CN1468550A - 花粉孢子破壁机 - Google Patents

Abstract

一种花粉孢子破壁机，由多级轧辊、弹簧、滑动轴承座、支承板、齿轮组、刮刀和瀑布式下料斗组成。花粉由瀑布式下料斗落下进入轧辊间的搓轧面，弹簧推动滑动轴承座使轧辊间产生弹性挤轧力。齿轮组使轧辊间的切向速度不同从而产生搓切力。在这两种力的共同作用下，使花粉孢子近乎逐粒破碎。花粉经多次搓轧后，由弹性地装在轧辊上的刮刀刮下。本发明为纯机械破壁机，不加辅料，不破坏营养物质，破壁率率可接近百分之百。造价仅为高速气流粉碎机的五十分之一。经本发明的破壁机破壁后，花粉的腥味消失，甜味增加，口感大为改善，人体吸收率增加。破壁后的花粉呈水润性，可直接冲饮。破壁也是进行花粉内含物提取的第一步。本机也可用于灵芝孢子破壁。

Description

花粉孢子破壁机

技术领域

本发明涉及一种花粉孢子破壁机。特别涉及纯机械式花粉孢子破壁机。

背景技术

花粉被称为完美食品和氨基酸的浓缩体。花粉还含有多种生物活性物质，有很高的医疗保健价值。花粉由一粒粒的花粉孢子组成，其大小随植物种类不同而不同，从10μm～100μm不等。花粉孢子的营养成分被一层壁保护着，花粉孢子的壁厚约2至3μm，该壁十分稳定，不受强酸和强碱的腐蚀。因此直接服用花粉吸收率低。而破壁后营养成分外露，易被人体吸收。此外，若要将花粉制成化妆品、饮料或或对花粉成分进行提取，则破壁是必要的一环。

目前，国内外有多种生化花粉破壁工艺，但尚无专用花粉孢子破壁机问世。1997年，苗前、杜红霞、王文正三人曾在《食品科学》杂志第18卷第11期第43页以“玉米花粉几种机械破壁方法的研究”为题发表文章，利用冷冻法，胶体磨，匀浆机，超声波等方法对花粉孢子进行破壁。但其一次破壁率都在50％以下，且费时，产额又低，只适用于实验室作实验用。目前能用于生产的花粉孢子破壁设备只有高速气流粉碎机。这种设备十分复杂、昂贵，效果也不够理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种可用于生产的、廉价的、高破壁率的花粉破壁机。

本发明的花粉破壁机包含一组轧辊，轧辊的轴装在滑动轴承座上，滑动轴承座可在支承板的矩形孔内滑动，弹簧顶推滑动轴承座在上述矩形孔中滑动，带动轧辊平移使两相接触的轧辊之间产生弹性挤轧力，此挤轧力是使经过工作面的花粉孢子破裂的因素之一。与各轧辊轴相连的有一组互相啮合的齿轮组，该齿轮组使相接触的轧辊的切线速度不同，从而使经过相接触的轧辊之间的花粉受到搓切力，该搓切力是使花粉孢子破裂的另一因素。花粉孢子壁是在挤轧力和搓切力的共同作用下被逐粒破碎的。花粉孢子破壁的困难之处除颗粒小、壁坚固之外，是花粉有粘性，而且不同的花粉粘性不同，因此会粘在轧辊上。第二轧辊除和第一轧辊挤切外，又和第三轧辊相挤切，同样第三轧辊除和第二轧辊相挤切外又和第四轧辊相挤切，如此类推。而且齿轮的组合使越往后的轧辊的切线速度越大，因此轧辊本身对有粘性的花粉有粘带作用，使多数花粉孢子从第一轧辊传向第二轧辊。再传向第三轧辊，再传向第四轧辊。因为多数花粉粘在轧辊上，因此在最后的轧辊上弹性地装有刮刀，将破壁后的花粉刮下。由于各种花粉性质不一，因此各轧辊上都装有弹性刮刀，根据花粉的性质不同而调用刮刀。本发明几乎是对花粉孢子逐粒破壁，因此要连续的、瀑布式的下料。下料装置包括：带槽滚筒、星形截面搅拌棒、以及由前后挡板和可调的左右挡板组成的四棱斗。

本发明用的是挤轧和搓切同时作用于花粉孢子，因此破壁率高；由于完全是机械式的，不加任何辅料，因此不破坏花粉的有效成分。由于采用滑动轴承座及弹性挤轧结构，使对轧辊的加工要求大为降低，加上其结构远较超声波装置、匀浆机、胶体磨及高速气流粉碎机简单，其造价约为高速气流粉碎机的五十分之一。经本破壁机破壁后的花粉其腥味消失，甜味增加，口感显著改善，适于直接食用。而且破壁后的花粉呈水润性，可以用水冲服。

本发明也可用于灵芝孢子及其它孢子的破壁。

附图说明

图1为四轧辊花粉孢子破壁机主结构图。图中箭头指示轧辊旋转方向。轧辊(1)和轧辊(2)水平配置，轧辊(3)和轧辊(4)也水平配置，轧辊(3)在轧辊(2)的正下方。

图2为前支承板(25)及安装在其上的滑动轴承座(5，6，7)、顶推滑动轴承座的弹簧(16，17，18)和调节弹力的螺丝(33，34，35)。

图3为四轧辊破壁机的齿轮组及相应的轴。两分度圆相切表示啮合。

图4为下料斗滚筒部分放大了的截面图。(46)为左挡板(42)和滚筒(40)之间的可调间隙，(45)为右挡板(43)的左下棱，(44)为纵向凹槽。

图5为破壁机顶视图。图中显示了轧辊(1，2，4)的排列方式，轧辊(3)在轧辊(2)的正下方，图中看不见。该图也为了显示后支承板及安装其上的弹力调节螺丝(33′，34′，35′)。

量佳实施例

下面结合图例来描述最佳实施例。本四轧辊破壁机主要由轧辊(1，2，3，4)、滑动轴承座(5，6，7)、弹簧(16，17，18，19)、前支承板(25)、后支承板(26)、齿轮(27，28，29，30，31，32)、双刃刮刀(24)、单刃刮(20，21，22，23)及瀑布式下料斗(39)组成。

本实施例中装在前支承板(25)上的部件包括滑动轴承座、弹簧、调节螺丝、滚珠轴承和装在后支承板(26)上的同类部件是配对的。因为除调节螺丝外，装在后支承板上的这些部件都未画出，因此在以下的描述中凡提到这些部件时也包括后支承板(26)上对应的部件。下面分系统描述本实施例。

轧辊系统。

轧辊(1)的轴(12)装在滚珠轴承(8)中，滚珠轴承(8)紧嵌在矩形滑动轴承座(5)中。滑动轴承座(5)可在前支承板(25)的矩形孔(36)中左右滑动。装在支承板(25)中的弹簧(16)一端顶着滑动轴承座(5)。另一端顶着调节螺丝(33)。拧紧装在支承板(25)中的螺丝(33)和装在后支承板(26)中的螺丝(33′)，则弹簧(16)弹性地推动轴承座向右滑动，从而使轧辊(1)靠紧轧辊(2)。这种弹性推动使轧辊(1)和轧辊(2)在转动中一直保持接触并维持恒定压力。调节螺丝(33，33′)可改变轧辊(1)和轧辊(2)之间的挤轧压力。

类似地，轧辊(4)的轴(15)装在滚珠轴承(11)中，滚珠轴承(11)紧嵌在矩形滑动轴承座(7)内。滑动轴承座(7)可在前支承板(25)的矩形孔(38)中左右滑动。装在支承板(25)中的弹簧(18)一端顶着滑动轴承座(7)，另一端顶着装在支承板(25)中的调节螺丝(35)，拧紧螺丝(35，35′)，则弹簧(18)弹性地推动滑动轴承座向左滑动。从而使轧辊(4)靠紧轧辊(3)。这种弹性推动使轧辊(4)和轧辊(3)在转动中一直保持接触并维持恒定挤轧力。调节螺(35，35′)可改变轧辊(4)和轧辊(3)之间的挤轧力。

轧辊(2)的轴(13)装在滚珠轴承(9)中，滚珠轴承(9)紧嵌在矩形滑动轴承座(6)中。滑动轴承座(6)可在前支承板(25)的矩形孔(37)中上下滑动。装在支承板(25)中的弹簧(17)一端顶着滑动轴承座(6)，另一端顶着装在支承板(25)中的调节螺丝(34)。拧紧调节螺丝(34，34′)，则弹簧(17)弹性地推动滑动轴承座(6)向下滑动，从而使轧辊(2)紧靠轧辊(3)。这种弹性推动使轧辊(3)和(2)在转动中一直保持接触并维持恒定的挤轧力。拧紧或拧松调节螺(34，34′)可以改变轧辊(2)和轧辊(3)之间的挤轧力。

轧辊(3)的轴(14)装在滚珠轴承(10)中，滚珠轴承(10)紧嵌在前支承板(25)中，此轧辊是不能滑动的，动力就从轴(14)输入。

齿轮组的配置。

大齿轮(27)装在轧辊(1)的轴(12)上，大齿轮(29)和小齿轮(28)都装在轧辊(2)的轴(13)上，大齿轮(31)和小齿轮(30)都装在轧辊(3)的轴(14)上，小齿轮(32)装在轧辊(4)的轴(15)上。小齿轮(32)和大齿轮(31)啮合，小齿轮(30)和大齿轮(29)啮合，小齿轮(28)和大齿轮(27)啮合。设轧辊(1，2，3，4)的切线速度分别为V₁，V₂，V₃，V₄，则在各轧辊直径相同的条件下，有V₁＜V₂＜V₃＜V₄。这种切线速度差使两相邻轧辊间有搓切作用，使花粉孢子被搓裂，而且这种切线速度的递增还对花粉有传输作用，使花粉从轧辊(1)经轧辊(2)和(3)传到轧辊(4)，最后被刮刀(23)刮下。

下料装置

下料斗(39)由刻有凹槽(44)的下料滚筒(40)，星形截面搅拌棒(41)、左挡板(42)右挡板(43)及三角形前后挡板(未画出)组成。下料斗(39)的左挡板和下料滚筒(40)之间的间隙(46)可调，以控制下料速度。右挡板(43)左下方的棱(45)用以刮下粘在滚筒(40)外圆上的花粉。棱(45)与滚筒(40)之间的间隙也是可调的。与下料滚筒联动的星形截面搅拌棒搅动下料斗(39)中的花粉，使花粉和下料滚筒接触良好。下料滚筒的动力来自转速可调的小马达或来自轧辊转轴。

下料的工作过程如下：当下料滚筒逆时针转动时，不断将下料斗(39)中花粉挽下，以瀑布状落入轧辊(1)和轧辊(2)之间的搓轧面。右挡板左下侧的棱(45)将粘在下料滚筒上的花粉刮下，也以瀑布状落入轧辊(1)和轧辊(2)之间的搓轧面。

刮刀

单刃刮刀(20，21，22，23)的刃分别靠在轧辊(1，2，3，4)上，用以刮下粘在这些轧辊上花粉，以免这些花粉在同一轧辊上被重复搓轧。这些刮刀的刃都是弹性地靠在相应的轧辊上的，其压力可调。这些刮刀的长度和轧辊的长度相等。这些刮刀都是活动的，即需要时可以靠在轧辊上，不需要时可以脱离轧辊。单刃刮刀(23)是将经过三次搓轧的花粉从轧辊(4)刮下，落入成品容器(48)中。刮刀(22)是将经过三次搓轧的花粉从轧辊(3)上刮下，也落入下方的成品容器中。刮刀(21)是将经过两次搓轧的花粉从轧辊(2)上刮下落入轧辊(3)和轧辊(4)之间的搓轧面上。刮刀(20)是将经过一次搓轧的花粉从轧辊(1)上刮下落入下方的半成品容器(47)中。双刃刮刀(24)的一侧的刃弹性地靠压在轧辊(1)上，另一侧的刃弹性地靠压在轧辊(3)上，靠在轧辊(3)上的刃将经过三次搓轧的花粉从轧辊(3)上刮下，靠在轧辊(1)上的刃将经过一次搓轧的花粉从轧辊(1)上刮下并导入轧辊(2)和轧辊(3)之间的搓轧面。双刃刮刀还将经过一次搓轧而掉落下来的花粉导入轧辊(2)和轧辊(3)之间的搓轧面。双刃刮刀(24)也是可卸式的。在工作中并不是全部刮刀都投入使用，而是根据花粉的不同而选用。详见下面的操作过程。

随着选用的刮刀不同可采用下述操作方法：

1.只用刮刀(23)。其余刮刀均脱离轧辊。由下料斗(39)瀑布式落下的花粉进入轧辊(1)和轧辊(2)之间的搓轧面。经第一次搓轧之后，一部分花粉跌落到下方的半成品容器(47)中。其余的粘在轧辊上，由于V₂＞V₁，所以粘在轧辊(2)上花粉多于粘在轧辊(1)上的花粉。粘在轧辊(2)上的花粉立即进入轧辊(2)和轧辊(3)之间的搓轧面。经第二次搓轧后多数花粉粘在轧辊(3)上，然后进入轧辊(3)和轧辊(4)之间的搓轧面。经第二次搓轧后跌落下来的花粉也进入轧辊(3)和轧辊(4)之间的搓轧面，这两路花粉经第三次搓轧后多数粘在轧辊(4)上，由刮刀(23)刮下落入下方的成品容器(48)中，经三次搓轧后跌落下来的花粉也落入成品容器(48)中。在成品容器(48)中的花粉其破壁率在95％以上。当下料斗中的花粉全部漏完以后，将半成品容器(47)中的花粉倒入下料斗(39)中，再作一次操作。经第二次操作后仍有部分花粉落入半成品容器(47)中，再将其倒入下料斗中作第三次操作。经第三次操作后，落入半成品容器中的花粉已经过三次搓轧，可直接倒入成品容器中。这种操作方式适用于黏度适中的花粉破壁。因只有一把刮刀，所以混入的杂质少。

2.将刮刀(20，21，22，23)都投入使用，双刃刮刀(24)脱离轧辊，经一次搓轧后跌落下来的花粉落入半成品容器(47)中，经刮刀(20)刮下的花粉也落入半成品容器(47)中。已经过两次搓轧而由刮刀(21)刮下的花粉进入轧辊(3)和轧辊(4)之间的搓轧面，由刮刀(22)和刮刀(23)刮下的花粉都已经过三次搓轧，都落入成品容器(48)中。落入半成品容器(47)中的花粉，与第一种操作方法一样，倒入下料斗中再重复操作两次，这种方法适用于特别粘的花粉。其缺点是用四把刮刀，混入的杂质相对多一些。

3.将刮刀(23)和双刃刮刀(24)投入使用，其余刮刀脱离相应的轧辊。花粉从下料斗落入轧辊(1)和轧辊(2)之间的搓轧面，一部分由轧辊(2)带入下面的搓轧面，一部分被粘在轧辊(1)上被刮刀(24)上刃刮下，连同轧辊(1)和轧辊(2)之间跌落的花粉一同导入轧辊(2)和轧辊(3)之间的搓轧面。刮刀(24)下刃刮下的落入半成品容器(47)中的花粉和由刮刀(23)刮下落入成品容器(48)中的花粉都经过了三次搓轧，破壁率都在95％以上。这种操作方法的优点是破壁过程一次操作完成。缺点是双刃刮刀(24)的安装较复杂一些。

上述是典型的操作方法，实际操作时，可根据情况任意组合刮刀的使用，以达到最佳效果。

本发明不局限于四个轧辊，也不局限于轧辊外径大小相同。

Claims (2)

1.一种花粉孢子破壁机，由多个轧辊、滑动轴承座、弹簧、支承板、齿轮组、刮刀和下料斗组成，其特征在于：弹簧顶推装在支承板的矩形孔内的滑动轴承座，使装在滑动轴承座上的轧辊可以上下或左右平移，从而使相接触的两轧辊的工作面之间有弹性的挤轧力，装在轧辊轴上齿轮组使相接触的两轧辊的切线速度不同，而且越后面的轧辊切线速度越大，从而使相接触的两轧辊的工作面之间形成搓切力。在轧辊间的挤轧力和搓切力的共同作用下使从下料斗来的呈瀑布状落下的花粉孢子流被多次搓轧而破碎，除第一轧辊和最后一个轧辊外，中间的每一轧辊都有两个搓切面，这种轧辊排布加上越后面的轧辊切向速度越快，使得花粉逐级向后传递，从而经受多次搓轧而破碎。破碎后的花粉由弹性地压在轧辊上的刮刀刮下。

2.按照权利要求书1所述的花粉破壁机，其下料斗由滚筒、搅拌棒及四棱斗所组成，其特征在于滚筒上刻有纵向槽，搅拌棒横截面为星形，且两者联动，滚筒和四棱斗左挡板之间间隙可调，下料滚筒和四棱斗的右挡板的左下棱之间间隙也可调，从而当下料滚筒转动时，产生流量可调的瀑布状的花粉流。

Images