CN203505482U - 一种发芽糙米加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发芽糙米加工设备，其特征在于，包括：用于容纳糙米并使糙米发芽的发芽装置、用于控制发芽装置中糙米温度的保温装置，用于向发芽装置中供应水的通水装置，用于向发芽装置中供应空气的通气装置，用于混合发芽装置中糙米、水和空气的搅拌装置。本实用新型的一种发芽糙米加工设备具有结构简单、生产效率高、自动化水平高、排水快、功率消耗小、占地面积小的优点，非常适合用于发芽糙米的工业化加工。

Description

一种发芽糙米加工设备

技术领域

本实用新型涉及一种稻谷加工设备，具体涉及一种发芽糙米加工设备。

背景技术

据统计，我国水稻种植面积约占世界的19%，总产量约为17758万吨，约占世界稻谷总量的30%；我国约有8亿人口以稻谷为主食，每年直接食用稻谷及其制品约1.2亿吨。目前，人们食用的主要是精大米。它是稻谷经过砻谷而得到糙米，再碾去糙米上的糠层和胚芽而得到的产品，具有易蒸煮、易吸收和口感好等优点。但由于稻谷中的大部分营养元素都存储在糙米的胚芽和糠层中，所以只食用精大米而将它们舍弃无疑是对营养成分的极大浪费。糙米含有很多营养成分，但因其不易蒸煮，口感差；与精大米相比，吸收性较差；而且长期存储又会产生脂肪酸化，所以一直未能成为人们的主食。有关研究表明，糙米在一定的温度和湿度条件下发芽后得到的由幼芽和带糠层的胚乳组成的发芽糙米具有很高的营养价值；而且当发芽糙米的芽长为0.5~1mm时，发芽糙米的营养价值处于最高状态，为原糙米的数倍；特别是其内含有γ-氨基丁酸（即GABA）的量是白米的5倍，比糙米高出3倍多，具有现代人急需的健康功能；而且口感也比糙米好，较适合人们食用。

现有的发芽糙米加工设备有滚筒式。其是采用滚轮来带动卧式罐体旋转，以便带动糙米流动，进而使罐体内温度、水分和空气等环境条件分布均匀。现有的滚筒式发芽糙米加工设备采用冷热循环水来保温，同时有喷淋装置来保湿。但由于该设备是卧式罐体结构，所以对罐体两侧的封头密封要求较高；出料和排水也不方便，排水口易堵塞；由于现有设备要使滚筒转动，这就导致消耗的功率较大；该设备的装料系数较低，如果要提高产量，会导致占地面积增加。

国内目前还出现了一些发芽糙米生产设备，如轨道式糙米发芽装置、多功能隧道式糙米发芽装置、发芽床式等，但它们有一些缺点：结构较复杂、生产效率低；排水困难、功率消耗高；占地面积较大。

发明内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种发芽糙米加工设备。 

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：

一种发芽糙米加工设备，其特征在于，包括：用于容纳糙米并使糙米发芽的发芽装置、用于控制发芽装置中糙米温度的保温装置，用于向发芽装置中供应水的通水装置，用于向发芽装置中供应空气的通气装置，用于混合发芽装置中糙米、水和空气的搅拌装置。

前述的一种发芽糙米加工设备，其特征在于，所述发芽装置层筒状结构，包括筒体和筒体内侧的容纳空间，所述筒体上部开设有进料口，所述筒体下部开设有出料口。

前述的一种发芽糙米加工设备，其特征在于，所述保温装置包括包裹在筒体外侧的夹套，筒体和夹套之间构成一密封的保温夹层，保温夹层中填充有水。

前述的一种发芽糙米加工设备，其特征在于，所述通水装置包括第一通水管道，第一通水管道通过筒体的上部进入筒体内侧，第一通水管道包括进水口和设置在筒体内侧的出水口，出水口上设置有喷头。

前述的一种发芽糙米加工设备，其特征在于，所述通气装置包括第一通气管道，所述第一通气管道伸入筒体内侧，所述第一通气管道包括进气口和出气口，出气口伸入筒体内侧，出气口上设置有用于防止糙米堵塞出气口的过滤设备。

前述的一种发芽糙米加工设备，其特征在于，所述搅拌装置包括电机、搅拌器，电机连接搅拌器，搅拌器伸入筒体内侧。

前述的一种发芽糙米加工设备，其特征在于，所述筒体上部设置有溢水口，筒体下部设置有出水口；所述通气装置还包括第二通气管道、风机，风机分别连接进气口，第二通气管道的一端连接在第一通气管道的进气口和出气口之间，出气口通过筒体的下部进入筒体内侧，第二通气管道的另一端通过筒体的上部进入筒体内部；所述保温装置还包括热水箱；所述通水装置还包括第一水泵、第二水泵、第二通水管道、第三通水管道、第四通水管道，第五通水管道，所述进水口伸入热水箱的下部；所述第一水泵设置在第一通水管道的进水口和出水口之间；所述第二通水管道包括第一端和第二端，所述第二通水管道的第一端连接第二水泵，所述第二通水管道的第二端连接在第一通水管道的出水口和第一水泵之间；所述第三通水管道的一端与热水箱的下部导通，第三通水管道的另一端连接在第二通水管道的第一端和第二端之间；第四通水管道的一端连接在第一通水管道的出水口和第一水泵之间，第四通水管道的另一端与保温夹层导通；所述第五通水管道的一端与保温夹层导通，第五通水管道的另一端与热水箱的上部导通；所述热水箱上设置有加热装置。

前述的一种发芽糙米加工设备，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统用于控制保温装置、通水装置、通气装置、搅拌装置和加热装置的运行状态。

前述的一种发芽糙米加工设备，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括：控制器、设置在热水箱内的第一温度传感器，设置在筒体内的第二温度传感器，所述控制器分别连接电机、风机、加热装置、第一水泵、第二水泵、第一温度传感器、第二温度传感器。

前述的一种发芽糙米加工设备，其特征在于，所述控制器为PLC，在第一通水管道的进水口设置有阀门a，在第一通水管道的出水口设置有阀门e，在第二通水管道的第二端设置在阀门a和阀门e之间；在第二通水管道的进水口和第三通水管道的一端之间设置有阀门d；在第三通水管道上设置有阀门c；在第四通水管道上设置有阀门b；在筒体下部的出水口上设置有阀门f；在第一通气管道上设置有阀门i；在第二通气管道上设置有阀门h。

本实用新型的有益之处在于：本实用新型的一种发芽糙米加工设备具有结构简单、生产效率高、自动化水平高、排水快、功率消耗小、占地面积小的优点，非常适合用于发芽糙米的工业化加工。

附图说明

图1是本实用新型的一种发芽糙米加工设备的优选结构示意图；

图2是本实用新型第一通气管道的截面结构示意图；

图3是本实用新型喷头的优选结构示意图；

图4是本实用新型控制系统的控制流程图。

图中附图标记的含义：

1、第一温度传感器，2、加热装置，3、热水箱，4、控制器，5、风机，6、进料口，7、出气口，8、电机，9、喷头，10、溢流口，11、筒体，12、搅拌器，13、夹套，14、出水口，15、出料口，16、第一水泵，17、第二水泵，18、进气口，19、第一通气管道，20、第二通气管道，21、进水口，22、糙米，23、第一通水管道，24、第二通水管道，25、第三通水管道，26、第四通水管道，27、第一端，28、第二端，29、阀门i，30、容纳空间，31、保温夹层，32、水蒸气入口处，33、阀门a，34、阀门b，35、阀门c，36、阀门d，37、阀门e，38、阀门f，39、阀门h。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。

本实用新型主要是根据现有发芽糙米22的生产工艺来设计一套自动的发芽糙米22加工设备，该发芽糙米22加工设备分为机械设备系统和控制系统；再进行糙米22的发芽试验，以便验证该加工设备是否满足设计要求。所以本实用新型主要包括以下几个方面：

1) 总体技术方案的确定。根据现有的发芽糙米22的生产工艺和其它设计要求来确定整个系统的各个功能要求，最后确定出总体技术方案，包括机械设备部分和控制系统的技术方案。

2) 机械设备部分的选择和设计。根据糙米22的具体发芽工艺条件，按照机械设备部分的技术方案选择具体的结构进行设计，并参照其它设备上采用的一些结构，来选取和设计机械设备的具体结构。

3) 控制系统的设计与调试。根据控制系统的技术方案，并参照具体的机械设备的运行方式来选择控制系统的硬件组成并选择和设计其它辅助硬件；同时选择相应的软件部分，并进行软件部分的设计；通过将控制系统的软硬件相结合，来实现对机械设备的自动化控制；进而为发芽糙米22的生产提供适宜且均匀的环境。

4) 整个控制系统的可行性验证。将加工并组装出的机械设备部分和控制系统组装起来形成一个完整的发芽糙米自动化加工设备。然后在市场上购买糙米22，再根据糙米22的发芽流程来设计试验方案并以此进行糙米22的发芽试验，并进行对比试验以验证该加工设备的可行性，最后根据具体情况对该加工设备提出改进意见，以便使其工业化应用成为可能。

本实施例的总体设计要求如下：为了设计糙米的发芽系统，需要知道该系统要完成生产发芽糙米的哪些生产过程和影响糙米发芽的因素，并结合生产要求来得到对系统的设计要求。

糙米发芽的流程是选谷、砻谷→除杂、筛选→精选→优质糙米→清洗→浸泡→发芽→灭酶处理→干燥→检验→成品发芽糙米。由此可知，生产系统应该能够按照一定的要求独自或通过其它设备的配合来完成砻谷、除杂、精选、清洗、浸泡、发芽、灭酶、干燥和检验等过程。由于在实际生产中稻谷的砻谷、除杂、筛选和精选有成熟的技术和设备，发芽糙米的干燥和检验技术和设备也较成熟；所以本实用新型只设计糙米的清洗、浸泡、发芽和灭酶的设备及其它辅助设备。

由有关糙米发芽工艺的研究可知，影响糙米发芽的主要因素有：浸泡温度、浸泡时间、发芽温度、发芽时间、发芽过程中的湿度和含氧量；较适宜的发芽工艺条件为发芽时间24h~28h、发芽温度30℃、浸泡时间20h~24h、浸泡温度25℃~30℃；灭酶时间为5min、灭酶温度为75℃~82℃[27, 41~49]。由工艺条件可知，本实用新型应可以完成生产发芽糙米的各个阶段，并保证各个阶段的环境适宜。

总的来说，本实施例的总体设计要求为：

1）要保证生产和产品的卫生和安全；

2）能一次性地完成糙米的清洗、浸泡、发芽和灭酶等过程；

3）除了进料和出料过程外，能自动地控制生产的各个过程，并自动实现保温、通水和通气等功能，并实现生产环境的适宜和均匀；

4）能根据不同糙米的具体特性调整工艺参数，并能显示发芽过程糙米温度的变化趋势等；

5）按照糙米的最佳工艺条件得到的发芽率应≥85%；

6）根据生产要求，应能生产发芽糙米2000kg/批次。

根据生产系统的总体设计要求可得机械设备系统具体的总体设计要求有：

1）能在其内一次性地完成糙米的清洗、浸泡、发芽和灭酶等过程；

2）发芽装置能一次盛放2000kg糙米；

3）各个装置相配合，能实现预定的保温、通水、通气和搅拌等功能，如保温装置在控制系统的控制下，可以对发芽装置进行保温等；

4）通气和通水设备应能在设定的时间内通入足够的空气和水；

5）各个零部件应能满足糙米发芽的工艺条件，如灭酶温度为80℃左右，阀等应能承受这一温度；

6）在使用各个设备时，不能破坏糙米的结构，以免使其终止发芽，甚至失去发芽的功能；

7）排水和出料方便、迅速；且能保证生产和产品的卫生与安全。

由上面的设计要求可知，机械设备系统应包括糙米的清洗、浸泡、发芽和灭酶设备及其它辅助设备。由于糙米在发芽过程中需要实现保温、通水和通气等功能，所以需要设计相应的保温装置、通水装置和通气装置等。因在清洗过程中需要在使糙米不被排出的前提下排水，而糙米是固体颗粒，所以需要设计相应的出料口15、排水口和过滤装置。

通过查阅有关资料可知，发酵罐常应用于乳制品、饮料、生物工程、制药和精细化工等行业。其中好氧型发酵罐的基本结构包括罐体、进料口6、保温装置、补料口、通气口、放料口、搅拌器12和电机8等；这些结构可以满足生产发芽糙米的发芽装置所需的进料、保温、通水、通气、出料和环境均匀性等功能。所以本实用新型以好氧型发酵罐为基础设计发芽糙米的机械设备系统。为方便出料和排水，采用立式发酵罐结构；这样占地面积也小。所以该立式发酵罐生产设备需要有发芽装置、保温装置、通气装置、通水装置、搅拌装置。

参照图1所示，本实用新型一种发芽糙米加工设备，包括：用于容纳糙米并使糙米发芽的发芽装置、用于控制发芽装置中糙米温度的保温装置，用于向发芽装置中供应水的通水装置，用于向发芽装置中供应空气的通气装置，用于混合发芽装置中糙米、水和空气的搅拌装置。本实施例是根据糙米发芽的工艺流程、工艺条件和其它设计要求来设计的。在生产发芽糙米的整个过程中，它需要为糙米提供一个均匀且适宜的温度、湿度和含氧量的环境，以便保证糙米的正常发芽过程。其中机械设备系统主要为糙米的清洗、浸泡、发芽和灭酶等过程提供场所，同时为保证糙米能在最佳的条件下发芽提供执行机构。控制系统主要是通过控制一些机械设备来控制糙米发芽的整个过程，以便为糙米的发芽提供最佳的环境，最后生产出合格的发芽糙米。

在控制系统方面，控制系统是为了使被控制对象达到预定的理想状态而实施的，它可以按照所希望的方式保持和改变机器、机构或其他设备内任何可变的量。根据生产系统的总体设计要求可得，本实施例的控制系统用于控制保温装置、通水装置、通气装置、搅拌装置和加热装置2的运行状态。控制系统具体的总体设计要求有：

1）通过控制机械设备系统能一次性地完成糙米的清洗、浸泡、发芽和灭酶等过程；

2）要保证各个电动设备的安全；

3）除了进料和出料过程外，能自动地控制生产的各个过程；

4）能根据不同糙米的具体特性调整工艺参数，并能显示发芽过程糙米温度的变化趋势等；

5）能精确控制各个过程的操作时间和环境参数，如温度、通气量和湿度等；

6）通过控制机械设备系统，保证各个生产阶段环境的适宜和均匀；

7）要保证系统的操作安全性，防止误操作和随意操作。

控制系统的设计可分为硬件和软件的选择与设计两大部分。根据控制系统具体的总体设计要求，控制系统硬件系统的设计包括控制系统类型的选择及其外围线路的设计、电气线路的设计、安全电路的设计、抗干扰措施的设计和人际交互界面等。为此需要先选择控制系统的类型，再以此为基础并根据设计要求选择其它硬件；最后进行软件部分的设计。

现有的控制系统主要可以分为继电器、单片机、ARM、DCS、FCS和PLC等6种典型的控制系统。在本实施例中，作为优选，采用PLC控制系统来实现。但是，本实用新型并不排除采用其他类型控制器4的可能性。采用PLC方便编程和修改程序；同时有利于以后对系统功能的扩展。所以控制系统的总体设计方案是根据系统具体需求选PLC类型，其它硬件和软件的选择和设计需要根据选择的PLC、需要控制的具体的机械零部件和设计要求来完成。可编程序逻辑控制器4（PLC，Programable Logic Controller）是在美国汽车业激烈竞争下产生的[50]。最初是为了取代传统的继电器控制系统而开发的，所以适用于以开关量为主的控制系统。它采用了可编程序存储器，用来在其内部存储顺序控制、算术运算、逻辑运算、计数和定时等操作的指令；最后通过模拟式和数字式的输入与输出，来控制各类设备，进而控制生产过程。PLC控制系统是基于模块级或板级的系统，它相当于在单片机控制系统上进行了二次开发。它主要适用于单机的电气控制系统、工控领域制造业的自动化和过程控制。

实际运行时，本实用新型的发芽糙米加工设备生产发芽糙米的过程是糙米经过除杂、筛选后，放入发芽装置内经过清洗、浸泡、发芽和灭酶等过程后，取出干燥并检测得到产品。由于发芽糙米的生产过程属于食品加工，所以本次设计的零部件，包括筒体11、封头、保温装置、搅拌装置、通水装置、通风装置、阀和管路等中直接或间接与糙米接触的部分均采用不锈钢SUS304，以保证发芽糙米的安全生产。

下面进行详细说明：

在发芽装置的详细设置方面，如图1所示，本实用新型的发芽装置层筒状结构，包括筒体11和筒体11内侧的容纳空间30，容纳空间30中用于填充糙米、水和空气。筒体11上部开设有进料口6，筒体11下部开设有出料口15。发芽装置的强度需要按照GB150-2011《钢制压力容器》中的有关规定进行设计和计算。本实用新型的材料采用食品行业中常用的SUS304，它的耐腐蚀性得到广泛的认可。由于本实施例的物料是糙米，为固体物料；为了方便出料，筒体11就选择120°折边锥形底、椭圆形盖这种结构型式。

在保温装置的详细设置方面，如图1所示，保温装置包括包裹在筒体11外侧的夹套13，筒体11和夹套13之间构成一密封的保温夹层31，保温夹层31中填充有水。根据糙米浸泡和发芽的工艺条件可知，需要对浸泡和发芽中的糙米进行保温和补水，考虑到保温成本，保温的介质选择水。利用在筒体11夹层中通入一定温度的水来对发芽筒体11中的糙米进行保温。本设计的保温结构采用整体式夹套13。

在通气装置的详细设置方面，如图1所示，通气装置包括第一通气管道19，第一通气管道19伸入筒体11内侧，第一通气管道19为环形多孔管，如图2所示。但是本实用新型也可以选用其他类型的通气管道。包括进气口18和出气口7，出气口7伸入筒体11内侧，出气口7上设置有用于防止糙米堵塞出气口7的过滤设备。由于糙米发芽时需要消耗氧气，为此以发酵罐上常用的环形多孔管为参考来进行设计。该通气设备是一个环形的管道，其上有一个进气口18接着外部空气输送端即风机5的出口端，在环形管周围有多个圆形小孔来出气。其轮廓的外径为1290mm；环形管道的外径为40mm，小孔的孔径为4mm，在环形管上均布，共48个小孔。该通气结构被置于发芽装置下部，焊接在过滤设备上。该过滤设备是为防止出气孔被糙米颗粒堵塞，被置于通气结构与糙米之间。

在通水装置的详细设置方面，如图1所示，通水装置包括第一通水管道23，第一通水管道23通过筒体11的上部进入筒体11内侧，第一通水管道23包括进水口21和设置在筒体11内侧的出水口14，出水口14上设置有喷头9。由于糙米在发芽的过程中需要消耗一定量的水分，而筒体11较大，为了保证水分分布均匀，所以选用可以使水在120°范围内均匀分布的螺旋喷头9。如图3所示。但是，本实用新型也可以采用其他类型的喷头9。该喷头9的流量会随着液体压力的变化而改变，进而可以用来控制不同阶段的通水量。筒体11内湿度的保证是通过水泵或直接连接自来水管，再经过喷头9向筒体11内通水。喷头9安装在发芽装置的椭圆形顶盖上。

在搅拌装置的详细设置方面，如图1所示，搅拌装置包括电机8、搅拌器12，电机8连接搅拌器12，搅拌器12伸入筒体11内侧。由于糙米发芽的过程要求有适宜的温度、湿度和含氧量等环境，而本设计的机械系统的容积较大，仅通过设计的通气、保湿、保温结构很难保证发芽装置内环境均匀，所以采用搅拌装置来实现糙米发芽环境的均匀性。

为了更好地实现本实施例的效果，本实施例筒体11上部设置有溢水口，筒体11下部设置有出水口14；通气装置还包括第二通气管道20、风机5，风机5分别连接进气口18，第二通气管道20的一端连接在第一通气管道19的进气口18和出气口7之间，出气口7通过筒体11的下部进入筒体11内侧，第二通气管道20的另一端通过筒体11的上部进入筒体11内部；保温装置还包括热水箱3；通水装置还包括第一水泵16、第二水泵17、第二通水管道24、第三通水管道25、第四通水管道26，第五通水管道，进水口21伸入热水箱3的下部；第一水泵16设置在第一通水管道23的进水口21和出水口14之间；第二通水管道24包括第一端27和第二端28，第二通水管道24的第一端27连接第二水泵17，第二通水管道24的第二端28连接在第一通水管道23的出水口和第一水泵16之间；第三通水管道25的一端与热水箱3的下部导通，第三通水管道25的另一端连接在第二通水管道24的第一端27和第二端28之间；第四通水管道26的一端连接在第一通水管道23的出水口和第一水泵16之间，第四通水管道26的另一端与保温夹层31导通；第五通水管道的一端与保温夹层31导通，第五通水管道的另一端与热水箱3的上部导通；热水箱3上设置有加热装置2。通过糙米的呼吸作用来转化能量，可以提供其发芽所需的全部能量。糙米在发芽过程中消耗氧气量极大，21%左右的高浓度氧气最为理想即通入空气，并保持空气均匀分布最合理。

本实施例由于发芽装置侧面开了一个溢流口10，所以发芽装置上部空气充足；但对于糙米颗粒之间，因有水分及发芽消耗氧气就比较缺氧气，为此在一定时间内需要从发芽装置下方往发芽装置内通入一定量的空气；经过考虑，确定一次通气量为发芽装置容积的20%左右，即700L左右。由后面的控制系统的设计情况可知，需要在几分钟内把空气通入发芽装置内，且出气压力为0.25MPa。所以需要购买的风机5的出口压力可以调为0.25MPa，出气量为150L/min左右，其供电电压为220VAC。

水稻种子发芽的过程至少要吸收自身质量25%的水分，而吸水达到自身质量40%时对发芽最为适宜。那么对于糙米发芽来说，其需求水的量应该是为自身质量的25%~40%。根据前面介绍的螺旋喷头9的选择和后面控制系统的设计可得，水泵的出水压力范围应包括1巴~7巴，出水量应能达到1000L/min，水泵的供电电压为380VAC。根据这些要求来选择水泵。

本实施例中，由于糙米在浸泡和发芽时需要保温，即在糙米浸泡和发芽过程中，当发芽装置温度小于设定温度时，需要往保温设备即夹套13内通入热水来为发芽装置升温，此时就需要加一个热水箱3来提供热水。在对发芽糙米进行灭酶，需要一次性往发芽装置内通入1000L左右的85℃高温热水，所以热水箱3的最低容积为1000L，考虑到水泵不能吸走所以的热水，所以热水箱3的容积应该大于1000L。此外，本实施例可以在水箱外面需要加一层保温结构。第二水泵17从水箱的下部吸取热水。在水箱的下部开一个入水口让自来水进入水箱，以便在开始工作之前为水箱通过水。在热水箱3上部侧面会开一个溢水口和一个回流口。回流口是为了让夹套13内多余的水回流到水箱内，这样可以节约用水。溢流口10是为了防止水箱内的水过多，需要其自动溢出。

此外，水箱内还要放入加热设备，优选采用水蒸气加热，如图的箭头表示水蒸气入口处32。当然也可以采用电热丝加热或者其他方式。

在本实施例的控制系统方面，根据控制系统的总体设计方案，本实施例的控制系统的优选为PLC控制系统。根据总体设计要求，控制系统应可以根据具体的糙米发芽工艺条件来设定和修改工艺参数，同时可以显示一些过程变量；所以选择触摸屏来作为人机接口。

如图1所示，本实施例的控制系统包括：控制器4、设置在热水箱3内的第一温度传感器1，设置在筒体11内的第二温度传感器，控制器4分别连接电机8、风机5、加热装置2、第一水泵16、第二水泵17、第一温度传感器1、第二温度传感器。控制对象是指控制系统中被控制的设备或过程，如电机8、反应器的控制，或混合过程、反应过程的控制等。对于本控制系统而言，它的控制对象是生产发芽糙米的机械设备系统的一些零部件，主要包括电机8、风机5、加热装置2、第一水泵16、第二水泵17、第一温度传感器1、第二温度传感器等物理机构，

此外，本实用新型的控制器4还要控制各种阀门，这需要结合各种管道来阐述。如图1所示，本实用新型，控制器4为PLC，在第一通水管道23的进水口21设置有阀门a33，在第一通水管道23的出水口设置有阀门e37，在第二通水管道24的第二端28设置在阀门a33和阀门e37之间；在第二通水管道24的进水口21和第三通水管道25的一端之间设置有阀门d36；在第三通水管道25上设置有阀门c35；在第四通水管道26上设置有阀门b34；在筒体11下部的出水口上设置有阀门f38；在第一通气管道19上设置有阀门i29；在第二通气管道20上设置有阀门h39。作为优选，控制器4分别连接阀门a33、阀门b34、阀门c35、阀门d36、阀门e37、阀门f38、阀门h39和阀门i29（图1中省略没画出）。此外，本实用新型的控制器4同时还要控制每个生产过程中各个操作步骤的具体时间、发芽装置内物料温度和水箱的水温。

下面来简单介绍一下在生产发芽糙米时，清洗、浸泡、发芽和灭酶等过程实现一些具体功能所需要的输出点的情况，如图4所示：

1）水箱加水：需要开阀c、d---Q0.2，Q0.3。

2）清洗：需要打开阀（通自来水）d、e和调节阀（大流量），电机8，然后打开蝶阀f（出水）---Q0.3，Q0.4，AQW0，Q0.7，Q0.5。

3）浸泡：需要打开阀（通自来水）d、e和调节阀（小流量），同时打开电机8（搅拌）--- Q0.3，Q0.4，AQW0，Q0.7。

4）发芽：需要打开阀（通自来水）d、e和调节阀（小流量），同时打开风机5（通气）和电机8（搅拌）--- Q0.3，Q0.4，AQW0，Q1.1，Q0.7。

5）灭酶：需要打开阀（通85℃热水）a、e，水泵和调节阀（大流量），同时打开电机8（搅拌），然后打开蝶阀f（出水）--- Q0.0，Q0.4，Q1.0，AQW0，Q0.7，Q0.5。

6）出料：手动打开直径500mm阀。

7）水箱加热：电热丝---Q0.6。

8）发芽装置升温：需要打开阀a、b，水泵；同时打开电机8（搅拌）---Q0.0，Q0.1，Q1.0 ，Q0.7。

9）发芽装置降温：需要打开阀b、d，同时打开电机8（搅拌）--- Q0.1，Q0.3，Q0.7。

10）温控部分功能的实现：

水箱测温：在水箱的出水口附近安装一个PT100温度传感器，来测量水箱出水口处的水温。

发芽装置测温：在发芽装置的筒体11的下侧安装一个PT100温度传感器来实现。

水箱的温控：通过将采集到的水箱内水的温度信号转换为温度值与设定值比较。如小于设定值，则启动电热丝；否则关闭。

发芽装置的温控：此过程是通过冷热水循环来实现。通过将采集到的发芽装置内糙米的温度信号转换为温度值与设定值比较。当发芽装置内温度值小于设定值时，在一定时间内，PLC会打开阀a（Q0.0）、b（Q0.1）和水泵（Q1.0）进行升温，同时启动电机8（Q0.7）进行搅拌；直至满足设定值为止。当发芽装置内温度值设定值时，在一定时间内，PLC会打开阀b（Q0.1）和d（Q0.3）进行降温，同时启动电机8（Q0.7）进行搅拌；直至满足设定值为止。

11）清洗、浸泡、发芽、灭酶、通水、通气、搅拌和出水时间的控制：根据发芽糙米的实际生产工艺条件来设定这些过程的持续时间，并利用定时器和计数器来控制各个过程的持续时间。

以上为PLC控制系统的控制流程。它是控制程序编写的依据。根据该控制流程、各个过程的实现方法和后面人机界面的具体组态情况来编写整个控制程序。其中手动控制程序是为了快速验证各个功能和防止意外情况而编写的。实际生产中采用自动控制程序来控制整个生产过程。

本实用新型的一种发芽糙米加工设备具有结构简单、生产效率高、自动化水平高、排水快、功率消耗小、占地面积小的优点，非常适合用于发芽糙米的工业化加工。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种发芽糙米加工设备，其特征在于，包括：用于容纳糙米并使糙米发芽的发芽装置、用于控制发芽装置中糙米温度的保温装置，用于向发芽装置中供应水的通水装置，用于向发芽装置中供应空气的通气装置，用于混合发芽装置中糙米、水和空气的搅拌装置。

2.根据权利要求1所述的一种发芽糙米加工设备，其特征在于，所述发芽装置层筒状结构，包括筒体和筒体内侧的容纳空间，所述筒体上部开设有进料口，所述筒体下部开设有出料口。

3.根据权利要求2所述的一种发芽糙米加工设备，其特征在于，所述保温装置包括包裹在筒体外侧的夹套，筒体和夹套之间构成一密封的保温夹层，保温夹层中填充有水。

4.根据权利要求3所述的一种发芽糙米加工设备，其特征在于，所述通水装置包括第一通水管道，第一通水管道通过筒体的上部进入筒体内侧，第一通水管道包括进水口和设置在筒体内侧的出水口，出水口上设置有喷头。

5.根据权利要求4所述的一种发芽糙米加工设备，其特征在于，所述通气装置包括第一通气管道，所述第一通气管道伸入筒体内侧，所述第一通气管道包括进气口和出气口，出气口伸入筒体内侧，出气口上设置有用于防止糙米堵塞出气口的过滤设备。

6.根据权利要求5所述的一种发芽糙米加工设备，其特征在于，所述搅拌装置包括电机、搅拌器，电机连接搅拌器，搅拌器伸入筒体内侧。

7.根据权利要求6所述的一种发芽糙米加工设备，其特征在于，所述筒体上部设置有溢水口，筒体下部设置有出水口；所述通气装置还包括第二通气管道、风机，风机分别连接进气口，第二通气管道的一端连接在第一通气管道的进气口和出气口之间，出气口通过筒体的下部进入筒体内侧，第二通气管道的另一端通过筒体的上部进入筒体内部；所述保温装置还包括热水箱；所述通水装置还包括第一水泵、第二水泵、第二通水管道、第三通水管道、第四通水管道，第五通水管道，所述进水口伸入热水箱的下部；所述第一水泵设置在第一通水管道的进水口和出水口之间；所述第二通水管道包括第一端和第二端，所述第二通水管道的第一端连接第二水泵，所述第二通水管道的第二端连接在第一通水管道的出水口和第一水泵之间；所述第三通水管道的一端与热水箱的下部导通，第三通水管道的另一端连接在第二通水管道的第一端和第二端之间；第四通水管道的一端连接在第一通水管道的出水口和第一水泵之间，第四通水管道的另一端与保温夹层导通；所述第五通水管道的一端与保温夹层导通，第五通水管道的另一端与热水箱的上部导通；所述热水箱上设置有加热装置。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种发芽糙米加工设备，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统用于控制保温装置、通水装置、通气装置、搅拌装置和加热装置的运行状态。

9.根据权利要求8所述的一种发芽糙米加工设备，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括：控制器、设置在热水箱内的第一温度传感器，设置在筒体内的第二温度传感器，所述控制器分别连接电机、风机、加热装置、第一水泵、第二水泵、第一温度传感器、第二温度传感器。

10.根据权利要求9所述的一种发芽糙米加工设备，其特征在于，所述控制器为PLC，在第一通水管道的进水口设置有阀门a，在第一通水管道的出水口设置有阀门e，在第二通水管道的第二端设置在阀门a和阀门e之间；在第二通水管道的进水口和第三通水管道的一端之间设置有阀门d；在第三通水管道上设置有阀门c；在第四通水管道上设置有阀门b；在筒体下部的出水口上设置有阀门f；在第一通气管道上设置有阀门i；在第二通气管道上设置有阀门h。

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