的最后四圈螺旋槽里。上述攪動(dòng)棒帶角度定向在螺旋圈間形成反向葉片結(jié)構(gòu)，上述攪動(dòng)棒與水平軸間的角度實(shí)質(zhì)上小于上述擠壓粉狀米糠的葉片和水平軸間的角度。
8.按權(quán)利要求
1的設(shè)備，其中上述攪動(dòng)棒構(gòu)件到上述外殼的距離僅略小于上述葉片到該外殼的距離。
9.按權(quán)利要求
1的設(shè)備，其中上述葉片是由圓桿狀構(gòu)件構(gòu)成，該桿狀構(gòu)件位于轉(zhuǎn)子芯的槽溝內(nèi)，并緊密地固定在該芯子上。上述攪動(dòng)棒構(gòu)件為圓桿狀構(gòu)件，固定在該轉(zhuǎn)子芯表面，它的最外邊表面比葉片桿狀構(gòu)件最外邊表面稍許向內(nèi)一點(diǎn)。
10.按權(quán)利要求
1的設(shè)備，設(shè)有供粉狀米糠重力給料的米糠供料斗，一個(gè)裝在供料斗和擠出機(jī)之間向擠出機(jī)供米糠的給料螺旋組件;該供料斗中的攪拌器，該攪拌器包括一根水平支承軸和固定在軸上的許多攪拌片，該攪拌片從通過(guò)該軸的垂直面上扭斜，以及在給料螺旋工作時(shí)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)米糠攪拌器的機(jī)構(gòu)。
11.按權(quán)利要求
7的米糠設(shè)備，其中上述擠壓通道噴出上述環(huán)狀的米糠流，一個(gè)排放箱組件安裝并蓋在上述錐體上，并且引導(dǎo)上述被擠壓穩(wěn)定了的米糠從其中朝下流，一個(gè)快速冷卻裝置連接到所述排放組件上用于接收上述米糠并從此提供必要的即時(shí)冷卻。
12.一個(gè)擠壓粉狀米糠從而加熱該米糠的米糠擠壓加工機(jī)，所述熱功能在使脂肪酶不起作用、消滅細(xì)菌及穩(wěn)定在上述米糠中的游離脂肪酸，其特征在于此加工設(shè)備包含一個(gè)擠出機(jī)，它有一個(gè)安裝在一管狀外殼內(nèi)的可以旋轉(zhuǎn)的帶葉片的轉(zhuǎn)子，端接一個(gè)擠出噴口，該轉(zhuǎn)子帶螺旋葉片界定一個(gè)螺旋通道從所述擠出噴口反向伸展，一個(gè)跟上述轉(zhuǎn)子同軸安裝的電動(dòng)機(jī)，一個(gè)直接傳動(dòng)連接裝置連接所述轉(zhuǎn)子并在所述電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)子間形成一比一直接傳動(dòng)，上述轉(zhuǎn)子可連續(xù)推動(dòng)上述米糠通過(guò)上述外殼和上述擠出噴口，以及一個(gè)在上述直接傳動(dòng)連接裝置中的一個(gè)可釋放連接裝置，該裝置在上述直接傳動(dòng)連接裝置兩端的壓力差超過(guò)予定的差壓時(shí)，將上述帶葉片的轉(zhuǎn)子脫開(kāi)電動(dòng)機(jī)。
13.按權(quán)利要求
12的米糠擠壓設(shè)備，其中上述直接傳動(dòng)連接裝置包括一個(gè)花鍵軸和一個(gè)配對(duì)的滑動(dòng)配合套在該花鍵軸上的花鍵套節(jié)，上述可釋放連接裝置包括一個(gè)離合器組件，帶有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的外殼，一個(gè)安裝在該外殼上的離合器片構(gòu)件，一個(gè)和上述首先提到的離合器片構(gòu)件成相對(duì)關(guān)系且?guī)О惭b軸套的第二離合器片構(gòu)件，以及彈性彈簧裝置將該離合器構(gòu)件偏置使形成摩擦接合。
14.按權(quán)利要求
12的設(shè)備，其中，至少有12根攪動(dòng)棒沿圓周分布在所述螺旋葉片界定的最后四圈內(nèi)，與上述外殼之間的距離僅略小于該葉片與該外殼之間的距離。
15.按權(quán)利要求
14的設(shè)備，其中上述葉片是由圓桿狀構(gòu)件構(gòu)成，該桿狀構(gòu)件位于轉(zhuǎn)子芯的槽溝內(nèi)，并緊密地固定在該芯子上，上述攪動(dòng)棒構(gòu)件為圓桿狀構(gòu)件，固定在該轉(zhuǎn)子芯表面，它的最外邊表面比葉片桿狀構(gòu)件最外邊表面稍許往內(nèi)一點(diǎn)。
16.按權(quán)利要求
14的設(shè)備，有供粉狀米糠重力給料的米糠供料斗，一個(gè)裝在供料斗和擠出機(jī)之間向擠出機(jī)供米糠的給料螺旋組件，一個(gè)位于上述供料斗中的米糠攪拌器，該攪拌器包括一根水平支承軸和固定在軸上的許多攪拌片，該攪拌片從通過(guò)該軸的垂直面上扭斜，以及在給料螺旋工作時(shí)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)米糠攪拌器的機(jī)構(gòu)。
17.一個(gè)米糠擠壓設(shè)備，其特征在于包括一個(gè)高壓擠壓機(jī)，它在一端接受粉狀米糠，同時(shí)在增加壓緊作用下逐漸將米糠輸送并將米糠擠壓通過(guò)一個(gè)受限制的擠出錐，該粉狀米糠溫度迅速上升到最少接近130℃的溫度以完全中和脂肪酶并減少細(xì)菌數(shù)量至10以下，一個(gè)可在很寬范圍的頻率和電壓下運(yùn)行的多電壓多頻率交流電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)的額定功率低于100馬力、容許功率為40至50馬力及轉(zhuǎn)速范圍為850至900轉(zhuǎn)/分。
18.按權(quán)利要求
17的設(shè)備，其中上述擠出機(jī)具有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的安裝在它上面的帶葉片轉(zhuǎn)子，和一個(gè)從該帶葉片擠出機(jī)向外突出的堅(jiān)固的心軸，上述電動(dòng)機(jī)帶有一整體的剛性驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)主軸，一個(gè)直接傳動(dòng)偶合裝置將上述的心軸連接起來(lái)并包括一個(gè)打滑離合機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)具有一個(gè)超過(guò)從擠出錐擠出米糠所產(chǎn)生的所有正常轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳輸特性，藉此上述直接傳動(dòng)連續(xù)擠壓米糠，該打滑離合裝置對(duì)施加到上述帶葉片轉(zhuǎn)子上的異常負(fù)荷起反應(yīng)而將轉(zhuǎn)子從電動(dòng)機(jī)脫開(kāi)，使電動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行而該帶葉片轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)。
19.按權(quán)利要求
17的設(shè)備，其中上述電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速為885轉(zhuǎn)/分時(shí)產(chǎn)生75馬力。
20.按權(quán)利要求
17的設(shè)備，其中上述直接傳動(dòng)偶合裝置包括一根花鍵軸和一個(gè)與上述電動(dòng)機(jī)主軸和上述帶葉片轉(zhuǎn)子主軸同軸安裝的軸套聯(lián)軸器，上述花鍵聯(lián)軸器分別與上述電動(dòng)機(jī)主軸和上述帶葉片芯軸相連接，藉此該帶葉片芯軸可以以上述電動(dòng)機(jī)主軸為基準(zhǔn)進(jìn)行軸向定位，以及連接到該帶葉片轉(zhuǎn)子軸的裝置以軸向移動(dòng)轉(zhuǎn)子軸同時(shí)調(diào)定上述擠壓錐的擠出口大小從而調(diào)定上述米糠的溫度，上述熱功能在中和脂肪酶及減少上述米糠中的細(xì)菌數(shù)量。
21.按權(quán)利要求
20的米糠擠壓設(shè)備，其中上述打滑離合機(jī)構(gòu)包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)外殼，一個(gè)安裝在上述外殼上的離合器片構(gòu)件，一個(gè)與上述首先提到的離合器片構(gòu)件成相對(duì)關(guān)系并帶一個(gè)安裝軸套的第二離合器片構(gòu)件，以及彈性彈簧裝置將該離合器片構(gòu)件偏置使形成摩擦接合。
22.按權(quán)利要求
21的米糠設(shè)備，其中上述擠壓通道噴出環(huán)狀米糠流，一個(gè)排放箱組件安裝并蓋在上述錐體上并引導(dǎo)上述被擠壓穩(wěn)定了的米糠朝下流動(dòng)。一個(gè)速冷裝置連接到上述排放組件上用于接收上述米糠并從此提供必要的即時(shí)冷卻。
專利摘要
米糠擠出設(shè)備保持米糠連續(xù)流動(dòng)和受擠壓發(fā)熱使脂肪酶不起作用，以防止生成游離脂肪酸和腐敗油，并殺菌和生產(chǎn)穩(wěn)定糠以提供油和可食產(chǎn)品。供料斗有轉(zhuǎn)動(dòng)槳攪動(dòng)糠料連續(xù)送入在其底部的傳送器從而進(jìn)入擠出機(jī)。擠出機(jī)包括端接錐狀排放噴口的帶葉片轉(zhuǎn)子，它有緊湊螺旋葉片和至少12攪動(dòng)棒裝在最后四圈葉片槽內(nèi)以推動(dòng)粉糠連續(xù)通過(guò)擠出機(jī)并防止倒吹。擠出機(jī)直接接每分885轉(zhuǎn)75馬力寬電壓頻率交流電動(dòng)機(jī)，用打滑離合器連接以防止擠出機(jī)因過(guò)荷而損壞。
文檔編號(hào)A23K1/14GK86107712SQ86107712
公開(kāi)日1987年11月18日 申請(qǐng)日期1986年11月12日
發(fā)明者丹尼爾·L·麥克皮克 申請(qǐng)人:布雷迪國(guó)際公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan