Устройство для обжарки зерна

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЖАРКИ ЗЕРНА(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Груданов Владимир Яковлевич Поздняков Владимир Михайлович Эбиенфа Имомотими Пол Дивейн Бренч Андрей Александрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Устройство для обжарки зерна, содержащее корпус с загрузочным бункером, размещенные в корпусе нагревательные элементы инфракрасного излучения и пару горизонтальных валов с отдельными лопастями для транспортировки и перемешивания обжариваемого продукта, выполненных в виде витков с образованием винтовых канавок, сочлененных с продольными пластинами, установленными под нагревательными элементами, отличающееся тем, что лопасти валов и сочлененные с ними продольные пластины выполнены перфорированными, при этом диаметр отверстий перфорации продольных пластин больше максимального размера обжариваемых зерен. Фиг. 1 Изобретение относится к оборудованию для перемешивания и тепловой обработки пищевых продуктов, в частности для обжаривания и перемешивания зерновых продуктов,таких как кофе, ячмень, овес, рожь, соя и др. 17514 1 2013.08.30 Известно устройство для обжарки зерна и семян, содержащее корпус с загрузочным бункером, размещенные в корпусе нагревательные элементы и горизонтальный вал с отдельными лопастями для транспортировки и перемешивания обжариваемого продукта,выполненные в виде винтов, сочлененных с продольными пластинами, причем продольные пластины расположены в зонах нагревательных элементов, а нагревательные элементы представляют собой источники инфракрасного излучения 1. Недостатками такого устройства являются неравномерность обжарки и подгорание продукта из-за значительного перепада температур по длине рабочей камеры. Наиболее близким техническим решением является устройство для обжарки зерна, состоящее из корпуса с загрузочным бункером, размещенных в корпусе нагревательных элементов инфракрасного излучения и пары горизонтальных валов с отдельными лопастями для транспортировки и перемешивания обжариваемого продукта, выполненных в виде витков с образованием винтовых канавок, сочлененных с продольными пластинами,причем продольные пластины установлены под нагревательными элементами 2. Однако и в данной конструкции устройства зерно обжаривается неравномерно и происходит его частичное подгорание из-за значительного перепада температур по длине рабочей камеры. Задача изобретения - улучшение качества обжарки зерна. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для обжарки зерна, содержащем корпус с загрузочным бункером, размещенные в корпусе нагревательные элементы инфракрасного излучения и пару горизонтальных валов с отдельными лопастями для транспортировки и перемешивания обжариваемого продукта, выполненных в виде витков с образованием винтовых канавок, сочлененных с продольными пластинами, установленными под нагревательными элементами, согласно изобретению, лопасти валов и сочлененные с ними продольные пластины выполнены перфорированными, при этом диаметр отверстий перфорации продольных пластин больше максимального размера обжариваемых зерен. Выполнение винтовых лопастей валов и сочлененных с ними продольных пластин перфорированными обусловливает выравнивание температурного поля по длине рабочей камеры за счет более интенсивного движения воздушных потоков отверстия в лопастях и пластинах обеспечивают более активную циркуляцию воздушных потоков в объеме рабочей камеры, что существенно повышает конвективную составляющую теплообмена. Выполнение диаметра отверстий продольных пластин больше максимального размера обжариваемого зерна способствует более интенсивному просыпанию продукта в момент его подъема при одновременной активной циркуляции воздушных потоков, при этом просыпающееся зерно обрабатывается лучистой энергией в движении при повышении конвективной составляющей теплообмена и выравнивании тем самым температурного поля по длине рабочей камеры. Если диаметр отверстий в продольных пластинах будет равен или меньше максимального размера обрабатываемого зерна, то в этом случае продукт не просыпается через пластину, обрабатывается в зерновом массиве, при этом циркуляция воздушных потоков замедляется, что и приводит к локальному повышению температуры и, как следствие,подгоранию зерен. Сущность изобретения поясняется фигурами на фиг. 1 показана принципиальноконструктивная схема устройства для обжарки зерна, на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1. Предложенное устройство для обжарки зерна включает корпус 1 с загрузочным бункером 2, инфракрасные нагревательные элементы 3, пару горизонтальных валов 4, на которых установлены винтовые лопасти 5 с отверстиями перфорации 6 и продольные пластины 7 с отверстиями перфорации 8. Корпус 1 выполнен сочленением из двух неполных по профилю цилиндрических поверхностей 9 и стенки 10. В корпусе 1 имеются выходной патрубок 11 для выхода готового продукта, продольные щелевые окна 12 для аспирации. 2 17514 1 2013.08.30 Устройство снабжено электродвигателем 13, который через цепную передачу 14 соединен с парой валов 4. Инфракрасные нагревательные элементы 3 снабжены отражателями 15 параболического профиля и смонтированы на крышке корпуса 1. В данном устройстве диаметр отверстий перфорации 8 продольных пластин 7 больше максимального размера обжариваемого зерна. Это необходимо для прохода части продукта через пластины в момент его подъема, что существенно увеличивает развернутую поверхность материала при его облучении. Одновременно повышается циркуляция воздушных потоков, которые выравнивают температуру в объеме рабочей камеры и усиливают конвективную составляющую теплообмена. Этот положительный эффект будет усиливаться дополнительно за счет наличия отверстий перфорации 6 на винтовых лопастях 5, при этом размер диаметра отверстий перфорации 6 особого значения не имеет. Устройство работает следующим образом. Пищевой продукт (зерно) поступает в бункер 2 и на первые дозирующие витки перемешивающих лопастей и далее транспортируется в зону обжаривания. Пара горизонтальных валов 4 с перфорированными лопастями 5 и продольными пластинами 7 представляет транспортирующий и перемешивающий орган и приводится во вращение с помощью электродвигателя 13 посредством цепной передачи 14. На участке сочленения лопастей 5 и пластин 7 материал захватывается, поднимается и пересыпается на дно корпуса, создавая тем самым развернутую поверхность материала для облучения. Такое движение материала в устройстве периодически повторяется. Благодаря такому конструктивному выполнению обеспечивается продольное движение материала, а в зонах расположения инфракрасных нагревательных элементов 3 - дополнительно поперечное с помощью продольных пластин 6. Благодаря наличию на винтовых лопастях 5 отверстий перфорации 6 обеспечивается дополнительно конвективная составляющая теплообмена при обжаривании продукта, а более активная циркуляция воздушных потоков выравнивает температуру по объему рабочей камеры, что и повышает качество конечного продукта. Наличие отверстий перфорации 8 на продольных пластинах 7 обеспечивает дополнительное перемешивание продукта и просыпание его в зоне обжарки, что выравнивает воздушные потоки и также благоприятно влияет на равномерность обжарки продукта и эффективность работы устройства в целом. Обжаренный продукт выводится через выходной патрубок 11 и поступает на дальнейшую технологическую операцию. Выделяющийся при обжарке зерна пар удаляется из устройства через щелевые окна 12. Перфорация в винтовых лопастях валов и пластинах обеспечивает более активную конвекцию греющей среды в рабочей камере обжарочного устройства, что в свою очередь повышает равномерность обжарки и соответственно качество конечного продукта. Кроме того, при диаметре отверстий перфорации продольных пластин больше максимального размера обжариваемых зерен обеспечивается активное перемешивание и просыпание зерна в процессе обжарки, что также благоприятно сказывается на равномерности и, следовательно, качестве обжариваемого продукта, при этом часть продукта обрабатывается лучистой энергией в движении (как бы в потоке). Если диаметр отверстий перфорации продольных пластин меньше размера обжариваемых зерен, то в этом случае зерно не будет проходить через отверстия перфорации пластины, что в свою очередь ухудшает перемешивание зерна и снижает качество обжарки за счет пригорания продукта. Суммарный положительный эффект от перфорированных лопастей и пластин складывается из следующих составляющих выравнивается температурное поле прежде всего по длине рабочей камеры локальное расположение нагревательных элементов обусловливает значительный перепад температур в зоне действия нагревателей температура наибольшая, между нагревателями наименьшая повышается конвективная составляющая теплообмена за счет более активной циркуляции воздушных потоков - греющей среды 3 17514 1 2013.08.30 улучшается качество обжарки зерна за счет увеличения развернутой поверхности облучения в момент просыпания зерен при их подъеме перфорированными лопастями тепловая обработка осуществляется в движении зерна при одновременной активации воздушных потоков. В предложенном устройстве продольные перфорированные пластины могут быть съемными, при этом аппарат комплектуется набором пластин изменился максимальный размер обрабатываемых зерен (другой сорт продукта, вид и т.д.) - подбирается и устанавливается из набора соответствующая перфорированная пластина. Таким образом, только строгое соблюдение всех отличительных признаков позволяет решить поставленную задачу - улучшение качества обжарки зерна. Источники информации 1. А. с. СССР 1458666, МПК 26 3/30, 1987. 2. А. с. СССР 460047, МПК 23 3/18, 1973. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4