Способ помола зерна и устройство для его осуществления

 

Способ помола зерна, имеющего оболочку и ядро, в котором зерно смачивают жидкостью и воздействуют на него силой сжатия с помощью первой пары вальцов таким образом, что внутренняя структура ядра изменяется, а оболочка зерна не повреждается или повреждается незначительно. Подают зерно непосредственно на вторую пару вальцов и мелют ими. Затем производят дальнейший помол следующими парами и/или просеивание продуктов помола таким образом, что в качестве конечного продукта получают в основном муку. Зерно смачивают так, что оболочка зерна имеет более высокую влажность, чем ядро. На зерно с помощью первой пары вальцов воздействуют наряду с силой сжатия также силой сдвига. Вальцы второй пары вальцов имеют рифленую наружную поверхность. Устройство содержит смачивающее устройство для смачивания зерна жидкостью, расположенную за смачивающим устройством первую пару вальцов, по меньшей мере, одну расположенную непосредственно за первой парой вальцов следующую пару вальцов для помола зерна и, по меньшей мере, одно расположенное за ней плоское сито. Первая пара вальцов выполнена в виде пары вальцов, воздействующих на зерно силами сжатия и сдвига. Один валец имеет гладкую или приблизительно гладкую наружную поверхность, другой валец рифленую наружную поверхность. Расположенная непосредственно за ней пара вальцов имеет рифленые вальцы. За этой парой вальцов расположена, по меньшей мере, одна следующая пара вальцов и/или, по меньшей мере, одна режущая мельница. Обеспечивается выход муки более 75%. 2 с. и 47 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к способу помола зерна и к устройству для осуществления способа (способ низкого помола) согласно ограничительной части пп.1 и 15 формулы изобретения.

Такой способ известен, например, из US 2221802 А.

Из уровня техники известен также способ низкого помола (глубокий помол) согласно WO 92/10296, при котором в зернах пшеницы эндосперм отделяют от оболочки. Согласно этому способу зерна пшеницы сдавливают между двумя вальцами первого ряда, выполненными с гладкой наружной поверхностью. Зазор выбирается таким, чтобы зерна пшеницы при сдавливании принимали плоскую форму.

Сдавленные зерна пшеницы без промежуточного просеивания подают на две следующие пары вальцов. Эти пары имеют рифленые вальцы, причем в первой паре вальцы имеют примерно восемь рифлей на сантиметр, а во второй паре - примерно одиннадцать рифлей на сантиметр.

В первой из пар, имеющих рифленые вальцы, вальцы имеют разные скорости вращения. Во второй паре, имеющей рифленые вальцы, вальцы также имеют разные скорости вращения.

После того, как зерно проходит эти три пары вальцов, продукты помола подают на плоское сито. Частицы отрубей отсеивают и используют для других целей. Продукты помола подают либо непосредственно для дальнейшего использования, либо на следующий вальцовый станок с двумя парами вальцов, первая из которых имеет рифленые вальцы, а вторая - гладкие вальцы.

Полученный продукт снова подают на плоское сито, и просеянные через него частицы отводят для дальнейшего использования. Отсев подают в последний вальцовый станок.

Этим известным способом достигается выход муки от 72 до 75%.

Задача, лежащая в основе изобретения, состоит в создании способа и устройства для помола зерна, при использовании которых зерно измельчается быстрее, на первой стадии помола получается больше муки, а общий выход муки составляет более 75%.

Эта задача решается тем, что в способе помола зерна, имеющего оболочку и ядро, в котором зерно смачивают жидкостью и воздействуют на него силой сжатия с помощью первой пары вальцов таким образом, что внутренняя структура ядра изменяется, а оболочка зерна не повреждается или повреждается незначительно; подают зерно непосредственно на вторую пару вальцов и мелют ими и затем производят дальнейший помол следующими парами вальцов и/или просеивание продуктов помола таким образом, что в качестве конечного продукта получают в основном муку, согласно изобретению зерно смачивают так, что оболочка зерна имеет более высокую влажность, чем ядро; при этом на зерно с помощью первой пары вальцов воздействуют наряду с силой сжатия также силой сдвига; а вальцы второй пары вальцов имеют рифленую наружную поверхность.

После второй пары вальцов или после одной из следующих за ней пар вальцов зерно предпочтительно подают на пару вальцов, в которой наружная поверхность обоих вальцов выполнена гладкой или приблизительно гладкой, так что еще остающиеся на оболочке частицы эндосперма при прохождении через эту пару вальцов, по меньшей мере, частично отделяются от оболочки.

Благодаря тому, что зерно подают после смачивания жидкостью на первую пару вальцов, где под действием сил сдвига меняется внутренняя структура эндосперма, получается высокий общий выход муки, и зерно при последующем помоле в следующих вальцовых станках быстрее измельчается. Поэтому требуется меньшее количество вальцовых станков.

Кроме того, выход муки после первой стадии помола существенно выше, чем в известном способе. Уже после первой стадии помола можно получить от 30 до 40% муки. Выход светлой муки также существенно выше, чем в известном способе.

Для получения муки мучные частицы (эндосперм) зерна нужно отделить от отрубей (оболочки и ростка). Для этого зерна смачивают водой, чтобы оболочка могла размягчиться и ее можно было удалить.

Этот способ применяется не только для хлебных зерен, но и для других зерновых культур, у которых нужно отделить ядро от оболочки. Это, например, стручковые культуры, рис, кукуруза, бобы, кофейные зерна, бобы какао и т.п.

Поэтому под понятием зерно следует понимать все плоды, которые имеют ядро и окружающую его жесткую или мягкую оболочку или кожицу.

Согласно изобретению зерно смачивают водой, так что оболочки впитывают жидкость и приобретают резиноподобную консистенцию. Смачивание согласно изобретению осуществляют так, что оболочки имеют большую влажность, чем эндосперм. В результате силы сдвига действуют только в эндосперме. Резиноподобная оболочка не подвергается действию сил сдвига или подвергается незначительно. Внутренняя структура эндосперма приобретает удобное для переработки состояние.

Первоначально оболочка и эндосперм имеют определенное исходное значение влажности, например 13%. Влажность оболочки благодаря смачиванию жидкостью повышается, например, на 16%.

Предлагаемый способ в принципе допускает также впитывание жидкости эндоспермом. Важно то, что оболочка имеет большую влажность, чем эндосперм.

В дальнейшем эндосперм, который имеет исходное значение влажности и не впитывает или впитывает незначительно дополнительную жидкость при смачивании, называется сухим или почти сухим.

Оболочку зерна смачивают приблизительно равномерно.

Предпочтительно пропускать зерно непрерывно или порциями, после или во время смешивания с жидкостью через вибрационное устройство так, что в вибрационном устройстве смесь зерна с жидкостью подвергается действию больших ускоряющих сил. Смачивание такого типа известно из DE-PS 4127290 С2.

Благодаря смачиванию зерна жидкостью в вибрационном устройстве зерно подготавливают к дальнейшему помолу. Путем выбора оптимального времени отлежки можно гарантировать, что оболочка будет эластичной, а эндосперм останется сухим или почти сухим. Важная функция этого так называемого "перехода в стекловидное состояние" состоит в том, что оболочка приобретает максимальную эластичность при сохранении сухого эндосперма. Переход в стекловидное состояние должен осуществляться в зависимости от подвергаемого помолу продукта, с которым согласовываются условия смачивания и время отлежки.

В результате вибрации смеси зерна с жидкостью и соответственно вибрации воды молекулы воды изменяются так, что они легче проходят через клеточную мембрану и тем самым обеспечивают возможность оптимального смачивания зерна.

Целесообразно очищать зерно перед смачиванием жидкостью.

Целесообразно зерно перед смачиванием жидкостью или после него подвергать специальной подготовке.

При специальной обработке зерно можно подводить к шелушильной машине, обоечной машине с сетчатым цилиндром, шлифовальной машине, полировальной машине, сепаратору, очистительному аппарату, машине для отделения зародыша от зерна, специальным мельничным поставам и/или специальным вальцовым станками в них обрабатывать.

Предпочтительно чтобы во время или после помола падающие частицы отрубей подали на бичевую вымольную машину для отрубей.

Также предпочтительно собирать во время помола падающие частицы дунста и крупки и подавать на вальцовые станки.

Зерно после смачивания жидкостью и перед помолом можно подвергать воздействию микроволнового излучения.

Продукты помола также можно подвергать воздействию микроволнового излучения.

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения зерно после второй пары вальцов и/или одной из следующих пар измельчают в режущей мельнице.

При этом зерно в режущей мельнице можно измельчать режущей головкой и/или микрорежущей головкой.

Согласно еще одному варианту осуществления изобретения зерно мелют в двойном вальцовом станке или многовальцовом станке, причем помол производят, по меньшей мере, одной парой вальцов вальцового станка.

Преимущество предлагаемого способа состоит в том, что в нем используется очень мало вальцовых станков и при этом достигается очень высокий выход муки. Выход зависит от правильной добавки воды при смачивании и оптимального времени отлежки. Можно получить оптимальный выход с очень малым количеством вальцовых станков, т.е. с упрощенной мельницей и коротким циклом.

В зависимости от расположения вальцов этот способ, относящийся к способу низкого помола и служащий в первую очередь для получения муки, может также использоваться как способ, который близок к способу полувысокого помола. В этом случае получается больше дунста и крупки, которые могут быть отсеяны во время рабочего цикла, например, с помощью сит, круповеек или других подобных устройств.

Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения предложен очень простой, рациональный и энергосберегающий способ помола зерна, при котором получается мука.

Преимущество изобретения состоит в том, что техника помола, при которой на зерно действуют силы сжатия и сдвига, полностью осуществляет перевод зерна в удобное для переработки состояние. В частности, установлено, что структура эндосперма разрушается иначе, чем в известных способах.

Благодаря этому ароматические вещества высвобождаются лучше, чем в известном способе высокого помола. Это лучшее высвобождение ароматических веществ особенно проявляется в случае муки с отрубями. Пекари считают, что мука, полученная предлагаемым способом, сравнима по качеству с мукой из жерновой мельницы, т.е. с мукой, смолотой на камне.

Мука, смолотая предлагаемым способом, имеет намного лучшие показатели обработки, например повышенное поглощение воды. Это значит, что при обработке муки достигается более высокий выход теста. Увеличение поглощения воды регулируется определенными мерами, например добавлением воды при смачивании и изменением времени отлежки, а также изменением расположения вальцов, рифления вальцов, уклона рифлей и скорости вращения.

Кроме этого, меняются свойства теста. Тесто приобретает большую эластичность, если применяется мука, полученная предлагаемым способом. Это достигается благодаря тому, что краевые слои эндосперма высвобождаются на первой стадии измельчения и попадают в основную муку.

Следующее преимущество предлагаемого способа состоит в том, что удовлетворяются более высокие гигиенические требования, так как благодаря короткому рабочему циклу пути транспортировки будут короче.

Поскольку согласно изобретению требуется лишь небольшое количество вальцовых станков, потребление энергии тоже оказывается небольшим, т.е. потребляется очень немного киловатт-час на тонну.

В известных способах потребление энергии составляет пример но 50 киловатт-час на тонну, а в предлагаемом способе до сих пор потреблялось энергии менее 36 киловатт-час на тонну.

Задача изобретения решается также тем, что предложено устройство для осуществления описанного выше способа, содержащее смачивающее устройство для смачивания зерна жидкостью; расположенную за смачивающим устройством первую пару вальцов; по меньшей мере, одну расположенную непосредственно за первой парой вальцов, следующую пару вальцов для помола зерна и, по меньшей мере, одно расположенное за ней плоское сито, при этом согласно изобретению первая пара вальцов выполнена в виде пары вальцов, воздействующих на зерно силами сжатия и сдвига, причем один валец имеет гладкую или приблизительно гладкую наружную поверхность, а другой валец рифленую наружную поверхность; расположенная непосредственно за ней пара вальцов имеет рифленые вальцы, а за этой парой вальцов расположена, по меньшей мере, одна следующая пара вальцов и/или, по меньшей мере, одна режущая мельница.

Вальцы первой пары могут иметь приблизительно равные скорости вращения или разные скорости вращения. Допустимо вращение вальцов с соотношением скоростей 1:1,05 или более.

Целесообразно, чтобы второй валец первой пары вальцов имел, по меньшей мере, девять рифлей на сантиметр.

Силы сдвига, действующие на эндосперм, возникают вследствие того, что увлажненное зерно на гладком вальце проскальзывает своей резиноподобной оболочкой, а вальцом с рифлением зерно, как известно, перемещается. Это означает, что зерно со стороны гладкого вальца почти не перемещается, а со стороны вальца с рифлением оно в то же время перемещается вперед, так что в зерне, в особенности в эндосперме, возникают силы сдвига.

Второй валец первой пары вальцов может иметь уклон рифлей +/- (2-4)^o.

Согласно одному из вариантов изобретения за второй парой вальцов или одной из следующих пар вальцов расположена еще одна пара вальцов, причем вальцы этой пары выполнены гладкими, приблизительно гладкими или шероховатыми.

Эта пара вальцов, называемая "выравнивающей парой вальцов", предназначена для того, чтобы придать частицам отрубей, которые имеют вогнутую форму и на которых еще удерживается эндосперм, плоскую форму. Это достигается опять же благодаря тому, что оболочка является резиноподобной в результате предыдущего смачивания, а эндосперм остается сухим и жестким. Находясь между вальцами, эндосперм, по меньшей мере, разламывается или даже частично отделяется от оболочки.

После второй или одной из следующих пар вальцов подвергаемый помолу продукт подают на плоское сито, где уже отсеивается первая мука, а оставшийся отсев подают на следующие пары вальцов.

После выравнивания частиц отрубей их подают на следующую пару или на несколько следующих пар вальцов. В заключение снова осуществляют просеивание, причем отсеиваются грубые или мелкие отруби. Отруби можно подавать на бичевую вымольную машину для отрубей, чтобы отделить еще оставшиеся частицы эндосперма.

Затем отруби транспортируют для дальнейшего использования.

Вальцы указанной еще одной пары имеют равные или приблизительно равные скорости вращения.

Согласно еще одному варианту изобретения, по меньшей мере, в одной из пар вальцов, расположенных за первой парой вальцов, вальцы имеют разные скорости вращения.

Вальцы, по меньшей мере, одной пары вальцов, расположенной за первой парой вальцов, имеют предпочтительно от девяти до шестнадцати рифлей на сантиметр.

Целесообразно, чтобы рифли вальцов, по меньшей мере, одной пары вальцов, расположенной за первой парой вальцов, имеют скругленные поверхности рифлей и/или скругленные впадины между рифлями.

Благодаря скруглению поверхностей рифлей и впадин доля муки, получаемой при помоле, существенно возрастает.

Первая пара вальцов и, по меньшей мере, одна расположенная за ней пара вальцов могут быть выполнены в виде многовальцового станка.

В виде многовальцового станка могут быть также выполнены первая пара вальцов, по меньшей мере, одна расположенная за ней пара вальцов и пара с вальцами, которые имеют гладкую или приблизительно гладкую наружную поверхность.

Вальцы пар, выполненных с рифлеными наружными поверхностями, расположены друг относительно друга предпочтительно так, что при вращении вальцов задние грани рифлей одного вальца и задние грани рифлей другого вальца расположены друг против друга.

Вальцы имеют диаметр предпочтительно от 200 до 300 мм.

Быстроходные вальцы имеют частоту вращения предпочтительно от 450 до 500 об/мин.

Вальцы, по меньшей мере, одной из последних пар вальцов могут иметь рифли со срезанными вершинами.

Вальцы со срезанными вершинами рифлей используются предпочтительно в последней паре вальцов, чтобы осуществлять отделение частиц эндосперма от частиц отрубей.

Согласно другому варианту вальцы последней пары вальцов имеют гладкую или приблизительно гладкую наружную поверхность.

Целесообразно, чтобы вальцы, по меньшей мере, одной из последних пар вальцов имели разные скорости вращения. Это делает возможным отделение частиц эндосперма от мелких отрубей.

Согласно одному из вариантов устройство содержит очистительное устройство, установленное перед смачивающим устройством.

При этом очистительное устройство выполнено в виде устройства, работающего с помощью потока воздуха, и имеет рабочие поверхности в виде пробивных решет, специальных сит и/или проволочной сетки с различной шириной ячеек.

Рабочие поверхности предпочтительно выполнены с возможностью регулирования наклона независимо друг от друга.

Целесообразно, чтобы смачивающее устройство имело вибрационное устройство, состоящее из расположенной примерно вертикально трубы, которая соединена с двигателем, сообщающим ей колебательное движение.

За смачивающим устройством может быть расположена отлежная емкость.

Кроме того, за смачивающим устройством или отлежной емкостью может быть расположено устройство для контроля влажности наружной поверхности.

Целесообразно, чтобы перед смачивающим устройством или за ним было расположено устройство для специальной подготовки. Это позволяет молоть все хлебные зерна, такие как пшеница, рожь, ячмень, а также другие зерновые культуры, например рис, кукурузу, сорго, спельту, просо, солод и т.п. Это имеет большое значение для местностей, в которых важно иметь простой способ помола с большим выходом при одновременной гибкости. В этих местностях важно иметь возможность молоть одним и тем же устройством один день пшеницу, другой день - ячмень, а третий день - кукурузу.

Устройство для специальной подготовки может содержать машину для отделения зародыша от зерна, шелушильную машину, обоечную машину с сетчатым цилиндром, шлифовальную машину, полировальную машину, сепаратор, сортировочный аппарат, специальные мельничные поставы и/или специальные вальцовые станки.

Одна или несколько пар вальцов могут быть выполнены в виде вальцовых станков.

Вальцовые станки, в которых пары вальцов приводятся и управляются индивидуально, выгодно иметь при комбинированном помоле зерна различных сортов. В этом случае можно использовать, например, при помоле проса только или почти только верхнюю пару вальцов, при помоле пшеницы - только или почти только нижнюю пару вальцов, а, например, при помоле ячменя - обе пары вальцов. Это возможно потому, что вальцы пар имеют разные рифления, и для разных сортов зерна или зерновых культур должны применяться вальцы с разным рифлением. Например, пшеницу мелют в основном гладкими вальцами, а рожь в основном рифлеными вальцами. Благодаря этому рабочий цикл мельницы существенно сокращается.

В вальцовом станке во время помола могут приводиться одна или большее количество пар вальцов.

При этом вальцовые станки предпочтительно имеют нижний выпуск, расположенный таким образом, что продукты помола падают прямолинейно вниз.

Под вальцовыми станками предпочтительно расположено транспортировочное устройство.

Вальцовые станки могут быть выполнены с возможностью контроля вибрации или контроля децибел.

Также предпочтительно, чтобы перед смачивающим устройством или за ним было расположено устройство для регулировки температуры зерна. В местностях с экстремальными температурами перед смачиванием и/или помолом температуру зерна нужно довести предпочтительно до 18-20^oС.

Целесообразно, чтобы за отлежной емкостью и/или, по меньшей мере, одним из устройств для специальной подготовки расположено микроволновое устройство. Микроволновая обработка зерна известна из GB-PS 1379116 и GB-PS 1571710.

Благодаря этому, во-первых, образуются ароматические вещества, как при обжаривании. Во-вторых, во внутреннем ядре имеет место некоторый вид процесса готовки, в результате которого крахмал более или менее переходит в удобное для переработки состояние. Обработка зерна микроволновым излучением благоприятно влияет на получаемые продукты помола.

Микроволновое устройство может быть расположено за последним вальцовым станком и/или последним плоским ситом.

Целесообразно, чтобы за второй парой вальцов и/или следующими парами вальцов была расположена режущая мельница с режущей головкой и/или микрорежущей головкой.

В частности, благодаря измельчению зерна микрорежущей головкой можно намного сократить рабочий цикл помола.

Использование режущей мельницы выгодно, кроме того, при получении муки с отрубями. С помощью режущей мельницы можно очень тонко измельчить составные части зерна, в частности оболочку, и получить очень мелкую и хорошую муку с отрубями при очень коротком рабочем цикле помола.

В случае использования режущей мельницы можно также получить очень мелкую муку (например, 40 мкм), получение которой в обычной мельнице едва ли возможно или возможно только при очень больших издержках.

После того, как зерно смолото в предлагаемом устройстве, в результате просеивания получают различные сорта муки, например светлую муку, полутемную муку или темную муку. В зависимости от регулировки предлагаемого устройства получают также чистую муку или муку с отрубями. Чистой мукой считается такая, выход которой составляет от 90 до 94% от общего количества зерна. Мука с отрубями составляет 100% или приблизительно 100% от общего количества зерна. Однако в зависимости от регулировки предлагаемого устройства от 3 до 5% получающегося в процессе помола продукта может отводиться в виде дунста или крупки. Они могут, например, подаваться на круповейку или подобное устройство.

Предлагаемое устройство очень простое в обращении. Это является особым преимуществом, так как предлагаемое устройство в основном должно применяться в местностях, где в первую очередь придают большое значение высокому выходу муки. При использовании предлагаемого способа помола достигается высокий выход муки при сохранении высокого качества конечного продукта.

Следующим преимуществом изобретения является простота в обращении. Кроме того, изобретение реализуется с минимальным количеством электроники. Предлагаемое устройство может работать даже в ручном режиме. Возможна также полностью автоматическая или полуавтоматическая работа предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство сконструировано по модульному принципу, т.е. собственно ядро устройства, содержащее смачивающее устройство и вальцовые станки, может быть дополнено специальными машинами или очистительным устройством. Имеется возможность дальнейшего оснащения устройства дополнительными модулями, так что предлагаемое устройство допускает возможность модернизации.

Следующее преимущество изобретения состоит в том, что благодаря низкой материалоемкости требуется небольшое количество запасных частей. Кроме того, согласно изобретению предусмотрены только три или четыре различных вида вальцов, а именно гладкие вальцы, вальцы с мелким рифлением, а также вальцы со скругленными поверхностями или вершинами рифлей и скругленными впадинами между рифлями. Поэтому снабжение запасными частями упрощается.

Дальнейшие особенности изобретения раскрыты в примере его осуществления, представленном на чертежах, где фиг.1 изображает устройство согласно изобретению; фиг.2 - первую пару вальцов, показанных на фиг.1, в разрезе; фиг.3 - вторую пару вальцов, показанных на фиг.1, в разрезе; фиг.4 - следующую пару вальцов, установленную за устройством, показанным на фиг.1; фиг.5 - валец последней пары вальцов согласно фиг.4 в разрезе; фиг.6 - часть последней пары вальцов согласно фиг.4 в разрезе; фиг.7 - дополнительные устройства к устройству согласно изобретению; фиг.8 - очистительное устройство в разрезе; фиг.9 - вальцовый станок в разрезе;
фиг.10 - разрез по линии Х-Х на фиг.9;
фиг.11 - устройство согласно изобретению с режущей мельницей;
фиг.12 - режущую головку режущей мельницы в поперечном сечении;
фиг.13 - микрорежущую головку режущей мельницы в поперечном сечении.

На фиг.1 показано устройство (1), содержащее смачивающее устройство (2), отлежную емкость (3), пары (4,5; 6,7) вальцов и плоское сито (8).

Перемалываемое зерно подают в направлении стрелки (А) к смачивающему устройству (2). Смачивающее устройство (2) состоит из вертикально расположенной трубы (9). Трубе (9) от двигателя (не показан) сообщается колебательное движение, так что зерно, которое в трубе или перед ней смешивается с жидкостью, подвергается в трубе действию больших ускоряющих сил.

Подвергнутую вибрации смесь зерна с жидкостью подают в отлежную емкость (3), в которой зерно остается определенное время для достижения оптимального смачивания.

Затем зерно подвергают собственно помолу. Для этого зерно подают на первую пару (4) вальцов и непосредственно после этого - на вторую пару (5) вальцов.

Первая пара (4) вальцов состоит из двух вальцов (10,11), из которых валец (10) выполнен гладким, а валец (11) имеет специальное мелкое рифление.

В результате смачивания зерно имеет резиноподобную оболочку и сухой или почти сухой эндосперм.

На фиг.2 показаны вальцы (10,11). Вальцы (10,11) вращаются с равными или приблизительно равными скоростями. Зерно (12), которое имеет оболочку (13) и эндосперм (14), находится между вальцами (10,11). Валец (11) перемещает зерно (12) рифлями (15) в направлении стрелки (В). Благодаря гладкой наружной поверхности вальца (10) резиноподобная оболочка (13) зерна (12) проскальзывает на вальце (10) и не перемещается им с той скоростью, с какой она перемещается вальцом (11). Вследствие этого внутри зерна (12) возникают силы сдвига, которые в первую очередь действуют на эндосперм (14), так как резиноподобная оболочка (13) является эластичной, и изменяют его внутреннюю структуру.

Согласно фиг. 1 зерно затем подают на вторую пару (5) с вальцами (16, 17).

Согласно фиг.3 вальцы (16, 17) имеют асимметрично выполненное рифление. Поверхности (20) рифлей (18, 19) будут называться "задними гранями". Вальцы (16, 17) расположены таким образом, что задняя грань (20) рифли (18) и задняя грань (20) рифли (19) лежат друг против друга. Иначе говоря, вальцы (16, 17) расположены "задними гранями друг против друга". Поверхности рифлей или вершины (69) рифлей выполнены закругленными, так же как и впадины (70) между рифлями (18, 19).

Вальцы (16, 17) выполнены с мелким рифлением и имеют от девяти до шестнадцати рифлей на сантиметр. Вальцы имеют диаметр предпочтительно 250 мм. Валец (17) имеет более высокую скорость вращения, чем валец (16). Например, скорость вращения вальца (17) в 2,5 раза больше скорости вращения вальца (16). Быстроходный валец (17) совершает предпочтительно от 450 до 500 об/мин.

Согласно фиг.1 зерно после прохождения пары вальцов (5) подается на плоское сито (8). В плоском сите (8) просеиваются продукты помола. Для этого плоское сито (8) имеет несколько решет (21, 22, 23). Отсев решета (21) подается на пару (6) вальцов. Отсев решета (22), который образует грубые отруби, подается на бичевую вымольную машину (24) для отрубей, а отсев решета (23), образующий мелкие отруби, подается на бичевую вымольную машину (25) для отрубей.

Просевы (26, 27, 28) решет (21, 22, 23) могут быть разделены. В просевах (26, 27, 28) большую долю составляет мука (29), меньшую долю - дунст и крупка и некоторую долю составляют другие продукты (31) помола, которые могут быть переработаны в дальнейшем.

Согласно изобретению образующие малую долю дунст и крупку, как и продукты (31) помола, подают для дальнейшего помола. Однако эту малую долю дунста и крупки можно подавать на круповейку (30).

Отсев решета (21), как уже было указано, подают на пару (6) вальцов. Пара (6) вальцов имеет гладкие вальцы (32, 33), которые как бы разламывают удерживающийся на оболочках эндосперм. Частицы оболочки в большинстве случаев имеют закругленную форму. На этих частицах оболочки находятся частицы эндосперма. Оболочки от смачивания становятся влажными, т.е. имеют резиноподобную консистенцию, а частицы эндосперма являются сухими и жесткими. Вследствие того, что оболочки с частицами эндосперма пропускают через гладкие вальцы, оболочки приобретают плоскую форму, по меньшей мере, на короткое время. Частицы эндосперма не могут совершать полностью такое же движение, так что они разламываются или даже частично отделяются.

За парой (6) вальцов расположена пара (7) с вальцами (34,35), которая производит дальнейший помол продукта, подготовленного парой (6) вальцов.

В заключение продукты помола подают на плоское сито (8), где снова производится процесс просеивания, описанный выше.

Продукты (31) помола могут подаваться на следующие пары (36, 37, 38, 39) вальцов. Вальцы в паре (36) выполнены с мелким рифлением (см. фиг.3), как и вальцы в паре (5 или 7). Пара (36) вальцов предназначена не для продолжения процесса помола, а для оптимальной подготовки продукта к обработке на расположенной ниже паре (38) вальцов.

Согласно фиг.4 затем продукты помола подают на плоское сито (40), в котором они просеиваются. Просеивание осуществляется аналогично процессу, описанному при рассмотрении фиг.1.

Отсев из плоского сита (40) подают на пары (38, 39) вальцов. На эти пары (38, 39) вальцов можно также подавать отсев из расположенного ниже решета. Однако эти отсевы можно отводить в качестве отрубей.

Пара (38) вальцов, как и пары (36 и 5) вальцов, состоит из рифленых вальцов.

Пара (38) вальцов и пара (39) вальцов имеют рифли (43) (фиг.5), которые выполнены срезанными. Рифли (43) получены срезанием рифлей (44) (показано штриховой линией). Высота (71) полученной после среза рифли и высота срезанной части (72) рифли имеют соотношение 60:40.

На фиг. 6 поясняется принцип работы вальцов (41, 42) пары (39). Между вальцами (41, 42) находится часть зерна (45) с остатками эндосперма (46). Валец (42) вращается с большей скоростью, чем валец (41). Например, скорость вращения вальца (42) в 1,5 раза больше, чем вальца (41).

Зазор (47) между вальцами выбран относительно малым, так что оболочка (45) располагается в углублениях (48) между рифлями (43). Вследствие того, что вальцы (41, 42) вращаются с различными скоростями, остаточные частицы (46) эндосперма отделяются от оболочки (45).

В этом способе помола согласно изобретению получается очень высокий выход муки при очень небольшом количестве вальцов.

На фиг.7 схематично показаны специальные устройства, которые установлены перед смачивающим устройством (2) или после него. К специальным устройствам относится очистительное устройство (49), с помощью которого производится предварительная очистка или предварительная и основная очистка продукта, подвергаемого помолу.

Согласно фиг. 8 очистительное устройство (49) имеет рабочие поверхности (50,51,52), выполненные в виде пробивных решет или специальных сит или проволочных сеток с различной шириной ячеек.

В очистительном устройстве (49) создается воздушный поток таким образом, чтобы очищаемый продукт перемещался по рабочим поверхностям (50,51,52). Очищаемый продукт подают в очистительное устройство (49) через приемное отверстие в направлении стрелки (С). Приемное отверстие закрывается откидной крышкой для уплотнения от разрежения в очистительном устройстве (49).

Очищаемый продукт подают на рабочую поверхность (50). На проволочной сетке рабочей поверхности (50) в текущем потоке продукта происходит разделение частиц. Тяжелые продукты (53) отводятся, например, в направлении стрелки (D) благодаря соответствующему наклону рабочей поверхности (50). Легкие и большие составляющие очищаемого продукта перемещаются по поверхностям решет. Пыль и мякина вместе с отводимым воздухом (73) попадают в пылеуловительное устройство (фильтр, циклон). Наиболее легкая часть очищаемого продукта, например зерна, перемещается в направлении стрелки (F) с помощью потока воздуха, направленного по стрелке (Е). Благодаря различной ширине ячеек рабочей поверхности (50), которые в области (54) рабочей поверхности больше, чем в области (55), очищаемый продукт падает в зависимости от размера на следующую рабочую поверхность (51 или 52) и после аналогичной сортировки на рабочих поверхностях (51,52) выходит из очистительного устройства (49) в виде отсортированного продукта (56,57,58).

Для получения эффективного воздушного потока под передней частью верхней рабочей поверхности (50) расположен дефлектор.

В нижней части машины (не показана) кроме различных направляющих устройств находится, по меньшей мере, один сортировальный стол, с помощью которого осуществляется разделение по плотности прилегания зерен. Здесь может, например, осуществляться полное отделение камней. Если, например, нужно отделить спорынью, то при помощи нижней части очистительного устройства (49) может быть проведена также сортировка по удельному весу.

Для возврата смешанных фракций, которые по своему составу не соответствуют ни одной из целевых фракций, служит транспортировочный желоб без собственного привода, который отводит соответствующий продукт к пункту загрузки машины для смешивания с загружаемым продуктом.

Согласно фиг. 7 за смачивающим устройством (2) и отлежной емкостью (3) расположены одна или несколько специальных машин. Это могут быть шелушильная машина или обоечная машина (59) с сетчатым цилиндром, сепаратор (60), шлифовальная или полировальная машина (61), сортировочный аппарат (триер) (62), специальные мельничные поставы или специальные вальцовые станки (64). Специальными мельничными поставами могут быть шелушильный постав, точильный или обоечный постав, или полировальная машина.

Специальные машины (59-64) могут быть при необходимости расположены также перед смачивающим устройством.

За специальными машинами (59-64) расположено микроволновое устройство (74), в котором зерно (12) подвергается воздействию микроволнового излучения.

Микроволновое устройство (74) может быть также расположено непосредственно за отлежной емкостью (3).

На фиг. 9 и 10 представлен вальцовый станок (68) с вальцом (16). Подвергаемый помолу продукт подводят к вальцовому станку (68) в направлении стрелки (G).

После помола смолотый продукт падает по всей ширине в направлении стрелки (Н) прямолинейно вниз на транспортирующее устройство, которое выполнено в виде виброжелоба (65) или шнекового транспортера (не показан). Продукты помола подводятся виброжелобом (65) к устройству (66) для всасывания продуктов помола. Отсюда продукты помола подводятся к трубе (67) и от нее транспортируются к следующим вальцовым станкам или к плоскому ситу.

Благодаря прямолинейному падению продуктов помола вниз осуществляется "принудительная очистка", так как продукты помола не могут скапливаться на наклонно расположенных металлических ситах или поверхностях труб. Все или почти все продукты помола принимаются транспортировочным устройством.

Вальцы согласно изобретению выполнены из отбеленного или серого чугуна, стали, пластмассы, керамики, резины, меди и/или камня.

На фиг. 11 изображена первая пара (4) вальцов, содержащая вальцы (10 и 11), которые создают силы сжатия и сдвига, действующие на зерно, и вторая пара (5) вальцов, содержащая вальцы (16 и 17). За второй парой (5) вальцов расположена режущая мельница (75), которая сильно измельчает продукты помола пары (5) вальцов. После выхода из режущей мельницы смолотый и измельченный продукт подают на плоское сито (8). Доля муки (29) в этом варианте выполнения существенно выше, чем, например, в варианте выполнения согласно фиг.1. Можно также подавать просев плоского сита (8) на режущую мельницу (76).

На фиг. 12 показана режущая головка (77), содержащая смонтированные на расстоянии друг от друга колонны вертикальных ножей (78). Между ножами (78) предусмотрены сепараторы (79). Внутри режущей головки (77) ротор (80) перемещает продукт (81) к расположенным на равных расстояниях друг от друга горизонтальным сепараторам. Маленькие частицы продукта, которые проникают между сепараторами (79), измельчаются смонтированными на расстоянии друг от друга колоннами вертикальных ножей (78). Отделенные частицы (82) выбрасываются наружу центробежной силой режущей головки (77). Наружная поверхность стенки между вертикально расположенными ножами (78) выполнена вогнутой, чтобы предотвратить выделение тепла при трении. Благодаря этому гарантируется, что испарение от зерна не будет очень большим.

На фиг.13 показана микрорежущая головка (83), которая содержит микрорежущую панель (84). Продукт (85) подводится к ротору (86), вращающемуся с большим числом оборотов, и с высокой скоростью попадает на открытые режущие кромки (87) микрорежущей панели (84). Таким образом, мелкие частицы продукта отделяются до тех пор, пока не закончится измельчение. Частицы выбрасываются через промежуточные полости (88) между панелями (84). Благодаря высокой скорости продукт находится в микрорежущей головке (83) лишь доли секунды. Поскольку при уменьшении частиц обеспечивается точность, конечный продукт имеет частицы одинаковой величины.

Обозначения
1 - устройство,
2 - смачивающее устройство,
3 - отлежная емкость,
4, 5, 6, 7 - пары вальцов,
8 - плоское сито,
9 - труба,
10, 11 - вальцы,
12 - зерно,
13 - оболочка,
14 - эндосперм,
15 - рифля,
16, 17 - вальцы,
18, 19 - рифли,
20 - задняя грань,
21, 22, 23 - решета,
24 - бичевая вымольная машина для отрубей,
25 - бичевая вымольная машина для отрубей,
26, 27, 28 - просевы,
29 - мука,
30 - круповейка,
31 - продукты помола,
32, 33 - вальцы,
34, 35 - вальцы,
36, 37, 38, 39 - пары вальцов,
40 - плоское сито,
41, 42 - вальцы,
43, 44 - рифли,
45 - оболочка,
46 - остатки эндосперма,
47 - зазор,
48 - углубления,
49 - очистительное устройство,
50, 51, 52 - рабочие поверхности,
53 - тяжелые продукты,
54, 55 - области,
56, 57, 58 - легкие продукты,
59 - шелушильная машина или обоечная машина с сетчатым цилиндром,
60 - сепаратор,
61 - шлифовальная или полировальная машина,
62 - сортировочный аппарат (триер),
63 - шелушильная, точильная, обоечная машина с сетчатым цилиндром или полировальная машина,
64 - специальные вальцовые станки,
65 - виброжелоб,
66 - всасывающее устройство,
67 - труба,
68 - вальцовый станок,
69 - вершина рифли,
70 - впадина между рифлями,
71 - углубление,
72 - высота рифли,
73 - отводимый воздух,
74 - микроволновое устройство,
75 - режущая мельница,
76 - режущая мельница,
77 - режущая головка,
78 - нож,
79 - сепараторы,
80 - ротор,
81 - частицы,
82 - отделенные частицы,
83 - микрорежущая головка,
84 - режущая панель,
85 - частицы,
86 - ротор,
87 - режущие кромки,
88 - промежуточные полости,
A, B, C, D - стрелки,
E, F, G, H - стрелки.

Формула изобретения

1. Способ помола зерна, имеющего оболочку и ядро, в котором зерно смачивают жидкостью и воздействуют на него силой сжатия с помощью первой пары вальцов таким образом, что внутренняя структура ядра изменяется, а оболочка зерна не повреждается или повреждается незначительно; подают зерно непосредственно на вторую пару вальцов и мелют ими и затем производят дальнейший помол следующими парами вальцов и/или просеивание продуктов помола таким образом, что в качестве конечного продукта получают в основном муку, отличающийся тем, что зерно смачивают так, что оболочка зерна имеет более высокую влажность, чем ядро, при этом на зерно с помощью первой пары вальцов воздействуют, наряду с силой сжатия, также силой сдвига, а вальцы второй пары вальцов имеют рифленую наружную поверхность.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после второй пары вальцов или после одной из следующих за ней пар вальцов зерно подают на пару вальцов, в которой наружная поверхность обоих вальцов выполнена гладкой или приблизительно гладкой, так что еще остающиеся на оболочке частицы эндосперма при прохождении через эту пару вальцов, по меньшей мере, частично отделяются от оболочки.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что оболочку зерна смачивают приблизительно равномерно.

4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что зерно после или во время смешивания с жидкостью пропускают непрерывно или порциями через вибрационное устройство так, что в вибрационном устройстве смесь зерна с жидкостью подвергается действию больших ускоряющих сил.

5. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что зерно перед смачиванием жидкостью очищают.

6. Способ по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что зерно перед смачиванием жидкостью или после него подвергают специальной подготовке.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что зерно при специальной обработке подводят к шелушильной машине, обоечной машине с сетчатым цилиндром, шлифовальной машине, полировальной машине, сепаратору, очистительному аппарату, машине для отделения зародыша от зерна, специальным мельничным поставам и/или специальным вальцовым станкам и в них обрабатывают.

8. Способ, по меньшей мере, по одному из пп.1-7, отличающийся тем, что во время или после помола падающие частицы отрубей подают на бичевую вымольную машину для отрубей.

9. Способ, по меньшей мере, по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что во время помола падающие частицы дунста и крупки собирают и подают на вальцовые станки.

10. Способ, по меньшей мере, по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что зерно после смачивания жидкостью и перед помолом подвергают воздействию микроволнового излучения.

11. Способ, по меньшей мере, по одному из пп.1-10, отличающийся тем, что продукты помола подвергают воздействию микроволнового излучения.

12. Способ, по меньшей мере, по одному из пп.1-11, отличающийся тем, что зерно после второй пары вальцов и/или одной из следующих пар измельчают в режущей мельнице.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что зерно измельчают в режущей мельнице режущей головкой и/или микрорежущей головкой.

14. Способ, по меньшей мере, по одному из пп.1-13, отличающийся тем, что зерно мелют в двойном вальцовом станке или многовальцовом станке, причем помол производят, по меньшей мере, одной парой вальцов вальцового станка.

15. Устройство для осуществления способа, по меньшей мере, по одному из пп. 1-14, содержащее смачивающее устройство для смачивания зерна жидкостью; расположенную за смачивающим устройством первую пару вальцов; по меньшей мере, одну расположенную непосредственно за первой парой вальцов следующую пару вальцов для помола зерна и, по меньшей мере, одно расположенное за ней плоское сито, отличающееся тем, что первая пара вальцов выполнена в виде пары вальцов, воздействующих на зерно силами сжатия и сдвига, причем один валец имеет гладкую или приблизительно гладкую наружную поверхность, а другой валец рифленую наружную поверхность; расположенная непосредственно за ней пара вальцов имеет рифленые вальцы, а за этой парой вальцов расположена, по меньшей мере, одна следующая пара вальцов и/или, по меньшей мере, одна режущая мельница.

16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что вальцы первой пары вальцов имеют приблизительно равные скорости вращения.

17. Устройство по п.15, отличающееся тем, что вальцы первой пары вальцов имеют разные скорости вращения.

18. Устройство по одному из пп.15-17, отличающееся тем, что второй валец первой пары вальцов имеет по меньшей мере девять рифлей на сантиметр.

19. Устройство по одному из пп.15-18, отличающееся тем, что второй валец первой пары вальцов имеет уклон рифлей +/- (2-4)^o.

20. Устройство по одному из пп.15-19, отличающееся тем, что за второй парой вальцов или одной из следующих пар вальцов расположена еще одна пара вальцов, причем вальцы этой пары выполнены гладкими, приблизительно гладкими или шероховатыми.

21. Устройство по п. 20, отличающееся тем, что вальцы еще одной пары имеют равные или приблизительно равные скорости вращения.

22. Устройство по одному из пп.15-21, отличающееся тем, что, по меньшей мере, в одной из пар вальцов, расположенных за первой парой вальцов, вальцы имеют разные скорости вращения.

23. Устройство по одному из пп.15-22, отличающееся тем, что вальцы, по меньшей мере, одной пары вальцов, расположенной за первой парой вальцов, имеют от девяти до шестнадцати рифлей на сантиметр.

24. Устройство по одному из пп. 15-23, отличающееся тем, что рифли вальцов, по меньшей мере, одной пары вальцов, расположенной за первой парой вальцов, имеют скругленные поверхности рифлей и/или скругленные впадины между рифлями.

25. Устройство по одному из пп.15-24, отличающееся тем, что первая пара вальцов и, по меньшей мере, одна расположенная за ней пара вальцов выполнены в виде многовальцового станка.

26. Устройство по одному из пп.15-25, отличающееся тем, что первая пара вальцов, по меньшей мере, одна расположенная за ней пара вальцов и пара с вальцами, которые имеют гладкую или приблизительно гладкую наружную поверхность, выполнены в виде многовальцового станка.

27. Устройство по одному из пп.15-26, отличающееся тем, что вальцы пар, выполненных с рифлеными наружными поверхностями, расположены друг относительно друга так, что при вращении вальцов задние грани рифлей одного вальца и задние грани рифлей другого вальца расположены друг против друга.

28. Устройство по одному из пп.15-27, отличающееся тем, что вальцы имеют диаметр от 200 до 300 мм.

29. Устройство по одному из пп.15-28, отличающееся тем, что быстроходные вальцы имеют частоту вращения от 450 до 500 об/мин.

30. Устройство по одному из пп.15-29, отличающееся тем, что вальцы, по меньшей мере, одной из последних пар вальцов имеют рифли со срезанными вершинами.

31. Устройство по п. 30, отличающееся тем, что вальцы последней пары вальцов имеют гладкую или приблизительно гладкую наружную поверхность.

32. Устройство по п.30 или 31, отличающееся тем, что вальцы, по меньшей мере, одной из последних пар вальцов имеют разные скорости вращения.

33. Устройство, по меньшей мере, по одному из пп.15-32, отличающееся тем, что устройство содержит очистительное устройство, установленное перед смачивающим устройством.

34. Устройство по п.33, отличающееся тем, что очистительное устройство выполнено в виде устройства, работающего с помощью потока воздуха, и имеет рабочие поверхности в виде пробивных решет, специальных сит и/или проволочной сетки с различной шириной ячеек.

35. Устройство по п.34, отличающееся тем, что рабочие поверхности выполнены с возможностью регулирования наклона независимо друг от друга.

36. Устройство, по меньшей мере, по одному из пп.15-35, отличающееся тем, что смачивающее устройство имеет вибрационное устройство, состоящее из расположенной примерно вертикально трубы, которая соединена с двигателем, сообщающим ей колебательное движение.

37. Устройство, по меньшей мере, по одному из пп.15-36, отличающееся тем, что за смачивающим устройством расположена отлежная емкость.

38. Устройство, по меньшей мере, по одному из пп.15-37, отличающееся тем, что за смачивающим устройством или отлежной емкостью расположено устройство для контроля влажности наружной поверхности.

39. Устройство, по меньшей мере, по одному из пп.15-38, отличающееся тем, что перед смачивающим устройством или за ним расположено устройство для специальной подготовки.

40. Устройство по п.39, отличающееся тем, что устройство для специальной подготовки содержит машину для отделения зародыша от зерна, шелушильную машину, обоечную машину с сетчатым цилиндром, шлифовальную машину, полировальную машину, сепаратор, сортировочный аппарат, специальные мельничные поставы и/или специальные вальцовые станки.

41. Устройство, по меньшей мере, по одному из пп.15-40, отличающееся тем, что одна или несколько пар вальцов выполнены в виде вальцовых станков.

42. Устройство по п.41, отличающееся тем, что в вальцовом станке во время помола приводятся одна или большее количество пар вальцов.

43. Устройство по п.41 или 42, отличающееся тем, что вальцовые станки имеют нижний выпуск, расположенный таким образом, что продукты помола падают прямолинейно вниз.

44. Устройство, по меньшей мере, по одному из пп.41-43, отличающееся тем, что под вальцовыми станками расположено транспортировочное устройство.

45. Устройство, по меньшей мере, по одному из пп.41-44, отличающееся тем, что вальцовые станки выполнены с возможностью контроля вибрации или контроля децибел.

46. Устройство, по меньшей мере, по одному из пп.15-45, отличающееся тем, что перед смачивающим устройством или за ним расположено устройство для регулировки температуры зерна.

47. Устройство, по меньшей мере, по одному из пп.15-46, отличающееся тем, что за отлежной емкостью и/или по меньшей мере одним из устройств для специальной подготовки расположено микроволновое устройство.

48. Устройство, по меньшей мере, по одному из пп.15-47, отличающееся тем, что за последним вальцовым станком и/или последним плоским ситом расположено микроволновое устройство.

49. Устройство, по меньшей мере, по одному из пп.15-48, отличающееся тем, что за второй парой вальцов и/или следующими парами вальцов расположена режущая мельница с режущей головкой и/или микрорежущей головкой.

Приоритет по пунктам и признакам:
09.07.97 - по пп.1-9, 16-41 и 43-46 и все признаки п.15, за исключением признака "и/или, по меньшей мере, одна режущая мельница";
01.08.97 - по пп.10, 11, 47 и 48;
01.07.98 - по пп.12-14, 42 и 49 и указанный выше признак п.15.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13