CN1159979C - 谷物受控水合蒸煮的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种用于粒状粮食作物床层受控水合和连续完全吸收蒸煮的装置，所述装置包括一个基本水平的容器(12)，在该容器内进行所述水合和蒸煮过程，该容器具有一个入口端(14)和一个入口(16)用以将粮食作物导入所述蒸煮容器，一个出口端(18)和一个出口(20)用以排放粮食作物，一个顶部(22)，以及至少一个槽体(24)；加载装置(38)，用以将粮食作物加入所述容器内；传送装置(30)，用以在所述水合和蒸煮过程中将粮食作物从所述容器的所述入口端移动到所述出口端；水合装置(47)，用以在利用所述传送装置将粮食作物从所述容器的所述入口端移动到所述出口端的传送过程中使粮食作物水合和蒸煮，所述水合装置将水发送到粮食作物的表面，从而在水合和蒸煮过程中粮食作物暴露于基本上其吸水量的水中；以及排放装置，用以将粮食作物从所述容器排放出来。本发明还披露了使用所述装置的方法。

Description

谷物受控水合蒸煮的方法和设备

相关申请参照

本申请要求于1999年3月29日提交的序列号为60/126,934以及于1999年9月30日提交的序列号为60/157,170的美国未审定申请的申请日为优先权日。

技术领域

本发明主要涉及大型谷物蒸煮器，以及更特别地涉及一种谷物连续受控水合蒸煮的方法和设备。

背景技术

通常稻米是利用为人所知的“完全吸收法”进行分批蒸煮的。这就要求将定量的稻米放在一个容器里，将其浸入正好是稻米要吸收水量的水中，并加热水使其完全煮沸。然后将与容器中的水适配的定量稻米加入水中，水和稻米的混合物在被逐渐混合的同时被煮沸。一旦水煮开后调小或关掉热源，稻米被置于190-210°F温度的水中大约20分钟，或者直到所有的水被吸收并且稻米完全水合煮熟。

这种方法适用于各种稻米，比如长粒米、中短粒糯米、糙米和basmati米。香米饭通过将诸如姜黄或干藏红花粉的香料在加入米之前加入水中以使稻米吸收香料而制成。肉饭也是以同样的方法制成，将炒洋葱、大蒜以及其他的香草和调料加入水中，煮沸水并最后加入稻米吸收混合成分。

第二种蒸煮稻米的方法称作“过量水分”法。在此方法中，稻米加在超过稻米要吸收的量的水中。在蒸煮程序的最后，当稻米完全煮熟并水合后，还会有一些多余的水。过量水分法不能用来蒸煮亚洲糯米，因为过量的水会将谷粒表面的淀粉洗刷掉而使米粘性下降。这种方法也不能用来烹制香米饭和肉饭，因为过量的水会冲淡香料。稻米香料通常很昂贵，不希望被过量的水洗刷掉而浪费。

蒸煮稻米的完全吸收法一般用于分批蒸煮稻米。当分批量不大时(每批次1-5磅)该方法行之有效。但是，当分批量达几百磅时该方法不太好。这是因为这批煮熟的米表面部分比底部部分含水量低，致使这批米的不均匀性。不均匀性的发生是由于当米粒水合时米粒膨胀该批米稍微上升离开水池区。一旦米的顶层离开水它就不能再吸收水；同时该锅米的较低部位的米在其周围还有多余的水，还继续吸收额外的水。当采用这种方法时，如果该批米有8-24英寸深，上层部分比底层部分含水量低很多。事实上，底部的米过度水合，松软而疏散；中间部分的米一般是水合适当，接近顶部的米欠水合。

包括稻米的谷物和谷类作物的连续蒸煮比单锅蒸煮更加高效。但是，到现在为止，真正的稻米连续蒸煮仅仅利用过量水分法得以实现，并且即使如此也只是用于蒸煮单一的长粒白米。

在亚洲，使用一种半连续的完全吸收蒸煮法。亚洲中短粒米在蒸煮前在水里预浸一到两个小时。用小罐盛放定量的水预泡米，然后以流水线的方式传送通过烤炉进行蒸煮。鉴于以下原因，这种系统实现机械化或操作自动化非常昂贵且复杂：每个罐里必须盛放精确定量的水和米；盖子必须要机械化地放置在蒸煮容器的顶部；罐子还要接着传送通过烤炉；移开盖子并且将要蒸煮的米翻转倒出；以及罐子要随后清洗并传送回原位以接收另一批次的米和水。每小时蒸煮2000磅糯米的机器目前价值1,000,000USD以上。

这类稻米蒸煮系统的另一个缺点在于稻米在烤炉里水合过程中没有被搅拌。结果是罐底的米比罐顶的米接触水的时间长。还有，由于顶层的米比底层的米含水量低，这导致不均匀性。因此，这一结果与民用分批蒸煮系统的如出一辙，一个不同之处在于，即使是中间层的米一般也不能适当地水合。

除了流水线方法外还没有发明出其他的连续完全吸收稻米蒸煮方法。显然还没有人想出控制并保持水与每颗米粒接触直到米粒吸收适量水的方法。

发明内容

总述：本发明涉及一种在分批蒸煮器中或者连续地在可受控水合的连续蒸煮器中蒸煮谷物和谷物产品的方法。同时还披露了一种利用完全吸收蒸煮法进行谷物分批蒸煮和谷物连续蒸煮的装置。利用本文披露的方法和设备，未蒸煮的粒状谷类作物大床层在不需要水的情况下由直接喷射的蒸汽加热，直到谷物被彻底加热到大约190-200°F的温度。接着，大约200°F的热水被计量并定期地以稍多于粮食作物吸水量的量喷到谷物顶层，从而使得水以与在水向下渗透过程中谷物的吸水量相匹配的量渗过谷物流到底层。处于被充分加热状态的谷物开始吸收覆围于谷粒表面的水。通过定期地计量并以稍高于含水的谷物吸水量的量将更多的水喷到谷物层，整个分批量谷物所有的谷粒都会以最佳比例水合。

连续蒸煮器采用这种方式，谷物由蒸煮器进口端水平传送到排放端或出口端。在谷物传送通过蒸煮装置过程中蒸煮器排放端的谷物完全水合并吸收所有的蒸煮水。

尽管本发明适用于任何谷物(例如稻米、小麦、燕麦、玉米等等)或任何谷物产品(例如面条、燕麦粥、菜饭等等)，但是当前应用提及稻米仅仅是出于说明和举例的目的。

本发明的完全吸收分批或连续蒸煮稻米方法和设备将会以现有分批或连续流水线系统的一小部分的花费而生产出高质量的米。该方法和装置可以加工亚洲短粒糯米、香米饭和肉饭。蒸煮过程得以精确控制从而可做出与分批蒸煮米同等质量的米。

发明方法总述：在完全吸收蒸煮过程中每种稻米都具有一系列阶段：首先，稻米被放入蒸煮容器之前或之后，米粒大约被冲洗四分钟以除去灰尘和表面淀粉。这一阶段为可选而非优选，即稻米在蒸煮前不需要冲洗。冲洗是通过利用至少一个喷嘴将水高速喷到大米上而实现的，此时大米还处于相对低温。在此阶段稻米不会吸水。冲洗后，在加热阶段稻米置于蒸汽里约三分钟。这样将稻米温度升高到基本与将要在蒸煮阶段喷到稻米上的热水温度一致的温度。在该加热阶段米粒依然是硬的，相对不可渗透，并且只吸收极少的水。在接下来的大约十三分钟(进入蒸煮13到18分钟)，蒸煮时要被吸收的绝大部分水随着在“蒸汽和水合”阶段通过大量热水喷嘴喷到稻米上被吸入米粒中。然后，在接下来的大约五到七分钟(进入蒸煮18到25分钟)，稻米吸水显著减缓并且在最后蒸煮阶段稻米开始膨胀，也就是最后的蒸汽阶段，该阶段是通过一般保持于蒸煮容器，尤其是接近蒸煮器排放端的区域的蒸汽来完成的。该最后阶段使米粒具有膨胀稳定的结构。蒸煮完毕，稻米通过排放出口传送到排放收集室。

包覆每颗米粒的少量水的表面张力保持水分免于流失。如果有额外的水喷到稻米上，水的表面张力将会被破坏并且多余的水受重力作用下降到较低层。与所有的现有技术不同，本发明的连续和分批蒸煮方法都包括向稻米表面以可控的、计量的量喷洒热水，从而当稻米水合时水的表面张力使蒸煮水与每颗米粒保持接触。通过控制喷洒水的量或者脉动地开、关水的喷洒，水按照和所有各层的米粒的水合量一样的量从上至下渗透通过稻米的各层。此外，在连续蒸煮方法中，稻米在蒸煮容器里定期被纵向翻动同时被混合以确保极其均匀一致的蒸煮水作用时间。

连续蒸煮的发明设备简述：本发明具体可为谷物连续蒸煮设备或谷物分批蒸煮设备。连续蒸煮设备包括一个基本水平的容器，在该容器里进行水合和蒸煮程序。该容器可以有单一槽体也可以有两个并排的槽体。单槽体容器里是一个具有单螺旋推杆的一个机械化螺旋输送机；双槽体容器里螺旋输送机包含平行并排相互啮合的螺旋推杆。对于不黏结在一起的长粒稻米或谷物单螺旋推杆系统足够了。对于糯米或粘性的谷类产品，例如菜饭或粗玉米粥，这些谷类产品会粘在旋转的螺旋轴上从而不能妥善传送。因此，双螺旋推杆系统更加适合于这类产品的连续蒸煮。

双螺旋推杆系统中的螺旋推杆叶片的旋向设置为如下方式，通过使两螺旋推杆以相反的旋转方向朝中心以上旋转，当稻米从入口向出口传送时稻米被推入蒸煮器输送机的中心。(传送通过容器的米堆(mound)指米床层(bed)或一床层米。)当螺旋推杆的旋转方向反向时稻米被向外推到容器壁并离开中心或内部。通过以预先定制好的时间间隔改变旋转方向，在米床层向排放端传送时米床层反复地被散开并接着被推动集中在中心。这一移动和搅动使绝大部分的稻米粒接受上部喷洒的水的作用并且连续搅动稻米以促进均匀水合。

沿螺旋推杆长度方向360度螺旋叶片被各个未设置叶片的轴段间断地分隔开，这些没有叶片的轴段上焊接并径向设置有搅拌棒或搅拌辐条。以相反方向朝中心以上旋转的两个螺旋推杆的运动，具有防止糯米黏结在螺旋叶片上的作用同时搅拌棒将水合的稻米混合。搅拌辐条也可以在其末梢部位附设有桨叶以帮助混合及移动稻米，同时在搅拌辐条的运动范围内从表面清除谷类产品。

沿双螺旋槽体的底部设置有一排蒸汽直喷嘴。这些喷嘴在稻米被传送通过时定向向运动的稻米喷射蒸汽。通过反向旋转的螺旋推杆连续平缓地搅拌稻米，从而使得喷洒水及蒸汽与水合的稻米均匀混合。

稻米被计量送入蒸煮器入口，可以是手工，或者优选地，利用电子皮带称进料机构或者测重螺旋进料机构。当原料干稻米被计量送入蒸煮器，要用大量的冷热水均可的喷水进行清洗，然后多余的水通过蒸煮容器底部的筛网排出。可选地，可以在蒸煮器外面完成清洗，排完水，然后利用各种合适的传送设备中的任何方式，优选地利用升降传送装置送到进料机构上。所述清洗将除去在碾米过程中沾染于米粒上的灰尘及表面淀粉。相当于干稻米重量大约10％的清洗水由于水的表面张力而留下来包住干稻米粒。如果采用热水清洗，热清洗水(200°F)的热量使稻米温度在清洗时被提高。

稻米进料机构的控制通过一个可编程逻辑控制器(PLC)与蒸煮水计量系统及搅拌系统的控制电子连网。这一控制系统可以程序极其精确控制沿蒸煮容器长度方向任意点处喷射的热水量，并且在搅拌周期内的任一阶段，以保持每颗米粒在水合时都包覆有优选量的水。该控制确保不会有多余的水喷到米床层上。采用现有方法，在蒸煮过程中经常有过量的水喷到米床层上，并且水易于集中在米床层底层附近。采用本发明的方法和装置，如果在某个区域喷射的水量太多，慢速旋转的螺旋叶片上的桨叶会将过量的水重新分配给欠水合的米粒。

喷水量由送入蒸煮器的稻米的进料量控制。水对稻米的比例以及蒸煮器长度方向上各点处的水流百分比由PLC控制。这些变量可以针对任何被蒸煮的产品(谷物或谷物产品)独立编程控制。

为了达到被传送稻米各层全部表面的良好喷水覆盖，水计量系统在PLC程序的精确控制下循环开和关，该PLC程序与稻米测重进料机构或皮带称进料机构、螺旋推杆电机、以及水流控制阀相配合。水流控制有足够的流量以提供足够的喷射覆盖范围并且当合适量的水已喷在全部米床层上以与其水合相匹配时，每个喷嘴自动关闭断水。水的脉动开和关控制蒸煮容器从进口端到排放端的水的分配。

香料和调料可以与蒸煮水混合并喷在水合的米上。即使是烹制好的洋葱块、大蒜或西红柿也可以定量加在米里，因为相啮合的螺旋推杆会轻缓地混合加入这些配料。因为没有过量的水将配料带走或者造成这些配料的不均匀分配，所以最后做好的米饭在整个加工过程内保持均匀。大颗粒产品比如月桂树叶可以连续地加入米中并将会被彻底而均匀地混合。

在整个水合过程中使稻米保持在或接近于210°F的温度非常重要，并且在整个蒸煮器长度方向，稻米上部环境保持富含蒸汽和水分也很重要。为了确保保持这种环境，盖子采用防水密封或密封垫系统予以密封，并且沿整个蒸煮器长度方向设置蒸汽喷雾器。没有被水合米冷凝的蒸汽保留在稻米上部并由防水密封的盖子关在其中。蒸汽可以出去的仅有的位置是通过蒸煮器开口和出口处的孔口。喷在水合米上的蒸煮水当它通过安装在蒸煮器上或独立设置的水加热装置时被连续预热到195-200°F。

分批蒸煮的发明设备内容：受控水合方法和设备也可以用于分批蒸煮，其中粮食作物在蒸煮容器里或相对于水源没有被传送或移动。如民用稻米分批蒸煮器所示，本发明的分批蒸煮设备提供有向分批蒸煮容器固定稻米上喷射水的设施，同时蒸汽喷嘴在稻米底部区域即时喷发蒸汽。通过分批间歇加热稻米上升的蒸汽加热稻米，同时从顶层向下渗透的水提供水分以便适当水合。重力将蒸煮水由上至下均匀分配使每颗米粒适当水合。

这种完全吸收蒸煮的受控水合方法除了稻米，还可以用于蒸煮谷物和谷类，包括小麦、大麦、燕麦、面条以及其他含有谷类成分的粮食作物。

附图简述

图1是本发明连续受控水合蒸煮设备的第一优选实施例的侧视截面图；

图2是图1设备的端视图；

图3是第一优选实施例的平行、并排的两个相互啮合的螺旋推杆的顶视图，具体说明间断布置的螺旋叶片和径向延伸的带有桨叶的辐条；

图4是蒸煮容器的截面端视图，表示螺旋推杆的搅拌棒和蒸汽以及热水进入容器的区域的相对位置；

图5是本发明的侧视图，表示加载蒸煮容器的其它方式和蒸煮后排放稻米的其它方式；

图6是图5的稻米蒸煮器的顶视图；

图7是发明装置的蒸煮容器的顶视图，盖子被移开，具体说明螺旋推杆的第二优选实施例，该例中具有连续的螺旋叶片，并不设径向延伸的辐条；

图8是本发明的分批蒸煮设备的侧视截面图，还表示一个可选谷物进料设备并说明蒸汽和水进入蒸煮容器的位置；以及

图9是表示蒸煮过程以及进行该过程中各个阶段的容器区域的侧视截面图。

发明的最佳实施方案

装置：本发明包括大量粒状粮食作物的受控水合和连续完全吸收蒸煮的一种方法和设备。图1是本发明设备的第一优选实施例的侧视截面图。图2是图1设备由出口端观察的端视图。这些视图表示本发明装置，此处一般以10表示，包括一个基本水平的容器12，在其中进行水合和蒸煮过程。容器12具有一个入口端14和一个入口16用以将粮食作物导入蒸煮容器；一个出口端18和一个出口20用以排放粮食作物；一个顶部22；以及至少一个槽体24。一般来说，容器还设置有将粮食作物加入所述容器里的装置；在所述水合和蒸煮过程中将粮食作物从所述容器的入口端移动到出口端的装置；以及在利用传送装置将粮食作物从蒸煮容器的入口端移动到出口端的传送过程中的水合和蒸煮系统。在水合和蒸煮过程中水合系统(以下详述)将基本上是粮食作物吸收量的水发送到粮食作物的表面，从而粮食作物暴露于基本上其吸水量的水中。该装置包括将粮食作物从所述容器排放出来的装置。

本发明设备的蒸煮容器含有一个防水顶盖26，通过一个以上铰链28枢轴连接于容器，并且沿容器顶部22基本在容器的整个长度上设置，从而当操作时提供防水密封。传送装置优选地包含至少一个螺旋推杆30，该螺旋推杆由至少一个电机32驱动。优选地，所述加载装置为包含一个测重进料机构34的粮食作物的加载系统，该测重进料机构在漏斗装置36上面的位置设有一个出口用以将粮食作物导入入口16。加载系统还包括一个料斗38用以存放并将粮食作物重力供料送到测重进料机构的电机驱动的传送带39上。或者，在加工量不大并考虑到经济性的应用场合，可以不要加载系统，粮食作物的加载可以手工完成。其中所述加载装置优选由可编程逻辑控制器50控制，其使得该装置可精确控制向蒸煮容器中导入粮食作物，并还控制水合装置和粮食传输装置与加载装置配合工作。

容器12包括一个容器支架40用于在工作台上支撑、运输、和定位容器。进料机构34和料斗38也定位于支架42上，该支架可以是容器支架40的一部分，或者独立于容器支架40。

操作时提供有一个排放收集室44并放置在排放出口20下面，该排放收集室优选地可移动并且设有多个轮子46便于移动。

本发明的水合系统是一个蒸汽和水的联合喷射系统，包括至少一个蒸汽喷嘴47，当具有超过一个蒸汽喷嘴时，操作时喷嘴优选地设置于容置在容器中的移动的粮食作物下面并排成一行。喷嘴定向以便当粮食作物沿容器槽体长度方向由入口端向出口端传送时将蒸汽导向粮食作物。

水合系统还包括至少一个水雾喷射器48，当含有多个水雾喷射器时优选地将它们设置于容器顶部元件并排成一行。水雾喷射器喷嘴定向以便当粮食作物被传送时将精细水雾喷到粮食作物上。

水合系统还包括一个可编程逻辑控制器(PLC)50用以测定喷到粮食作物上的精确水量并使喷射水量与加入蒸煮容器里的粮食作物的量、搅拌过程、以及粮食作物传送通过蒸煮容器的速度相匹配。理想地，系统可以程序控制喷到粮食作物上的水量与粮食作物的吸收量匹配，或者稍高于吸收量，从而确保不会有过量的水喷到粮食作物上以避免水浸泡粮食作物并积聚在容器槽体的底部。为达到这一效果，喷水要以预先定制好的间隔脉动地定时进行。间隔长度和喷出的水雾量要精心调整以使在蒸煮过程中的各个阶段喷到容器里的水量稍稍高于粮食作物的水合量，不仅要保证过量的水不会积聚在容器底部，而且还要确保恰好适当的水量渗透通过粮食作物以均匀水合。这样就可以使蒸煮时间最短并使蒸煮质量最佳。

本发明的设备还包括喷发控制装置，用以按照进入所述装置的粮食作物的进料量和水与粮食作物的比例来控制喷水量。

所述喷发控制装置包含一个操作性地连接于所述水合装置的可编程逻辑电路。

所述可编程逻辑电路操作性地连接于所述机械化螺旋推杆并且可编程控制粮食作物在所述容器里的运动和搅拌与喷水量及进料量匹配。

如果粮食作物是手工进料送入蒸煮器，PLC可以编程控制以特定的间隔从扬声器51a发出声音信号或者从灯51b发出可视信号从而提醒操作人员加载预定量的稻米到容器里。利用手工进料系统除了没有机械化进料的方便外加工质量一点也不受影响。

热水，优选地在大约190°F到210°F的温度范围。并且最优选地为210°F，从设有一个热水计量泵53的进水机构52传送到水雾喷射器，该进水机构安装在蒸煮容器下方的支架上或者独立于容器及其支架设置，并通过一根或多根管子54及热水总管55与水雾喷射器可操作地连接。蒸汽由外部供给源优选地通过两个蒸汽入口56和蒸汽总管传送到蒸汽喷嘴，该蒸汽总管优选地包括位于容器入口端部分的两个蒸汽总管58a和58b，以及分别位于容器蒸煮区域和排放区域的两个蒸汽总管59a和59b。

图2是图1设备的端视图。该图表示了第一优选实施例的容器具有两个槽体60和62。

图3是本发明第一优选实施例的顶视图，表示了平行、并排的两个相互啮合的螺旋推杆64和66，并具体说明间断布置的螺旋叶片和径向延伸的带有桨叶的辐条。并排的两个螺旋推杆设置于图2所示的双槽体内。每个螺旋推杆64和66都含有一水平轴，分别为68和70，横跨容器的全长，以及在每个的端部设有一个轴颈71。每个螺旋推杆还包含有螺旋叶片72以便沿所述容器的整个长度方向从入口端到出口端纵向传送粮食作物并且同时混合搅拌粮食作物。如图3所示，在第一优选实施例中，螺旋推杆设有多个间隔分布的螺旋叶片及多个搅拌棒或辐条74，该搅拌棒或辐条介于间隔分布的螺旋叶片之间设置以在蒸煮过程中混合粮食作物，将水分配通过粮食作物，以及将螺旋叶片表面上和蒸煮容器内壁上的粘性粮食作物刮下。辐条优选地沿水平轴长度方向设置两行并相互绕轴错开180度。每个辐条74在各自的近端76处与相应水平轴连接从而从轴起相对轴的纵向轴线基本成直角径向延伸。每个辐条优选地含有一个桨叶78附在辐条的远端80处。每行辐条的桨叶优选地相对轴的纵向轴线基本成45度角角度平行。

图3还表示了并排的螺旋推杆可操作性地连接于一个螺旋推杆发动机或电机82，并接着通过一个齿轮箱84相互连接。图4是蒸煮容器的截面端视图，表示图3所示的螺旋推杆的搅拌棒的相对位置。该图表示了并排的螺旋推杆的各行相对成90度设置。图3和图4综合表示螺旋推杆66为左旋并且每个叶片相对于毗邻的叶片转开180度，以及螺旋推杆64为右旋并且每个叶片相对于毗邻的叶片转开180度。这些图还表示不论电机的转向如何两螺旋推杆均以相反的方向旋转。详细地说，当电机按A方向旋转时，螺旋推杆64顺时针旋转同时螺旋推杆66逆时针旋转。当电机反向旋转时，每个螺旋推杆也反向以B方向旋转。

螺旋推杆轴、螺旋叶片、辐条及桨叶的这种结构，以及可提供各个螺旋推杆轴的反向旋转的齿轮箱可以提供整体粮食作物沿容器长度方向向后和向前的可选移动，同时可以使整体粮食作物的粒状成分在水合和蒸煮区域遍及全部各层竖直上下移动。螺旋叶片和桨叶紧密配合使粮食作物完全混合，过量水均衡分配，以及粮食作物不致粘在螺旋推杆的工作面。正如已提到的，PLC可以编程控制电机的反向旋转从而使粮食作物交替地向着出口端或远离出口端移动以便高度控制粮食作物的水合和蒸煮。

图4还表示了由水合系统产生的蒸汽和水的环境以及它们与在蒸煮期间由蒸煮容器传送的粮食作物(FP)床层的关系。正如很容易理解的那样，蒸汽总管90通过喷嘴92将向上广泛分布的蒸汽传送进入粮食作物床层的下面。来自热水供给源94的热水以高度可控的方式传送通过喷雾系统96并接着向下喷射并通过热水喷嘴98广泛分布到粮食作物顶层。

图5是本发明的侧视图、局部截面图，图6是本发明的顶视图，表示将粮食作物加载到蒸煮锅的其它装置和将蒸煮好的粮食作物从容器排出后卸载的其它装置。在这一结构中，稻米可以加在一个独立可移动的测重进料机构100里，该进料机构将稻米称重后传到稻米提升输送机102上。稻米被向上传送并发送到一个具有穿孔传送带106的稻米清洗输送机104上。水源108通过位于移动的稻米流正上方的一组喷嘴110发出清洗水流，这样稻米在加入蒸煮容器前被清洗。脏清洗水经由穿孔传送带排放。

清洗后，稻米通过入口114被直接加到蒸煮容器112(这里以截面图示出)里而不需途经漏斗装置。然后预先清洗过的稻米以上述的方式水合并蒸煮。蒸煮过程的最后，粮食作物被直接排放在排放输送机116上，该排放输送机向外延伸并远离蒸煮容器从而粮食作物被展开以快速冷却。

图7是发明设备的蒸煮容器的顶视图，盖子被移开，具体说明相互啮合的两螺旋推杆120和122的第二优选实施例，该例中具有连续的螺旋叶片124以及不设径向延伸的辐条。

上述装置也可用做粒状粮食作物分批水合和完全吸收蒸煮的分批蒸煮器。为了将该发明装置用于这一目的，除了将热水喷嘴均匀分布在蒸煮容器长度方向上以外不需做其他修改。

图8是本发明设备用做分批蒸煮器130的侧视截面图，还表示了一个可选的进料装置并说明蒸汽和水进入蒸煮容器的位置。该图中，进料装置表示为电子皮带称进料机构132，其将粮食作物通过蒸煮器入口134直接传送到蒸煮容器里。

在非连续蒸煮过程中，将一批稻米加在容器里并通过螺旋推杆的混合动作形成相对均匀、长条的米床层。然后保持未混合的基本固定的位置，同时蒸汽喷嘴136喷发蒸汽以及水源137向热水计量泵138发送热水，该泵通过水雾发射器139发送热水并利用PLC 135以高度程序控制的方式使粮食作物水合。对于分批蒸煮，蒸汽喷嘴和水雾发射器基本沿蒸煮容器的整个长度方向设置从而确保作物床层不会有一个部分比任何其他部分水合作用更多。

因此，本发明另一个方面是提供一种用于粒状粮食作物堆分批水合和完全吸收蒸煮的设备，所述设备包括：一个分批蒸煮容器，含有一个顶部、一个底部、以及侧面；至少一个蒸汽喷射器，处于运行时容置在所述容器中的粮食作物床层下面，并含有喷嘴设置为直接喷发蒸汽到粮食作物床层；位于所述容器的所述顶部的至少一个水雾喷发器，其含有至少一个喷嘴设置，为操作时直接将细小水流喷到容置在所述容器中的粮食作物床层上；以及控制装置，操作时控制喷发到粮食作物床层里的蒸汽流量及分布和喷到粮食作物床层上的水雾流量，从而使水的输送量与被蒸煮的粮食颗粒的吸水量匹配。

适用于利用上述连续蒸煮设备实现的连续蒸煮方法的一般原理也同样地适用于分批蒸煮过程。因此，水以稍高于顶层粮食作物的吸水量的量发送到分批粮食作物的顶层。从而，少量过量的水以与粮食作物吸水量精确相匹配的量渗透流入粮食作物较低层。在整个过程中，利用蒸汽喷发系统保持一个多蒸汽的内部环境，从而确保粮食作物保持可最佳吸水的温度。这样，发送水的量被设计得匹配于批量粮食作物，并且这种精确匹配可以节省蒸煮时间和花费。

方法：根据上述装置的描述很明显本发明还包括一种用于分批或者连续完全吸收蒸煮粒状粮食作物的受控水合新方法。连续蒸煮的方法其基本步骤包括提供上述的用于粮食作物连续蒸煮的设备；将粮食作物通过入口加到容器内以形成粮食作物床层；在水合和蒸煮过程中将粮食作物床层从容器的入口端到出口端传送；在粮食作物床层从容器入口端到出口端传送的过程中使其水合；在所述水合期间发送水到粮食作物的表面从而使粮食作物在水合和蒸煮过程中暴露于基本上其吸收量的水中；以及当水合和蒸煮过程结束后通过出口将粮食作物从容器里排放出来。传送粮食作物床层的步骤包括同时搅拌混合并沿容器的整个长度方向从入口端到出口端纵向地传送粮食作物床层。此外，传送步骤还包括使粮食作物交替地向着容器出口端或远离容器出口端移动以便高度控制粮食作物的水合和蒸煮。

加载粮食作物的步骤包括提供一个测重进料装置，其可操作性地连接于容器入口处以将粮食作物导入容器入口；还包括提供一个料斗用以单批盛放粮食作物并重力送料到进料装置。或者，加载粮食作物的步骤包括提供一个电子皮带称进料机构，其可操作性地连接于容器入口处以将粮食作物导入容器入口以及还包括提供一个料斗用以单批盛放粮食作物并重力送料到电子皮带称进料机构。另外一个可选方案是手工进料。该可选方案优选地用于少量加工和最节约用途。

为了严格控制粮食作物的水合和蒸煮，水合步骤优选地包括两个初始但不连续的阶段：第一阶段包括将蒸汽通过蒸汽喷嘴喷到粮食作物床层下面以便将粮食作物加热到可以最适宜吸水的温度；以及第二阶段包括通过水雾喷发器将水精确喷到粮食作物床层顶层。水合步骤的第二阶段优选地还包括将蒸汽喷到粮食作物床层下面以保持蒸煮容器内的合适的湿度同时将水精确喷到粮食作物床层顶层。

整个水合步骤包括控制喷到粮食作物上的水量从而喷水量基本与整个床层或批量粮食作物的吸水量一致，但是，还有，喷水量要稍高于粮食作物床层顶层的吸水量。通过定时脉动地将水喷到粮食作物上可得到最佳的效果。

水合步骤还要包括通过按照进入粮食作物的水量发送水来严格控制喷水量和水与粮食作物的比例。通过提供电学地和可操作性地连接于蒸汽喷嘴、水雾发射器、进料装置、以及螺旋推杆电机的可编程逻辑电路；并设计可编程逻辑电路的程序来控制粮食作物送入蒸煮容器、水合步骤中发送到粮食作物的水、以及以前述的方式搅拌和移动粮食作物，可以实现水合和蒸煮的控制机械化。如果采用手工进料方式将稻米加入蒸煮器，水合步骤的控制不包含对进料装置的控制。

本发明的分批蒸煮受控水合方法一般包括与连续蒸煮方法所包含的步骤相同的步骤。但是，在蒸煮阶段粮食作物不是连续移动通过蒸煮容器。相反，粮食作物——预先被清洗、或者进料时被清洗、或者干脆不清洗，被加入容器，然后通过螺旋推杆被移动以形成沿蒸煮容器方向基本均匀的粮食作物床层。其余的步骤包括：通过蒸汽喷射器向作物床层的底部导入蒸汽来加热作物；喷射热水到粮食作物床层顶层同时连续地喷发蒸汽进入蒸煮容器；严格控制喷水量以匹配于粮食作物的吸水量。蒸煮完毕，通过螺旋推杆将粮食作物移到蒸煮容器的排放端并由排放出口排出。

图9表示了稻米受控水合的连续蒸煮方法的各阶段。(需要说明的是，这里描述的稻米蒸煮过程仅是为了说明的目的，并且蒸煮过程的各个阶段的时间可以容易地修改使其适应于各种粒状谷类粮食作物。)如本实施例的容器所示，粮食作物被加载进入蒸煮容器里并且稻米粒在清洗阶段140被清洗约4分钟。如前所述，清洗步骤和清洗装置是可选的。另外，清洗步骤可以在蒸煮容器外面完成，如图5和6所示。通过经由至少一个喷嘴142以大流量喷送水到稻米上清洗得以完成。清洗后，稻米仅在产生于蒸煮容器内部的加热阶段144受蒸汽作用并持续约3分钟。该步骤使稻米温度与将在整个蒸煮阶段喷到稻米上的热水温度一致。在此“加热”或平衡阶段米粒依然是硬的，相对不可渗透，并吸收极少量的水。在接下来的大约13分钟(进入蒸煮13到18分钟)几乎所有最终要被稻米吸收的水随着它经由热水喷嘴146喷到稻米上被米粒吸收。这就是“蒸汽和水合”阶段148。因此，在接下来的大约5到7分钟(进入蒸煮18到25分钟)稻米吸水显著放缓并且在由最后的蒸汽阶段150所保持的蒸汽环境里稻米开始膨胀，使每颗米粒具有膨胀稳定的结构。蒸煮完毕，稻米由螺旋推杆152推出排放口154并进入排放收集室156或稻米排放输送机，如图5和6所示。

Claims (38)

1.一种用于粒状粮食作物床层受控水合和连续充分吸收蒸煮的设备，所述设备包括：

基本水平的容器，在该容器内进行所述水合和蒸煮过程，该容器具有一个入口端和一个入口用以将粮食作物导入所述容器；一个出口端和一个出口用以排放粮食作物；一个顶部；一个顶盖以及至少一个槽体；

传送装置，用以在所述水合和蒸煮过程中将粮食作物从所述容器的入口端移到出口端，所述传送装置纵向地设于所述容器中的至少一个槽体中，并且基本上从所述容器的入口端向出口端延伸；

水合装置，用以在利用所述传送装置将粮食作物从所述蒸煮容器的所述入口端移到所述出口端的传送过程中使粮食作物水合和蒸煮，所述水合装置将水输送到粮食作物的表面，从而在所述水合和蒸煮过程中，所述粮食作物暴露于基本上其吸收水量的水中，所述水合装置沿所述容器的长度方向上设于所述顶部和所述至少一个槽体的之一或两者中，并且定向以将水在操作过程中排入所述容器；以及

排放装置，用以将粮食作物从所述容器排放出来。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述顶盖为一个连接于所述容器的防水顶盖，并且沿所述容器顶部基本在所述容器的整个长度上设置，从而当工作时提供防水密封。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述防水顶盖枢轴地连接于所述容器。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述传送装置包含一个电机驱动的螺旋输送机，该螺旋输送机含有至少一个螺旋推杆，所述至少一个螺旋推杆含有一水平轴，布置于所述容器的全部长度，以及设有螺旋叶片以便沿所述容器的整个长度方向从所述入口端到所述出口端纵向传送粮食作物并且同时混合粮食作物。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述至少一个螺旋推杆含有连续的螺旋叶片。

6.如权利要求4所述设备，其特征在于，所述至少一个螺旋推杆设有多个间隔分布的螺旋叶片及多个辐条以在蒸煮过程中混合粮食作物，该辐条介于所述间隔分布的螺旋叶片之间设置。

7.如权利要求6所述设备，其特征在于，所述多个辐条中的所述每一个含有一个近端和一个远端，所述近端连接于所述水平螺旋推杆轴，所述辐条自所述水平轴径向延伸，并包括一个桨叶连接在辐条的远端处。

8.如权利要求1所述设备，其特征在于，所述传送装置由可反转电机驱动，容许所述设备使粮食作物交替地向着所述出口端或远离所述出口端移动以便高度控制所述粮食作物的水合和蒸煮。

9.如权利要求1所述设备，其特征在于，所述容器包含并排的两个槽体。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述传送装置包括两个并排的机械化螺旋推杆，该螺旋推杆含有平行的水平轴以及连续的螺旋叶片。

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述两个并排的螺旋推杆相互啮合。

12.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述传送装置包括两个并排的螺旋推杆，该螺旋推杆含有平行的水平轴；多个间隔分布的螺旋叶片；以及介于所述间隔分布的螺旋叶片之间设置的多个辐条。

13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述两个并排的螺旋推杆相互啮合。

14.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述传送装置包括两个并排的螺旋推杆，该螺旋推杆含有平行的水平轴；多个间隔分布的螺旋叶片；多个含有一个近端和一个远端的辐条；所述近端连接于所述水平螺旋推杆轴；所述辐条中的每一个自所述水平轴径向延伸并包括一个桨叶连接在辐条的远端处。

15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述两个并排的螺旋推杆相互啮合。

16.如权利要求1所述的设备，还包括一个用于所述容器的支撑、运输、以及定位的支架。

17.如权利要求1所述的设备，还包括加载装置。

18.如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述加载装置还包括用以对加入所述容器内的粮食作物精确计量的装置。

19.如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述加载装置包括：

一个进料机构，操作性地连接于所述容器的所述入口处以将粮食作物引入所述容器的所述入口；以及

一个料斗，用以存放粮食作物，所述料斗支承于支架上而位于所述进料机构之上以将粮食作物重力供料送到所述进料机构。

20.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述进料机构是一个测重进料机构。

21.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述进料机构是一个电子皮带称进料机构。

22.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述水合装置是一个蒸汽和水的联合喷射系统，包括至少一排蒸汽喷嘴，操作时设置于容置在所述容器中的粮食作物床层下面，并且使喷嘴定向以便当传送粮食作物时将蒸汽引向粮食作物床层；以及至少一排水雾喷射器，设置于所述容器的所述顶部元件上，并且使水雾喷射器喷嘴定向以便当传送粮食作物时将细小水流喷到粮食作物上。

23.如权利要求22所述的设备，其特征在于，所述水合装置还包括控制装置，用以测定喷到粮食作物上的精确水量使其与粮食作物的吸水量相匹配，从而确保不会有多余的水喷到粮食作物上以避免水浸泡粮食作物并积聚在所述容器的所述至少一个槽体的底部，并确保足够的水喷到粮食作物上以缩短水合和蒸煮时间。

24.如权利要求23所述的设备，还包括喷发控制装置，用以按照进入所述装置的粮食作物的进料量和水与粮食作物的比例来控制喷水量。

25.如权利要求23所述的设备，其特征在于，所述喷发控制装置包含一个操作性地连接于所述水合装置的可编程逻辑电路。

26.如权利要求25所述的设备，其特征在于，所述可编程逻辑电路操作性地连接于所述机械化螺旋推杆并且可编程控制粮食作物在所述容器里的运动和搅拌与喷水量及进料量匹配。

27.一种用于粒状粮食作物堆分批水合和完全吸收蒸煮的设备，所述设备包括：

一个分批蒸煮容器，含有一个顶部、一个底部、以及侧面；

至少一个蒸汽喷射器，处于运行时容置在所述容器中的粮食作物床层下面，并含有喷嘴设置为直接喷发蒸汽到粮食作物床层；

位于所述容器的所述顶部的至少一个水雾喷发器，其含有至少一个喷嘴设置，为操作时直接将细小水流喷到容置在所述容器中的粮食作物床层上；以及

控制装置，操作时控制喷发到粮食作物床层里的蒸汽流量及分布和喷到粮食作物床层上的水雾流量，从而使水的输送量与被蒸煮的粮食颗粒的吸水量匹配。

28.一种用于粒状粮食作物床层受控水合和连续完全吸收蒸煮的方法，所述方法包括以下步骤：

提供一个基本水平的容器，在该容器内进行所述水合和蒸煮过程，该容器具有一个入口端和一个入口用以将粮食作物导入所述蒸煮容器；一个出口端和一个出口用以排放粮食作物；一个顶部；以及至少一个槽体；

将粮食作物通过入口加到容器内以形成粮食作物床层；

在水合和蒸煮过程中将所述粮食作物床层从容器的所述入口端到出口端传送；

在粮食作物床层从容器入口端到出口端传送的过程中使其水合；

在所述水合步骤发送水到粮食作物的表面从而使粮食作物在水合和蒸煮过程中暴露于基本上其吸收水量的水中；以及

当水合和蒸煮过程完成后通过出口将粮食作物从容器里排放出来。

29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述传送粮食作物床层的步骤同时包括搅拌混合并沿容器的整个长度方向从入口端到出口端纵向地传送粮食作物床层。

30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述传送步骤还包括使粮食作物交替地向着容器出口端或远离容器出口端移动以便高度控制粮食作物的水合和蒸煮。

31.如权利要求28所述的方法，其特征在于，加载粮食作物的步骤包括：

提供一个测重进料装置，操作性地连接于容器入口处以将粮食作物导入容器入口，还提供一个料斗用以单批盛放粮食作物并重力送料到进料装置；以及

手工将粮食作物倒入漏斗。

32.如权利要求28所述的方法，其特征在于，加载粮食作物的步骤包括：

提供一个电子皮带称进料装置，操作性地连接于容器入口处以将粮食作物导入容器入口，以及还提供一个料斗用以单批盛放粮食作物并重力送料到电子皮带称进料装置；以及

手工将粮食作物倒入漏斗。

33.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述水合步骤包括两个阶段，第一阶段包括将蒸汽通过至少一个蒸汽喷嘴喷到粮食作物床层下面以便将粮食作物加热到最适宜水合的温度；以及第二阶段包括通过含有至少一个水雾喷发器的水雾喷发系统将细小水流喷到粮食作物床层上表面。

34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述水合步骤的所述第二阶段还包括连续将蒸汽喷到粮食作物床层下面以保持蒸煮容器内的最佳湿度，同时将精细水雾喷到粮食作物床层上表面。

35.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述水合步骤包括控制喷到粮食作物上的水量从而喷水量基本与整个粮食作物的吸水量一致。

36.如权利要求35所述的方法，还包括按照粮食作物进入容器的量来控制喷水量和水与粮食作物的比例的步骤。

37.如权利要求35所述的方法，其特征在于，所述水合步骤还包括：

提供电学地和操作性地连接于所述至少一个蒸汽喷嘴和所述至少一个水雾发射器的可编程逻辑电路；以及

设计可编程逻辑电路的程序来控制水合步骤中发送到粮食作物的水。

38.如权利要求35所述的方法，其特征在于，所述水合步骤包括定时脉动地将水喷到粮食作物上从而控制水流量和水的分布。

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