Измельчитель пищевого продукта
FOOD SHREDDER

Изобретение относится к области пищевой промышленности, а именно к средствам измельчения пищевого сырья.
Известно (RU, патент 2313394, опубл. 27.12.2007) устройство для приготовления кормов и переработки зерновых отходов, включающее корпус, ротор, цилиндрическую ситовую обечайку, в котором ротор выполнен в виде крыльчатки, имеющей две лопатки, на внутренней поверхности ситовой обечайки равномерно по всей высоте рабочей камеры установлены стержни, имеющие форму правильной призмы, причем корпус, ротор, обечайка объединены в верхний модуль, соединенный с нижним модулем, представляющим собой корпус со сквозным отверстием, имеющим форму усеченного конуса, внутри которого расположены продольные пазы, фрезы.
Известное устройство является сложным в изготовлении и эксплуатации и энергоемким, так как включает два электрических двигателя. Кроме того, известное устройство не обеспечивает эффективного дробления прочных материалов.
Известен (RU, патент 2304023, опубл. 10.08.2007) измельчитель материалов, содержащий цилиндрический корпус с выгрузным окном, перекрываемый декой со сквозными отверстиями, вертикальный питающий патрубок, соединенный с корпусом, роторный рабочий орган, снабженный радиальными лопастями, и отбойники, размещенные на внутренней цилиндрической поверхности корпуса. Измельчитель снабжен приемным бункером для готового продукта.
Недостатком известного устройства является недостаточно высокая эффективность измельчения, особенно при переработке трудно измельчаемых материалов, возможность забивания отверстий деки измельчаемым материалом при размерах частиц, близких к размерам отверстий деки, что затрудняет получение готового продукта однородного гранулометрического состава, также высокая запыленность рабочего места в процессе эксплуатации и потери измельчаемого материала.
Известно (RU, патент 2386480, опубл.) устройство для каскадного измельчения - вихревая мельница, содержащее вихревую помольную камеру с профилированной боковой поверхностью, с глухим дном и диафрагмированной крышкой, соосную раскручивающую камеру, расположенную над помольной камерой, ограниченную снизу диафрагмированной крышкой вихревой камеры, примыкающей к ней боковой поверхностью с патрубком выхода продукта на периферии и верхней крышкой, через которую по центру с примыканием проходит труба ввода, нижним концом погруженная в помольную камеру, и устройство для закрутки несущей среды и первоначального ускорения частиц. Для закрутки несущей среды и первоначального ускорения частиц используется полый ротор центробежного вентилятора с глухим нижним диском, диафрагмированным верхним диском и лопатками, закрепленными между этими дисками, расположенный соосно внутри вихревой помольной камеры, под трубой ввода частиц, так что высота нижнего среза трубы ввода относительно нижнего диска ротора допускает регулирование, а внешний диаметр ротора составляет не более чем 0,71 от внутреннего диаметра вихревой камеры.
Недостатком устройства является низкое содержание требуемой фракции из-за залипания боковой профилированной поверхности вследствие долгого нахождения недоизмельченного материала в помольной камере и нагрева профилированной боковой поверхности помольной камеры.
Известно (RU, патент 2057588, опубл.) устройство - каскадный измельчитель, содержащее вихревую помольную камеру с профилированной боковой поверхностью, с глухим дном и диафрагмированной крышкой, соосную раскручивающую камеру, расположенную над помольной камерой, ограниченную снизу диафрагмированной крышкой вихревой камеры, примыкающей к ней боковой поверхностью с тангенциальным патрубком выхода продукта и верхней крышкой, через которую по центру с примыканием проходит труба ввода, нижним концом погруженная в помольную камеру ниже уровня отверстия в диафрагмированной крышке. Для закрутки несущей среды и первоначального разгона частиц используется струя расширяющегося сжатого газа, которая вводится через тангенциальный патрубок в боковой поверхности вихревой камеры. Измельчаемый материал вводится через трубу ввода и, вовлекаясь во вращение, втягивается во входную струю, и в ней получают первоначальное ускорение. Это приводит к повышенному износу области встречи боковой поверхности камеры с входной струей.
Недостатком известных устройств для осуществления каскадного измельчения является высокий уровень затрат энергии, характерный для всех газодинамических измельчителей (струйных мельниц), в которых измельчаемый материал получает ускорение только в струе газа за счет отставания частиц от потока, а также необходимость предварительного измельчения частиц материала.
Наиболее близким аналогом разработанного устройства можно признать (RU, патент 2381657, опубл. 20.02.2010) установку для получения пищевого порошка из биологического сырья, содержащую узел предварительной подготовки биологического сырья, снабженный смесителем, теплогенератор с выходным патрубком, камеру сушки, которая выполнена в виде цилиндрического корпуса, в нижней части которого установлен измельчитель, выполненный в виде активатора, и циклон для сбора пищевого порошка, снабженный входным и выходным патрубками, при этом верхняя часть камеры сушки соединена с входным патрубком упомянутого циклона. Выходной патрубок теплогенератора расположен вдоль оси камеры сушки, при этом его сопло обращено к активатору, а установка содержит влагоотделитель, присоединенный к выходному патрубку циклона для сбора пищевого порошка и снабженный агрегатом конденсирования с емкостью для сбора конденсата, выход которого оснащен узлом распыления конденсата, размещенным в выходном патрубке упомянутого циклона.
Недостатками известного технического решения можно признать достаточно узкую область применения (в основном, измельчение трав), сложность конструкции, а также невысокое качество получаемого продукта за счет длительной обработки при достаточно высокой температуре.
Техническая проблема, решаемая посредством разработанного устройства, состоит в упрощении при одновременном снижении затрат энергии.
Технический результат, достигаемый при реализации разработанного устройства, состоит в упрощении конструкции при одновременном повышении качества получаемого продукта и снижении энергетических затрат.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать измельчитель пищевого продукта разработанной контрукции. Измельчитель содержит камеру помола со съемной крышкой, в верхней части которой расположен питатель обрабатываемого пищевого продукта, средний корпус, установленный над питателем, по меньшей мере, один привод средства измельчения, установленного в камере помола, питатель, циклон, установленный на выходе камеры помола, теплогенератор, патрубок нагнетающий, установленный в верхней части указанного среднего корпуса, теплогенератор, соединенный гибким патрубком с указанным патрубком нагнетающим, раму, на которой размещены, по меньшей мере, указанные средний корпус и камера помола, стойка, установленная между рамой и питателем, вентилятор нагнетающий, выход которого подключен к камере помола, вентилятор вытяжной, установленный в верхней части указанного корпуса среднего, вентилятор дополнительный, установленный на раме в сборе и подключенный к камере помола, систему подъема крышки камеры помола, средство предотвращения выноса порошкообразного продукта из питателя обрабатываемого пищевого продукта, нижняя часть камеры помола выполнена с возможностью слива моющего раствора, используемого в процессе технической обработки камеры.
В некоторых вариантах реализации разработанного измельчителя привод камеры помола установлен под камерой помола, а питатель и теплогенератор установлены вблизи нижней части среднего корпуса.
Конструкция устройства представлена на фиг. 1 - фиг. 3, при этом использованы следующие обозначения: камера помола 1, проставка 2 питателя, корпус 3 средний, привод 4 камеры помола 1, питатель 5, циклон 6, патрубок 7 нагнетающий, теплогенератор 8, рама 9, кожух 10, штуцер 11, элементы 12 электрооборудования, стойка 13, выполняющая функции опоры питателя 5 на раму 9, вентилятор 14 нагнетающий, вентилятор 15 вытяжной, вентилятор 16 дополнительный, гибкие патрубки 17, соединяющий корпус 3 средний и теплогенератор 8, и 18 соединяющий через штуцер 11 выход дополнительного вентилятора 16 и камеру помола 1.
Измельчитель работает следующим образом. В основу работы взят принцип работы «аэродинамической мельницы». Исходный пищевой продукт поступает в камеру помола из питателя через проставку питателя. В камере помола предварительное измельчение продукта происходит за счет вращения ножей (не показаны). Вращение ножей происходит за счет вращения ротора привода, от которого посредстои ременной передачи вращение передается на вал рабочего органа с ножами (билами) - измельчителя. Для защиты указанной ременной передачи использован кожух. Скорость вращения ножей (бил) может быть отрегулирована в зависимости от требуемой дисперсности продукта. Для предотвращения залипания частиц на дне камеры помола посредством дополнительно вентилятора на дно тангенциально подают поток воздуха. Дальнейшее измельчение продукта происходит за счет соударений частиц продукта при перемещении его в зону циклона. Подъемная сила зависит от угла заточки ножей и разности количества подаваемого и количества отсасываемого воздуха. Подаваемый воздух нагнетается вентилятором 14. Количество подаваемого воздуха задают частотой вращения крыльчатки вентилятора - нагнетателя. При этом воздух проходит через теплогенератор 8, в котором поддерживают необходимую температуру. Преимущественно используют электротермогенераторы. Измельченный продукт осаждают в циклоне, причем скорость осаждения регулируют нагнетающим и вытяжным вентиляторами. Давление или разряжение в камере помола задано величиной подаваемого и откачиваемого воздуха. Изменяя частоту вращения ножей, величину подаваемого и откачиваемого воздуха можно регулировать дисперсность и влажность готового продукта. Из камеры помола высушенные и измельченные частицы продукта попадают в циклон, в котором происходит отделение готового продукта от воздуха за счет разной массы и скорости витания частиц.
При использовании разработанного устройства возможно получить помол с более мелкими монодисперестными частицами. За счет очевидного упрощения конструкции происходит значительное (до 10%) сокращение потребления электроэнергии.