RU2159154C1 - Method of flour production from grains and grinding for its embodiment - Google Patents
Method of flour production from grains and grinding for its embodiment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2159154C1 RU2159154C1 RU2000103663A RU2000103663A RU2159154C1 RU 2159154 C1 RU2159154 C1 RU 2159154C1 RU 2000103663 A RU2000103663 A RU 2000103663A RU 2000103663 A RU2000103663 A RU 2000103663A RU 2159154 C1 RU2159154 C1 RU 2159154C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grinding
- grain
- grinding device
- curved
- recesses
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Crushing And Grinding (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
- Adjustment And Processing Of Grains (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к способам получения муки из зерна и измельчающим устройствам для их осуществления. Оно может быть использовано при получении сортовой муки, например, из пшеницы, ржи, ячменя, овса, кукурузы, риса и других зерновых продуктов. The present invention relates to methods for producing flour from grain and grinding devices for their implementation. It can be used in the production of varietal flour, for example, from wheat, rye, barley, oats, corn, rice and other grain products.
Аналогом предлагаемого технического решения является известный способ получения муки из зерна вальцевыми мельницами, в которых измельчение зерна выполняется вальцевыми станками [1] . Данный способ получения муки осуществляется путем селективного разрушения компонентов зерна в зоне контакта с зерном рабочих органов-вальцов. При этом вращение вальцов производится, как правило, с различными окружными скоростями, а рабочая поверхность вальцов выполнена рифленой или микрошероховатой. Зазор между вальцами при измельчении различных видов зерна в мельницах устанавливается в сравнительно широких пределах (от 0,05 до 1 мм). Разрушение зерна в вальцевых мельницах осуществляется за счет сдвигающих и сжимающих нагрузок. Для получения высокого выхода сортовой муки в технологической линии помола зерновых продуктов на вальцевых мельницах используется до нескольких десятков вальцевых станков. Измельченный продукт в способе-аналоге после каждого вальцевого станка подвергается классификации на рассевах, а недоизмельченный продукт подается на дальнейшее доизмельчение и классификацию. An analogue of the proposed technical solution is a known method for producing flour from grain by roller mills, in which grain grinding is performed by roller mills [1]. This method of producing flour is carried out by selective destruction of the components of the grain in the zone of contact with the grain of the working bodies, rollers. In this case, the rotation of the rollers is carried out, as a rule, with different peripheral speeds, and the working surface of the rollers is made corrugated or microrough. The gap between the rollers when grinding various types of grain in mills is set in a relatively wide range (from 0.05 to 1 mm). The destruction of grain in roller mills is carried out due to shear and compressive loads. To obtain a high yield of high-grade flour in the technological line for grinding grain products in roller mills, up to several dozen roller machines are used. The crushed product in the analogue method is subjected to screening classification after each roller mill, and the under-crushed product is fed for further regrinding and classification.
Недостатком аналога является низкий выход сортовой муки после измельчения зерновых продуктов за один проход в вальцевых станках, как дранного, так и размольного типов, например, не более 10-15% муки 1-го сорта. Это объясняется тем, что из-за наличия значительной доли сдвиговых разрушающих нагрузок на зерно, обусловленных различными окружными скоростями вращения вальцов, селективность разрушения тела зерна в способе-прототипе существенно снижена. Поэтому для получения высокого выхода сортовой муки в мукомольном производстве в технологической линии используется комплекс измельчительных машин, состоящий из нескольких десятков обдирных и размольных вальцевых станков. При этом каждый вальцевый станок снабжен отдельным устройством для классификации и сортирования продуктов помола и производит помол продукта строго определенных фракций. Это приводит к значительному увеличению металлоемкости оборудования технологической линии помола зерновых продуктов. The disadvantage of the analogue is the low yield of high-grade flour after grinding grain products in a single pass in roller mills, both flail and grinding types, for example, no more than 10-15% of 1st grade flour. This is due to the fact that due to the presence of a significant proportion of shear destructive loads on the grain, due to different peripheral speeds of rotation of the rollers, the selectivity of the destruction of the grain body in the prototype method is significantly reduced. Therefore, to obtain a high yield of high-grade flour in flour milling, a complex of grinding machines consisting of several dozen peeling and grinding roller mills is used in the technological line. Moreover, each roller mill is equipped with a separate device for classifying and sorting grinding products and grinding the product of strictly defined fractions. This leads to a significant increase in the metal consumption of the equipment of the technological line for grinding grain products.
Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является известный способ получения муки из зерновых продуктов [2], включающий разрушение компонентов зерна мелющими телами вращения путем прокатывания по зерну, контактирующего с криволинейной опорной поверхностью, множества мелющих тел вращения и последующее сортирование продуктов помола по крупности и составу. При этом зерно подвергается постадийному деформированию с небольшими величинами деформаций, а величину контактной разрушающей нагрузки мелющих тел на измельчаемый продукт ступенчато уменьшают в направлении движения данного продукта от входного к выходному каналу измельчающего устройства. The closest analogue of the proposed technical solution is the well-known method of producing flour from grain products [2], which includes the destruction of grain components by grinding bodies of revolution by rolling through the grain in contact with a curved supporting surface, many grinding bodies of rotation and subsequent sorting of the grinding products by size and composition. In this case, the grain undergoes gradual deformation with small deformations, and the value of the contact breaking load of grinding bodies on the crushed product is stepwise reduced in the direction of movement of this product from the input to the output channel of the grinding device.
Недостатком наиболее близкого аналога заявленного технического решения является также недостаточная селективность разрушения компонентов зерна, т. е. оболочки и эндосперма. Такая недостаточная селективность разрушения компонентов зерна обусловлена тем, что в данном техническом решении разрушающим нагрузкам при одноактном разрушении исходного продукта подвергается сразу весь объем тела зерна или его частицы по мере прохождения продукта в зоне измельчения от входного к выходному каналу измельчающего устройства. Это, с одной стороны, приводит к значительному увеличению степени разрушения как эндосперма, так и оболочки, а также существенному снижению производительности и повышению энергоемкости помола зерна, с другой. В результате выход и качество сортовой муки по способу и устройству для его осуществления - ближайшего аналога предлагаемого технического решения существенно снижается. A disadvantage of the closest analogue of the claimed technical solution is also the insufficient selectivity of the destruction of the components of the grain, i.e., the shell and endosperm. Such a lack of selectivity for the destruction of grain components is due to the fact that in this technical solution, the entire volume of the grain body or its particles is exposed to destructive loads during the one-step destruction of the initial product as the product passes in the grinding zone from the input to the output channel of the grinding device. This, on the one hand, leads to a significant increase in the degree of destruction of both the endosperm and the casing, as well as a significant decrease in productivity and an increase in the energy intensity of grain grinding, on the other. As a result, the yield and quality of high-grade flour by the method and device for its implementation - the closest analogue of the proposed technical solution is significantly reduced.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение производительности получения сортовой муки из зерна и улучшение его качества. The objective of the proposed technical solution is to increase the productivity of obtaining varietal flour from grain and improve its quality.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе получения муки из зерна, предусматривающем измельчение зерна в процессе его движения от входного канала измельчающего устройства, имеющего криволинейную опорную поверхность, к его выходному каналу путем прокатывания по зерну, контактирующего с криволинейной опорной поверхностью измельчающего устройства, множества тел вращения и последующее сортирование продуктов помола зерна по крупности и составу, помол зерна осуществляют путем приложения на каждое отдельно взятое зерно или его частицу преимущественно селективных контактных сжимающих нагрузок мелющими телами вращения, обеспечивающими одноактное разрушение 15-85% объема зерна или объема его частицы криволинейной контактирующей поверхностью мелющих тел вращения. The problem is achieved in that in the known method for producing flour from grain, which involves grinding grain during its movement from the input channel of the grinding device having a curved supporting surface to its output channel by rolling through the grain in contact with the curved supporting surface of the grinding device, a plurality bodies of revolution and subsequent sorting of grain grinding products by size and composition, grinding of grain is carried out by applying to each separately taken grain or a particle thereof of predominantly selective contact compressive loads by grinding media of revolution, providing one-act destruction of 15-85% of the volume of grain or the volume of its particles by the curved contact surface of grinding media of revolution.
При этом, в известном измельчающем устройстве, реализующем предлагаемый способ, содержащем корпус с входным и выходным каналами, внутри которого расположен ротор с сепаратором и размещенные в последнем мелющие тела вращения с криволинейной контактирующей поверхностью, и криволинейная опорная поверхность, согласно предлагаемому техническому решению по всей площади криволинейной контактирующей поверхности мелющих тел вращения или криволинейной опорной поверхности измельчающего устройства выполнены углубления многоугольного, криволинейного или криволинейно-многоугольного поперечного сечения, причем расстояние межу углублениями на вышеуказанных поверхностях установлено в пределах, равных 10-90% максимального размера зерна или разрушаемых его частиц. Кроме того, в измельчающем устройстве вышеуказанные углубления выполнены изометрической или вытянутой формы. При этом данные углубления на криволинейной контактирующей поверхности мелющих тел вращения или криволинейной опорной поверхности измельчающего устройства выполнены либо параллельно друг другу, либо пересекающимися, либо кольцевыми или продольными, либо спиральными, а расстояния между углублениями и ширина углублений уменьшаются от входного к выходному каналу измельчающего устройства. Наконец, вышеуказанные углубления могут быть выполнены также и на обеих поверхностях: на криволинейной контактирующей поверхности мелющих тел вращения и на криволинейной опорной поверхности измельчающего устройства. Moreover, in a known grinding device that implements the proposed method, comprising a housing with input and output channels, inside which there is a rotor with a separator and grinding bodies of revolution located in the latter with a curved contacting surface, and a curved supporting surface, according to the proposed technical solution over the entire area the curved contact surface of the grinding media of revolution or the curved supporting surface of the grinding device is made recesses polygonal, crooked linear or curved polygonal cross section, and the distance between the recesses on the above surfaces is set within the range of 10-90% of the maximum grain size or destructible particles. In addition, in the grinding device, the aforementioned recesses are isometric or elongated. Moreover, these recesses on the curved contact surface of the grinding media of revolution or the curved supporting surface of the grinding device are either parallel to each other, or intersecting, either circular or longitudinal, or spiral, and the distances between the recesses and the width of the recesses are reduced from the input to the output channel of the grinding device. Finally, the above recesses can also be made on both surfaces: on the curved contact surface of the grinding media of revolution and on the curved support surface of the grinding device.
В заявленном способе при перемещении разрушаемого исходного продукта в зоне измельчения от входного канала измельчающего устройства к выходному, каждые отдельно взятое зерно или его частицы преимущественно подвергаются селективным контактным сжимающим нагрузкам, создаваемым мелющими телами вращения при прокатывании последних по криволинейной опорной поверхности измельчающего устройства. В данном случае под селективностью контактных сжимающих нагрузок подразумевается их приложение на каждое отдельно взятое зерно или его частицу только на 15-85% их объема при одноактном разрушении тех и других. При приложении такой селективной контактной разрушающей нагрузки эндосперм "выдавливается" из нагруженной части объема целого зерна или его частицы в результате их сжатия, сопровождающегося разрушением и перемещением части разрушенного эндосперма в ненагруженную зону. Такое перемещение разрушенного эндосперма вызывает сдвиговые напряжения между оболочкой и эндоспермом в ненагруженной части объема разрушаемых зерен и их частиц по плоскостям наименьших сопротивлений сдвигу или разрыву. В том случае, если данные сдвиговые напряжения больше сил структурных связей на границе эндосперм-оболочка и меньше сил структурных связей самой оболочки или эндосперма по плоскостям наименьших сопротивлений сдвигу, то происходит отрыв эндосперма от оболочки по плоскости в их пограничной связи [3]. Такому соотношению вышеуказанных сил связи способствует увлажнение исходного зерна перед помолом, которое, как известно, обеспечивает увеличение сил структурных связей оболочки и ослабляет силы структурных связей между оболочкой и эндоспермом [1]. В результате предлагаемый способ обеспечивает отделение эндосперма от оболочки зерна или его частиц без приложения к ним сжимающих нагрузок для значительной доли измельчаемого зерна или его частиц, в целом. Это существенно снижает разрушаемость оболочки при помоле зерна заявленным способом и, как следствие, обеспечивает значительное снижение зольности муки. Выход сортовой муки при этом, как показывает опыт, повышается на 10-20% и более за один цикл помола, а производительность получения муки по данному способу существенно увеличивается. In the inventive method, when moving the destructible initial product in the grinding zone from the input channel of the grinding device to the output, each individually taken grain or its particles are predominantly subjected to selective contact compressive loads created by grinding grinding bodies when rolling the latter along the curved supporting surface of the grinding device. In this case, the selectivity of contact compressive loads means their application to each individually taken grain or its particle only 15-85% of their volume with the one-act destruction of both. When such a selective contact breaking load is applied, the endosperm is "squeezed out" from the loaded part of the whole grain volume or its particles as a result of their compression, accompanied by the destruction and movement of part of the destroyed endosperm into the unloaded zone. Such a movement of the destroyed endosperm causes shear stresses between the shell and the endosperm in the unloaded part of the volume of the destroyed grains and their particles along the planes of least resistance to shear or rupture. In the event that these shear stresses are greater than the forces of structural bonds at the endosperm – sheath boundary and less than the forces of structural bonds of the sheath or endosperm along the planes of least shear resistance, then the endosperm detaches from the shell along the plane in their boundary bond [3]. This ratio of the above bonding forces is facilitated by moistening the initial grain before grinding, which, as is known, provides an increase in the strength of the structural bonds of the shell and weakens the strength of the structural bonds between the shell and the endosperm [1]. As a result, the proposed method provides the separation of the endosperm from the shell of the grain or its particles without applying compressive loads to them for a significant proportion of the crushed grain or its particles, in General. This significantly reduces the degradability of the shell during grinding of the grain of the claimed method and, as a result, provides a significant reduction in the ash content of flour. The yield of varietal flour in this case, as experience shows, is increased by 10-20% or more in one grinding cycle, and the productivity of producing flour by this method is significantly increased.
Реализация заявленного способа обеспечивается измельчающим устройством, в котором конструктивные отличительные признаки в зоне измельчения данного устройства по всей его площади создают множество зон контактных сжимающих нагрузок, преимущественно на каждое отдельно взятое зерно или его частицу, и зон, свободных от контактных сжимающих нагрузок при взаимодействии криволинейной контактирующей поверхности мелющих тел вращения с криволинейной опорной поверхностью измельчающего устройства. При этом, как указывалось выше, в первом типе зон происходит преимущественно сжатие и разрушение эндосперма зерна или его частицы, а во втором типе "свободных зон" осуществляется отрыв эндосперма от оболочки этих зерен или частиц только сдвиговыми нагрузками при отсутствии сжимающих нагрузок. Данные зоны, обеспечивающие такую кинетику разрушения отдельно взятого зерна или его частиц при работе измельчающего устройства, создаются за счет того, что на всей площади криволинейной контактирующей поверхности мелющих тел вращения или криволинейной опорной поверхности измельчающего устройства или на обеих этих поверхностях выполнены углубления многоугольного, криволинейного или криволинейно-многоугольного поперечного сечения. Причем расстояние между углублениями на вышеуказанных поверхностях установлено в пределах, равных 10-90% максимального размера зерна или разрушаемых его частиц. Предлагаемые в измельчающем устройстве расположение (т.е. продольное, кольцевое и спиралеобразное), взаимная ориентация (т. е. параллельная и пересекающаяся) и формы (т.е. изометрическая и вытянутая) вышеуказанных углублений позволяют обеспечить создание селективных контактных нагрузок мелющими телами вращения при одноактном разрушении для различных по форме, размерам и видам зерен при получении муки, например, из пшеницы, ржи, ячменя, овса, кукурузы, риса и других зерновых продуктов. При этом, с учетом постоянного уменьшения размеров частиц, подвергаемых одноактному разрушению при помоле зерна, расстояние между углублениями и ширина углублений на криволинейной контактирующей поверхности мелющих тел вращения или криволинейной опорной поверхности измельчающего устройства выполнены уменьшающимися от входного к выходному каналу измельчающего устройства. Таким образом, конструктивные отличия предлагаемого измельчающего устройства позволяют в достаточной мере всесторонне реализовать заявленный способ получения муки из различных видов зерна. Кроме того, выполнение углублений на вышеуказанных поверхностях рабочих органов предлагаемого измельчающего устройства значительно повышает удельные контактные нагрузки на измельчаемый зерновой продукт в измельчительной камере данного устройства, создаваемые при движении мелющих тел вращения. Это обеспечивает создание дополнительных зон разрушения, существенно снижает энергозатраты на разрушение зерна и его частиц при их помоле и позволяет на десятки процентов повысить производительность заявленного измельчающего устройства при его работе. The implementation of the claimed method is provided by a grinding device, in which the design distinctive features in the grinding zone of this device over its entire area create many zones of contact compressive loads, mainly for each individual grain or its particle, and zones free of contact compressive loads during the interaction of a curvilinear contacting surface grinding media of rotation with a curved supporting surface of the grinding device. Moreover, as indicated above, in the first type of zones, the endosperm of the grain or its particles is predominantly compressed and destroyed, and in the second type of “free zones”, the endosperm is separated from the shell of these grains or particles only by shear loads in the absence of compressive loads. These zones, providing such a kinetics of destruction of a single grain or its particles during the operation of the grinding device, are created due to the fact that the recesses of a polygonal, curvilinear, or both are made on the entire area of the curved contacting surface of the grinding grinding bodies or the curved supporting surface of the grinding device curved polygonal cross section. Moreover, the distance between the recesses on the above surfaces is set within the range of 10-90% of the maximum grain size or destructible particles. The arrangement (i.e., longitudinal, circular and spiral) in the grinding device, the relative orientation (i.e., parallel and intersecting) and the shapes (i.e., isometric and elongated) of the above depressions allow the creation of selective contact loads by grinding bodies of revolution with one-act destruction for grains of various shapes, sizes and types upon receipt of flour, for example, from wheat, rye, barley, oats, corn, rice and other grain products. Moreover, taking into account the constant reduction in the size of particles subjected to one-act destruction during grain grinding, the distance between the recesses and the width of the recesses on the curved contacting surface of the grinding media of revolution or the curved supporting surface of the grinding device are made smaller from the input to the output channel of the grinding device. Thus, the structural differences of the proposed grinding device can sufficiently comprehensively implement the claimed method for producing flour from various types of grain. In addition, the implementation of the recesses on the above surfaces of the working bodies of the proposed grinding device significantly increases the specific contact load on the crushed grain product in the grinding chamber of this device, created by the movement of grinding media of revolution. This ensures the creation of additional zones of destruction, significantly reduces the energy consumption for the destruction of grain and its particles during grinding and allows tens of percent to increase the productivity of the claimed grinding device during its operation.
Предлагаемый способ получения муки из зерна и измельчающее устройство для его осуществления поясняются чертежами, где на фиг.1 приведены схемы взаимодействия мелющих тел вращения с отдельно взятым зерном или его частицей в процессе их одноактного разрушения при получении муки по предлагаемому способу; на фиг.2 показано измельчающее устройство для осуществления предлагаемого способа - продольное сечение по Б-Б; на фиг.3 дано поперечное сечение по А-А измельчающего устройства; на фиг.4 приведены фрагменты выполнения рабочих органов измельчающего устройства; на фиг.5 показаны фрагменты выполнения поперечных сечений углублений на рабочих органах измельчающего устройства; на фиг. 6 приведены фрагменты выполнения углублений на поверхностях рабочих органов измельчающего устройства. The proposed method for producing flour from grain and a grinding device for its implementation are illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows the interaction diagrams of grinding bodies of revolution with a single grain or its particle in the process of their one-act destruction when receiving flour by the proposed method; figure 2 shows a grinding device for implementing the proposed method is a longitudinal section along BB; figure 3 is a cross-section along aa of the grinding device; figure 4 shows fragments of the execution of the working bodies of the grinding device; figure 5 shows fragments of the execution of cross-sections of the recesses on the working bodies of the grinding device; in FIG. 6 shows fragments of the implementation of the recesses on the surfaces of the working bodies of the grinding device.
Получение муки по предлагаемому способу производится путем измельчения зерна в процессе его движения в измельчительной камере измельчающего устройства и последующего сортирования продуктов помола зерна по крупности и составу. Непосредственно измельчение зерна по данному способу (см. фиг. 1, 2 и 3) осуществляется за счет прокатывания по зерну, контактирующего с криволинейной опорной поверхностью 1 футеровки 2 измельчительной камеры измельчающего устройства, множества мелющих тел вращения 3. При этом мелющие тела вращения 3, двигаясь по вышеуказанной криволинейной опорной поверхности 1 за счет возникающих в данном случае центробежных сил, создают контактные сжимающие нагрузки на зерно и разрушают его на отдельные частицы. Затем происходит дальнейшее разрушение данных частиц и разделение их на оболочку 4 и эндосперм 5 в соответствии с требованиями помола зерна при получении сортовой муки. После измельчения продукты помола зерна сортируются по крупности и составу (отруби, крупка, дунст и различные виды сортовой муки) с помощью стандартного классификационного оборудования, например, рассевами шкафного или пакетного типа и др. The production of flour by the proposed method is carried out by grinding grain during its movement in the grinding chamber of the grinding device and subsequent sorting of grain grinding products by size and composition. Directly grinding the grain by this method (see Fig. 1, 2 and 3) is carried out by rolling on the grain in contact with the curved supporting
Существенным отличием заявленного способа от известных является то, что помол зерна осуществляют путем приложения на каждое отдельно взятое зерно или его частицу селективных контактных сжимающих нагрузок мелющими телами вращения 3, обеспечивающими одноактное сжатие 15-85% объема зерна или объема его частицы. Это обеспечивается за счет того, что каждое отдельно взятое зерно или его частицы, находящиеся в зоне измельчения измельчающего устройства, преимущественно подвергаются разрушению одновременно в двух зонах: в зоне A - зоне действия контактных сжимающих нагрузок, развиваемых мелющими телами вращения 3, и в зоне B - зоне, свободной от данных контактных сжимающих нагрузок. В зоне A при помоле зерна осуществляется разрушение эндосперма 5 у находящихся в данной зоне зерна (фиг. 1 а) или его частицы (фиг. 1б и в). В данном случае их оболочки 4 при сжимающих контактных нагрузках, передаваемых мелющими телами вращения 3, "плоско" распрямляются либо на криволинейной опорной поверхности 1 футеровки 2 измельчающего устройства (как показано на фиг. 1 а, б и в) и подвергаются при этом минимальному разрушению из-за существенного различия прочностных свойств на сжатие между эндоспермом 5 и оболочкой 4 зерна [1]. Другая часть объема зерна или его частицы, в пределах 85-15%, находящегося в этот момент в зоне B, также подвергается частичному разрушению, обусловленному тремя основными причинами: наличием бокового давления σz на границе зон A и B в сторону зоны B, возникающего из-за сжатия эндосперма 5 в зоне A; различием сил структурных связей компонентов зерна C1; C2 и C3 по плоскостям наименьших сопротивлений сдвигу или растяжению, т.е. разрыву при воздействии на них бокового давления σz (где C1 - сила структурных связей оболочки 4, C2 - сила структурных связей эндосперма 5 и C3 - сила структурных связей промежуточного слоя 7 между оболочкой 4 и эндоспермом 5, т.е., в основном, алейронового слоя зерна); фиксацией части оболочки 4 зерна сжимающими нагрузками в зоне A. Такое "выдавливание" эндосперма 5 из зоны A в зону B приводит к сдвигу неразрушенной части эндосперма 5 относительно неподвижной, зафиксированной оболочки 4 зерна или его частицы по плоскости в промежуточном алейроновом слое 7. Это произойдет в случае следующего соотношения вышеуказанных сил структурных связей: C1>C2>C3 или C2>C1>C3. В мукомольном производстве, как известно, такое соотношение сил структурных связей компонентов зерна обеспечивается увлажнением ("отволаживаением") зерна перед его помолом [1]. Если же имеет место соотношение C1>C3>C2 или C3>C1>C2, то произойдет "выкол" в виде крупных кусков неразрушенной части энедосперма 5 в зоне B, аналогично известным законам вдавливания штампа (индентора) при разрушении твердого тела. Однако, второй тип вышеуказанного разрушения эндосперма 5 в зоне B будет менее предпочтителен в технологии помола зерна, т.к. обеспечивает недостаточно качественную очистку оболочки 4 от эндосперма 5, хотя частично и обеспечивает отделение эндосперма 5 от оболочки 4 без сжимающих нагрузок. Наконец, если силы структурных связей компонентов зерна или его частицы по плоскостям наименьших сопротивлений сдвигу или разрыву имеют соотношения C2>C3>C1 или C3>C2>C1, то произойдет разрыв оболочки 4, преимущественно в наиболее вероятной области, а именно: на границе зон A и B. Последние перечисленные два соотношения сил структурных связей компонентов зерна, практически, не обеспечивают отделение оболочки 4 от эндосперма 5 в зоне B и их следует избегать при помоле зерна по заявленному способу. При этом, если в зоне A находится меньше 15% объема отдельно взятого зерна или его частицы, то будет наиболее вероятно следующее соотношение сил структурных связей: C2>C3>C1, C3>C2>C1, C1>C3>C2 или C3>C1>C2, т. е. когда отделение оболочки 4 от эндосперма 5 в зоне B, как указывалось выше, либо не обеспечивается вообще или обеспечивается только частично. С другой стороны, если в зоне A находится больше 85% объема отдельно взятого зерна или его частицы, то даже при наилучшем соотношении сил структурных связей компонентов зерна по плоскостям наименьших сопротивлений сдвигу или растяжению (т.е. разрыву), а именно: C1>C2>C3 или C2>C1>C3 отделение оболочки 4 от эндосперма 5 в зоне B будет малоэффективным из-за малой доли размалываемого зерна или его частиц по предлагаемому способу, находящихся в зоне B. Таким образом, обеспечивая отделение оболочки 4 от эндосперма 5 без сжимающих нагрузок в зоне B в пределах 85-15% объема отдельно взятого зерна или его частиц, в предлагаемом способе достигается существенное снижение степени разрушения оболочки зерна при его помоле. Это позволяет значительно снизить зольность муки в 1,10- 1,15 раза и более, получаемой по предложенному способу, и повысить ее качество, т.е. сортность муки. Производительность получения муки по заявленному способу, как показывает практика, также существенно повышается, по сравнению с ближайшим аналогом [2].A significant difference between the claimed method and the known ones is that the grain is milled by applying selective contact compressive loads to each separately taken grain or its particle by
Измельчающее устройство для реализации предлагаемого способа (фиг.2, 3 и 4) содержит корпус 8, футерованный с внутренней стороны футеровкой 2 с криволинейной опорной поверхностью 1, например, цилиндрической. В корпусе 8 измельчающего устройства соосно расположен на валу 9 вертикальный ротор 10 с сепаратором, снабженным множеством мелющих тел вращения 3, например, в виде цилиндров, колец, шаров, стержней, пустотелых трубок, дисков и т.д. Причем мелющие тела вращения в сепараторе ротора 10 установлены таким образом, что оси мелющих тел вращения 3 параллельны оси вала 9. Измельчающее устройство имеет входной канал 11 и выходной канал 12. В сепараторе ротора 10 мелющие тела вращения 3 размещены с возможностью их радиального перемещения относительно оси вращения вала 9 измельчающего устройства, например, в радиальных каналах 13 сепаратора, выполненных в виде кольцевых канавок на цилиндрической поверхности ротора 10, разделенных на равные участки радиально расположенными пластинами 14, закрепленных в теле ротора 10. Сепаратор ротора 10 содержит секции I, II и III - драную, размольную и вымольную, соответственно. Причем в данных секциях I, II и III мелющие тела вращения 3 установлены с различными массами, размерами и формой. Последние обеспечивают при вращении ротора в данном измельчающем устройстве различные контактные усилия со стороны криволинейной контактирующей поверхности 6 мелющих тел вращения 3 на измельчаемый зерновой продукт и величины деформаций данного продукта, необходимые для драного, размольного и вымольного технологических процессов помола зерна. В предлагаемом измельчающем устройстве на всей площади криволинейной контактирующей поверхности 6 мелющих тел вращения 3 или криволинейной опорной поверхности 1 выполнены углубления 15 многоугольного, криволинейного или криволинейно-многоугольного поперечного сечения (см. фиг. 5 а, б, в, г, д, е, ж, з, и). Причем расстояния между углублениями 15 на вышеуказанных поверхностях установлены в пределах, равных 10-90% максимального размера зерна или его частиц, преимущественно находящихся в момент их одноактного разрушения на футеровке 2 в зонах драной, размольной либо вымольной секций I, II и III, соответственно. Для обеспечения селективности разрушения при помоле зерна в предлагаемом измельчающем устройстве в зависимости от размеров, формы и вида измельчаемого в нем зерна углубления 15 на криволинейной опорной поверхности 1 футеровки 2 или на криволинейной опорной поверхности 6 мелющих тел вращения 3 выполнены изометрической или вытянутой формы (фиг. 6а и б). Дополнительно, с учетом вышеизложенного, углубления 15 на вышеуказанных поверхностях 1 и 6 выполнены либо параллельно друг другу, либо пресекающимися, либо кольцевыми или продольными, либо спиральными (фиг. 6 в, г, д, е и ж). При этом углубления 15 могут быть выполнены либо только на криволинейной контактирующей поверхности 6 мелющих тел вращения 3, либо только на криволинейной опорной поверхности 1 измельчающего устройства, либо на обеих данных поверхностях (см. фиг. 4а, б и в). Кроме того, расстояние a между углублениями 15 и их ширина b на криволинейной контактирующей поверхности 6 мелющих тел вращения 3 или на криволинейной опорной поверхности 1 измельчающего устройства выполнены уменьшающимися от входного 11 к выходному 12 каналам измельчающего устройства. The grinding device for implementing the proposed method (FIGS. 2, 3 and 4) comprises a
Работа предлагаемого измельчающего устройства, реализующего предлагаемый способ, состоит в следующем. The work of the proposed grinding device that implements the proposed method is as follows.
В измельчающем устройстве при вращении множества мелющих тел вращения 3 в сепараторе ротора 10 данные мелющие тела под действием центробежных сил двигаются к периферии футерованного корпуса 8 (см. фиг.1, 2, 3 и 4). Мелющие тела вращения 3, коснувшись футеровки 2 корпуса 8, с силой прижимаются к последней и начинают перемещаться вдоль ее криволинейной опорной поверхности 1 (например, как показано на фиг.2 и 3 - цилиндрической), катясь по данной футеровке и не выходя за пределы радиальных каналов 13 сепаратора вращающегося ротора 10. После запуска измельчающего устройства во внутрь корпуса 8 по входному каналу 11 непрерывно подается зерно, например, пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза, рис и т. д. Двигаясь в пространстве, ограниченном криволинейной опорной поверхностью 1 футеровки 2 и боковой поверхностью ротора 10 измельчающего устройства, от входного канала 11 к выходному каналу 12, исходный зерновой продукт измельчается в результате прокатывания по зерну, контактирующего с криволинейной опорной поверхностью 1 множества мелющих тел вращения 3. Процесс разрушения измельчаемого зернового продукта, т. е. зерна в предлагаемом способе и измельчающем устройстве для его реализации осуществляется преимущественно за счет сжимающих нагрузок, возникающих вследствие появления центробежных сил при криволинейном перемещении, в частности, по окружности, мелющих тел вращения 3 вдоль криволинейной опорной поверхности 1 измельчающего устройства, например, вдоль футеровки 2 цилиндрического корпуса 8, как показано на фиг.2 и 3. При этом, исходный зерновой продукт, т. е. зерно, в предлагаемом измельчающем устройстве подвергается постадийному измельчению, проходя через драную, размольную и вымольную секции I, II и III, соответственно. В зонах измельчения данных секций зерно разрушается с определенными нагрузками и величинами деформаций, в зависимости от степени дисперсности разрушаемых зерен и его частиц и требований селективности их разрушения при получении сортовой муки. Измельченный зерновой продукт, т. е. измельченное зерно, отводится из корпуса 8 измельчающего устройства через выходной канал 12 для последующего сортирования данного продукта по крупности и составу. In the grinding device during the rotation of many grinding bodies of
При прокатывании по зерну мелющих тел вращения 3 по криволинейной опорной поверхности 1 футеровки 2 в предлагаемом измельчающем устройстве отдельно взятые зерна или их частицы при одноактном их разрушении преимущественно попадают сразу в две зоны, отличающиеся, как указывалось выше, кинетикой разрушения в них измельчаемого зернового продукта, т.е. в зоны A и B (см. фиг. 1 а, б и в). Такое создание вышеуказанных зон A и B в измельчительной камере при работе предлагаемого измельчающего устройства, необходимых для реализации заявленного способа, обеспечивается за счет выполнения углублений 15 на рабочих поверхностях мелющих тел вращения 3 и футеровки 2 корпуса 8, а именно: на криволинейной контактирующей поверхности 6 мелющих тел вращения 3 и криволинейной опорной поверхности 1 футеровки 2 корпуса 8 измельчающего устройства. При работе предлагаемого измельчающего устройства зоны A и B могут создаваться в его измельчительной камере в результате выполнения порознь или вместе углублений 15 на мелющих телах вращения 3 и на футеровке 2 (фиг. 4а, б и в). При этом на эффективную реализацию предлагаемого способа заявленным измельчающим устройством, в зависимости от размеров, формы и вида измельчаемого зерна, существенное влияние на процесс создания зон A и B в измельчительной зоне данного устройства также оказывают приведенные выше размеры расстояний a между углублениями 15 и их ширина b, изменение данных размеров в сторону уменьшения от входного канала 11 к выходному каналу 12 измельчающего устройства, форма поперечного сечения углублений 15, их ориентация и взаимное расположение. Благодаря перечисленным конструктивным отличиям предлагаемое измельчающее устройство позволяет создавать в нем при помоле зерна зоны A и B с необходимыми параметрами для реализации заявленного способа для самых разнообразных видов зернового продукта, например, пшеницы, ржи, ячменя, овса, риса, кукурузы и др. Это существенно расширяет область применения предлагаемого измельчающего устройства при реализации заявленного способа. Наконец, наличие углублений 15 на вышеуказанных рабочих органах измельчающего устройства позволяет до двух раз и более увеличить удельные контактные усилия мелющих тел вращения 3 на измельчаемое зерно и его частицы и существенно расширить область разрушения последних за счет дополнительного формирования и увеличения зон B. Это позволяет увеличить производительность данного устройства на 20-30% и более за счет более эффективного осуществления в нем процесса измельчения зернового продукта. When rolling the grinding media of
Предлагаемый способ получения муки и измельчающее устройство для его осуществления, по сравнению с ближайшим аналогом позволяет существенно, как указывалось выше, увеличить производительность получения сортовой муки и повысить ее качество, т.е. сортность за счет создания более эффективных режимов отделения оболочки зерна от эндосперма и значительного расширения области разрушения объема отдельно взятых зерен или его частиц при помоле зернового продукта. Исходя из вышеизложенного, предлагаемый способ получения муки и измельчающее устройство для его осуществления могут найти широкое применение в мукомольном производстве и позволят получить значительный экономический эффект. The proposed method for producing flour and a grinding device for its implementation, in comparison with the closest analogue, allows significantly, as mentioned above, to increase the productivity of producing varietal flour and improve its quality, i.e. grade due to the creation of more efficient modes of separation of the grain shell from the endosperm and a significant expansion of the area of destruction of the volume of individual grains or its particles when grinding the grain product. Based on the foregoing, the proposed method for producing flour and a grinding device for its implementation can be widely used in flour milling and will allow to obtain a significant economic effect.
Источники информации, использованные при составлении заявки:
1. Демский А.Б., Борискин М.А., Тамаров Е.В., Чернолитов А.С. Оборудование для производства муки и крупы. М., Агропромиздат, 1990, с. 149-166.Sources of information used in the preparation of the application:
1. Demsky A.B., Boriskin M.A., Tamarov E.V., Chernolitov A.S. Equipment for the production of flour and cereals. M., Agropromizdat, 1990, p. 149-166.
2. Патент РФ N 2070834 "Способ получения муки из зерновых продуктов". Б. И. N 36, 1996 г. 2. RF patent N 2070834 "Method for producing flour from grain products." B. I. N 36, 1996
3. Ходаков Г.С. Физика измельчения. М., Наука, 1972, с.307. 3. Khodakov G.S. The physics of grinding. M., Science, 1972, p. 307.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000103663A RU2159154C1 (en) | 2000-02-17 | 2000-02-17 | Method of flour production from grains and grinding for its embodiment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000103663A RU2159154C1 (en) | 2000-02-17 | 2000-02-17 | Method of flour production from grains and grinding for its embodiment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2159154C1 true RU2159154C1 (en) | 2000-11-20 |
Family
ID=20230639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000103663A RU2159154C1 (en) | 2000-02-17 | 2000-02-17 | Method of flour production from grains and grinding for its embodiment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2159154C1 (en) |
-
2000
- 2000-02-17 RU RU2000103663A patent/RU2159154C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5854835B2 (en) | Apparatus and method for producing fine flour and / or coarse flour | |
JP3743599B2 (en) | Milling method and milling system using the milling method | |
US7553507B2 (en) | Corn debranning and degermination process | |
US3226041A (en) | Process and apparatus for grinding cereal grains | |
US4301183A (en) | Method and apparatus for degerminating a grain kernel by impelling the kernels along a guide vane into an impact surface | |
CA1178938A (en) | Method of classifying and comminuting a gypsum ore or the like | |
CN201049314Y (en) | Multi-stage crusher | |
RU2159154C1 (en) | Method of flour production from grains and grinding for its embodiment | |
RU2070834C1 (en) | Grain flour production method | |
Fang et al. | Stress‐Strain Analysis and Visual Observation of Wheat Kernel Breakage During Roller Milling Using Fluted Rolls | |
CN212441555U (en) | Simple and easy reducing mechanism of solid material | |
RU2005129280A (en) | ALEURON PRODUCT AND METHOD FOR PRODUCING IT | |
Fuerstenau et al. | On assessing and enhancing the energy efficiency of comminution processes | |
CN111558439A (en) | Horizontal crushing device | |
US5333798A (en) | Method and system for pounding brittle material | |
EP0418801A1 (en) | Process for milling cereals such as wheat and maize, and the relative plant | |
CN2693340Y (en) | Poly-tooth type combined cone grinding head | |
RU2184612C1 (en) | Method of grinding cellulose-containing products | |
US3536267A (en) | Bowl liner and mantle with multiple crushing zones | |
RU2079363C1 (en) | Multi-step crusher | |
JP2022547838A (en) | Multifunctional extrusion shear and its application | |
JP2005185888A (en) | Crusher | |
RU2793233C1 (en) | Method for producing wheat-tritikal-rye flour | |
RU2669305C1 (en) | Mill and method of milling loose materials | |
RU2766230C1 (en) | Method for obtaining spelled flour |