CN111482218A - 一种大米加工用色选机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及食品加工技术领域，具体公开了大米加工用色选机，其包括储藏室、二氧化碳回收部、二氧化碳存储部和色选机，储藏室连接温度控制系统；将待加工成大米的稻谷存入储藏室内进行干燥，干燥时，通过在储藏室内放入干冰，并封闭储藏室；随着干冰的升华将使得储藏室内呈现出低温状态，以避免稻谷腐坏、变质；干冰升华后，通过二氧化碳回收部将储藏室内的二氧化碳和空气排出，分离出空气后，将二氧化碳压入二氧化碳储罐中，使得储藏室内将成真空状态，在真空状态下，水分的沸点降低，水分的蒸发速度加快，从而可以快速对稻谷进行低温干燥；而在储藏过程中，在将二氧化碳储罐内的二氧化碳通入储藏室，可使稻谷隔离空气，避免生长米虫。

Description

一种大米加工用色选机

技术领域

本发明涉及食品加工技术领域，具体涉及大米加工用色选机。

背景技术

水稻籽粒由坚硬的外壳和糙米组成，外壳起着保护作用。稻谷在干燥时，其外壳起着阻碍粮粒内部水分向外表面传递的作用。所以，水稻是一种难以干燥的谷物，其干燥的机械化作业程度远远低于小麦和玉米。水稻还是一种热敏性物料，淀粉含量高，对干燥过程比较敏感。在干燥过程中，温度控制不当可能产生应力裂纹(爆腰)等不利现象，造成稻谷的质量损失。爆腰的稻谷作为种子已丧失了生命力，而作为食用水稻在碾米时很容易被碾碎，使整精米率严重下降，直接影响大米的市场价值。在国际市场上，高等级大米(碎米率低于10％)与低等级大米(碎米率高于20％)的差价约为100美元/t。我国稻谷年产量约为2亿t，约占世界稻谷总产量的36％，但因大米质量未达到国际市场的品质要求，因此所占的市场份额不高，其中一个重要原因就是碎米率偏高。干燥稻谷既要去除水分，又要保持其营养成分和口味。试验表明，含水率在24％以上的稻谷放置10h后再进行烘干，其口味下降，所以水稻收获后要立刻烘干，储存则需要干燥到水分含量在14％以下。

目前公知的一种稻谷烘干机包括有干燥箱、加热部件。该烘干机干燥物品时，将物品放置在干燥箱中，利用加热部件将物品加热使物品中的水分蒸发以达到要求的含水量。该加热部件可以使微波发生器或电阻丝等，水稻的干燥不同于其他粮食的干燥，稻谷在干燥时其外壳起着阻碍内部水份向外表面转移作用，所以稻谷就成了一种较难干燥的粮食。

稻谷干燥时温度越高，则其在储藏期间脂肪分解程度越大,脂肪酸含量越高。清水直人等学者研究了稻米中脂肪酸影响品质的原因，认为在稻米内部脂肪酸容易与直链淀粉结合，抑制其糊化,因此使得米饭的黏度下降。郑先哲研究了干燥后稻谷的品质与食味值的关系，试验回归得出稻米主要成分与食味值的数学模型，当干燥温度超过45℃以后，稻米内部淀粉排列杂乱，造粉体和胚乳细胞壁难以分解；随着干燥温度的升高及储藏过程中内部脂肪酸含量的增高，加深了稻米的陈化程度，抑制了淀粉糊化。这些因素是导致干燥后稻米食味下降的根本原因。为了保持稻米干燥后食味品质，干燥温度不应超过45℃。

在真空状态下，物料湿气的沸点降低、汽化过程加速，特别适合于对温度敏感而且易分解的粮食(如稻谷)。真空干燥主要在低真空区域内进行，稻谷水分在汽化过程中其沸腾蒸发温度与环境压力成正比。把高水分稻谷放置在密闭的干燥腔内，使干燥腔形成并维持一定的真空度，同时对干燥腔内的稻谷不断加热，使其内部的水分通过压力差扩散到表面，汽化后被真空泵抽走，实现真空低温状态下连续对高水分稻谷进行脱水干燥。真空干燥使水分的沸腾蒸发温度从100℃降低到40℃以下，由于蒸发温度低于淀粉的糊化温度，不会对籽粒产生损伤，避免了粮食籽粒的膨胀和爆腰，能够保证粮食干燥后的产品质量，保证了物料烘后原有色、香、味、营养成分和品质基本不变。

另外，不饱满的稻谷褶皱较多、颜色暗淡，在完成第稻谷的干燥后，先将不饱满的稻谷选出，再对稻谷进行去壳等后续加工，可以加工出质地更优的大米。

发明内容

本发明的目的在于提供大米加工用色选机，以对稻谷进行低温干燥后，再对其进行色选，以产出优质大米。

大米加工用色选机包括储藏室、二氧化碳回收部和二氧化碳存储部，储藏室连接温度控制系统；储藏室内设有多层放置板，放置板上设有若干气孔，放置板的两端分别转动连接在储藏室的左右侧壁上，放置板朝向储藏室前侧的一侧设有向上弯折的挡板，且放置板的两端设有将放置板定位在水平状态的定位机构；储藏室的后侧壁上设有与每层放置板对应的排料口，排料口连接色选机的进料斗，且排料口处设有排料阀；

二氧化碳回收部包括缸体和控制阀，缸体内设有活塞，并设有驱动机构驱动活塞沿缸体的轴向往复运动；缸体的上部与活塞围成吸气空间，缸体内位于活塞下方的空间为过渡空间；缸体的顶部设有第一单向阀、活塞上设有第二单向阀，第一单向阀的进气端与储藏室连通，第一单向阀的出气端连接过渡空间，第二单向阀的进气端连接吸气空间，第二单向阀的出气端连通过渡空间；缸体的上部设有第三单向阀，吸气空间容积最小时，第三单向阀将过渡空间与外部连通；

控制阀包括与过渡空间连通的管体，管体内滑动连接有堵块，管体内远离缸体的一端设有与堵块相抵的第一压簧；过渡空间的底部装有纯净水，纯净水的液面位于管体下方；

二氧化碳存储部包括二氧化碳储罐和连接二氧化碳储罐和储藏室的电磁阀，缸体上连接有一端与过渡空间连通的排气管，排气管的另一端与管体中部连接,二氧化碳储罐上设有一端与二氧换储罐连通的进气管，进气管的另一端与管体中部连接；堵块的中部设有按压阀，活塞上固定有呈U形的按压杆，过渡空间内的二氧化碳含量达到设定值以上，活塞下移将挤压按压阀使排气管和进气管连通，进气管上设有第四单向阀，第四单向阀的进气端朝向管体一端，第四单向阀的出气端连通二氧化碳储罐。

本基础方案的有益效果在于：

(1)将待加工成大米的稻谷存入储藏室内进行干燥，且稻谷铺设在放置板上，而放置板上设置若干气孔便于气流流通，从而有利于对稻谷进行干燥；而放置板朝向储藏室前侧的一侧设有向上弯折的挡板，使得挡板和放置板配合储藏室的侧壁能够起到盛装稻谷的作用。

(2)在储藏室内完成对稻谷的干燥后，使定位机构解锁对放置板的定位，然后使放置板向后倾斜，则可使放置板上的稻谷朝向排料口流动，打开排料阀稻谷将进入色选机内的进料斗内，以对稻谷进行色选。

(3)不饱满的稻谷由于表皮褶皱较多、颜色暗淡，在色选时将被选出，从而可以加工出质地优质的大米。

(4)将稻谷铺设在放置板上后，然后再在储藏室内放入干冰，并封闭储藏室；随着干冰的升华将使得储藏室内呈现出低温状态，从而可以避免稻谷腐坏、变质；干冰升华后，活塞在缸体内往复运动，可将储藏室内的二氧化碳和空气排出，并将二氧化碳压入二氧化碳储罐中，此时储藏室内将成真空状态，在真空状态下，水分的沸点降低，水分的蒸发速度加快，从而可以快速对稻谷进行低温干燥，以示稻谷的含水量迅速降低到较低的水平。

(5)打开电磁阀，使二氧化碳储罐内的二氧化碳干燥后并通入到储藏室内，从而二氧化碳可以使稻谷隔离空气，增加稻谷的储藏期，在储藏期内稻谷内的水分可以在低温状态下进一步蒸发，可使稻谷达到可以脱壳的水平。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述按压杆的一端与活塞焊接，按压杆的另一端为处于排气管和进气管之间的按压端，所述堵块靠近缸体的一端设有容纳按压端的凹槽，凹槽为条形凹槽。在向储藏箱内加入干冰时，储藏箱内充满了空气，当被压入到过渡空间的气体中空气的含量较多而二氧化碳较少时，由于空气不易溶解在过渡空间的底部的纯净水中，相比于过渡空间内二氧化碳较多的情况，此时过渡空间内的压力较大，从而堵块向背离缸体一端运动的距离较大，从而按压杆的按压端可以插入凹槽内，使得活塞可以下移到最低位置；由于堵块滑动的距离与过渡空间内的空气含量相关，即堵块滑动的距离并非一个固定值，因此将凹槽设置为条形凹槽。

优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，所述二氧化碳储罐内设有干燥剂；再将二氧化碳压入二氧化碳储罐后，二氧化碳储罐内的干燥剂可直接对压缩后的二氧化碳进行干燥，从而打开电磁阀，二氧化碳储罐可直接向储藏室内充入干燥的二氧化碳。

优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，所述管体远离缸体的一端与外部连通，且管体远离缸体的一端设有限位棱，第一弹簧的两端分别与限位棱和堵块相抵。管体远离缸体的一端与外部连通，可以避免在堵块向远离缸体滑动时，管体远离缸体的一端形成高压，从而堵块滑动的行程仅与过渡空间内的压力和第一弹簧的劲度系数形成关联，以有利于堵块的行程与施加在堵块上的压力呈线性相关。

优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，所述二氧化碳储罐设置在储藏室内。从而便于二氧化碳储罐保持在低温状态，有利于对二氧化碳进行压缩。

优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，所述储藏室的顶部设有排气口，排气口处安装有第五单向阀，第五单向阀的进气端与储藏室连通，第五单向阀的出气端与外部连通，且排气口上安装有截止阀，储藏室连接温度控制系统。通过温度控制系统可以使储藏室内温度相应的升高，且二氧化碳为温室气体，有利于保持储藏室内部的温度；打开截止阀，储藏室内多余的二氧化碳将通过排气口排出，使储藏室内维持为常压，以便稻谷中水分继续蒸发，进一步降低稻谷汗水量；同时，打开电磁阀室并使活塞继续往复移动，一方面可以促进储藏室内的气流流动，另一方面可以使蒸发的水分排出储藏室并被干燥剂吸收。

优选方案六：作为对优选方案五的进一步优化，排料口通过快速接头连接色选机的进料斗。从而通过快速接头可以方便的切换色选机与储藏室的连接，即在对稻谷干燥的过程中，色选机可以与其他的储藏室连接，以提高色选机的使用效率。

附图说明

图1为本发明实施例的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：储藏室10、放置板11、定位螺钉111、排料口12、第五单向阀13、截止阀14、缸体20、活塞21、吸气空间22、第一单向阀23、第二单向阀24、按压杆25、第三单向阀26、过渡空间27、管体30、按压阀31、第一弹簧32、凹槽33、二氧化碳储罐40、第四单向阀41、电磁阀42。

大米加工用色选机包括色选机、储藏室10、二氧化碳回收部和二氧化碳存储部。如附图1所示，储藏室10内设有至少三层放置板11，每层放置板11上均可铺设待干燥的稻谷；放置板11上设有若干气孔，气孔的直径设置为2mm，以使气流可以经过放置板11，方便气流流通。放置板11的两端分别通过转轴转动连接在储藏室10的左右侧壁上，放置板11朝向储藏室10前侧的一侧设有向上弯折的挡板，使得挡板和放置板11配合储藏室10的侧壁能够起到盛装稻谷的作用。在储藏室10的左右侧壁上设有与放置板11对应的沿水平方向设置的定位槽，且放置板11的左右两端设有定位机构，在本实施例中，定位机构采用设置在放置板11上的定位螺钉111，将定位螺钉111旋入定位槽内，则可将放置板11定位为水平状态，以便于盛装稻谷。储藏室10的后侧壁上设有与每层放置板11对应的排料口12，排料口12连接色选机的进料斗，且排料口12处设有排料阀；将定位螺钉111从定位槽内旋出，并使放置板11向后倾斜，从而放置板11上的稻谷将滑向排料口12，打开排料阀，则可使稻谷滑入色选机的进料斗内，以对稻谷进行色选。另外，色选机的进料斗通过快速接头与排料口12连接，从而可以方便的将色选机与不同层的排料口12以及不同的储藏室10连接。

储藏室10连接温度控制系统，温度控制系统可对储藏室10内的温度进行控制；在本实施例中，通过温度控制系统可以将储藏室10内的温度在0℃-35℃之间进行调整。

二氧化碳回收部包括缸体20和控制阀，缸体20内设有活塞21，活塞21可在缸体20的上部沿缸体20的轴向往复运动；缸体20的上部与活塞21围成吸气空间22，缸体20的下部位于活塞21下方的空间为过渡空间27。缸体20的顶部设有第一单向阀23、活塞21上设有第二单向阀24；第一单向阀23的进气端通过管道与储藏室10连通，第一单向阀23的出气端连通吸气空间22；第二单向阀24的进气端连通吸气空间22，第二单向阀24的出气端连通过渡空间27。本实施例中，活塞21的往复运动由往复电机驱动，活塞21上下运动一个周期的时间为5s，活塞21运动至上止点和下止点时，均停止2s后再继续运动，以给过渡空间27内的气体排出留出时间。

控制阀包括与过渡空间27连通的管体30，管体30内滑动连接有堵块，管体30远离缸体20的一端设有限位棱，且管体30远离缸体20的一端与外部连通，限位棱与堵块之间设有第一压簧。干冰在储藏室10内气化，且活塞21在缸体20内往复滑动时，当吸气空间22体积增大，吸气空间22将通过第一单向阀23吸入储藏室10内的气体；当吸气空间22的体积减小，则吸气空间22内的气体将通过第二单向阀24进入过渡空间27内。而在活塞21向下运动的过程中，活塞21对过渡空间27内的气体具有挤压作用，从而使得过渡空间27内的压力增大。过渡空间27内的压力增大将对管体30内的堵块产生压力，使得堵块在管体30内滑动；而过渡空间27内的压力越大，则第一压簧的压缩量越大。过渡空间27的底部装有纯净水，纯净水的液面位于管体30下方；随着过渡空间27内压力增大，过渡空间27内的气体溶于水中的量越大，由于二氧化碳相比于空气中的氧气、氮气等在水中的溶解度大出很多，因此在过渡空间27被压缩到相同体积时，若过渡空间27内的二氧化碳含量较多，则过渡空间27内的压力相对较小，堵块在管体30内移动的距离也较短。而当二氧化碳含量较少时，堵块在管体30内移动的距离则较远。

缸体20的上部设有第三单向阀26，第三单向阀26的进气端可与过渡空间27连通，第三单向阀26的排气端与外部连通。具体为，当吸气空间22的容积到最小时，第三单向阀26的进气端与过渡空间27连通；而当吸气空间22从最小容积向下运动的过程中，活塞21的侧壁将第三单向阀26的进气端封堵。在吸气空间22处于最小容积时，过渡空间27处于最大容积；因此，在活塞21压缩过渡空间27之前，过渡空间27均通过第三单向阀26与外部连通，从而活塞21每次压缩过渡空间27，过渡空间27内的原始压力均相同。

二氧化碳存储部包括二氧化碳储罐40。缸体20上连接有一端与过渡空间27连通的排气管，排气管的另一端与管体30的中部连接；二氧化碳储罐40上设有一端与二氧化碳储罐40连通的进气管，进气管的另一端与管体30的中部连接，且排气管与管体30连接处和进气管与管体30连接的端口相对设置。堵块具有阻断排气管和进气管连通的作用，但在堵块的中部设有按压阀31；当过渡空间27内的二氧化碳含量达到90％以上时，按压阀31将处于排气管和进气管之间，此时按下按压阀31，则排气管和进气管连通，过渡空间27内的气体可以进入二氧化碳储罐40内。且为防止二氧化碳储罐40内的二氧化碳返回过渡空间27内，进气管上设有第四单向阀41，第四单向阀41的进气端朝向管体30一端，第四单向阀41的出气端连通二氧化碳储罐40。当过渡空间27内的氧气、氮气含量较多时，由于气体的溶解量少，则过渡空间27压缩后，过渡空间27内的压力较大，堵块滑动的距离较远；因此，堵块靠近缸体20的端部将处于排气管与进气管之间，以将排气管和进气管封堵。为了挤压按压阀31的阀芯，活塞21上固定有呈U形的按压杆25，按压杆25的一端与活塞21焊接，按压杆25的另一端为处于排气管和进气管之间的按压端；且在堵块靠近缸体20的一端设有容纳按压端的凹槽33，以避免堵块靠近缸体20的端部与按压端相对时，堵块阻挡活塞21下移到最低位置。本实施例中，凹槽33为条形凹槽33。

二氧化碳储罐40设置在储藏室10内，从而有利于将二氧化碳储罐40保持在低温状态。二氧化碳储罐40上设有排管，排管与储藏室10连通，排管与储藏室10连通的一端设置在储藏室10的底部；排管上设有电磁阀42，通过控制电磁阀42的开闭，可使二氧化碳储罐40与储藏室10连通。在储藏室10的顶部设有排气口，排气口处安装有第五单向阀13，第五单向阀13的进气端与储藏室10连通，第五单向阀13的出气端与外部连通，且排气口处安装有截止阀14，在打开截止阀14时，储藏室10才能通过第五单向阀13与外部单向连通。

大米加工用色选机的具体工作过程如下：

(1)将刚收获的稻谷均匀地铺设在储藏室10内的放置板11上，并在储藏室10的底部铺设干冰，将储藏室10封闭以防止外部空气进入储藏室10内。干冰在储藏室10内升华，将使得储藏室10内呈现出低温状态，即对储藏室10内的稻谷进行降温。

(2)在关闭储藏室10后，启动往复电机以驱动活塞21往复运动，储藏室10内的空气、二氧化碳都将被泵入过渡空间27内，而空气将逐渐从过渡腔内排至外部；大量的二氧化碳将被压入到二氧化碳储罐40内。

(3)在抽出储藏室10内部的二氧化碳和空气后，储藏室10内将成真空状态；从而稻谷中水分的蒸发速度加快，可以稻谷的水分含量迅速降低。另外，为了进一步提高稻谷中水分蒸发的速率，可以通过温度控制系统提高储藏室10内的温度，在本实施例中，此时将储藏室10内的温度控制在20℃；且在此过程中，往复电机仍然驱动活塞21继续往复运动，从而可以将蒸发的水气排出储藏室10内。

(4)在稻谷的含水量降低到16％后，打开电磁阀42和截止阀14，二氧化碳储罐40内的二氧化碳将进入储藏室10内，且多余的二氧化碳将通过截止阀14排出，即使得储藏室10内维持为常压，且二氧化碳充满充满储藏室10，以将稻谷隔离空气。在此此过程中，将储藏室10内的温度控制在35℃，且此时往复电机继续工作，则可以使二氧化碳在储藏室10和二氧化碳储罐40内进行循环，从而蒸发的水气将被干燥剂吸收。

(5)在稻谷的含水量降低到14％后，关闭往复电机，并使储藏室10内的温度维持为常温(即关闭温度控制系统)，则稻谷进入储藏状态，此时储藏室10仍充满二氧化碳，使得稻谷隔离空气，以避免稻谷内生长米虫。

(6)待需要对稻谷加工成大米时，打开储藏室10，并将配套的色选机的料斗与对应的进料口连通，则通过向后倾斜放置板11，并打开排料阀便可以将稻谷送入色选机的料斗中，以对稻谷进行色选，然后再将其加工为稻米。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.大米加工用色选机，其特征在于：包括储藏室、二氧化碳回收部和二氧化碳存储部，储藏室连接温度控制系统；储藏室内设有多层放置板，放置板上设有若干气孔，放置板的两端分别转动连接在储藏室的左右侧壁上，放置板朝向储藏室前侧的一侧设有向上弯折的挡板，且放置板的两端设有将放置板定位在水平状态的定位机构；储藏室的后侧壁上设有与每层放置板对应的排料口，排料口连接色选机的进料斗，且排料口处设有排料阀，

二氧化碳回收部包括缸体和控制阀，缸体内设有活塞，并设有驱动机构驱动活塞沿缸体的轴向往复运动；缸体的上部与活塞围成吸气空间，缸体内位于活塞下方的空间为过渡空间；缸体的顶部设有第一单向阀、活塞上设有第二单向阀，第一单向阀的进气端与储藏室连通，第一单向阀的出气端连接过渡空间，第二单向阀的进气端连接吸气空间，第二单向阀的出气端连通过渡空间；缸体的上部设有第三单向阀，吸气空间容积最小时，第三单向阀将过渡空间与外部连通；

控制阀包括与过渡空间连通的管体，管体内滑动连接有堵块，管体内远离缸体的一端设有与堵块相抵的第一压簧；过渡空间的底部装有纯净水，纯净水的液面位于管体下方；

二氧化碳存储部包括二氧化碳储罐和连接二氧化碳储罐和储藏室的电磁阀，缸体上连接有一端与过渡空间连通的排气管，排气管的另一端与管体中部连接,二氧化碳储罐上设有一端与二氧换储罐连通的进气管，进气管的另一端与管体中部连接；堵块的中部设有按压阀，活塞上固定有呈U形的按压杆，过渡空间内的二氧化碳含量达到设定值以上，活塞下移将挤压按压阀使排气管和进气管连通，进气管上设有第四单向阀，第四单向阀的进气端朝向管体一端，第四单向阀的出气端连通二氧化碳储罐。

2.根据权利要求1所述的大米加工用色选机，其特征在于：所述按压杆的一端与活塞焊接，按压杆的另一端为处于排气管和进气管之间的按压端，所述堵块靠近缸体的一端设有容纳按压端的凹槽，凹槽为条形凹槽。

3.根据权利要求2所述的大米加工用色选机，其特征在于：所述二氧化碳储罐内设有干燥剂。

4.根据权利要求3所述的大米加工用色选机，其特征在于：所述管体远离缸体的一端与外部连通，且管体远离缸体的一端设有限位棱，第一弹簧的两端分别与限位棱和堵块相抵。

5.根据权利要求4所述的大米加工用色选机，其特征在于：所述二氧化碳储罐设置在储藏室内。

6.根据权利要求5所述的大米加工用色选机，其特征在于：所述储藏室的顶部设有排气口，排气口处安装有第五单向阀，第五单向阀的进气端与储藏室连通，第五单向阀的出气端与外部连通，且排气口上安装有截止阀，储藏室连接温度控制系统。

7.根据权利要求6所述的大米加工用色选机，其特征在于：排料口通过快速接头连接色选机的进料斗。

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