РЕЖУЩИЙ ОРГАН ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЗЕРНА В ТЕСТОВУЮ МАССУ

Режущий орган для преобразования
зерна в тестовую массу.
Полезная модель относится к пищевой промышленности и может быть использована для производства изделий из зерна.
Известные режущие органы для преобразования зерна имеют общие признаки (а.с. SU № 757190, RU JVo 2156065), их ножи расположены под некоторым углом к плоскости резания, а расстояния между лезвиями ножей установлены без учёта исходных размеров зерна. С этими признаками связано увеличенное сопротивление перемещению перерабатываемого продукта в механизме, а следовательно и дополнительные энергозатраты.
В основу полезной модели положено решение задачи по созданию режущего органа, обеспечивающего минимально-необходимое сопротивление при преобразовании зерна в тестовую массу.
Поставленная задача решена за счёт того, что ножи режущего органа установлены навстречу потоку перерабатываемого продукта, а величина щага ножей обеспечивает надрез семенной оболочки каждого зерна при максимально-возможном зазоре между ножами.
Для получения тестовой массы, непосредственно из зерна, используется зерно в стадии молочной спелости или после предварительной обработки его в специальной среде (вода, эмульсия и т.д.), до достижении им необходимой влажности. В таком зерне, с практически равномерным распределением по величине влажности, её содержимое представляет массу, не требующую какого-либо измельчения. Указанное зерно обладает некоторым внутренним, избыточным давлением, поэтому при разрушении целостности семенной оболочки содержимое зерна освобождается из его ограниченного объёма, образуя тестовую массу. Следовательно, для получения тестовой массы необходимо и достаточно нанесение одного надреза на оболочке каждого зерна перерабатываемого продукта.
Измерение размеров зерен, например, пшеницы показало, что их средние размеры ширины (толщины) и длины равны соответственно 3,5 и 7 мм. Экспериментально установлено, что из условия минимального потребления энергии на переработку зерна, оптимальное расстояние между лезвиями ножей режущего органа равно примерно величине 0,7 толщины среднего размера зерна. Этот размер принят за оптимальный шаг между ножами режущего органа, активная плоскость которого расположена перпендикулярно направлению движения перерабатываемого продукта. Рекомендуемой для практики величиной шага ножей режущего органа, с одним рядом ножей, следует считать размер в диапазоне (0,3 ... 0,9) толщины зерна.
В альтернативном варианте разработанной конструкции режущего органа могут быть использованы два (и более) ряда ножей, с относительным смещением между рядами. Поскольку при этом, увеличиваются размер шага ножей в ряду и погрешность расстояния между лезвиями ножей, то увеличение шага ножей в ряду должна быть не пропорционально числу рядов, а с коэффициентом 0,8. Это соответствует накопленной практикой оценке неравномерности распределения какого-либо фактора между одновременно функционирующими звеньями.
Проведённый анализ существующих технических решений в данной области не выявил конструкции режущего органа с вышеприведёнными отличительными признаками.
Режущий орган работает в сочетании с вспомогательным элементом, ограничивающим объём обработки продукта и являющимся производным режущего органа. Ввиду простоты и очевидности конструкции вспомогательного элемента, её обоснования исключается. На фиг. 1 показана конструктивная схема режущего органа применительно для дисковой мельницы; на фиг.2 - варианты контактов зерен с лезвиями ножей режущего органа; на фиг. 3 - конструктивная схема режущего органа для механизма типа мясорубки.
Режущий орган для типовой дисковой мельницы с вертикальными валами, показан на фиг. 1, содержит: неподвижный диск 1 с гладкой торцевой поверхностью обода и вращающийся диск 2 с закреплёнными радиально на внутренней торцевой поверхности обода ножами 3, которые расположены с шагом равным по величине (0,3 ... 0,9) размера толщины зерна, выступают над торцевой поверхностью обода на высоту не меньше среднего размера длины зерна с углом атаки до 90 ° и образуют зазор с торцом неподвижного диска не больше половины размера толщины зерна; возможные контакты зерна с лезвиями ножей, показанные на фиг. 2, служат обоснованием для определения рациональных параметров режущего органа, изображая возможность нанесения надреза семенной оболочки зерна при максимальнодопустимых зазорах между ножами; режущий орган для механизма типа мясорубки, изображённый на фиг.З, содержит: корпус 1 с закреплёнными в нём ножами 2, расположенными по хордам перпендикулярно к плоскости резания и фиксирующими в центре опору 3 цапфы шнека мясорубки; вспомогательный элемент 4, который является дополнительной частью шнека мясорубки, обеспечивает плавный переход винтовой поверхности шнека в торцевую с участком плоской поверхности 5, сопряжённой с активной поверхностью режущего органа.
Режущий орган (фиг. 1) дисковой мельницы с вертикальными валами, после замены им собственных дисков мельницы, работает следующим образом. Зерно, поступившее в мельницу, попадает на центральную часть вращающего диска 2 и с ускорением под действием центробежной силы перемещается к его ободу с ножами 3. От взаимодействия с лезвиями ножей (фиг. 2) каждое зерно получает надрез семенной оболочки, после чего происходит освобождение содержимого зерна из семенной оболочки, за счёт перепада давления между её сторонами, и образование тестовой массы. Поскольку за активной плоскостью режущего органа увеличивается зазор между ножами 3, то сопротивление движению тестовой массы уменьшается и она под действием центробежной силы смещается к периферии диска, оседая затем на стенку выходного патрубка мельницы. на квадратный участок шнека дополнительную часть шнека 4; 3) установить
режуш;ий орган в гнездо для решётки, при этом цапфа шнека должна войти в отверстие опоры 3, закреплённой во внутреннем ряду ножей; 4) закрепить режущий орган гайкой мясорубки; 5) засыпать зерно в воронку мясорубки и обеспечить вращение шнека. Шнек при вращении перемещает зерно винтовой поверхностью внутри корпуса мясорубки к сужающемуся зазору, образованному рабочей поверхностью 5 детали 4 и лезвиями ножей 2 режущего органа. Дополнительная часть шнека 4, вращаясь вместе со щнеком мясорубки, обеспечивает прямолинейную подачу зерна на лезвия ножей 2, от взаимодействия которых каждое зерно получает надрез семенной оболочки. При этом содержимое зерна освобождается из семенной оболочки, за счёт разности давления между её сторонами, и образуется тестовая масса. Твёрдость (вязкость) тестовой массы значительно меньше твёрдости цельного зерна, поэтому она легко продавливается в зазоры между ножами 2, расположенными навстречу её движения.
Максимально-допустимые зазоры между ножами режущего органа и отсутствие наклона ножей к плоскости резания обеспечивают минимальное сопротивление переработке продукта, т.е. производительный и экономичный процесс получении тестовой массы непосредственно из зерна. Изготовление и использование предлагаемой полезной модели не представляет существенных затрат и гарантирует выгоду, при применении её в широко распространённых в промышленности и быту механизмах.
5