RU204881U1

RU204881U1 - Device for fine grinding of starch-containing raw materials

Info

Publication number: RU204881U1
Application number: RU2021107960U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Валентинович Алексеев; Ольга Михайловна Бобылькова; Анна Геннадьевна Леу; Ольга Алексеевна Суздальцева
Priority date: 2021-03-25
Filing date: 2021-03-25
Publication date: 2021-06-16

Abstract

Полезная модель относится к крахмалопаточному производству и предназначена для истирания преимущественно картофеля для получения картофельной кашки и может быть использована в линиях по приготовлению модифицированных крахмалов с ведением химических реагентов. Устройство для тонкого измельчения крахмалсодержащего сырья состоит из цилиндрического корпуса с загрузочным бункером, установленного внутри него горизонтально на валу барабана, на наружной поверхности которого укреплено терочное средство в виде гибкой стальной ленты, размещенной на наружной поверхности барабана и снабженной расположенными по всему периметру вдоль барабана полосами из абразивных частичек, расположенной в нижней части корпуса решетки для измельченного продукта и прижима для регулирования степени измельчения, при этом прижим выполнен полым и перфорированным со стороны дугообразной обечайки, обращенной в сторону терочного средства, а со стороны стенки терочного средства прижим снабжен каналом, обеспечивающим возможность подачи химического реагента. Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении производительности и его универсальности. 2 ил.The utility model relates to starch production and is intended for grinding mainly potatoes to obtain potato gruel and can be used in lines for the preparation of modified starches with the introduction of chemical reagents. The device for fine grinding of starch-containing raw materials consists of a cylindrical body with a loading hopper installed inside it horizontally on the drum shaft, on the outer surface of which a grating means in the form of a flexible steel tape is fixed, placed on the outer surface of the drum and equipped with strips of abrasive particles located in the lower part of the casing of the grating for the crushed product and the clamp to regulate the degree of grinding, while the clamp is made hollow and perforated from the side of the arcuate shell facing the grating means, and from the side of the grating means wall the clamp is equipped with a channel that provides the possibility of feeding chemical reagent. The technical result of the proposed utility model is to increase productivity and its versatility. 2 ill.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к крахмалопаточному производству и предназначена для истирания преимущественно картофеля для получения картофельной кашки и может быть использована в производствах модифицированных крахмалов.The proposed utility model relates to starch production and is intended for grinding mainly potatoes to obtain potato gruel and can be used in the production of modified starches.

Известна терка для картофеля (авторское свидетельство SU 1109438, МПК C13L 1/02, дата приоритета 08.09.1982, дата публикации 23.08.84), содержащая неподвижный корпус с зонами загрузки сырья и выгрузки перетертого продукта. Между ними размещен ротор с вставными продольными режущими элементами в виде прямолинейных планок с зубьями. На стенке корпуса на уровне ротора укреплен фиксатор в виде симметричного прижима. Фиксатор укреплен с помощью устройства для принудительного регулирования смещения его гладкой со стороны ротора поверхности параллельно оси ротора. Ротор соединен с приводом. Недостаток известного устройства заключается в падении его производительности при снижении массы картофеля в зоне загрузки, в связи со снижением контактного усилия с режущими элементами ротора. Это происходит вследствие того, что прижим не участвует в подаче картофеля к режущим элементам ротора, не препятствует его вращению при контакте с ними. Кроме того, для использования его при производстве модифицированных крахмалов необходимо использование дополнительного устройства для обработки полученной кашки химическими реагентами. Отмеченные особенности существенно ограничивают производительность терки и пригодность готового продукта в виде кашицы для приготовления модифицированного крахмала.Known grater for potatoes (copyright SU 1109438, IPC C13L 1/02, priority date 09/08/1982, publication date 08/23/84), containing a fixed body with areas for loading raw materials and unloading the ground product. A rotor with inserted longitudinal cutting elements in the form of rectilinear strips with teeth is placed between them. On the wall of the housing at the level of the rotor, there is a lock in the form of a symmetrical clamp. The latch is reinforced with a device for forced regulation of the displacement of its smooth surface on the rotor side parallel to the rotor axis. The rotor is connected to the drive. The disadvantage of the known device lies in the drop in its performance with a decrease in the mass of potatoes in the loading zone, due to a decrease in the contact force with the cutting elements of the rotor. This is due to the fact that the clamp does not participate in the supply of potatoes to the cutting elements of the rotor, does not impede its rotation upon contact with them. In addition, to use it in the production of modified starches, it is necessary to use an additional device for processing the resulting gruel with chemical reagents. The noted features significantly limit the performance of the grater and the suitability of the finished product in the form of gruel for the preparation of modified starch.

Известно устройство для измельчения, преимущественно картофеля (патент РФ 2554999, МПК C08B 30/02, дата приоритета 13.12.2013, дата публикации: 10.07.2015), содержащее неподвижный корпус с зонами загрузки сырья и выгрузки готового продукта, между которыми размещен ротор с вставными продольными режущими элементами в виде прямолинейных планок с зубьями. На стенке корпуса укреплен фиксатор с помощью устройства для принудительного регулируемого его смещения параллельно оси ротора, а также привод. При этом фиксатор имеет форму клина, укрепленного с помощью устройства принудительного регулирования смещения в направлении между зонами загрузки и выгрузки, а также установки требуемого угла его наклона в плоскости, перпендикулярной оси ротора. Фиксатор может иметь со стороны ротора плоскую или криволинейную истирающую поверхность, например, в виде укрепленных на нем планок, аналогичных планкам ротора и установленных параллельно. Такое устройство более производительно и удобно в эксплуатации, достаточно просто разбирается и собирается при необходимости санитарно-гигиенической обработки режущих элементов, но не решает вопросов подготовки к получению модифицированных крахмалов.A device for grinding, mainly potatoes, is known (RF patent 2554999, IPC C08B 30/02, priority date 12/13/2013, publication date: 07/10/2015), containing a fixed body with zones for loading raw materials and unloading the finished product, between which a rotor with plug-in longitudinal cutting elements in the form of rectilinear strips with teeth. A retainer is fixed on the wall of the housing with the help of a device for forced adjustable displacement parallel to the rotor axis, as well as a drive. In this case, the retainer has the shape of a wedge, reinforced with a device for forced regulation of the displacement in the direction between the loading and unloading zones, as well as setting the required angle of its inclination in a plane perpendicular to the rotor axis. The latch can have a flat or curved abrasive surface on the rotor side, for example, in the form of strips fixed on it, similar to the rotor strips and installed in parallel. Such a device is more productive and convenient in operation, it is quite easy to disassemble and assemble, if necessary, sanitary and hygienic processing of cutting elements, but does not solve the issues of preparation for obtaining modified starches.

Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является устройство для тонкого измельчения сырья (авторское свидетельство SU 1643555, МПК C08B 30/02, дата приоритета 22.03.1988, дата публикации 23.04.91). Данное устройство состоит из цилиндрического корпуса с загрузочным бункером, установленного внутри него горизонтально на валу барабана, на наружной поверхности которого укреплено терочное средство, прижим для регулирования степени измельчения, и расположенной в нижней части корпуса решетки для измельченного продукта. Причем терочное средство выполнено в виде гибкой стальной ленты, размещенной на наружной поверхности барабана и снабженной расположенными по всему периметру вдоль барабана полосами из абразивных частиц, гальванически прикрепленных к ленте. Однако такое устройство требует дооснащения при использовании для получения модифицированного крахмала, устройство не предназначено для одновременного измельчения и подачи химического реагента и обладает недостаточной производительностью и универсальностью для производства модифицированного крахмала.The closest analogue to the claimed utility model is a device for fine grinding of raw materials (copyright certificate SU 1643555, IPC C08B 30/02, priority date 03/22/1988, publication date 04/23/91). This device consists of a cylindrical body with a loading hopper installed inside it horizontally on the drum shaft, on the outer surface of which a grating means is fixed, a clamp for adjusting the degree of grinding, and a grate for the crushed product located in the lower part of the body. Moreover, the grating means is made in the form of a flexible steel tape placed on the outer surface of the drum and provided with strips of abrasive particles galvanically attached to the tape located along the entire perimeter along the drum. However, such a device requires additional equipment when used to produce modified starch, the device is not intended for simultaneous grinding and supply of a chemical reagent and has insufficient productivity and versatility for the production of modified starch.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение производительности и универсальности при использовании устройства в линиях по приготовлению модифицированных крахмалов с ведением химических реагентов.The technical task of the proposed utility model is to increase productivity and versatility when using the device in lines for the preparation of modified starches with the introduction of chemical reagents.

Сущность заключается в том, что предложенное устройство для тонкого измельчения крахмалосодержащего сырья, состоит из цилиндрического корпуса с загруженным бункером, в котором установлен внутри него горизонтально на валу барабан. На наружной поверхности барабана укреплено терочное средство в виде гибкой стальной ленты, размещенной на наружной поверхности барабана и снабженной расположенными по всему периметру вдоль барабана полосами из абразивных частичек. В нижней части корпуса расположена решетка для измельченного продукта и прижима для регулирования степени измельчения. Прижим выполнен полым и перфорированным со стороны дугообразной обечайки, обращенной в сторону терочного средства, при этом со стороны стенки терочного средства он снабжен каналом, обеспечивающим возможность подачи химического реагента.The essence lies in the fact that the proposed device for fine grinding of starch-containing raw materials consists of a cylindrical body with a loaded hopper, in which a drum is installed horizontally inside it on the shaft. On the outer surface of the drum, there is a grating tool in the form of a flexible steel tape placed on the outer surface of the drum and provided with strips of abrasive particles located along the entire perimeter along the drum. In the lower part of the body there is a grate for the crushed product and a clamp for regulating the degree of grinding. The clamp is made hollow and perforated from the side of the arcuate shell facing towards the grating means, while on the side of the grating means wall it is equipped with a channel that allows the supply of a chemical reagent.

Зерновые содержат в зависимости от вида от 40 до 60% крахмала. Химически крахмал можно разделить на амилозу и амилопектин. Амилоза (около 20-30% крахмала из зерновых) состоит из 1,4-альфа-гликозидин связей молекул глюкозы, которые образуют длинные цепочки в форме винтов. Амилопектин (около 70-80% крахмала) - разветвленный полисахарид, в котором связны от 2.000 до 200.000 молекул глюкозы 1,4-1,6-альфа-гликозид. 1,6-соединения образуют ответвленные цепочки и таким образом происходит разветвление молекул. Гранулы крахмала плотно удерживаются изнутри благодаря кислородным мостикам. Разветвленные цепочки молекул амилопектина образовывают в таких гранулах совместно с не разветвленными молекулами амилозы семикристаллические и кристаллические области. Эти твёрдые структуры являются водонерастворимыми и в природной, не измельченной форме достаточно устойчивы к расщеплению посредством энзимов. Благодаря интенсивной механической и гидротермической обработке зерна эти структуры модифицируются вплоть до молекулярной структуры, крахмал становится «раскрытым», расщепляемость крахмала увеличивается. Главный эффект возникает благодаря значительному увеличению площади и распаду семикристаллических и кристаллических областей амилопектина и амилозы. Типичные гранулы крахмала в процессе обработки разрушаются и в большинстве превращаются в плоские, напоминающие разлившуюся пластмассу ареалы. При получении модифицированного крахмала происходит обработка зерна с целью разрушения молекулярных цепочек амилазы и амилопектина при раскрытии зерен крахмала. Сырье подается в бункер, происходит процесс измельчения и обработка химическим реагентом. Условия обработки зависят от вида крахмала и требуемых свойств продукта. Именно в процессе измельчения зерна, происходит мгновенный разрыв зерен крахмала, и становятся доступны находящиеся в его структуре молекулярные цепочки. При этом воздействии свойства крахмала сильно изменяются. Достигается характерное, визуально определяемое текстурирование. Cereals contain, depending on the type, from 40 to 60% starch. Chemically, starch can be divided into amylose and amylopectin. Amylose (about 20-30% starch from cereals) is composed of 1,4-alpha-glycosidine bonds of glucose molecules that form long, screw-shaped chains. Amylopectin (about 70-80% starch) is a branched polysaccharide in which from 2,000 to 200,000 glucose molecules 1,4-1,6-alpha-glycoside are linked. 1,6-compounds form branched chains and thus branching of the molecules occurs. The starch granules are tightly held from the inside thanks to oxygen bridges. Branched chains of amylopectin molecules form in such granules, together with unbranched amylose molecules, semi-crystalline and crystalline regions. These solid structures are water-insoluble and, in their natural, non-comminuted form, are sufficiently resistant to degradation by enzymes. Due to intensive mechanical and hydrothermal treatment of grain, these structures are modified down to the molecular structure, the starch becomes "open", the degradability of the starch increases. The main effect arises due to the significant increase in area and the disintegration of the semi-crystalline and crystalline regions of amylopectin and amylose. Typical starch granules break down during processing and most of them turn into flat areas resembling spilled plastic. When receiving modified starch, the grain is processed in order to destroy the molecular chains of amylase and amylopectin during the opening of the starch grains. Raw materials are fed into the hopper, the process of grinding and processing with a chemical reagent takes place. Processing conditions depend on the type of starch and the required properties of the product. It is in the process of grinding the grain that the starch grains are instantaneously ruptured, and the molecular chains in its structure become available. Under this action, the properties of the starch are greatly altered. Characteristic, visually definable texturing is achieved.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен профильный разрез устройства, а на фиг. 2 его разрез во фронтальной плоскости. The essence of the proposed utility model is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a profile section of the device, and FIG. 2 its section in the frontal plane.

Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1 с загрузочным бункером 2, установленного внутри него горизонтально на валу 3 барабана 4, на наружной поверхности которого укреплено перфорированное терочное средство 5, в виде абразивного покрытия. Полый прижим 6 находится со стороны дугообразной обечайки, обращенной в сторону терочного средства, в который через питающий шланг и канал 10 обеспечивается возможность подачи химического реагента из емкости 11. При этом осуществляется регулирование степени измельчения, а готовый продукт поступает на расположенную в нижней части корпуса 1 решетку 7 для измельченного продукта и собирается в поддоне 12. Терочное средство 5 выполнено в виде гибкой стальной ленты, размещенной на наружной поверхности барабана 4 и снабженной расположенными по всему периметру вдоль барабана полосами 8 из абразивных частичек, гальванически прикрепленных к ленте. Терочное средство 5 укреплено на барабане 4 с помощью зажима 9. Для регулирования степени измельчения продукта прижим 6 снабжен регулировочным винтом. The device consists of a cylindrical body 1 with a loading hopper 2, installed horizontally inside it on the shaft 3 of a drum 4, on the outer surface of which a perforated grating tool 5 is fixed, in the form of an abrasive coating. The hollow clamp 6 is located on the side of the arcuate shell facing the grating means, into which, through the supply hose and channel 10, it is possible to supply a chemical reagent from the container 11. In this case, the degree of grinding is controlled, and the finished product enters the housing located in the lower part of the housing 1 grate 7 for the crushed product and is collected in the pallet 12. The grating means 5 is made in the form of a flexible steel tape placed on the outer surface of the drum 4 and provided with strips 8 of abrasive particles galvanically attached to the belt along the entire perimeter along the drum. The grating means 5 is fixed on the drum 4 by means of a clamp 9. To regulate the degree of grinding of the product, the clamp 6 is equipped with an adjusting screw.

Устройство работает следующим образом. The device works as follows.

Через загрузочный бункер 2 в зону измельчения поступает крахмалсодержащее сырье. Под действием полос 8, отдельные кусочки сырья поступают в промежуток между барабаном 4 и прижимом 6, где тонко измельчаются, одновременно обрабатываясь, поступающим через перфорацию терочного средства 5, химическим реагентом. Этот реагент поступает через канал 10 из емкости 11, при этомабразивные частички полос 8 разрушают практически все клетки, в которых содержатся крахмальные зерна. Степень измельчения или перетир обеспечивается регулированием расстояния между прижимом 6 и полосами 8, а также использованием абразивных частичек более мелкой фракции. Измельченное сырье проходит через решетку 7 и собирается в поддоне 12, расположенном под устройством. Терочное средство 5 в предлагаемом устройстве выполнено из перфорированной стальной ленты. Предлагаемое устройство позволяет обрабатывать сырье необходимыми химическими реагентами при получении разных видов модифицированных крахмалов.Starch-containing raw material enters the grinding zone through the loading hopper 2. Under the action of strips 8, individual pieces of raw material enter the gap between the drum 4 and the clamp 6, where they are finely crushed, at the same time being processed by the chemical reagent entering through the perforation of the grater 5. This reagent enters through channel 10 from reservoir 11, whileabrasive particles of strips 8 destroy almost all cells that contain starch grains. The degree of grinding or grinding is provided by adjusting the distance between the clamp 6 and the strips 8, as well as the use of abrasive particles of a finer fraction. The crushed raw material passes through the grate 7 and is collected in a tray 12 located under the device. The grating means 5 in the proposed device is made of a perforated steel strip. The proposed device allows you to process raw materials with the necessary chemical reagents when obtaining different types of modified starches.

Пример конкретной реализацииAn example of a specific implementation

Крахмалсодержащее сырье, например, картофель, поступает в бункер 2 и при попадании в промежуток между барабаном 4 и прижимом 6 тонко измельчается. В это время через канал 10 из емкости 11 поступает химический реагент, например, серная кислота (1-3 масс. % от массы крахмала). При обработке происходит деполимеризация полисахаридных цепей, что сопровождается повышением растворимости крахмала, снижением вязкости клейстера и повышением его прозрачности. Далее измельченный продукт собирается в поддоне 12, промывается и обезвоживается. Анализ результатов проведенных испытаний показал, что редуцирующая способность крахмала возрастает в 4-12 раз.Starch-containing raw material, for example, potatoes, enters the hopper 2 and, when it enters the gap between the drum 4 and the clamp 6, is finely crushed. At this time, a chemical reagent, for example, sulfuric acid (1-3 mass% of the starch mass), enters through the channel 10 from the tank 11. During processing, depolymerization of polysaccharide chains occurs, which is accompanied by an increase in starch solubility, a decrease in the viscosity of the paste and an increase in its transparency. Further, the crushed product is collected in a tray 12, washed and dehydrated. Analysis of the results of the tests carried out showed that the reducing ability of starch increases by 4-12 times.

Таким образом, путем организации одновременного тонкого измельчения и обработки химическим реагентом повышается производительность устройства, его универсальность и проникновение в слой крахмального зерна.Thus, by organizing the simultaneous fine grinding and processing with a chemical reagent, the productivity of the device, its versatility and penetration into the starch grain layer are increased.

Claims

A device for fine grinding of starch-containing raw materials, consisting of a cylindrical body with a loading hopper, installed inside it horizontally on the drum shaft, on the outer surface of which a grating means in the form of a flexible steel tape is fixed, placed on the outer surface of the drum and equipped with strips located along the entire perimeter along the drum made of abrasive particles located in the lower part of the casing of the grating for the crushed product and the clamp for regulating the degree of grinding, characterized in that the clamp is made hollow and perforated from the side of the arcuate shell facing the grating means, while the clamp is provided with a channel on the side of the grating means wall providing the ability to supply a chemical reagent.