CN1088133A - 连续润湿谷物的方法和设备及润湿设备的应用 - Google Patents

Abstract

本发明是在一个润湿室(2)内利用加速转子(3) 产生一涡流层(20)以润湿谷物。涡流室横截面的形 状根据两个或最好三个加速转子(3，3′，3″)的最 外侧界面而形成，采用这种方式涡流层在润湿室(2) 内做非圆运转以及螺旋式推进。润湿过程无损伤地 完成，因此几乎没有磨损和没有颗粒碎片产生。本发 明的优点是润湿时提供较长的和可控制的作用时间，

Description

本发明涉及一种连续润湿或浸湿散装的粮食和饲料（如谷物和谷物研磨料）的方法和设备，还涉及润湿设备的应用。

对于散装的粮食和饲料的润湿至少应满足两个专门的要求。第一个也是重要的要求是，用很少量的润湿媒介（通常是水或水蒸汽）与大量的干燥物料均匀地混合在一起。第二个要求为，这些润湿媒介分布在每个粒子、每个颗粒、及其整个表面上。为提高含水量在一些现有技术中采用水作为润湿媒介。通常人们试图采用适当的物理或生物化学的手段来影响后续的加工，从而创造良好的工艺条件。过去100年以来最令人感兴趣的是在碾磨前将谷物浸湿的方法的改进，例如德国专利文献第77903号所介绍的，在工业化碾磨的早期，水的定量对于谷物的通过量起到决定性的作用。此后所谓的润湿蜗杆具有一个在槽内缓慢转动的输送蜗杆和一个位于进料区的水量定量装置，这种结构的个别实例甚至到不久以前还能见到。人们在许多旧磨坊里还可发现这种润湿蜗杆。经过了一个很长的时期后，人们在德国专利说明书第1094078号中提出了利用蒸汽并同时进行加热处理的方法，多次实验证实，湿度和对若干麦子品种的加热对于后续加工具有明显的积极作用。但随着碾磨功率和能量消耗的显著增加，大量的必要的加热和相应的冷却由于能量消耗过大到了不能承受的程度。多年的实践证实，由于需要在所谓静置室放置1至2天，供水时在单个颗粒上水量的分配均匀性并不重要，其差别完全可以得以补偿。所供给的水从外层渗入每个颗粒的内层，为下一步碾磨加工提供了一个良好的状态。

20年前普遍采用这样的方法，即为使颗粒物料具有高清洁性，在一个真正的洗涤过程中对其进行洗涤，清洗的同时完成去除石块的工作。每公斤谷物需消耗1-2立升水，这带来了巨大的废水问题，最终导致干法去石器的发展。加热处理带来能源问题，冲洗则需消耗冲洗用水。大约10年前德国一申请人在其2503383号专利说明书中提出了完全干洗和润湿的批量加工方法，在用水浸湿颗粒时搅拌和加工得越厉害，则在混合料上的润湿水分布得越均匀。但同时也产生了问题，即颗粒更易损伤和受到磨损。一台湿润设备应该在润湿颗粒物料时不使其磨损。此湿润设备应将水作用到颗粒物料上为后续碾磨加工作好准备。于是对于润湿产生了一个冲突的目标。

本发明的目的是能对散装的粮食和饲料，特别是完整的谷粒实现良好的均匀的润湿，同时不会损坏颗粒物料和不产生磨损。

本发明的目的是根据权利要求1的方法实现的，其特征在于，对一个物料流配给一个液体剂量，并且如此得到的混合料由至少两个平行的加速转子驱动作为涡流层进行不圆的旋转，从围绕加速转子的形状相适的润湿通过。

本发明采用了令人意想不到的知识原理。即仅仅略为提高混合料在润湿室的流通时间，却同时获得多方面的有益效果。在润湿室内利用一个涡流层旋转，并在相对大的区域内进行选择性测量，得到一个至今尚未得到的作用时间。采用至少两个加速转子和一个围绕加速转子的形状相适的润湿室可以得到一个显著的无损伤生产工艺，因此颗粒物料的损伤及磨损可明显减少。润湿水在整个谷粒材料上的分布是最优化的。在显著加长的停留时间中通过较小的搅拌强度，使每吨加工量的力需求很小，并且与制品发生接触的机件的磨损较小。通过观察可知，现有技术中公知的润湿设备具有一个圆形的润湿室截面，如果不通过合适的搅拌强迫产生的话，在室壁附近的层和更靠近中心的涡流层部分之间只产生较弱的交换。相反地，由本发明的说明可知，在一个非圆运转过程中，在内侧和外侧之间会产生最大的交换，不必由加速转子提供很大的搅拌作用。本发明中不仅物料流可在涡流层中调节，而且还产生一个适当的空气流，润湿效果通过多个令人惊奇的作用力来实现。例如：

-由加速转子产生的加速力

-由润湿室的室壁产生的磨擦力

-由角区粒子的不断转向产生的离心力

-重力

-空气动力

-以及粒子间的力和粒子旋转产生的力

由此，在一个具有最小机械搅拌作用的松软的涡流层内得到最均匀的润湿效应和最佳的润湿用水量分布，并可实现尽可能小的磨损和没有谷粒的碎裂。

本发明有一些特别有利的实施例。润湿室具有园形角区，在角区内加速转子驱动涡流层，物料流作为混合料被强迫在润湿室内运转，从而可以实现一个几乎无损伤的润湿过程，其中各加速转子同方向地驱动该涡流层，并具有相同的运转速度。尤其有益的是加速转子相互间隔开布置，不会产生相互磨擦。混合料流在涡流室内由加速转子驱动作螺旋状旋转运动。颗粒物料作为整体进行确定的流通运动，从而使每个颗粒在室内停留差不多同样长的时间。加速转子仿佛手挽手地工作，因为它们共同保持旋转运动。虽然有时由于柔软的空间导向的影响，产生单个颗粒的不希望的高速横向运动现象，但由于每个颗粒交替进行变快和延滞运动，而转子与涡流室相互适合，从而在颗粒外壳所受作用强度相同的情况下，实现一个很难再更好的均匀润湿水分布。

在一个特别优越的实施例中，在涡流室3中的加速转子（其中至少一个装在较高位置）使混合料得到加速驱动，该涡流室为三角形，这样，这些混合料由加速转子在相应的三角形旋转轨道上驱动。涡流室将加速转子包围在由弯曲壁面形成的角区内。这些角区包含一个90-180°左右的角度，并且包围住转子。物料在这些弯曲的壁面区域内在旋转方向加速，并在平的表面区域内再次制动。这表明，采用这种措施，颗粒的横向运动特强，因而混合充分性好，因为颗粒在平坦的区域和在弯曲的涡流室面区域总是受到不同的作用力。在平坦的壁段区域有磨擦力作用到颗粒上，颗粒与室壁接触并且在其上滑行，颗粒因此减速运动。可给转子装配上斜的或垂直的轴。在碾磨之前润湿谷物，则最好将转子水平装配，这样使物料从润湿室的入口到出口呈螺旋式水平向前运动，而重力引导一个附加的混合运动，在下部旋转的加速转子最好相对涡流室前伸并且为物料和液体组分提供一个入口，这样，在到达涡流室之前物料已经混合，这些混合料在涡流室内被强制推进。此外，还建议在出口区装设一个填料程度滑阀，可以调节物料在涡流室内的逗留时间，从而能够控制或选择在涡流室内的涡流层厚度或运动物质的量及有关的作用时间。具有很小抵抗力的谷物因此特别出色地被浸湿，至多需要稍长一些的润湿时间。如果要求加工中加入高百分比的水，在这种应用情况下，可将物料流经过两个或多个先后接通的润湿室实现润湿。

根据另一个优越的实施例，为生产碾磨产品（如全（粒）粉、亮（hell）粉、水蒸汽（Dunst）和粗碾之粉）作准备，将2-7%的水加入谷物中使之达到碾磨湿度，继而输入静置室和磨机中，这些谷物最好在静置以前经过了第一干法净化和第二湿洗阶段，在第二阶段时或之前供给主水量为2-7%或更多，谷粒湿洗时间最好为1-120分钟，谷粒在湿洗进程中最好经受表面处理，将外壳去掉，并且迅速将脱掉物从谷粒材料中分离出去，脱掉的量约为谷粒的0.2-2%，最好谷粒在干法净化过程中经历一次清刷，但要避免脱掉谷粒的皮壳。在润湿后或湿洗后测量出谷粒的湿度，通过计算装置与预定湿度值相比较，并且通过适当的控制手段调准供水量。本发明的在加工厂准备待碾磨的谷物的新方法具有突出的优点，它将谷物在至少10秒至3分钟时间内在润湿室内处理，接着送入一个静置容器内放置10-120分钟，于是产生一个积极的组合效应。当润湿时由于磨损降低，有害微生物的增加受到抑制。所述静置时间可以通过改进润湿效果减少到一个半小时或一个小时。谷物在润湿前经过强烈的清刷，并且在经过一段作用时间后再次净化。

本发明进一步采用权利要求10所述的技术方案解决了前述的发明任务，提供一种用于粮食和饲料（特别是谷物和其碾磨料）的润湿设备，它至少装有两个平行的离心转子，其特征在于，这些转子作为加速转子使用，润湿室形状相适地将这些加速转子包围在室内，润湿室可以具有椭圆形或准椭圆形截面，在使用两个加速转子时，每个加速转子装在焦点区域。在本发明的一个特别有利的实施例中，润湿室为三角形，每个角区装有一个加速转子，角区的构型与加速转子相适应。在通流量小的情况下，采用两个加速转子已足够，使用三个离心转子反倒会产生一个不希望的较大的应用区域，因为停留时间、通量量及润湿媒体的供给在一个极大的区域内会变化。加速转子最好水平布置，并且其中一个离心转子装在下部。最好将一个离心转子加长，作为进料输送器使用，并相对润湿室前伸，给物料和液体组分提供一个进料口。进料输送器可以起预搅拌器作用，并且具有强制进料到润湿室的输送部件。还提供一种可能性，即在中心区域平行于加速转子装设另一个投料元件，用于输入至少一种其它干燥的或液体的组分。在输出区域装有一个可调滑阀装置，用于控制流通量和停留时间。第一离心转子与一个驱动装置相连接，其余的加速转子可以通过一个传动装置由第一转子带动，最好作同速旋转。本发明进一步包括权利要求18的内容，可以应用润湿机将糖、淀粉、胶粘剂、维生素、油、脂肪等添料混到谷粒或碾磨产品中。

下面将根据多个实施例进一步详细地描述本发明。

图1是润湿设备的纵向断面图;

图2是图1中三个螺旋式转子的Ⅱ-Ⅱ剖面图;

图3a、3b和3c是相应于图1的Ⅲ-Ⅲ剖面的不同于图2的改型，每种具有两个螺旋式转子;

图4是产品作螺旋式运动的润湿设备的纵向断面图;

图4a、4b和4c是图4中Ⅳ-Ⅳ剖面图，每种具有不同的装料程度;

图5a、5b和5c表示润湿设备横截面上各种不同的构型;

图6是将谷物润湿的示意图，包括随后的含水量测量和润湿供水的调节;

图7是谷物受控润湿过程的示意图，具有紧挨着的中间仓库;

图8是碾磨加工前的完整的谷物清洗及润湿过程的示意图。

下面依次参照图1和图2加以描述。一个润湿设备1包括一个润湿室2，在该室内平行地装设加速转子3、3′、3″，加速转子支承在前壁4及后壁5上的枢轴承6内。其中两个加速转子3′和3″位于润滑室2的上半部分，一个加速转子3装在润湿室2的下半部分（图2），下面的加速转子3从前壁4的区域突出并延伸出去。螺旋式运输部件7构成一个强制进料器或一个传送进料器8。要润湿的物料通过一个进料口9源源不断地输入，构成产品流，润湿用液体则通过一个支管10输入。根据每项专门的加工任务，人们必须对两种物料流（产品流+润湿液体）按照适当的精度相互校准配剂量，电机11通过一个皮带传动12驱动下面的加速转子3，此后两个上面的加速转子3′和3″由一个传动装置13带动运转，这些加速转子3、3′和3″上装有与DE-2503383专利说明书中相同的已知的离心板14，并可各自按照不同的使用情况进行调节，相应于这三个加速转子3、3′、3″，润湿室2在横截面上具有一个三角形的基本形状，它由三对弯曲壁板B和直壁板G构成。每两个直壁板围成一个120°角。当然根据任务的不同可以采用其它的三角形形状，可以是不相等三角形或者四边形，在四边形方案中具有四个加速转子，各位于一个角上。组装时弯曲壁板B与离心板14的外端留出一个距离或一个间隙（X）。相应的半径R也比螺旋式转子的半径大出X，从而相应于加速转子3、3′和3″的外包容线留出一允许的空间。

如图3a-3c所示，如果仅采用两个转子，则润湿室2的横截面是椭圆形的或近似椭圆形的。

图4显示在润湿设备中呈螺旋状的产品流19。螺旋状运输部件15在传送进料器8的范围内螺旋式铲挖，起到一个搅拌混合作用。润湿设备1还有一个排料口16，通过一个滑阀17使润湿室2的输出截面积可调，即可调出口18可预先确定。滑阀17使润湿室内的装料程度可调节。图4a表示在一个很低的装料程度下的流形图，图4b表示中间情况，图4c表示最大装料程度的情况。所图示的流形图的前提条件是，所有三个加速转子均具有同一转动方向，图4a-4c均为顺时针方向。有趣的是，在每种情况下，涡流层20a、20b及20c的厚薄可以调整。由图4a、4b和4c可知，润湿室2可以在不同的状态下使用，这是因为新发明与老式重力混料筒相反，主要是进行加速搅拌混料，基于这一原理还可以发现进一步的改型，如图5a-5c所示。试验表明，通过对润湿室2的尺寸进行适当的选择，以及对加速转子3的转速的适当选择，可以为实现涡流层20的特殊转向设置一个或多个转向沟30。根据图5a，三个转子中的一个可以与其它转子反向旋转。特别是在混合问题很重要时，例如将面粉与液态组分和/或油性组分混合的情况下，转向沟30具有重要作用。为此除了图4中的进料口9和支管10外，还加装一个进料管21，并最好经由一个位于润湿室2的中心区域的分配管路22注入来料。还可以通过该中心区域的分配管路22加入糖、淀粉、胶粘剂、维生素、发酵粉、腌渍汁、油脂、脂肪、糖蜜、醋等。其优越性在于：可在涡流层上注入这些物质，特别是粘附性物质，而不直接与壁板相接触。在这种情况下，整个润湿设备可由一个加热外套24环绕，从而可实现冷却或加热。

下面将描述图6所示的实施例。润湿设备1通过其出口18直接连接到一个流通主管道31上，一个微波测量装置32挂在秤杆27上，用于确定称出的散料重量，并在一个旁通管25中测量出产品的湿度。物料将经过排料蜗杆26不断地回到通流主管道31中。该微波测量装置32与一个控制装置33相连接，从而使控制器34的测量信号通过一个额定值与实际值的比较过程被分析，并作为控制信号输入到水配量单元35。如此调节必需的用水量，即通过一根水管36及一根喷水管37将水配入散装货料中。图6中的配水量是按照传统的所谓“反馈”法调节的。这种调节方法非常可取，尤其是当未加工的谷物含水量大致知道，而且谷物的湿度及润湿设备的通流能力不会出现大的波动的情况。润湿设备1中的物料的逗留时间可以通过对润湿室2的出口截面23的调节加以控制。

图7表示又一个推荐的实施例，用于碾磨加工前的润湿。所用的润湿设备1与图1或2中的相同。在润湿工艺之前装有一个清刷机40，它清除所有松脱的和粘在颗粒上的脏东西和壳。然后这些干燥的颗粒物料经由进料口9送入润湿室2中。由水配量单元35配量的润湿用水被送入。一个遥测电子组件41收到来自湿度计42和来自计算机43的相应的预定额定值“V”。所述湿度计可以根据EP-PS43137的结构制成。刚润湿的麦子通过一个旋转分配器44均匀分布在中间仓库45中，为了均匀地下降，使用一个振动卸料器46，它由一个驱动电机47驱动，降下的产品又输送到一个第二清刷机40′中。图7示出了一个碾磨准备工段，通过对润湿和润湿水作用的最佳控制，实现了对此工段的完全控制。第一次实现了对碾磨准备的完全控制。在润湿室2中的润湿时间可以由计算机43的一个适合的菜单程序驱动电动调节装置，起动滑阀17，并且产品在中间仓库45中的逗留时间也能得到调整。另一个有益的结构方案是，在中间仓库45内，以通过空气净化器48的可调空气47进行附加处理（最好在空气循环运行情况下）。空气净化器48具有加温或加热装置“H”以及空气加湿装置或给水装置“W”。还存在一种可能性，即利用一个产气装置“G”或49在中间仓库45内产生一个特定的气环境（例如CO₂）。在中间仓库45中也可以装有一个换层装置，它最好以穿过运行方式工作。谷物的温度是由探测器50测出的。同样，实际的颗粒湿度在经过湿洗后可再次进行测量（例如利用微波测量装置32）。两个值将经由一个数据总线系统51送到计算机43中，计算机根据预定顺序“V”协调所有操作。谷物可在中间仓库45中在一个如20℃的不变的温度下加热，如果需要的话，再被冷却。通过空气净化器48或通过润湿设备1进行加湿或湿洗后待碾磨谷物湿度发生变化时，整个设备可具有适当的自我补偿修正量。这些已符合最高静化要求并已润湿的待碾磨谷物通过一个升降机52和一个分配输送带53存入一个大静置箱54中，在该箱中这些粮食一般存放6至12小时，必要时可存放24小时。

现在介绍图8所示的实施例。未加工的粮食61经由一个输送分配器62送入各未加工粮仓63、63^Ⅰ直至63^Ⅳ中，等待加工。这些未加工的粮食61部分是或都是尚未选过的谷物。通常这些谷物事先由筛子和抽气除掉其中最粗糙的杂质，不采用单粒精选。粮仓63用于分种类存放这些谷物，然后这些谷物由流量调节器64按预选的量和百分比供给汇流螺旋式输送机65进行混合搅拌。未加工粮食的混合料继而通过升降机66提升，并经由秤67送到干选机的预选第一级68，干选机将上部的大小分级和下部的重量分级组合在一起，所用方式参见EP-PS293426所描述的现有技术内容。这些未加式的粮食是从入口69送入预选级68中的，较大的杂质废料由出口70卸出，细沙由出口71流出，而石头由出口72排出，排气道73用于排出细尘埃，此后这些谷物经由一连接管道74或74′送入筛谷机75，筛谷机用于挑选出大部分的异种，例如圆颗粒和长颗粒、燕表、大麦、野豌豆、麦仙翁和颗粒碎片。待碾磨谷物将作为主要级分通过入口77送入干法清刷机76，在这里将首次进行对每个单位表面的高度净化操作。干燥的刷去物经由汇流漏斗78和输出管路79送出。颗粒物料又送入一筛谷机80，它脱掉粮食中的松脱的皮壳及各种磨碎物，又经由一输送带81将这些干燥净化料连续地输送到润湿设备1中。润湿设备1在这里可任意选用上述润湿机实施例之一，重要的是，经润湿水管10送入的水量必须由计算机43通过水配量单元35精确确定。也可以加装一个蒸汽供给装置82送入水和蒸汽实现对谷物的润湿，刚润湿的谷物将至少在中间粮仓45中逗留3-10分钟，最长120分钟。谷物通过一剂量分配器按预选的时间供给一个湿选机40′，湿选机将颗粒的0.2-2%选掉，并且直接将磨碎的尘埃由汇流漏斗78卸出。待碾磨的谷物在静置箱54内逗留后，经过流通调节器60、水平输送机61和一个升降机62送入下一个润湿装置63。作为B1润湿应加入0.1-0.5%的水，以便润湿谷料的表面。碾磨输入总量在B1-仓库64中经过一个短暂停留由B1-秤测量，然后这些谷物经由一个磁保护分离器66输送到碾磨第一级或第一研磨辊式破碎机67中。接下来采用一个高效率的碾磨系统以已知的方式获得碾磨成品。

Claims (18)

1、一种连续地润湿散装的粮食和饲料(如谷物和其研磨料)的方法，其特征在于：

为物料流分配液体组份，并且如此得到的混合料作为涡流层(20)由至少两个平行的加速转子(3、3′、3″)驱动作非圆运转，加速转子(3、3′、3″)装在形状相适的润湿室(2)内。

2、如权利要求1的方法，其特征在于：所述润湿室带有圆角（β），在圆角内加速转子（3、3′、3″）加速涡流层（20、20a、20b、20c），并且作为混合料的物料流最好被强迫在润湿室（2）内推进，特别有利的是，加速转子（3、3′、3″）同向的大致以相同的旋转速度加速涡流层（20）。

3、如权利要求1或2的方法，其特征在于：加速转子（3、3′、3″）相互间隔地水平安装，并且混合料在涡流室（2）内由加速转子（3、3′、3″）驱动围绕一水平轴作靠近室壁的螺旋形环绕运动（19）。

4、如权利要求1-3中任一个的方法，其特征在于：在涡流室（2）内三个加速转子（3、3′、3″）呈三角形布置，并且至少一个加速转子（3）装在高的位置，用于加速混合料运转，从而使涡流室（2）具有三角形形状，混合料由这些加速转子（3、3′、3″）驱动在三角形环状轨道上运动。

5、如权利要求1至4之一的方法，其特征在于：为生产碾磨产品（如全（粒）粉、亮（hell）粉、水蒸汽、粗碾之粉）作准备，将定量的水加到谷物中以达到碾磨湿度，继而将谷物送入静置室，然后送去碾磨。

6、如权利要求5的方法，其特征在于：在静置前谷物首先经过第一级干法净化，其次经过第二级湿洗清洁，在所述第二级加工之前或期间，输入的主水量例如为2-7%，并且湿洗最好持续1-120分钟。

7、如权利要求1-6之一的方法，其特征在于：涡流层（20）在润湿室（2）内出口（18）前被挡住，并且混合料在润湿室（2）内的逗留时间是可调的，谷物最好在润湿室（2）内至少停留10秒到3分钟之久，接着送入一中间仓库（45）中放置10到120分钟。

8、如权利要求6或7之一的方法，其特征在于：在湿洗过程中颗料的外表面经受处理，一部分最外面的谷壳脱落，并且脱掉物迅速被分流，其中颗粒的0.2-2%被清刷掉，特别有利的是这些颗粒在干法净化中经受清刷，并避免谷壳被清刷掉。

9、如权利要求6-8之一的方法，其特征在于：在润湿或在湿洗之后对颗粒湿度进行测量，通过计算装置与预先给定的湿度值加以比较，并且通过适当的控制手段实现供水量的调节。

10、对粮食和饲料、特别是谷物和其研磨料润湿的设备，包括至少两个平行布置的转子，其特征在于：这些转子（3、3′、3″）是加速转子，这些加速转子（3、3′、3″）装在形状相适的润湿室（2）内。

11、如权利要求10的润湿设备（1），其特征在于：流通-润湿室（2）具有椭圆形或准椭圆形外形，并且每个加速转子（3、3′）布置在焦点区内。

12、如权利要求10的润湿设备（1）其特征在于：流通-润湿室（2）具有三角形外形，在每个角区各装有一个加速转子（3、3′、3″），并且每个角区的室壁（B）具有与其对应的加速转子（3、3′、3″）的包容曲线相适应的形状。

13、如权利要求10-12之一的润湿设备（1），其特征在于：各加速转子（3、3′、3″）水平地布置，并且其中一个转子（3）在低位配置。

14、如权利要求10-13之一的润湿设备（1），其特征在于：一个加速转子（3）加长，构成输入传送器（8），突出于流通-润湿室（2），还包括一个物料入口（9）和液体组分的入口支管（10），输入传送器（8）最好用作预搅拌器或用作预搅拌器的一部分，在流通-润湿室（2）中还装有强制推进的运输部件（7、15）。

15、如权利要求10-14之一的润湿设备（1），其特征在于：为了加入至少一种其它的干的组分或液体组分，在中心区平行于加速转子（3、3′、3″）装有另一个给料部件。

16、如权利要求10-15之一的润湿设备（1），其特征在于：为了改变出口截面积的大小，在润湿室（2）的端部装有一个可调的最好由计算机（54）遥控调节的填料程度滑阀（17）。

17、如权利要求10-16之一的润湿设备（1），其特征在于：第一加速转子（3）连接到一个驱动装置（11、12）上，其它的加速转子（3′、3″）通过一个传动机构（13）由第一加速转子（3）驱动，最好以与第一加速转子相同的旋转速度被驱动。

18、润湿设备（1）的应用，特别是权利要求10至17所述的润湿设备的应用，其特征是，可以在谷粒或碾磨制品中混入糖、淀粉、维生素、油和/或脂肪等添加剂。

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