HU192599B

HU192599B - Apparatus for processing agricultural produces particularly grain crop by mechanical method

Info

Publication number: HU192599B
Application number: HU452084A
Authority: HU
Inventors: Janos Nagy; Balamber Nagy; Laszlo Borbely; Boldizsar Toth; Cs Gyoergy Somogyi; Istvan Nagy; Bela Villam; Belane Villam
Original assignee: Racional Mueszaki Gazdasagi Mu
Priority date: 1984-12-05
Filing date: 1984-12-05
Publication date: 1987-06-29
Also published as: HUT38561A

Abstract

A találmány tárgya berendezés mezőgazdasági termények, főleg szemesgabona mechanikai úton történő feldolgozására. Lényege, hogy keverő-adagoló szerkezete (2) van, amely anyagfeltáró reaktorra (3) csatlakozik, ahol a reaktornak (3) reaktorhüvelye (17) és ennek belső palástjával együttműködő, viszonylagosan forgatható csigája (16) van. Ezek között terménybefogadó reaktortér (20) van kiképezve, amelynek az anyagárainirányba eső végét furatokkal (22) ellátott matrica (21) zárja le, továbbá a matrica (21) készlermékdaraboló szerkezettel (4) van társítva (1. ábra). -1-The present invention relates to an apparatus for the mechanical processing of agricultural crops, in particular grain grain. The essence is that there is a mixing dispenser (2) connected to a material exploration reactor (3), wherein the reactor (3) has a reactor sleeve (17) and a relatively rotatable screw (16) cooperating with its inner shell. These include a crop-receiving reactor (20), the material end of which is sealed by a vignette (21) provided with holes (22), and the sticker (21) is associated with a finished product splitting device (4) (Figure 1). -1-

Description

A találmány tárgya berendezés mezőgazdasági termények, főleg szemesgabona mechanikai úton történő feldolgozására.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for mechanically processing agricultural crops, in particular grain grain.

Mint ismeretes, jelenleg a mezőgazdaságban, illetve a malomiparban szemesgabona, például kukorica, búza, árpa, rozs stb. aprításos feldolgozására különféle darálókat, kalapácsos malmokat, vagy kalapácsos törőkét alkalmaznak. A gyakorlati tapasztalatok azt mutatják, hogy a szemestermények csak „légszáraz ’ állapotban, azaz maximálisan 6—8 %-ra szárított nedvességtartalom mellett dolgozhatók fel például a kalapácsos malmokban. Nagyobb nedvességtartalom esetén az aprítási hatásfok jelentősen leromlik, hiszen az anyag főleg az aprítás során fellépő nyíróhatások miatt erősen elkenődik és a kalapácsokra tapad. Ez a feldolgozási mód tehát főleg a szárításigény miatt egyrészt túl nagy energiaigényű, másrészt ilyen aprítás esetén a szemestermények feltárása elfogadhatatlanul alacsony szintű, vagyis következésképpen jelenleg a szemestermények jelentős beltartalmi értéke — az állati vagy emberi táplálékként való felhasználása során — sajnálatos módon veszendőbe megy.As is known, currently grain, such as corn, wheat, barley, rye, etc., is used in agriculture and in the milling industry. various types of grinders, hammer mills or hammer crushers are used for chopping. Practical experience shows that grain products can only be processed in a "dry" condition, i.e. with a maximum moisture content of 6-8%, for example in hammer mills. At higher humidity, the shredding efficiency is greatly reduced, as the material is highly lubricated and adheres to hammers, mainly due to shear effects during shredding. This processing method is therefore, on the one hand, excessively energy-intensive due to the need for drying and, on the other hand, unacceptably low level of digestion of cereal grains, and thus unfortunately presently loses significant nutritional value when used as animal or human food.

A 179.800 lajtstromszámú magyar szabadalmi leírás zöld növényi nyersanyagok mechanikai feltárására olyan eljárást javasol, amelynél 35 % körüli szárazanyagtartalmú friss szecskát 35 °C alatti hőmérsékleten kalapácsos darálóval aprítanak, eközben feltárnak, majd az így létesített növényi nyersanyagot ikercsigás présen kipréselik. A feltáráshoz felületaktív anyagot is adagolnak járulékosan. Lényegében hasonló megoldást ír le a 3.000.909 sz. NSZK-beli szabadalmi leírás, amelynek fő tárgya azonban maga a kalapácsos daráló alkalmazása. Ezek a javaslatok azonban kizárólag zöld növényi anyagokhoz alkalmazhatók.Hungarian Patent Publication No. 179,800 proposes a method of mechanical disintegration of green vegetable raw materials by crushing fresh chips with a dry matter content of about 35% at a temperature below 35 ° C with a hammer grinder, which is then pressed in a twin screw press. Surfactants are also added to the digestion. A substantially similar solution is described in U.S. Patent No. 3,000,909. German patent, the main subject of which is the use of the hammer grinder itself. However, these suggestions apply only to green plant materials.

A mezőgazdasági és élelmiszeripari kutatás és fejlesztés két fő irányvonalát a szakemberek a hatékonyabb és energiatakarékosabb technológiák kifejlesztésében, valamint a termékválaszték bővítésében jelölték meg legújabban, amelyeket azonban legalábbis a szemestermények feldolgozását illetően ezidáig nem sikerült az ismert berendezésekkel megnyugtatóan megoldani.The two main lines of research and development in the agro-food industry have been recently identified by professionals as the development of more efficient and energy-efficient technologies and product ranges, which, at least as far as grain processing is concerned, have not yet been satisfactorily solved.

A találmánnyal célunk a fentiekben említett hiányosságok kiküszöbölése, azaz olyan berendezés létrehozása, amellyel mezőgazdasági termények, főleg szemesgabona lényegesen hatékonyabban, energiatakarékosabban, a termény beltartalmi értékének hatásosabb feltárása mellett dolgozhatók fel, mint az ismert megoldásoknál.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to overcome the above-mentioned disadvantages, ie to provide an apparatus for processing agricultural crops, in particular grain cereals, in a much more efficient, energy-efficient manner, more efficiently exploring the value of the crop.

A kitűzött feladatot a találmány szerint ennek megfelelően olyan berendezéssel oldottuk meg, amelynek keverő-adagoló szerkezete van, ez anyagfeltáró reaktorra csatlakozik, ahol a reaktor reaktorhüvelyének belső palástjával együttműködő, hajtott csigával van ellátva, ezek között anyagbefogadó reaktortér van kiképezve, amelynek az anyagáramirányba eső végét furatokkal ellátott matrica zárja le, továbbá a matrica késztermékdaraboló szerkezettel van társítva.Accordingly, the object of the present invention has been solved by an apparatus having a stirrer-feeder assembly, which is connected to a material recovery reactor, which is provided with a driven auger cooperating with the inner shell of the reactor sleeve, including a material receiving reactor space. sealed with a sticker with holes, and the sticker is associated with a finished product cutter.

Célszerű az olyan kivitel, amelynél a reaktor a matrica után zárt tér közbeiktatásával legalább egy további koaxiálisán elrendezett matricával van ellátva.Preferably, the reactor is provided with at least one further coaxially arranged matrix, enclosed within a closed space after the die.

A találmány előnyös példakénti kiviteli alakjánál a keverő-adagoló szerkezet garat vályúszerű alsó részében elrendezett forgatott adagolócsigából és keverőlapátokból, valamint a reaktorba beömlő anyag mennyiségét szabályzó tolólapból áll.In a preferred embodiment of the invention, the agitator-dispenser comprises a rotatable metering auger and agitator blades arranged in a trough-shaped lower part of the hopper and a slide regulating the amount of material entering the reactor.

A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti megoldás példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon:The invention will be described in more detail with reference to the drawing, which illustrates an exemplary embodiment of the invention. In the drawing:

Az 1. ábra a találmány szerinti berendezés példakénti kiviteli alakjának függőleges metszete,Figure 1 is a vertical sectional view of an exemplary embodiment of the apparatus of the invention,

A 2. ábra az 1. ábra szerinti megoldás részletének viszonylag nagyobb léptékű képe.Figure 2 is a relatively larger scale detail of the solution of Figure 1.

Amint a rajzon feltüntettük, a találmány szerinti berendezésnek 1 vázban elrendezett keverő-adagoló 2 szerkezete, anyagfeltáró 3 reak tora és késztermékdaraboló 4 szerkezete van.As shown in the drawing, the apparatus according to the invention has a mixing feeder structure 2, a material digestion reactor 3 and a finished product cutter 4 arranged in a frame.

A keverő-adagoló 2 szerkezetnek felül nyitott 5 garata van, amelynek vályúszerű alsó részében forgathatóan ágyazott 6 tengelyen 7 adagolócsiga és 8 keverőlapátok vannak rögzítve. Az 5 garatból a 3 reaktorba 9 tölcséren keresztül adagolt szemestermény mennyiségét a jelen esetben állítható magasságú 10 tolólap szabályozza. A 6 tengelyen 1! ékszíjtárcsa van rögzítve, amely hajtását 12 ékszíjhajtáson keresztül kapja az 1 vázban forgathatóan ágyazott 13 főtengelyről, amelyet viszont további 14 ékszíjhajtáson keresztül 15 villanymotor hajt.The agitator-dispensing device 2 has an open hopper 5 having a hopper 7 and agitator blades 8 mounted on a pivotally mounted shaft 6 on its lower part. The amount of grain product fed from the hopper 5 to the reactor 3 via a funnel 9 is controlled in this case by a height-adjustable slider 10. 1 on the 6 axes! A pulley is mounted which is driven by a pulley 12 from a crankshaft 13 rotatably mounted in a frame 1 which is further driven by an electric motor 15 via a further 14 pulley.

A 13 főtengely cgyiittforgó hajtókapcsolatban van a 3 reaktor 16 csigájával, amely a csiga menetemelkedésével azonos, vagy althoz hasonló belső profillal ellátott 17 reaktorhüvelyben koaxiálisán van elrendezve. A 17 reaktorhüvely a 18 reaktorházban helytállóan van rögzítve, amely pedig az 1 vázhoz konzolosan csatlakozik. A 16 csiga forgásértelme olyan, hogy 19 beömlésen keresztül 20 reaktortérbe jutó szemestermény kényszerűen haladjon a 16 csiga és 17 reaktorhüvely közötti 20 reaktortér homlokoldalát lezáró 21 matrica felé (2. ábra). A 21 matrica itt a 16 csiga hosszke zépvonalával párhuzamos 22 furatokkal van ellátva, amelyek osztókor mentén egyenletes távközzel vannak kialakítva. A 22 furatok tehát egyúttal a 3 reaktor kiömléseiként szolgálnak. Az 1. ábrán feltüntetett kiviteli alaknál a 21 matrica után szekunder 23 matrica van távközzel elrendezve, így a 21 és 23 matricák között zárt 24 tér képződik.The crankshaft 13 engages in a helical rotary drive connection with the worm 16 of the reactor 3, which is coaxially arranged in a reactor sleeve 17 having an internal profile similar to the thread pitch of the screw or a similar profile. The reactor sleeve 17 is correctly secured in the reactor housing 18, which in turn is connected to the frame 1 by a bracket. The rotation of the auger 16 is such that the grain product entering the reactor space 20 through the inlet 19 is forced to travel towards the sticker 21 which seals the end of the reactor space 20 between the auger 16 and the reactor sleeve 17 (Fig. 2). Here, the sticker 21 is provided with holes 22 parallel to the longitudinal centerline of the screw 16 and spaced apart at intervals. The bores 22 thus serve as outlets for the reactor 3. In the embodiment shown in Fig. 1, after the matrix 21, a secondary matrix 23 is spaced so that a closed space 24 is formed between the matrices 21 and 23.

A 3 reaktorral egytengelyűén helyezkedik el az 1. ábrán a késztcrmékdaraboló 4 szerkezet, amelynek 25 háza a jelen esetben vízszintes síkban elfordíthatóan csatlakozik az 1 váz konzolos részéhez. A 25 házban 26 villanymotor van elrendezve, amelynek tengelyén késbefogó 27 tárcsa van ékelve 28 darabolókcsek állítható befogására. A 28 darabolókések vágóélének és a 23 matrica külső homlokfelületének távköze tehát a kívánt darabolási hossznak megfelelően szabályozható. Továbbá, a 25 ház páraelvezető és késztermékelvezető 29 illetve 30 kiömléssel van ellátva.In Fig. 1, in parallel with the reactor 3, the double product cutting device 4 is located, the housing 25 of which in this case is pivotally connected to the cantilever part of the frame 1. The housing 25 is provided with an electric motor 26, the axis of which is provided with a knife clamping disk 27 for adjustable clamping of the cutting blades 28. The distance between the cutting edge of the cutter blades 28 and the outer face of the die 23 is thus adjustable to the desired cut length. Further, the housing 25 is provided with a vapor drain and a finished product drain 29 and 30 respectively.

A találmány szerinti berendezés ábrázolt példakénti kiviteli alakjának működésmódja a következő:The exemplary embodiment of the apparatus according to the invention operates as follows:

Az 5 garatba 14 % nedvességtartalmú kukoricadarát töltöttünk, amelyet a 15 villanymotor indítása után a 14 és 12 szíjhajtáson keresztül hajtott 8 keverőlapátok állandóan kevernek — megakadályozva az anyag beboltozódását -, a 7 adagolócsiga pedig a 10 tolólappal beállított méretű adagolónyíláson keresztül a 9 tölcsérbe továbbítja a feltárandó kukoricadarát.The hopper 5 is filled with a 14% moisture content of maize, which, after the electric motor 15 is started, is continuously agitated by agitator blades 8 driven by belt drive 14 and 12, preventing the material from entrapping, grits.

A 19 beömlésen keresztül jut a kukoricadara a 20 reaktortérbe. A 16 csiga előnyösen szabályozható fordulatszáma révén a 20 reaktortérben 200 bar körüli nyomást állítunk elő. A kísérleti tapasztalataink szerint ez a viszonylag nagy nyomás, valamint a súrlódásból fejlődő mintegy 250 °C-os hőmérséklet, továbbá a 16 csiga és a 17 reaktorhüvely együttműködéséből származó mechanikai hatások, elsősorban a préselés és a fellépő nyíróerők hatására a kukoricadara plasztikussá, azaz péppé válik a 20 reaktortérben. A kísérletek azt mutat-2192 599 ták, hogy az ilyen hőmérsékleten és nyomáson való fel- . dolgozás elősegíti a keményítő-tartalom elcsirizesedését, < valamint a fehérjék denaturálódását, továbbá részben át is alakítja a fehérjekomponenseket.Through the inlet 19, the cornmeal enters the reactor space 20. Preferably, the rotational speed of the auger 16 produces a pressure in the reactor space of about 200 bar. According to our experimental data, this relatively high pressure and the frictional temperature of about 250 ° C, as well as the mechanical effects of the co-operation of the 16 screws and 17 reactor liners, mainly due to the pressing and the shearing forces applied, render the corn meal plastic, i.e. pulp. in reactor space 20. Experiments have shown that 2192,599 were exposed to such temperatures and pressures. working promotes starch content gelling and protein denaturation, and partially modifies protein components.

A 20 reaktortérből a 22 furatokon át távozó pépes anyag az összenyomást követő hirtelen expanzió révén lehűl, miközben darabolható szilárdságúvá válik. Az 1. ábra szerinti kivitelnél a 21 matricából a 24 térbe történő expandálás nem olyan hirtelen és hatékony, mint a 23 matricából a szabad térbe expandálás. A kísérleteink 1 azonban bizonyították, hogy több egymás utáni matrica' alkalmazásával, azaz többszörös expandálással a késztermék fentemlített jellemzői tovább javíthatók, továbbá gazdagabb termékválaszték érhető el.The pulping material leaving the reactor space 20 through the holes 22 cools by sudden expansion following compression, while becoming solid. In the embodiment of Figure 1, expanding from sticker 21 to space 24 is not as sudden and effective as expanding from sticker 23 to free space. However, our experiments 1 have shown that the use of multiple sequential stickers, i.e. multiple expansions, can further improve the aforementioned characteristics of the finished product and provide a richer product range.

A 21 és/vagy 23 matricából hengeres, vagy például 1 szalagszerű terméket kapunk, amelyet a késztermékda-, raboló 4 szerkezet segítségével a felhasználási célnak megfelelően tetszés szerinti hosszúságúra darabolhatunk, amihez a 26 villanymotort előzetesen be kell kapcsolni.From the stickers 21 and / or 23, a cylindrical or, for example, a tape-like product 1 is obtained which, by means of the finished product robber 4, can be cut to any length according to the purpose for which the electric motor 26 has to be switched on.

Az így nyert termékkel végzett kísérleti tapasztala- 2 taink szerint a nyersanyag egyébként emészthetetlen fehérjeállománya is emészthető fehérjévé táródik föl, így a találmány szerinti berendezéssel előállított termék takarmányként, vagy emberi élelmiszerként igen előnyösen alkalmazható. 2Experimental experience with the product thus obtained has shown that the otherwise indigestible protein stock of the raw material is also digested into digestible protein, so that the product produced by the apparatus according to the invention can be used very favorably as feed or human food. 2

A kísérleteink azt is bizonyították, hogy a javasolt berendezés nem csupán gabonák, hanem bármely más termék, például hüvelyesek (bab, borsó stb.) esetén is előny-, nyel alkalmazható, különösen olyan terményeknél, amelyek egyébként emészthetetlen fehérjéi feltárandók. 3Our experiments have also shown that the proposed apparatus can be applied to other products, such as legumes (beans, peas, etc.), not only to cereals, but especially to crops that are otherwise digestible. 3

A berendezés ábrázolt példakénti kiviteli alakjának kísérleti prototípusán végzett méréseink szerint a javasolt megoldás lényegesen kisebb fajlagos energiaigényű, mint bármely ismert megoldás. Továbbá, a gabonák például a kalapácsos darálóknál megkövetelt maximum 6—8 %-os nedvességtartalomnál lényegesen nagyobb, például 15 % körüli nedvességtartalommal Is jó hatásfokkal feldolgozhatók, amivel jelentős szárítási ráfordítás takarítható meg. A berendezés szerkezeti kialakítását tekintve vi‘ ' szonylag egyszerű — üzembiztos és — például a kalapácsos darálók költséges és bonyolult hőkezeléses gyártástechnológiáját figyelembe véve - olcsónak mondható.According to our measurements on an experimental prototype of an exemplary embodiment of the apparatus, the proposed solution has significantly lower specific energy requirements than any known solution. In addition, cereals, for example, with a moisture content of up to about 6-8%, for example, about 15%, can be processed efficiently, which saves considerable drying effort. In terms of the design of the apparatus, vi '' is relatively simple - reliable in operation and inexpensive, given the costly and complex heat treatment technology of, for example, hammer grinders.

A berendezésben befeszülésből származó törés akkor sem fordulhat elő, ha a 10 tolólap zárt helyzetben van, ezzel tehát hosszabb élettartam és kisebb karbantartási, illetve felújítási ráfordítás érhető el.Tensile fractures in the system may not occur even when the slide blade 10 is in a closed position, which results in a longer service life and lower maintenance and refurbishment costs.

Claims

1. Equipment for the mechanical processing of agricultural crops, in particular grain cereals, having a material recovery reactor designed as an extruder

0 and having a discharge product disposed at its outlet, characterized in that the screw (16) of the reactor (3) has a cord-like circumferential profile, and also a cord-like mantle profile cooperating therewith on the inner periphery of the reactor sleeve (17).

These define a reactor space (20) and optionally have at least one additional matrix (23) after the matrix (21) of the reactor (3) closing the reactor space (20) by inserting an expansion space (24).

Apparatus according to claim 1, characterized by:

Characterized in that it is provided with a mixing dosing device (2) consisting of a rotatable dosing screw (7) and mixing paddles (8) arranged in a trough-shaped lower part of the hopper (5) and a sliding plate (10) controlling the amount of material entering the reactor (3).