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PROCEDE ET APPAREIL POUR DECORTIQUER LES GRAINS DES CEREALES.
Cette invention concerne un procédé et un appareil pour décor- tiquer les grains des céréales, et plus particulièrement un procédé et un appareil pour décortiquer des grains d'avoine par choco
Une phase importante de la mouture des grains davoine est 1-'enlèvement de l'enveloppe du gruau,, ce qui est relativement facile par friction entre des meules ou par 1?emploi de meules horizontales garnies d'émeri, car les enveloppes des grains sont écailleuses et assez lâches.
En tout cas,, pour éviter de détériorer les gruaux, la détermination des dimensions est très importante parce.que la distance entre les meules est fixe; ainsi, les avoines sont généralement classées en trois ou six gran- deurs ou davantage, suivant la longueur et la largeur, par exemple les grosses, moyennes, petites et fines avoines. Ceci nécessite des manipula- tions supplémentaires, plus d9outillage et,.plus de temps et de frais.
L'invention a notamment pour objets un procédé de décorticage continu qui supprime la nécessité de ce classement., et un appareil simple et économique pour réaliser ce procédé et qui nettoie aussi légèrement les gruaux pour en enlever les parties velues.
Afin que 1?invention soit bien comprise, on la décrira ci-après en se référant aux dessins annexés qui montrent une forme d'exécution de l'invention et dans lesquels :
Fig. 1 est une vue en élévation de côté d'un appareil à décor- tiquer,, dont une partie est arrachée et d'autres parties sont représentées en coupe transversale.
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Fige lA est une vue fragmentaire en coupe verticale d'une autre forme d'exécution d'une partie de cet appareil.
Figo 2 est une vue fragmentaire à plus grande échelle, en coupe horizontale suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1.
Figo 3 est une vue à plus grande échelle d'une partie du dispo- sitif d'alimentation représenté sur la Fige la
Figs. 4, 5 et 6 sont des vues schématiques agrandies de diffé- rentes phases du décorticage.
Dans la réalisation pratique du procédé de décorticge de l'avoine,ici décrit, on tire parti des caractéristiques structurales par- ticulières d'un grain d'avoine. Le grain d'avoine comprend l'enveloppe ou écorce et le noyau habituellement appelé gruau. L'écorce d'avoine pro- prement dite est une structure librement lamellée comprenant plusieurs particules en forme de feuilles minces allongées qui sont très étroites en comparaison de leurs longueurs et ne sont fixées au gruau- que par une extrémité seulement.
L'extrémité du gruau à laquelle les feuilles de l'écorce sont fixées, sera appelée l'extrémité germe du gruauo Ces feuil- les de l'écorce entourent l'autre extrémité du gruau assez librement; en conséquence, elles ne forment pas un¯sommet ou-une pointe comme elles le font à l'extrémité germe du gruau, où elles sont fixées. En d'autres termes., un grain d'avoine affecte la.forme d'un projectile., tel qu'une fu- Sée, l'extrémité côté germe de l'avoine ressemblant à la tête de la fusée et les feuilles ou couches d'écorce libres a l'autre extrémité de l'avoine ressemblant aux ailettes de l'extrémité postérieure de la fusée.
D'autre part, on a constaté que ces minces feuilles d'écorce entourent si librement le gruau qu'elles peuvent en être séparées facilement, sauf à l'extrémité germe où elles sont fixées.
Suivant le procédé de décorticage qui fait l'objet de cette invention, les grains d'avoine sont projetés comme de minuscules fuséeso Il est possible qu'une grande proportion des grains prennent au cours de leur trajectoire une attitude semblable à celle d'une fusée, c'est-à-dire que le germe à une extrémité du gruau étant plus lourd que le reste de celui-ci., cette extrémité du grain d'avoine devient l'extrémité avant pen- dant qu'il accomplit sa trajectoire, tandis que les extrémités libres non fixées des feuilles de l'écorce deviennent l'extrémité arrière du graine Une notable vitesse est imprimée aux différents grains qui sont dirigés contre la surface d'impact, laquelle est de nature irrégulière comme celle d'un corps agissant par abrasion, tel qu'une meule grossière.
Lorsque l'extrémité avant ou extrémité germe des grains.d'avoie heurte cette sur- face rugueuse, la trajectoire des grains- étant différente de la normale à cette surface rugueuse, l'extrémité avant de chaque grain est brusquement arrêtée et, en réalité, elle est-momentanément maintenue par une partie de la surface rugueuse L'extrémité germe de l'avoine est en conséquence soumise au moment du choc à un- effort considérable qui tend à réduire l'ad- hérence entre le gruau, et l'écorce. Il est fort probable-que tous les grains d'avoine n'occupent pas cette position pendant la projection.
En réalité, les extrémités d'une. certaine partie des grains- d'avoine opposées aux extrémités germe peuvent constituer les extrémités-avant et frapper en premier lieu la surface rugueuse. Dans ces conditions, cette extrémité plus tendre de l'avoine peut amortir quelque peu le choc et réduire un peu la vitesse mais pas suffisamment pour éliminer l'action de décorticage.
Comme le gruau est de structure beaucoup plus dense et comprend de loin à l'état d'agrégat complet la majeure partie du poids du grain, il possède une inertie beaucoup plus grande que les légères feuilles minces de l'écorce. En conséquence, comme il possède au moment du choc sur la face rugueuse un moment instantanément disponible beaucoup plus grand que les
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feuilles légères de l'écorce, il se détache librement et se sépare de celles- ci. Ceci, évidemment, réduit notablement la vitesse du gruau., mais en rai- son de sa nature compacte, intégrale, ce dernier continue à 'se mouvoir à une vitesse considérable et favorable.
D'autre part, les feuilles d'écorce ain- si séparées étant relativement très légères et présentant de grandes surfa- ces, elles subissent un ralentissement très important et continuent àese@dêpla- cer à une vitesse considérablement réduite,\) en quelque sorte comme si elles voltigeaient. Ceci réduit l'attrition à un degré négligeable de telle sor- te que la farine de son indésirable est éliminée du produit final.
Le gruau proprement dit,\) séparé de son 'écorce, est couvert de filaments minuscules semblables à des poils. Ces filaments et leurs parti- cules sont indésirables dans le produit finale de telle sorte qu'on tire profit de la vitesse continue relativement élevée du gruau décortiqué pour - enlever ces poils par une action de rapage à mesure que le gruau continue à frotter contre la surface rugueuse. Cette action de rapage se prolonge pendant un temps suffisamment long pour arracher dans une forte mesure les filaments pileux du gruau. Ces filaments, de même que les légères feuilles de l'écorce sont facilement enlevés ou séparés du gruau d'une manière appro- priée quelconque, par exemple par une aspiration ou un blutage subséquent.
Une manière de mettre le procédé ci-dessus décrit en pratique consiste à employer la machine représentée sur le dessin annexée Cette ma- chine est équipée d'un rotor horizontal en forme de disque, cloisonné radia- lement par des aubes de roue centrifuge le rotor recevant un courant ou flux uniforme de grain au moyen d'un dispositif de réglage du débit du cou- rant de produits. Lorsque ce grain est amené dans le rotor il est soumis à une action centrifuge de telle sorte qu'une vitesse très élevée est impri- mée à chaque grain, qui parcourt alors une trajectoire-ou prend une attitu- de de vol semblable à celles d'une fusée,, comme o'est décrit ci-dessus.
Une garniture d'impact à surface rugueuse semblable à celle d'une meule re- lativement grossière contre laquelle les grains sont lancés ou projetés de telle manière que la trajectoire des différents grains est inclinée,: par rapport à la surface d'impact au point d'impact plutôt que d'être normale à cette surface, entoure ce rotor. Ainsi les grains ont, au moment du choc, une vitesse à composantes radiale et périphérique et tourbillonnent par conséquent sur la surface de la garniture avant de tomber de celle-ci sous l'action de la pesanteuro La partie-inférieure de la garniture a la forme d'une jupe contre laquelle les gruaux décortiqués se frottent en produisant ainsi une action de rapage qui enlève les-fins filaments pileux des gruaux.
La Fig. 1 montre qu'une enveloppe 10 et le mécanisme déoorti- queur qui y est enfermé sont supportés par un châssis 12 qui repose sur des montants ou supports 14. Un rotor indiqué d'une façon générale en 16 est fixé à un arbre vertical 18 que fait tourner par exemple un moteur éleotri- que et une transmission à vitesse variable indiquée d'une façon générale en 20, montés sur l'enveloppe 10. La partie motrice à vitesse variable de la transmission 20 peut être d'un type convenable quelconque mais est de préférence établie de telle façon que le rotor peut atteindre facilement différentes vitesses pour tenir compte des conditions variables dans les- quelles se trouvent les avoines., et aussi des différentes sortes d'avoines.
La matière est amenée dans le décor liqueur par un ou plusieurs tuyaux d'en- trée 22 qui la conduisent dans une fente annulaire indiquée d'une façon gé- nérale en 24, dont la largeur peut être réglée comme c'est décrit ci-après pour obtenir un flux et une répartit-ion uniformes de la matière au rotor à la vitesse désirée. Le rotor 16 comprend une plaqua ou un disque de fond 16a de forme circulaire et approximativement.. plane¯, mais dont la partie centrale est établie de manière à présenter une section tronconique 27 et un moyeu conique 26 qui s'ajuste sur un arbre 18. Un écran circulaire fi- xe 60 est fixé à l'enveloppe 10 et entoure le moyeu 26, l'écran étant éta- bli sous une forme telle que le courant de matières passant dans la fen- te 24 est dirigé vers l'extérieur sur la section 27 du rotor.
Chaque grain
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est ainsi déposé à peu près à la même distance du centre du rotor qui tour- ne rapidement et rejette le grain sous 1'action de la force centrifuge vers le bord où il frappe la garniture 28, comme c'est décrit plus en détail ci- après. La matière traitée descend sous l'effet de la gravité dans une tré- mie 30 qui est fermement fixée au carter 10a du décortiqueur par des bou- lons 32, des écrous à ailettes 34 et des oreilles 36.,,le carter étant à son tour fixé au fond de l'enveloppe 10 d'une manière appropriée quelconque.
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Le bord supérieur 30a de la trémie 30 repose dans un logement lob du car- ter 10a de manière à empêcher le déplacement latéral de la trémie et amortir les vibrationso Une sortie 38 est ménagée à la base pour évacuer le mélange de gruaux., d'écorces et de fragments d'écorces.
Le dispositif qui forme la fente réglable 24 est représenté sur les Figso 1 et 3. Un'distributeur 62 placé au-dessus de la surface tronconique 27 du rotor présente une forme à peuprès cylindrique à l'extérieur et une forme d'entonnoir à l'intérieur et il est maintenu en place par un filetage 64, formé sur sa surface externe, qui se visse dans la bague 63.
Cette dernière a une. forme cylindrique et repose à l'intérieur d'une ouver-
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ture ménagée a cet effet dans le carter 1cula,, le bord supérieur z étant pourvu d'une bride pour dépasser latéralement cette ouverture et reposer sous la partie inférieure 22a des entrées 22 qui est susceptible de s'adap- ter à ce bord supérieur et maintenir ainsi la bague fermement en place.
Seul un segment relativement court 64a du distributeur 62 est fileté le restant étant échancré sauf à la partie supérieure, où un rebord 65 est laissé pour empêcher que le distributeur 62 ne puisse être serré à une pro- fondeur dépassant une mesure prédéterminée. En conséquence, il n'y a pas de danger que le distributeur 62 puisse fermer la fente 24 ou dépasser la
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bague 63 et tomber sur le rotor 16, ni s'élever au-dessus du filetage 64- et permettre ainsi le passage d'un ±lux,inconsidéré de matières.
Au-dessous du segment fileté 64a du distributeur 62 se trouve une section allongée en forme de jupe 61 qui s'étend au-dessous de la par- tie supérieure du disque 44 du rotor 16 pour empêcher la matière de s'é-
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chapper en passant entre les aubes 40 du rotor (Fig. 3). L'intérieur 6go présente une conicité formant entonnoir jusqu'à une arête chanfreinée 62b qui constitue l'un des côtés de la fente 2fo A l'intérieur du di-strihu- teur 62 s'adapte un écran 60 qui présente du jeu autour du moyeu 26 du
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rotor 16 et est fermement fixé au bord supérieur 22b¯. des entrées 22. L'écran 60 est à peu près cylindrique à sa partie supérieure 60a et s'éva- se en une partie- tronconique 60b en un point situé au-dessous du bord
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chanfre-iné 62h du distributeur 62.
La fente 24 dans laquelle la matiè- re passe est indiquée par des flèches sur la Figo 3 et est ainsi formée par l'ouverture entre la section 60b de l'écran 60 et le bord chanfreiné
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62b du distributeur 62. Comme la section bol s'étend jusqu'en un point situé aumdessous, du bord chanfreiné 62b et présente une conicité qui s'en écarte on peut- en réglant verticalement la position du distributeur 62 faire varier les dimensions- de la fente 24.
Pour qu'on puisse faire ce réglage sans enlever le rotor 16 du décortiqueur,, des chevilles 66 sont fixées sur les côtés opposés du distributeur 62 de façon qu'on puisse faire tourner ce dernier tant dans le sens du mouvement des aiguilles
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d'une montre que dans le sens contraire-, au moyen d'une calé- 70 en forme de U qu'on peut introduire dans des trous 68 ménagés- dans- le rotor 16 à cet effet (Figo 1).
Le dispositif d'alimentation à étranglement fonctionne ainsi pour recevoir la matière d'une nappe cylindrique et la répartir en un courant annulaire sur la surface de révolution 27 du rotor 16. Il en résulte qu'une certaine orientation est donnée aux différents grains indi-
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viduellement et que quelques grains seulement sont déposée a la fois sur chaque segment du rotor.
En llIai11'temmt l'écran 60 fixe et en lui faisant dépasser le bord iriférieur de l'entonnoir du distributeur 62., on peut faire varier l'ouverture de la fente simplement en réglant la position du
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distributeur 62 fans le sens verticale
En se référant aux Figo 1 et 2, on voit qu'une série d'aubes radiales 40 sont montées sur la surface supérieure de la plaque inférieure 16a du rotor 16, deux de ces aubes étant représentées en élévation.sur la Fig. 1, tandis que la Figo 2 en montre seize en plan., Sur le sommet de ces aubes est monté un disque annulaire plat 44.
Les bords externes des aubes 40 et du disque 44 sont taillés- en biseau comme le montre la Figo 1, dans un but qui sera indiqué ci-après. Un. certain nombre de vis 42 pas- sent au travers du disque 44 et des aubes 40 et sont vissées dans la pla- que inférieure 16a pour maintenir les différentes pièces en place, en for- mant ainsi des passages radiaux dans le rotor entre les surfaces supérieure et inférieure de ce derniero Ainsi qu'on peut le voir sur la Figo 2, le fond de chacun de ces passages formés par la surface supérieure de la pla- que 16a est relativement limité par les aubes adjacentes 40.
Par conséquent, le mouvement des grains individuels sur leurs surfaces est sensiblement ra- dialo L'effet de @eci est double. Non seulement la vitesse imprimée aux grains est maximum mais l'attrition de ceux-ci est réduite à un minimum car les aubes empêchent les grains de glisser sur la surfacé supérieure de la plaque inférieure 16a autrement que le long de la base des aubeso Ceci empêches ou du moins réduit sensiblement la production de fines particules qui sont relativement difficiles à séparer pendant les dernières phases de la mouture,. En outre, les grains tendent à se placer dans le prolongement l'un de l'autre et à suivre des trajectoires uniformes, comme c'est décrit ci--dessus.
Le rotor 16 est fixé d'une manière amovible à l'arbre 18 par un écrou 47 qu'on visse à l'extrémité de l'arbre 18 dans une cavité 54 mé- nagée dans le moyeu du rotoro L'arbre 18 présente de la conicité dans la direction de son extrémité filetée et une partie 48 du moyeu 26 présente un alésage cylindrique pour ne former que deux surfaces d'appui 50 et 52 de manière à faciliter l'enlèvement du rotor de l'arbre. L'enlèvement est en outre facilité par la disposition d'un écrou arracheur 58 qui se visse dans le taraudage 56 de la cavité 54 lorsque l'écrou 46 n'est pas en place et s'applique sur l'extrémité inférieure de l'arbre 18 pour dégager le moyeu de rotor de l'arbre 18.
Cette disposition permet d'enlever le rotor 16 facilement du fond du décortiqueur en vue du nettoyage et du réglage des organes lorsque cest nécessaireo
Ainsi qu'il a été brièvement indiqué ci-dessus, la garniture 28 entoure le rotor 16 de manière à arrêter les grains projetés à grande vitesse par celui-ci. La garniture 28 est de préférence faite en une ma- tière céramique non vernie pour former une-surface rugueuse présentant de grandes qualités au point de- vue frictiono La face extérieure est cylin- drique et ses dimensions sont déterminées de façon qu'elle suit légèrement séparée du carter 10a.
La partie supérieure 28a est plus- épaisse que le restant et sa surface supérieure 28b est plane et s'adapte exactement contre le carter 10a où elle est fixée par tout dispositif appropriéo Le diamètre interne maximum se trouve près de-la- partie inférieure qui for- me une jupe allongée 76 dont la face inférieure 76a est taillée en biseau pour s'adapter au profil.de la trémie 30. Dans cette disposition, la gar- niture 28 est fermement fixée à l'enveloppe du décortiqueur de telle sorte que l'intervalle qui la sépare de la périphérie du rotor 16 sera maintenu même dans les conditions de-vibrations les plus sévères. La section la plus lourde forme une assise ferme et amortit les vibrations, tandis que l'intervalle libre sur sa circonférence empêche les efforts et les ruptu- res après un service prolongé.
La surface d'impact 74 est située entre la section lourde 28a et la jupe 76 de la garniture 280 Elle présente une-conicité entre les deux sections approximativement, suivant le même angle que le bord extérieur des aubes 40 et du disque 44 du rotor 16 et forme- ainsi une surface obli- que contre laquelle les grains d'avoine sont décortiqués,et déviés ensuite
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vers le bas. L'espace entre les surfaces en biseau du rotor 16 et de la gar- niture 28 laisse un intervalle 72 dans lequel la matière est projetée avant de frapper la garniture 28, laissant ainsi aux forces directrices complexes qui agissent sur chaque grain le temps nécessaire pour se développer.
Par cette construction, le décortiqueur est pourvu d'une forte garniture abrasi- ve fixe contre laquelle la matière est projetée pour être décortiquée et dé- tournée du bard du rotor de haut en bas pour subir une nouvelle action de nettoyage sur le pourtour de la face intérieure de la jupe 76.
La Figo lA montre une autre forme de la garniture 28, indiquée d'une façon générale en 90. Ici, comme dans le cas de la garniture repré- sentée sur la Fig. 1, la garniture 90 entoure le rotor 16 et est faite en une matière céramique non vernie présentant une surface d'impact rugueuse., contre laquelle les grains d'avoine sont projetés. La garniture 90 présen- te une surface extérieure cylindrique 91 d'un diamètre légèrement inférieur au diamètre interne du carter 10a de façon à pouvoir y âtre facilement in- stallée en- laissant ainsi un léger 'jeu entre la garniture et le carter.
La garniture 90 présente une surface conique ou évasée de haut en bas vers l'ex- térieur 92, dont le bord supérieur 92a se trouve de préférence dans un plan situé au-dessus du plan du rotor 16, tandis que le bord inférieur 9;La se trouve bien au-dessous de la partie inférieure du rotor. Dans certains cas, on a trouvé qu'une surface telle- que 92 est préférable du fait 'que tout en étant absolument' efficace comme surface de rapage elle ne provoque pas le bris des gruaux comme cela pourrait se- produire si l'on employait la forme de garniture représentée sur la Figo 1. Sous tous- autres rapports la garni- ture 90 agit à peu près de la même manière que la garniture 28.
La machine à décortiquer fonctionne comme suit
Un courant de matières par exemple des grains d'avoine, est amené par les entrées 22 et passe dans la fente annulaire-24., préalablement réglée, entre l'écran 60 et le distributeur 62 pour tomber sur la surface tronconique tournante de la section 27 du- rotor 16.
On notera ici que la jupe 61 du distributeur 62 empêche la matière d'arriver sur la face supé- rieure du disque 44 de telle sorte que la répartition doit se- faire par les passages radiaux entre les aubes 40. Les grains individuels-sont rejetés rapidement du moyeu-le long des aubes 40, acquérant de la vitesse pendant leur parcours, et la plupart d'entre eux s'orientent de manière que l'ex- trémité germe du grain se trouve-en avant, et., lorsqu'ils sont. chassés du bord du rotor sous un-angle compris entre la tangente et une ligne à 45 sur la tangente, ils sont projetés à une grande vitesse à travers l'entre- fer 72 contre la- surface d'impact 74 de la garniture 20.
Lorsqu'ils frappent la garniture 28, les grains se dénudent par le procédé représenté schéma- tiquement sur les Figs. 4, 5 et 6. Un grain orienté 80 est représenté sur la Figo 4 au moment où il s'approche de la surface d'impact 74 de la garni- ture 28 suivant un certain-angle., l'extrémité germe 80a où les écorces ;sont fixées au gruau se trouvant en avant et l'extrémité libre 80b en arriéreo Lorsque le nez 80a frappe la surface rugueuse de la garniture 28 comme c'est représenté sur la Fig. 5, son mouvement est quelque peu. arrêté et retardé, car cette surface rugueuse agit comme un frein sur le nez du grain.
Le gruau 82 étant plus lourd et possédant un moment-d'inertie considérable, continue son mouvement et s'arrache de son écorce qui l'enveloppe libre- ment, comme c'est représenté sur la Figo 50
Figo 6 montre le gruau 82 complètement séparé.de sop. écorce 84 et continuant à se déplacer en avant, tandis que l'écorce 84 est arrêtée con- tre la surface d'impact 74. A ce moment le gruau possède un moment résiduel Considérable, de telle sorte que lorsqu'il est détourné bers le bas- par uni- té de 1-'inclinaison de la surface 74 il se frotte contre la jupe 76 de la garniture 28 et enlève ainsi les poils 86 de sa surface.
Les gruaux aussi bien que les écorces. sont- déviés vers le bas et tombent finalement sous l'action de la pesanteur dans la trémie 40 et à travers l'orifice de sortie
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38 pour passer au Boulin.
Bien qu'on ait décrit des formes d'exécution particulières de l'invention, il est bien entendu que diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour décortiquer des grains de céréales qui compren- nent un gruau relativement- lourde de forme allongée., avec des- feuilles d'écorce relativement légères qui y sont attachées à une extrémités consis- tant à imprimer aux grains individuels d'un courant ou flux de grains une vitesse prédéterminée par le caractère du grain, et à arrêter momentanément le mouvement de son extrémité avant, de manière à créer ainsi des tensions- internes à l'extrémité de chaque grain oû se trouve le germe pour rompre l'adhérence entre ce germe et les partiel de l'écorce qui y adhèrent sans quen même temps le mouvement du gruau ne soit sensiblement entravé,, de tel- le sorte que ce dernier se dégage des parties d9écorce plus légères.
2. Procédé pour décortiquer les grains de céréales qui compren- nent du gruau relativement lourde de forme allongée, avec des feuilles d'écorce relativement légères qui y sont attachées à une extrémité consis- tant à imprimer une grande vitesse aux grains et à les faire venir en con- tact avec une surface d9impact rugueuse, ¯de telle sorte que la différence d'inertie entre le gruau et les feuilles d9écorce légères jointe. au-fait que la sur- face deimpact rugueuse arrête momentanément le mouvement de l'extrémité percutante du grain., a pour effet- de séparer les feuilles- d.\) écorce du gruau.
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PROCESS AND APPARATUS FOR PULLING GRAINS FROM CEREALS.
This invention relates to a method and apparatus for decorating cereal grains, and more particularly to a method and apparatus for husking oat grains by choco.
An important phase in grinding oats is the removal of the husk from the oatmeal, which is relatively easy by friction between grindstones or by the use of horizontal grindstones lined with emery, because the husks of the grains are scaly and quite loose.
In any case, to avoid damaging the groats, determining the dimensions is very important because the distance between the grinding wheels is fixed; thus, oats are generally graded into three or six or more sizes, depending on length and width, for example large, medium, small and fine oats. This requires additional handling, more tooling, and more time and expense.
The objects of the invention are in particular a continuous shelling process which eliminates the need for this classification, and a simple and economical apparatus for carrying out this process and which also lightly cleans the groats to remove the hairy parts.
In order for the invention to be fully understood, it will be described below with reference to the accompanying drawings which show an embodiment of the invention and in which:
Fig. 1 is a side elevational view of a decorating apparatus, part of which is broken away and other parts are shown in cross section.
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Fig 1A is a fragmentary view in vertical section of another embodiment of part of this apparatus.
Figo 2 is a fragmentary view on a larger scale, in horizontal section taken along line 2-2 of Fig. 1.
Figo 3 is a view on a larger scale of part of the feed device shown in Fig.
Figs. 4, 5 and 6 are enlarged schematic views of different phases of the dehulling.
In carrying out the oat shelling process described herein in practice, advantage is taken of the particular structural characteristics of an oat grain. The oat grain consists of the husk or rind and the kernel, usually called oatmeal. The oat bark proper is a loosely laminated structure comprising several elongated thin leaf-like particles which are very narrow in comparison to their lengths and are attached to the oatmeal at only one end.
The end of the oatmeal to which the leaves of the bark are attached will be called the germ end of the oatmeal. These leaves of the bark surround the other end of the oatmeal fairly loosely; therefore, they do not form a peak or point as they do at the germ end of the oatmeal, where they are attached. In other words, a grain of oats affects the shape of a projectile, such as a fuze, the germ side end of the oats resembling the head of the spindle and the leaves or layers of loose bark at the other end of the oats resembling the fins on the posterior end of the spindle.
On the other hand, it has been found that these thin sheets of bark surround the oatmeal so loosely that they can be easily separated from it except at the germ end where they are attached.
According to the husking process which is the object of this invention, the oat grains are thrown like tiny rockets o It is possible that a large proportion of the grains assume during their trajectory an attitude similar to that of a rocket , that is, the germ at one end of the oatmeal being heavier than the rest of it., that end of the oat kernel becomes the front end as it completes its trajectory, while the loose, loose ends of the leaves of the bark become the rear end of the seed A noticeable speed is imparted to the various grains which are directed against the impact surface, which is irregular in nature like that of an acting body by abrasion, such as a coarse grinding wheel.
When the front end or germ end of the avoie kernels strikes this rough surface, the trajectory of the kernels- being different from the normal to this rough surface, the front end of each kernel is abruptly stopped and in reality , it is momentarily held by a part of the rough surface The germ end of the oats is consequently subjected at the moment of impact to a considerable force which tends to reduce the adhesion between the oatmeal, and the bark. It is very likely that not all oat kernels occupy this position during projection.
In reality, the ends of a. some of the oat kernels opposite the seed ends may form the front ends and strike the rough surface first. Under these conditions, this softer end of the oats may dampen the shock somewhat and reduce the speed a bit, but not enough to eliminate the shelling action.
As the porridge is much denser in structure and comprises, by far as a complete aggregate, most of the weight of the kernel, it has a much greater inertia than the light, thin sheets of the bark. As a consequence, as it has at the moment of impact on the rough face an instantaneously available moment much greater than the
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light leaves of the bark, it detaches freely and separates from them. This, of course, significantly reduces the speed of the porridge, but due to its compact, integral nature, the latter continues to move at a considerable and favorable speed.
On the other hand, the sheets of bark thus separated being relatively very light and having large surfaces, they undergo a very important slowing down and continue to move at a considerably reduced speed, \) in a way. as if they were fluttering. This reduces attrition to a negligible degree such that unwanted bran flour is removed from the final product.
The oatmeal itself, \) separated from its bark, is covered with tiny, hair-like filaments. These filaments and their particles are undesirable in the final product so that the relatively high continuous velocity of the husked oatmeal is taken advantage of to remove these hairs by a grating action as the oatmeal continues to rub against the grain. rough surface. This grinding action is continued for a time long enough to tear off the hairy filaments of the oatmeal to a great extent. These filaments, as well as the light leaves of the bark, are easily removed or separated from the gruel in any suitable manner, for example by suction or subsequent sifting.
One way of putting the above-described process into practice is to use the machine shown in the accompanying drawing. This machine is equipped with a horizontal disc-shaped rotor, radially partitioned by centrifugal impeller vanes. receiving a uniform flow or flow of grain by means of a device for adjusting the flow rate of the product flow. When this grain is brought into the rotor it is subjected to a centrifugal action so that a very high speed is imbued with each grain, which then travels a trajectory - or assumes a flight attitude similar to those of a rocket, as described above.
An impact liner with a rough surface similar to that of a relatively coarse grinding wheel against which the grains are thrown or thrown in such a way that the trajectory of the individual grains is inclined, with respect to the impact surface at the point impact rather than being normal to this surface, surrounds this rotor. Thus the grains have, at the moment of impact, a speed with radial and peripheral components and therefore swirl on the surface of the lining before falling from it under the action of gravity euro The lower part of the lining has the form of a skirt against which the husked groats are rubbed, thus producing a grating action which removes the fine hairy filaments of the groats.
Fig. 1 shows that a casing 10 and the deoorticator mechanism enclosed therein are supported by a frame 12 which rests on uprights or supports 14. A rotor generally indicated at 16 is attached to a vertical shaft 18 which rotates, for example, an electric motor and a variable speed transmission indicated generally at 20, mounted on the casing 10. The variable speed driving part of the transmission 20 may be of any suitable type but is preferably set up such that the rotor can easily reach different speeds to accommodate the varying conditions in which the oats are found, and also the different kinds of oats.
The material is brought into the liquor decoration through one or more inlet pipes 22 which lead it into an annular slot generally indicated at 24, the width of which can be adjusted as described above. afterwards to obtain a uniform flow and distribution of material to the rotor at the desired speed. The rotor 16 comprises a plate or a bottom disc 16a of circular shape and approximately ... planē, but whose central part is established so as to present a frustoconical section 27 and a conical hub 26 which fits on a shaft 18 A fixed circular screen 60 is attached to the casing 10 and surrounds the hub 26, the screen being so constructed that the flow of material passing through the slot 24 is directed outwards. on section 27 of the rotor.
Each grain
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is thus deposited at about the same distance from the center of the rotor which rotates rapidly and rejects the grain under the action of centrifugal force towards the edge where it strikes the liner 28, as is described in more detail below. - after. The treated material descends under the effect of gravity into a hopper 30 which is firmly secured to the casing 10a of the huller by bolts 32, wing nuts 34 and ears 36., With the casing attached to it. tower secured to the bottom of casing 10 in any suitable manner.
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The upper edge 30a of the hopper 30 rests in a housing lob of the housing 10a so as to prevent lateral displacement of the hopper and to damp vibrations. An outlet 38 is provided at the base for discharging the grits mixture. bark and fragments of bark.
The device which forms the adjustable slot 24 is shown in Figs 1 and 3. A distributor 62 placed above the frustoconical surface 27 of the rotor has an approximately cylindrical shape on the outside and a funnel shape on the outside. 'inside and it is held in place by a thread 64, formed on its outer surface, which screws into the ring 63.
The latter has one. cylindrical in shape and rests inside an opening
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ture formed for this purpose in the housing 1cula ,, the upper edge z being provided with a flange to laterally exceed this opening and rest under the lower part 22a of the inlets 22 which is capable of adapting to this upper edge and keep the ring firmly in place.
Only a relatively short segment 64a of dispenser 62 is threaded with the remainder being indented except at the top, where a flange 65 is left to prevent dispenser 62 from being clamped to a depth exceeding a predetermined measurement. Accordingly, there is no danger that the dispenser 62 could close the slot 24 or go beyond the
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ring 63 and fall onto the rotor 16, nor rise above the thread 64- and thus allow the passage of a ± lux, inconsiderate of material.
Below the threaded segment 64a of the distributor 62 is an elongated skirt-shaped section 61 which extends below the top of the disc 44 of the rotor 16 to prevent material from escaping.
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escape by passing between the blades 40 of the rotor (Fig. 3). The interior 6go has a taper forming a funnel up to a chamfered edge 62b which constitutes one of the sides of the slot 2fo Inside the di-stripper 62 fits a screen 60 which has play around the hub 26 of the
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rotor 16 and is firmly attached to the top edge 22b¯. of the inlets 22. The screen 60 is approximately cylindrical at its upper part 60a and drains into a frustoconical part 60b at a point below the edge.
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chamfer-iné 62h of distributor 62.
The slot 24 through which the material passes is indicated by arrows in Fig. 3 and thus is formed by the opening between the section 60b of the screen 60 and the chamfered edge.
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62b of the dispenser 62. As the bowl section extends to a point below the chamfered edge 62b and has a taper away from it, the position of the dispenser 62 can be varied by adjusting the position of the dispenser 62 vertically. slot 24.
So that this adjustment can be made without removing the rotor 16 from the huller, pins 66 are fixed on the opposite sides of the distributor 62 so that the latter can be rotated both clockwise.
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of a watch that in the opposite direction, by means of a U-shaped wedge 70 which can be introduced into holes 68 made in the rotor 16 for this purpose (Figo 1).
The throttle feeder thus functions to receive material from a cylindrical web and distribute it in an annular stream over the surface of revolution 27 of the rotor 16. As a result, a certain orientation is given to the various grains indicated.
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and that only a few grains are deposited on each segment of the rotor at a time.
By llIai11'temmt the screen 60 fixed and by making it protrude beyond the outer edge of the funnel of the dispenser 62., the opening of the slot can be varied simply by adjusting the position of the
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distributor 62 fans vertical direction
Referring to Figs 1 and 2, it is seen that a series of radial vanes 40 are mounted on the upper surface of the lower plate 16a of the rotor 16, two of these vanes being shown in elevation. 1, while Figo 2 shows sixteen in plan., On the top of these blades is mounted a flat annular disc 44.
The outer edges of vanes 40 and disc 44 are bevelled as shown in Fig. 1, for a purpose which will be indicated below. A number of screws 42 pass through disc 44 and vanes 40 and are screwed into lower plate 16a to hold the various parts in place, thus forming radial passages in the rotor between them. upper and lower surfaces of the latter As can be seen in Fig. 2, the bottom of each of these passages formed by the upper surface of the plate 16a is relatively limited by the adjacent vanes 40.
Therefore, the movement of individual grains on their surfaces is substantially radial. The effect of this is twofold. Not only is the speed imparted to the grains maximum but the attrition of the latter is reduced to a minimum because the vanes prevent the grains from sliding on the upper surface of the lower plate 16a other than along the base of the vanes. or at least significantly reduces the production of fine particles which are relatively difficult to separate during the later stages of milling. In addition, the grains tend to line up with each other and follow uniform paths, as described above.
The rotor 16 is removably attached to the shaft 18 by a nut 47 which is screwed to the end of the shaft 18 in a cavity 54 formed in the hub of the rotoro. the taper in the direction of its threaded end and a part 48 of the hub 26 has a cylindrical bore to form only two bearing surfaces 50 and 52 so as to facilitate removal of the rotor from the shaft. Removal is further facilitated by the provision of a puller nut 58 which screws into the thread 56 of the cavity 54 when the nut 46 is not in place and is applied to the lower end of the shaft 18 to disengage the rotor hub from shaft 18.
This arrangement allows the rotor 16 to be easily removed from the bottom of the dehuller for cleaning and adjusting the components when necessary.
As was briefly indicated above, the lining 28 surrounds the rotor 16 so as to stop the grains projected at high speed by the latter. Liner 28 is preferably made of an unglazed ceramic material to form a rough surface exhibiting high friction properties. The outer face is cylindrical and its dimensions are determined so that it follows slightly separate from the housing 10a.
The upper part 28a is thicker than the remainder and its upper surface 28b is flat and fits exactly against the housing 10a where it is fixed by any suitable device. The maximum internal diameter is found near the lower part which for - me an elongated skirt 76 whose lower face 76a is bevelled to adapt to the profile of the hopper 30. In this arrangement, the packing 28 is firmly fixed to the shell of the dehuller so that the The gap which separates it from the periphery of the rotor 16 will be maintained even under the most severe vibration conditions. The heaviest section forms a firm footing and dampens vibrations, while the free gap around its circumference prevents strain and breakage after prolonged service.
The impact surface 74 is located between the heavy section 28a and the skirt 76 of the lining 280 It has a taper between the two sections approximately, at the same angle as the outer edge of the blades 40 and of the disc 44 of the rotor 16 and thus forms an oblique surface against which the oat kernels are shelled, and then deflected
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down. The space between the bevelled surfaces of rotor 16 and liner 28 leaves a gap 72 in which material is thrown before hitting liner 28, thus allowing the complex guiding forces acting on each grain to take the time necessary to develop.
By this construction, the huller is provided with a strong fixed abrasive lining against which the material is projected to be hulled and deflected from the bard of the rotor from top to bottom to undergo a new cleaning action on the periphery of the inner face of the skirt 76.
Figure 1A shows another form of liner 28, generally indicated at 90. Here, as in the case of the liner shown in FIG. 1, the liner 90 surrounds the rotor 16 and is made of an unglazed ceramic material having a rough impact surface, against which the oat kernels are thrown. The gasket 90 has a cylindrical outer surface 91 of a diameter slightly less than the internal diameter of the housing 10a so that it can be easily installed therein thus leaving a slight clearance between the gasket and the housing.
The lining 90 has a surface that is conical or flared from top to bottom towards the outside 92, the upper edge 92a of which preferably lies in a plane situated above the plane of the rotor 16, while the lower edge 9; The is located well below the bottom of the rotor. In some cases, it has been found that a surface such as 92 is preferable because while being absolutely effective as a grating surface it does not cause the grits to break as might occur if one employed. the form of packing shown in Fig. 1. In all other respects the packing 90 acts in much the same way as the packing 28.
The husking machine works as follows
A stream of material, for example oat grains, is fed through the inlets 22 and passes through the annular slot-24., Previously set, between the screen 60 and the distributor 62 to fall on the rotating frustoconical surface of the section. 27 of the rotor 16.
It will be noted here that the skirt 61 of the distributor 62 prevents the material from reaching the upper face of the disc 44 so that the distribution must take place through the radial passages between the vanes 40. The individual grains are rejected. rapidly from the hub-along the vanes 40, gaining speed as they travel, and most of them orient themselves so that the seed end of the grain is forward, and., when they are. driven from the edge of the rotor at an angle between the tangent and a line 45 on the tangent, they are thrown at high speed through the gap 72 against the impact surface 74 of the liner 20.
When they strike the liner 28, the grains become stripped by the process shown schematically in Figs. 4, 5 and 6. An oriented grain 80 is shown in Figure 4 as it approaches the impact surface 74 of the liner 28 at an angle., The seed end 80a where the rinds are attached to the porridge lying in front and the free end 80b behind when the nose 80a hits the rough surface of the filling 28 as shown in FIG. 5, its movement is somewhat. stopped and delayed, because this rough surface acts as a brake on the grain nose.
The gruel 82 being heavier and having a considerable moment of inertia, continues its movement and tears from its bark which envelops it freely, as shown in Figo 50
Figo 6 shows the porridge 82 completely separated from the sop. bark 84 and continuing to move forward, while the bark 84 is stopped against the impact surface 74. At this moment the gruel has a Considerable residual moment, so that when it is deflected towards the By uniting the inclination of the surface 74 it rubs against the skirt 76 of the liner 28 and thus removes the bristles 86 from its surface.
Groats as well as bark. are deflected downwards and finally fall under the action of gravity into the hopper 40 and through the outlet orifice
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38 to go to Boulin.
Although particular embodiments of the invention have been described, it is understood that various modifications can be made thereto without departing from its scope.
CLAIMS.
1. A method of husking cereal grains which comprise a relatively heavy porridge of elongated shape., With relatively light sheets of bark attached thereto at one end to be imprinted on the individual grains of a current or flow of grain at a speed predetermined by the character of the grain, and to momentarily stop the movement of its front end, so as to create internal tensions- at the end of each grain where the germ is located to break the adhesion between this germ and the parts of the bark which adhere to it without at the same time the movement of the gruel being appreciably hampered, so that the latter emerges from the lighter parts of the bark.
2. A method of husking cereal grains which comprise relatively heavy porridge of elongated shape, with relatively light sheets of bark attached thereto at one end consisting of imparting high speed to the grains and making them. come into contact with a rough impact surface, such that the difference in inertia between the gruel and the light bark sheets joined. that the rough impact surface momentarily stops the movement of the impacting end of the kernel., has the effect of separating the leaves- d. \) bark from the oatmeal.