JP4601236B2

JP4601236B2 - 穀物の選別システム

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Publication number: JP4601236B2
Application number: JP2001572228A
Authority: JP
Inventors: 敏一原田
Original assignee: Harada Corp
Current assignee: Harada Corp
Priority date: 2000-04-04
Filing date: 2000-04-04
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2020-04-04
Also published as: CA2376071A1; US6758342B1; WO2001074501A1; CN1353630A; CA2376071C; CN1236865C

Description

【０００１】
技術分野
本発明は、大豆、小豆等の穀物から、皮、茎、マスタードの種等の各種の種子、草の実、トウモロコシ、埃、泥、ゴミ、石及び金属等の夾雑異物、或いは虫食い豆、割れ豆、欠け豆等の不良品を完全に選別除去することができるようにした穀物の選別システム、並びに当該穀物の選別システムに組み込んで用いることができるロール選別機に関する。
【０００２】
背景技術
従来、大豆、小豆等の穀物から、皮、茎、マスタードの種等の各種の種子、草の実、トウモロコシ、埃、泥、ゴミ、石及び金属等の夾雑異物、或いは虫食い豆、割れ豆、欠け豆等の不良品を選別除去するには、粗選別機、比重選別機、スパイラル選別機からなる選別システムが一般的である。
【０００３】
この選別システムでは、粗選別機により、粒径の異なる異物を選別除去し、比重選別機により、比重差のある異物を選別除去し、スパイラル選別機により、遠心力スピードを利用して質量差のある異物を選別除去することにより、原料穀物から夾雑異物を選別除去している。
【０００４】
しかしながら、大量の空気を必要とする比重選別機は、１時間あたり５〜２０トンの未選別穀物を非常に埃が多い雰囲気中で扱う選別工場において長期間操業すると、機械保護のカバーが目詰まりしたり、欠け豆等がスクリーン下へ落ちて風量静圧調整板の間に詰まってしまい選別状態が絶えず変化し、風量が少なくなると軽量異物が正品側に混入して、選別精度が著しく低下するため、作業員が常時監視して機械を調整したり、掃除をしたりする手間が非常に繁雑であった。加えて、比重選別機は大量の空気を供給する必要があるために、埃を巻き上げて作業現場の雰囲気を劣悪とするのみならず、騒音が酷く１００ホーン以上となる等の欠点があった。
【０００５】
また、スパイラル選別機は、穀物を円斜面落下させ、その遠心力スピードを利用して質量差のある異物を選別除去するが、原料穀物の大きさや形状（扁平度等）に対する調整が一切付かないために選別精度に難点があり、また、間断無く流れる正品にトウモロコシ、割れ豆、石等の異物がぶつかり正品側に押し出されて最終製品に混入してしまったり、作業現場の雰囲気の埃等の影響で遠心力スピードが落ちると正品が異物側に混入してしまい歩留りが低下するなどの問題がある。
【０００６】
さらに、当該選別システムでは、比重選別機によって巻き上げられた埃が、正品にまとわり付いて埃っぽいものとなるばかりか、スパイラル選別機は内部密閉型の装置であるために埃が溜まり易く、そのため比重選別機による発塵はスパイラル選別機の動作不良や故障の原因ともなり、長期間の操業安定性に難点があった。
【０００７】
次に、従来、穀物の選別システムに組み込んで用いることができるロール選別機としては、下部ロールと、該下部ロールに平行かつ斜め上方に配置された上部ロールとに無端ベルトを懸架し、該ベルトの上面が上部ロール方向に運動するように上部ロールを回転させるものが知られており、また、該無端ベルトを進行方向並びにこれに対して直角方向に傾斜せしめたもの（特公昭３１−１３６１号公報）も知られている。
【０００８】
本願出願人は、ロール選別機について、長年に亘り鋭意研究を重ねて新規なロール選別機を開発しており、正常形状の大豆、小豆、真珠等の丸形状物体から偏平、角、異形丸等の回転不能な異物は勿論、正常の丸形形状に近似するたとえば欠け豆、虫喰豆等の回転可能な不良品をも完全に分離選別することができ、かつ選別距離が無端ベルトのひねり曲面の利用によって短かくて済んでコンパクトな製作が可能となり、その上大量の大豆等を簡単に捌いて選別することができるようにしたもの（特公昭５７−２８３０７号公報）、偏平、角状等の異物は勿論、欠け豆、虫喰豆等の回転異物をも確実に分離選別でき、正品出口及び２番出口への被選別品の排出割合を仕分け手段の開閉度合によって自在に調整することができ、かつ、効率よく多段式装置とすることができ、選別距離も短縮できてコンパクトな構造が可能であり、その上鋸歯状板によって投入の際山積みとされた原料大豆を簡単に捌くことができるので大量の原料大豆を効率よく選別することができるようにしたもの（特開平１０−１６５８９５号公報）を既に提案している。
【０００９】
しかしながら、従来のロール選別機においては、（１）原料穀物シュートからの原料穀物の供給量が不安定であるために、原料穀物の投入口が溢れたり詰まることがあり、また、一時的に機械の処理能力を越える量の原料穀物の供給がなされた場合には選別精度が著しく低下することがあった。（２）大豆等の原料穀物は楕円型であり、このような楕円型の原料穀物の場合、ベルトの速度が所定速度にまで達すると起上がって回転を始めロール選別が可能となるのであるが、原料穀物の形状によって、転がり始める最適なベルトの速度は異なるために、原料穀物の種別によって選別精度にバラツキが生じていた。（３）ロール選別機を複数段に重ねて設けた多段式ロール選別機の場合、従来は、各段の上部ロールの一端のスプロケットホイールをチェーンで連結し、一台の駆動源によって、多段のベルトを連動させているために、段数が多くなるとチェーンが延びて故障の原因となり易く、また、チェーンのメンテナンスのための油をやると、この油が飛散して原料穀物を汚染することがあり、さらに、機械のメンテナンスなどの後、チェーンがむき出しのままになっていると、非常に危険で作業の安全性に問題があるという問題点を有していた。
【００１０】
発明の課題
本発明は、前記した穀物の選別システムの問題点に鑑みてなされたものであり、大量の空気供給を必須とする比重選別機を不要として、長期間安定して操業でき、作業雰囲気を劣悪にすることなく、比較的静かに、選別精度と歩留りを維持して、高品質な最終製品を得ることを可能とした穀物の選別システムを提供することを目的とする。
【００１１】
また、前記したロール選別機の問題点に鑑みてなされたものであり、原料穀物投入口が溢れたり詰まることが無く、機械の処理能力を越える量の原料穀物が投入されて選別精度を低下させることが無く、また、原料穀物を汚染することもなく、作業の安全性に優れ、原料穀物の形状差による選別精度のバラツキを抑止することを可能としたロール選別機を提供することを目的とする。
【００１２】
発明の開示
上記穀物の選別システムの課題を解決するために、本発明の穀物の選別システムは、原料穀物から軽量異物を選別除去する風力選別工程と、原料穀物から粒径の異なる異物を選別除去する粗選別工程と、該風力選別工程及び該粗選別工程を経た原料穀物から形状の異なる異物を選別除去するロール選別工程と、からなり、前記ロール選別工程が、下部ロールと、該下部ロールの斜め上方に配置された上部ロールとに無端ベルトを懸架し、該下部ロール及び上部ロールをそれぞれ所定の角度で同一方向に傾斜させ、該下部ロールの傾斜角を上部ロールの傾斜角よりも小とし、かつ無端ベルト上面に１以上の鋸歯状板を設け、かつ該無端ベルトの下方傾斜側の側端部には側下方に傾斜する長尺状の傾斜排出板を設けたロール選別機において、穀物原料投入口に振動を伴って穀物原料を所定量で供給する振動型定量供給装置を設け、穀物原料の供給量を調節自在とし、且つ、前記無端ベルトの駆動速度を変速するため前記上部ロールの一端に直付けにされた直結型変速駆動源を設け、前記無端ベルト上面に投入された原料穀物の回転状態の適否をモニターカメラで監視し、投入される原料穀物の形状に応じて、原料穀物が回転落下するように該無端ベルトの駆動速度を調節自在としたロール選別機を用いて行われることを特徴とする。
【００１３】
当該穀物の選別システムにおいて、原料穀物に金属物質などの磁性異物が混入している場合には、原料穀物から磁性異物を選別除去する磁力選別工程をさらに有することとすれば、金属物質を効果的に除去できるので好ましい態様となる。
【００１４】
当該穀物の選別システムにおいて、原料穀物に石が混入している場合には、原料穀物から石を選別除去する石抜工程をさらに有することとすれば、石を効果的に除去できるので好適である。
【００１５】
当該穀物の選別システムにおいて、原料穀物に埃や泥など微細な固着物が付着している場合には、原料穀物から微細な固着物を研磨除去する研磨工程をさらに有することとすれば、埃や泥など微細な固着物を効率良く除去できるのでより好ましい。
【００１６】
当該穀物の選別システムにおいて、最終製品を粒径別に仕分ける必要のある場合には、原料穀物を粒径別に選別する粒径選別工程をさらに有することとすれば、最終製品を粒径別に仕分けることができ、需要者の要求に応じた粒径別の最終製品を供給可能となるのでより好適である。
【００１７】
次に、上記ロール選別機の課題を解決するために、本ロール選別機は、下部ロールと、該下部ロールの斜め上方に配置された上部ロールとに無端ベルトを懸架し、該下部ロール及び上部ロールをそれぞれ所定の角度で同一方向に傾斜させ、該下部ロールの傾斜角を上部ロールの傾斜角よりも小とし、かつ無端ベルト上面に１以上の鋸歯状板を設け、かつ該無端ベルトの下方傾斜側の側端部には側下方に傾斜する長尺状の傾斜排出板を設けたロール選別機において、穀物原料投入口に穀物原料を所定量で供給する定量供給装置を設け、穀物原料の供給量を調節自在とすることを特徴とする。
【００１８】
また、本ロール選別機は、下部ロールと、該下部ロールの斜め上方に配置された上部ロールとに無端ベルトを懸架し、該下部ロール及び上部ロールをそれぞれ所定の角度で同一方向に傾斜させ、該下部ロールの傾斜角を上部ロールの傾斜角よりも小とし、かつ無端ベルト上面に１以上の鋸歯状板を設け、かつ該無端ベルトの下方傾斜側の側端部には側下方に傾斜する長尺状の傾斜排出板を設けたロール選別機において、前記無端ベルトの駆動速度を変速する変速駆動源を設け、投入される原料穀物の形状に応じて、原料穀物が回転落下するように該無端ベルトの駆動速度を変速して調節自在とすることを特徴とする。
【００１９】
さらに、本ロール選別機は、下部ロールと、該下部ロールの斜め上方に配置された上部ロールとに無端ベルトを懸架し、該下部ロール及び上部ロールをそれぞれ所定の角度で同一方向に傾斜させ、該下部ロールの傾斜角を上部ロールの傾斜角よりも小とし、かつ無端ベルト上面に１以上の鋸歯状板を設け、かつ該無端ベルトの下方傾斜側の側端部には側下方に傾斜する長尺状の傾斜排出板を設けたロール選別機において、穀物原料投入口に穀物原料を所定量で供給する定量供給装置を設け、穀物原料の供給量を調節自在とし、且つ、前記無端ベルトの駆動速度を変速する変速駆動源を設け、投入される原料穀物の形状に応じて、原料穀物が回転落下するように該無端ベルトの駆動速度を変速して調節自在とすることを特徴とする。
【００２０】
当該ロール選別機において、前記定量供給装置が、振動を伴って穀物原料を所定量で供給する振動型定量供給装置であることとすれば、より安定した偏りのない定量供給ができるので、好ましい態様となる。
【００２１】
当該ロール選別機において、前記変速駆動源が、前記上部ロールの一端に直付けにされた直結型変速駆動源であることとすれば、チェーンが不要となり、チェーンが原因の故障、原料穀物の汚染、安全性の問題も解消されて有利である。
【００２２】
当該ロール選別機において、前記無端ベルト上面に投入された原料穀物の回転状態の適否をモニターカメラで監視し、該原料穀物が回転落下するように、該無端ベルトの駆動速度を変速して調節することとすれば、多種多様な原料穀物の形状に最適なロール選別を行うことができ、多種多様な原料穀物が投入されても選別精度を維持できるので、より好ましいものとなる。
【００２３】
また、当該ロール選別機において、前記無端ベルト上面に投入された原料穀物の回転状態の適否をモニターカメラで監視し、該原料穀物が回転落下するように、上部ロール及び下部ロールの傾斜角と、上部ロールの中心軸及び下部ロールの中心軸とがなす角度とを夫々調節することとすれば、より最適なロール選別条件を整えることができので、好適である。
【００２４】
さらに、当該ロール選別機を複数段に重ねて設けた多段式ロール選別機であって、各段毎の上部ロールに夫々変速駆動源が設けられ、各段毎に無端ベルトの駆動速度を変速して調節自在であることとすれば、供給される原料穀物に最適な回転速度を各段毎に調節でき、より柔軟に多種多様な原料穀物に対応することができる。
【００２５】
また、当該ロール選別機を複数段に重ねて設けた多段式ロール選別機であって、各段毎の穀物原料投入口に穀物原料を所定量で供給する定量供給装置を設け、各段毎の穀物原料の供給量を調節自在とすることとすれば、各段毎に安定した偏りのない定量供給ができ、より好ましい態様となる。
【００２６】
そしてまた、穀物の選別システムにおいて、当該ロール選別機を用いて、ロール選別工程を実施することとすれば、選別精度、操業安定性、操業安全性などの点でより有利なものとなる。
【００２７】
発明を実施するための最良の形態
以下に本発明の穀物の選別システムの実施の形態をあげるが、以下の説明は例示的に示されるもので限定的に解釈すべきものでないことはいうまでもない。
【００２８】
図１において、Ａは本発明の穀物の選別システムが選別対象とする原料穀物であり、Ｄは各工程で選別除去された異物であり、Ｓは、各工程間で原料穀物Ａを昇降する昇降機であり、Ｂは原料穀物Ａを適宜搬送するベルトコンベアであり、Ｚは選別処理が完了した最終製品である。
【００２９】
１００は、原料穀物Ａから、軽量異物を選別除去する風力選別工程を実施するための吸引型風力選別機である。この吸引型風力選別機１００は、吸引風力によって、軽量異物（埃、皮、小ゴミなど）を選別除去する。風力選別機としては、公知の風力選別機を利用することができる。
【００３０】
２００は、上記風力選別工程で軽量異物を選別除去された原料穀物Ａから、粒径の異なる異物を選別除去する粗選別工程を実施するための粗選別機である。この粗選別機２００は、パンチング板を振動させておき、該パンチング板の上には粒径の大きなものを残し、パンチング板の下には粒径の小さいものを落下させて篩分けにより、粒径の大きい異物（トウモロコシ、泥塊、石など）と粒径の小さい異物（種子、草の実、小石など）を選別除去する。粗選別機としては、公知の粗選別機（粒径選別機）を利用することができる。
なお、該粗選別工程は上記風力選別工程より前で実施しても良い。
【００３１】
３００は、上記粗選別工程で粒径の異なる異物を選別除去された原料穀物Ａから、磁性異物を選別除去する磁力選別工程を実施するためのドラム磁選機である。このドラム磁選機３００は、回転ドラムの内側に配設された磁石の吸着作用によって、金属物質などの磁性異物を選別除去する。ドラム磁選機としては、公知のドラム磁選機を利用できる。
【００３２】
なお、このドラム磁選機３００による磁力選別工程は、原料穀物Ａに金属物質などの磁性異物が混入している場合にのみ設ければ良く、磁性異物の混入が無いことが明らかな場合には省略でき、また、本発明の穀物の選別システムの各工程間のどこで実施しても良い。
【００３３】
４００は、上記磁力選別工程で磁性異物を選別除去された原料穀物Ａから、石を選別除去する石抜工程を実施するための石抜機である。この石抜機４００は、一方向に傾斜した多孔の選別多孔板の下方から送風しつつ該選別多孔板を振動させ、重い石だけを該選別スクリーンの傾斜上部側へ偏流させることにより、石を選別除去する。石抜機としては、公知の石抜機を適用することができる。
【００３４】
なお、この石抜機４００による石抜工程は、原料穀物Ａに石が混入している場合にのみ設ければ良く、石の混入が無いことが明らかな場合には省略でき、また、本発明の穀物の選別システムの各工程間のどこで実施しても良いものである。
【００３５】
５００ａ、５００ｂは、上記石抜工程で石を選別除去された原料穀物Ａから、微細な固着物（埃、泥、土など）を研磨除去する研磨工程を実施するための研磨機である。この研磨機５００ａ、５００ｂは、円筒状に固定された網状スクリーンの内周に複数の研磨ベルトを放射状に設け、該研磨ベルトを該網状スクリーンに沿って回転移動させ、該網状スクリーンと研磨ベルトとの間を通過させることにより、微細な固着物を研磨除去する。研磨機としては、公知の研磨機を利用することができる。
【００３６】
なお、この研磨機５００ａ、５００ｂによる研磨工程は、原料穀物Ａに微細な固着物がある場合にのみ設ければ良く、微細な固着物が無いことが明らかな場合には省略でき、また、本発明の穀物の選別システムの各工程間のどこで実施しても良いものである。
【００３７】
６００ａ、６００ｂは、上記研磨工程で微細な固着物を研磨除去された原料穀物Ａを、粒径別（大粒径物、中粒径物、小粒径物）に選別する粒径選別工程を実施するための粒径選別機である。この粒径選別機６００ａ、６００ｂは、パンチング板を振動させておき、該パンチング板の上には粒径の大きなものを残し、パンチング板の下には粒径の小さいものを落下させて篩分けすることにより、粒径別に選別する。粒径選別機としては、公知の粒径選別機を適用することができる。
【００３８】
なお、この粒径選別機６００ａ、６００ｂによる粒径選別工程は、最終製品を粒径別に仕分ける必要の無い場合には省略でき、また、本発明の穀物の選別システムの各工程間のどこで実施しても良いが、好ましくは、ロール選別工程の直前若しくは直後で実施する。
【００３９】
７００ａ、７００ｂ、７００ｃは、上記粒径選別工程で粒径別に選別された原料穀物Ａを形状の異なる異物（扁平形状物、角形状物、異形丸形状物などの回転不能な異物）を選別除去するロール選別工程を実施するためのロール選別機である。このロール選別機７００ａ、７００ｂ、７００ｃは、下部ロールと、該下部ロールの斜め上方に配置された上部ロールとに無端ベルトを懸架し、該下部ロール及び上部ロールをそれぞれ所定の角度で同一方向に傾斜させ、該下部ロールの傾斜角を上部ロールの傾斜角よりも小とし、かつ無端ベルト上面に１以上の鋸歯状板を設け、かつ該無端ベルトの下方傾斜側の側端部には側下方に傾斜する長尺状の傾斜排出板を設けて、該無端ベルトを上部ロール方向に回転運動させることにより、回転可能な丸形状物（正品）は回転して下側方へ落下し、回転不能な異形状物は回転せずに上部ロール方向に運ばれ、形状の異なる異物が選別除去される。ロール選別機としては、公知のロール選別機を利用することもできるが、本ロール選別機を適用すれば、選別精度、操業安定性、操業安全性などの点でより有利である。
【００４０】
またさらに、前記各工程における機器の夫々において、発生する埃や塵を集めるための集塵機をさらに備えることができ、これによって、微細な埃や塵が収集されて正品の品質がより向上し、また、作業現場の雰囲気も清浄なものとすることができる。
【００４１】
このようにして、本発明の穀物の選別システムによれば、大量の空気供給を必要とする比重選別機を不要として、長期間安定して操業でき、作業雰囲気を劣悪にすることなく、比較的静かに、選別精度と歩留りを維持して、高品質な最終製品を得ることを可能としている。
【００４２】
本発明の穀物の選別システムに好適に用いられる各装置の一例を以下に示す。図２において、１００は吸引型風力選別機（通称、グラビティ・セパレータ）である。該吸引型風力選別機１００は、円筒形の外枠体１０１と内枠体１０２の２重構造となっており、外枠体１０１と内枠体１０２の間の空隙には、下方から上方へ通風される通風部１１０が設けられている。該吸引型風力選別機１００の上端部には、集塵口１１２が設けられ、集塵機により吸引されている。該外枠体１０１の側面には点検口１１３が設けられ、操業点検の便宜が図られている。
【００４３】
該吸引型風力選別機１００では、原料穀物が該吸引型風力選別機１００の上部に設けられた原料投入口１１１から投入されると、下端に流量調整シャッター１２３を備える原料投入配管１２４を通って、モータＭとベベルギヤ１２１により回転駆動している回転皿１２２の上に給送される。該給送された原料穀物は、回転皿１２２により四方に拡散されて、内部円筒体１３０の上部の円錐部１３１を滑り落ち、通風部１１０を落下しようとするが、通風部１１０は下方から上方へ通風されているために、埃、皮、草の実、小ゴミなどの軽量異物は、上方へ吸引されて、集塵口１１２から集塵されるか、または、ダスト受体１３２で受け集めてダスト出口１１４から排出され、一方、比重差のある正品は、そのまま通風部１１０を落下して、正品出口１１５から排出される。このようにして、原料穀物は正品と軽量異物とに選別されている。
【００４４】
図３において、２００は粗選別機である。該粗選別機２００は、架台２０８の上に支持具２０４によって支持されており、原料投入ホッパー２０１と、クランク軸２０３と、該クランク軸２０３に連結された把持体２０５と、該クランク軸２０３を回転駆動するためのモータＭと、大粒径物シュート２２１と、中粒径物シュート２２２と、小粒径物シュート２２３と、極小粒径物シュート２２４とが設けられている。筐体２０２の内部には粒径毎のパンチング板２１１が配置されている。モータＭによりクランク軸２０３が回転駆動されると、筐体２０２が前後方向に振動せしめられるようになっている。
【００４５】
該粗選別機２００では、原料穀物が原料投入ホッパー２０１から投入されて、筐体２０２内部のパンチング板２１１の上に給送されると、振動とパンチング板の目の粗さの違いにより粒径毎に篩分けされて、トウモロコシ、茎、大石などの粒径の大きな異物は大粒径物シュート２２１から排出され、割れ豆、草の実、小石などの粒径の小さな異物は小粒径物シュート２２３から排出され、埃、塵などの粒径の極小な異物は極小粒径物シュート２２４から排出され、そして、正品は中粒径物シュート２２２から排出される。このようにして、原料穀物は正品と粒径の異なる異物とに選別されている。
【００４６】
図４において、３００はドラム磁選機である。該ドラム磁選機３００は、原料投入ホッパー３０１と集塵パイプ３０２とモータＭが設けられ、筐体３０２の内部には、ドラム３１０と仕分け部材３１１とが配置され、該仕分け部材３１１によって非磁性物出口３１２と磁性物出口３１３が仕切られている。
【００４７】
該ドラム磁選機３００では、原料穀物が原料投入ホッパー３０１から投入されて、モータＭにより回転駆動せしめられているドラム３１０の上に給送されると、ドラム３１０の内部にある半円形の磁石３２０の作用により金属などの磁性異物はドラム３１０の円周表面に吸着して半円形の磁石３２０の下端にまで吸着搬送されて磁性物出口３１３から排出され、一方、正品は非磁性物なので、ドラム３１０の表面に吸着することなく、そのまま落下し、非磁性物出口３１２から排出される。このようにして、原料穀物は正品と磁性異物とに選別されている。
【００４８】
図５において、４００は石抜機である。該石抜機４００は、振動箱４１４内に選別多孔板４０８が収納されており、該選別多孔板４０８は、図示した如く、適宜傾斜して設けられている。この傾斜角度は必要に応じて適宜設定される。４３２は、フードで、該フード４３２に、原料投入ホッパー４２２が設けられている。４０５は、振動箱４１４の下部に設けられた風胴で、該風胴４０５内に送風ファン装置４０６が収納されている。なお、４１０はファン装置４０６を駆動するためのモータ、４３４はファン装置５６に連通するダスト出口である。
【００４９】
４１８は偏心クランクで、モータ４２０によって駆動される。該偏心クランク４１８は、一端が振動箱４１４に連結されたレバー４１６と接続されている。そして、偏心クランク４１８の回転運動が、振動箱４１４に往復運動として伝達されると、振動箱４１４及びその内部に設けられた選別多孔板４０８は、前記アームの上端部を中心に振動（揺動）する。
【００５０】
４２４は該選別多孔板４０８の上端部に形成された比重の大きい石の排出口、４２６は該選別多孔板５８の下端部に形成された比重の小さい正品の排出口である。
【００５１】
該石抜機４００では、選別多孔板４０８の中央部に原料穀物を供給し、選別多孔板４０８の下方から空気を吹き上げ原料穀物を流動させる。この流動により、石よりも比重の小さい正品は浮力により、比重の大きい石よりも上側となる。そして、下側の重量物は、選別多孔板４０８に振動が働いているので、その作用を受けて斜め上方へと移動する。また、上側の正品は、振動作用をあまり受けないことと、選別多孔板４０８が傾斜していることより斜め下方に移動する。なお、空気は、集塵配管４２８より排出される。このようにして、原料穀物は正品と石とに分離されている。
【００５２】
図６において、５００は研磨機である。該研磨機５００は、平行研磨ベルト５１８及び傾斜研磨ベルト５１９が円筒状の網状スクリーン（図示せず）の内周面に放射状に交互に設けられており、回転軸５１０を回転させることにより、平行研磨ベルト５１８及び傾斜研磨ベルト５１９が円筒状の網状スクリーンの内周面に沿って回転する。モータＭにより回転駆動される回転円板５１２と回転軸５１０を回転させるための回転円板５１１とをベルトで懸架しておくことにより、回転軸５１０を回転せしめる。また、５０４は集塵口、５０５は集塵配管、５０６はダスト出口、５０１は架台である。
【００５３】
該研磨機５００では、原料穀物が原料投入ホッパー５０２から投入されて、円筒状の網状スクリーン内に給送されると、回転駆動せしめられている平行研磨ベルト５１８及び傾斜研磨ベルト５１９により研磨されて、微細な固着物が除去されると共に、原料穀物は傾斜研磨ベルト５１９の送り作用により搬送されて正品出口５０８から排出される。このようにして、原料は正品と微細な固着物とに分離されている。
【００５４】
図７において、６００は粒径選別機である。該粒径選別機６００は、２段式装置。６０８は原料投入ホッパー、６０４はハンガー、６０６はクランク軸、Ｍはモータである。６１０は大粒径物集合シュート、６１２は中粒径物集合シュート、６１４は小粒径物集合シュート、６１６は極小粒径物集合シュートである。筐体６０２の内部には粒径毎のパンチング板６２２が配置されている。筐体６０２はハンガー６０４を介して、架枠６０３に取付けられ、モータＭによりクランク軸６０６が回転駆動されると、筐体６０２が前後方向に振動せしめられるようになっている。
【００５５】
該粒径選別機６００では、原料穀物が原料投入ホッパー６０８から投入されて、筐体２０２内部のパンチング板６２２の上に給送されると、振動とパンチング板６２２の目の粗さの違いにより粒径毎に篩分けされて、大粒径物は大粒径物集合シュート６１０から排出され、中粒径物は中粒径物集合シュート６１２から排出され、小粒径物は小粒径物集合シュート６１４から排出され、極小粒径物は極小粒径物集合シュート６１６から排出される。極小粒径物については正品でなく極小異物として処理される。このようにして、原料穀物は粒径別に大粒径物、中粒径物、小粒径物、極小粒径物に仕分けられている。
【００５６】
次に、上記本発明の穀物の選別システムに組み込んで用いることのできる本ロール選別機の実施の形態をあげるが、以下の説明は例示的に示されるもので限定的に解釈すべきものでないことはいうまでもない。なお、説明の都合上、この実施の形態においては、異物及び不良品の混入した原料大豆を選別する場合について説明する。
【００５７】
図８は、本ロール選別機の一つの実施の形態を示す斜視図であり、図中、１は本ロール選別機である。該ロール選別機１は下部ロール２と、該下部ロール２の斜め上方に配置された上部ロール３とに懸架された無端ベルト４を有している。
【００５８】
該下部ロール２および上部ロール３は、図９に示したごとく、それぞれ所定の角度αおよびβで、それらの同一端部（図９では右側端部）を下方に傾斜させて設けられている。下部ロール２および上部ロール３の傾斜角αおよびβの関係は、傾斜角αが傾斜角βよりも小となるのが選別効果の上からみて必要である。傾斜角αは０．５〜３．０度の範囲内、傾斜角βは５．０〜９．０度の範囲内に設定するのが好適である。
【００５９】
また、図１０に示したごとく、上部ロール３は下部ロール２から所定の角度γをもつて斜め上方に位置するものである。該上部ロール３の中心軸と下部ロール２の中心軸とのなす角度としては、それぞれの中心軸の下端部のなす角γを３．０〜６．０度の範囲内及び中心軸の上端部のなす角σを５．０〜９．０度の範囲内に設定するのが好適である。
【００６０】
したがつて、傾斜角αおよびβはα＜βの関係を有するから、無端ベルト４は斜め上方に向かつてひねられた状態で下部ロール２および上部ロール３に懸架された状態となるものである。
【００６１】
なお、上記傾斜角α，βおよび角度γ、σは所定角度以下または以上となると選別が良好に行なわれなくなることは勿論であるが、選別すべき原料に応じて変化するもので、原料の種別に応じて適宜設定されるものである。
【００６２】
上部ロール３は駆動ロールであり、その一端には直結型変速駆動源２０が直付けにされている。該直結型変速駆動源２０により、原料が最も効率的に回転落下する状態が得られるように、適宜、原料の形状にあわせて、最適な無端ベルトの駆動速度に調節する。
【００６３】
すなわち、大豆のように楕円形状の原料であれば、回転し難いので、原料が起き上がり回転を始めるのに十分な速度にまで駆動速度を上げる。或いは、真珠のように球形状の原料であれば、回転し易く低速で十分な回転状態が得られるので駆動速度を下げる。
【００６４】
この場合の原料の回転状態の確認は、作業者が目視で行なっても良いが、モニターカメラ３０で遠隔監視するようにすれば、作業の手間が減り、人員コスト削減を図ることができる。すなわち、モニターカメラ３０で、無端ベルト上面に投入された原料が適切な回転状態にあるか否かを遠隔監視して、直結型変速駆動源２０を変速し、原料の形状に最適な無端ベルトの駆動速度に調節する。また同様に、上部ロール３及び下部ロール２の傾斜角α，βと、上部ロール３の中心軸及び下部ロール２の中心軸とがなす角度γ、σについても、適宜、最適な角度に夫々調節するようにする。
【００６５】
該上部ロール３が駆動することによって無端ベルト４は図１の矢印Ｘ方向に回転し、その上面が上部ロール３方向に移動する。
【００６６】
６は該無端ベルト４の上面に設置された豆受けバーで、下方に傾斜しない側のベルト端部（図８では左端部）および下部ロール２側のベルト面に略Ｌ字状をなすように設けられている。
【００６７】
７は該無端ベルト４のひねられた上面のたるみを防止するため該ベルト４の上側下面に設けられたテーブルで、該テーブル７の、該無端ベルト４の下方傾斜側の側端部には下方に傾斜する選別大豆排出用の出口となる傾斜排出板７ａが設けられている。
【００６８】
８ａ，８ｂ，８ｃは無端ベルト４の上面に適宜間隔をおいて横方向に配設された下側を鋸歯状とした鋸歯状板である。この鋸歯状板８ａ，８ｂ，８ｃの材質は特に限定しないが、ゴム製が好ましい。該鋸歯状板８ａ，８ｂ，８ｃは、原料大豆投入口Ａから無端ベルト４の上面に投入されかつ山積された原料大豆の山を崩して捌き、無端ベルト４上面の選別操作が効率よく行なわれるように作用するものである。
【００６９】
原料大豆の投入は、無端ベルト４上面の、豆受けバー６および鋸歯状板８ａで包囲された投入地点Ｐ_１に対して、定量供給装置２２によって行なわれる。該定量供給装置２２は、原料を所定量で供給する定量供給機構を備えるものであれば良く、投入地点Ｐ_１が溢れたり詰まることの無いように原料の供給量を調節する。また、該定量供給装置２２を振動作用のある振動型定量供給装置とすることができ、この場合、振動作用により原料が散らされて原料大豆投入口Ａに山積み状態とはならないので、鋸歯状板８ａ，８ｂ，８ｃのうち鋸歯状板８ａについては設けなくとも良い。
【００７０】
９ａ，９ｂは無端ベルト４の張り具合を調節するテークアップで、下部ロール２の両端部に設けられている。
【００７１】
１０ａは豆漏れ防止ロールで、上部ロール３近傍の傾斜下方側即ち、図８では右側の無端ベルト４の上側側端部に接するように設けられ、豆漏れを防止する作用を行なう。一方、１０ｂは蛇行防止ロールで、下部ロール２近傍の傾斜上方側、即ち、図８の左側の無端ベルト４の下側側端部に接するように設けられ、ベルトの蛇行を防止する。
【００７２】
１１ａ，１１ｂはテーブル７の傾斜排出部７ａの両端部に設けられ、大豆の流れを調整するガイド板である。
【００７３】
しかして、１３は該傾斜排出板の外側方に設けられた被選別品出口であり、正品（正常形状の大豆、小豆、真珠等の丸形状物体）の出口１３ａと正品の他に回転可能な不良品（丸形形状に近似する欠け豆、虫喰豆等）を含むことのある２番品用の出口１３ｂとに仕切り部１６により仕切られ分離されている。
【００７４】
上述した構成により以下にその作用を説明する。まず、上部ロール３を駆動させると、無端ベルト４の上面は上部ロール３方向に移動する。次に、石、くき、虫喰豆等の異物や不良品を含んだ原料大豆を原料投入口Ａから無端ロール４上面の投入地点Ｐ_１に投入すると、該原料大豆は無端ベルト４の移動とともに上部ロール３方向に移動すると同時に正常大豆はただちにベルト４の傾斜下方に回転落下をはじめ、傾斜排出部７ａを通って正品出口１３ａから排出され、図示しない豆受け容器内に収容される。
【００７５】
投入地点Ｐ_１で山積みとされた状態の大豆は最初の鋸歯状板８ａと接触衝突して大豆の山は崩され捌かれる。捌かれた正常大豆は同様に回転を始めて正品出口１３ａから豆受け（図示せず）に収容される。ついで地点Ｐ_２に達すると、正常大豆は同様に無端ベルト４の傾斜下方、すなわち、図１でベルト４の右端部方向に回転しつつ移動し、テーブル７の傾斜排出部７ａを通って正品出口１３ａ又は２番出口１３ｂから排出され、それぞれの豆受け内に収容される。
【００７６】
このとき、正常大豆以外の偏平、角状等の石、泥、くき等の回転不能な異物は回転しないままベルト４の移動とともに上部ロール３方向にそのまま移動する。ついで、原料大豆は地点Ｐ_３において、第２の鋸歯状板８ｂを通過してさらに捌かれ、重なつた状態が解消された正常大豆は下方に回転移動して正品出口１３ａ又は２番出口１３ｂから排出され、それぞれの豆受け容器に収容される。
【００７７】
回転不能な異物は不動のまま落下することなく、ベルト４とともに移動する。この地点Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３で正常大豆はほとんどが回転落下して正品出口１３ａ又は２番出口１３ｂから排出される。異物等にひっかかつたりしていまだ回転していなかつたわずかな正常大豆も第３の鋸歯状板８ｃと最終的に接触して捌かれることによって回転をはじめ、２番出口１３ｂから排出される。
【００７８】
正常大豆以外の異物のうち角状物、茎などの全く回転しない形状の異物はそのままベルト４とともに移動して全て地点Ｐ_４に達し、ついで異物出口Ｃから排出され異物受け（図示せず）に落下する。一方、偏平状物、欠け豆、虫喰豆等わずかずつ回転する形状の回転可能な不良品は回転の度合に応じて地点Ｐ_３又は地点Ｐ_４まで達する。地点Ｐ_４まで達した回転可能な不良品は全て下方に回転して２番出口１３ｂから排出される。地点Ｐ_３に達した回転可能な不良品の大部分は２番出口１３ｂから排出される。
【００７９】
無端ベルト４の上面のひねりの角度は上方に向かうにしたがって一側方向が特に急となるから、豆の回転状態は無端ベルト４の上面の各部分によってそれぞれ異なることとなり、この無端ベルト４のひねりの微妙な変化によって正常豆（正品）と不良豆（回転可能な不良品）との微妙な選別が可能となるものである。また、無端ベルト４の上面をひねりを加えないで単に平面とした場合よりも選別距離が短かく済み、コンパクトな構造とすることが可能となる。
【００８０】
地点Ｐ_１に投入された原料大豆は、豆受けバー６によって下部ロール２方向およびベルト４の傾斜上方に移動または飛散することは全くない。また、鋸歯状板８ａ，８ｂ，８ｃの中央部を図８に示したごとく、折曲可能としておけば、ベルト４面との間隔が調節自在となり、原料の投入状況に応じて山積み原料大豆の捌き方の調整が可能である。この鋸歯状板８ａ，８ｂ，８ｃの設置枚数は上記した実施の形態に限定されるものではなく、所望の枚数が設置可能である。
【００８１】
無端ベルト４の材質はゴム引き布を用いるのが好ましく、ベルト表面を平滑にすることによって、異物および被害粒のキヤツチが容易となる。これに反し、従来から使用されるカンバス布を用いると異物のキヤツチが容易でない上、カンバス布の蛇行が防げないという不利がある。
【００８２】
このようにして、本ロール選別機によれば、原料穀物投入口が詰まったり、機械の処理能力を越える量の原料穀物の供給をして選別精度を低下させることがなく、また、原料穀物を汚染することもなく、作業の安全性に優れ、原料穀物の形状差による選別精度のバラツキを抑止することを可能としている。
【００８３】
なお、上記した例では、上部ロール３及び下部ロール２の角度の設定は、ロール選別機１の全体が水平に設置される場合を前提に説明したが、ロール選別機１の全体をジャッキ等の持ち上げ手段を用いて所定の傾斜をなすように設置することもできる。
【００８４】
さらに、上述した実施の形態ではロール選別機１を１段だけ設けた例を示したが、実際に、多量の原料大豆を選別するにはロール選別機１を多段に設けることにより処理能力の向上を図る必要がある。その例を図１１および図１２に示す。図１１は多段式ロール選別機１Ａの側面図、図１２は多段式ロール選別機１Ａの正面図を示すものである。図示した例はロール選別機１を１２段重ねたものである。図中、１１は原料投入ホッパー、１２は原料大豆投入シュート、１３は被選別品出口である。
【００８５】
図中、２０ａ〜２０ｌは各段の上部ロールの一端に直付けにされた直結型変速駆動源であり、該直結型変速駆動源２０ａ〜２０ｌにより、各段毎に無端ベルトの駆動速度を調節できる。これにより、供給される原料の形状に最適な無端ベルトの回転速度を各段毎に調節でき、より柔軟に多種多様な原料に対応することができる。また、チェーンが不要であるので、前述したチェーンが原因の故障や汚染や危険を解消できる。
【００８６】
また図中、１８は振動型定量供給装置であり、１６はウレタンゴム製の配管である。多段式とした場合には、１つの振動型定量供給装置１８により、配管１６を介して定量供給を行うことができる。
【００８７】
なお、上記多段式ロール選別機の例では、各段のロール選別機１を垂直方向で斜め上方にずらして重ねて設けた傾斜型の多段式ロール選別機の例を示したが、各段のロール選別機１を垂直方向に直立して多段化した垂直型の多段式ロール選別機とすることもでき、この場合、設置面積が小さくなるので省スペース化が図れる。例えば、１２段重ねの傾斜型ロール選別機の設置面積が、巾１．８ｍ、長さ５ｍ、高さ４．５ｍ程度であるのに対し、１２段重ねの垂直型ロール選別機は、巾１．８ｍ、長さ２．７ｍ、高さ４．５ｍ程度であり、設置に必要な長さを略半分とすることができるので、狭い設置面積しか確保できない場合でも有効利用を図ることができる。その例を図１３に示す。
【００８８】
図中、１１は原料投入ホッパー、１３は被選別品出口、１８は振動型定量供給装置、２０ａ〜２０ｌは直結型変速駆動源である。
【００８９】
またなお、上述した本ロール選別機の実施の形態では、大豆の選別の例を示したが、この実施の形態に限定されるものではない。本ロール選別機では、小豆、真珠等丸形状物体は勿論のこと、回転可能な丸形状に近似した形状の物体であれば、柔軟に対応して選別可能であり、穀物の選別全般に広く応用できるものである。
【００９０】
産業上の利用可能性
以上述べた如く、大量の空気供給を必須とする比重選別機を不要として、長期間安定して操業でき、作業雰囲気を劣悪にすることなく、比較的静かに、選別精度と歩留りを維持して、高品質な最終製品を得ることを可能とした穀物の選別システムを提供することが可能となった。
【００９１】
また、原料穀物投入口が溢れたり詰まることが無く、機械の処理能力を越える量の原料穀物の供給して選別精度を低下させることが無く、原料穀物を汚染することもなく、作業の安全性に優れ、原料穀物の形状差による選別精度のバラツキを抑止することを可能としたロール選別機を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の穀物の選別システムの工程を示す側面概略説明図である。
【図２】本発明の穀物の選別システムで用いられる吸引型風力選別機の正面説明図である。
【図３】本発明の穀物の選別システムで用いられる粗選別機の説明図である。
【図４】本発明の穀物の選別システムで用いられるドラム磁選機の側面説明図である。
【図５】本発明の穀物の選別システムで用いられる石抜機の側面説明図である。
【図６】本発明の穀物の選別システムで用いられる研磨機の説明図である。
【図７】本発明の穀物の選別システムで用いられる粒径選別機の説明図である。
【図８】本ロール選別機の一つの実施の形態を示す斜視図である。
【図９】本ロール選別機における下部ロール及び上部ロールの配置を示す正面説明図である。
【図１０】本ロール選別機における下部ロール及び上部ロールの配置を示す側面説明図である。
【図１１】本多段式ロール選別機の一つの実施の形態を示す側面図である。
【図１２】本多段式ロール選別機の一つの実施の形態を示す正面図である。
【図１３】本多段式ロール選別機を垂直型とした場合の概略側面図である。

Claims

原料穀物から軽量異物を選別除去する風力選別工程と、原料穀物から粒径の異なる異物を選別除去する粗選別工程と、該風力選別工程及び該粗選別工程を経た原料穀物から形状の異なる異物を選別除去するロール選別工程と、からなり、前記ロール選別工程が、下部ロールと、該下部ロールの斜め上方に配置された上部ロールとに無端ベルトを懸架し、該下部ロール及び上部ロールをそれぞれ所定の角度で同一方向に傾斜させ、該下部ロールの傾斜角を上部ロールの傾斜角よりも小とし、かつ無端ベルト上面に１以上の鋸歯状板を設け、かつ該無端ベルトの下方傾斜側の側端部には側下方に傾斜する長尺状の傾斜排出板を設けたロール選別機において、穀物原料投入口に振動を伴って穀物原料を所定量で供給する振動型定量供給装置を設け、穀物原料の供給量を調節自在とし、且つ、前記無端ベルトの駆動速度を変速するため前記上部ロールの一端に直付けにされた直結型変速駆動源を設け、前記無端ベルト上面に投入された原料穀物の回転状態の適否をモニターカメラで監視し、該原料穀物が回転落下するように、該無端ベルトの駆動速度を変速し、投入される原料穀物の形状に応じて、該原料穀物が回転落下するように該無端ベルトの駆動速度を調節自在としたロール選別機を用いて行われることを特徴とする穀物の選別システム。
原料穀物から磁性異物を選別除去する磁力選別工程をさらに有すること、を特徴とする請求項１記載の穀物の選別システム。
原料穀物から石を選別除去する石抜工程をさらに有すること、を特徴とする請求項１又は２記載の穀物の選別システム。
原料穀物から微細な固着物を研磨除去する研磨工程をさらに有すること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の穀物の選別システム。
原料穀物を粒径別に選別する粒径選別工程をさらに有すること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の穀物の選別システム。
前記ロール選別機が、前記無端ベルト上面に投入された原料穀物の回転状態の適否をモニターカメラで監視し、該原料穀物が回転落下するように、上部ロール及び下部ロールの傾斜角と、上部ロールの中心軸及び下部ロールの中心軸とがなす角度とを夫々調節するようにされていることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の穀物の選別システム。
前記ロール選別工程が、前記ロール選別機を複数段に重ねて設けた多段式ロール選別機であって、各段毎の上部ロールに夫々変速駆動源が設けられ、各段毎に無端ベルトの駆動速度を変速して調節自在である多段式ロール選別機を用いて行われることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の穀物の選別システム。
前記ロール選別工程が、前記ロール選別機を複数段に重ねて設けた多段式ロール選別機であって、各段毎の穀物原料投入口に穀物原料を所定量で供給する定量供給装置を設け、各段毎の穀物原料の供給量を調節自在とされてなる多段式ロール選別機を用いて行われることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の穀物の選別システム。