一种双螺旋食材磨粉机的制作方法

本发明涉及一种双螺旋食材磨粉机。

背景技术：

在现有的家用食材磨粉机中，一类是延续了传统的食品加工方式，以小型化适用机型，如：搅拌机、盘式粉碎机、小钢磨、咖啡磨制机等，另一类是随着人们生活不断提高，对食品加工技术提出更高要求下，出现的新概念产品，如：高速破壁机、打粉机、离心榨汁机等。这类机型源于对非食品物料粉碎技术在食品加工领域中的新尝试与应用。在快捷精细化路径的引导下对食材营养成分和食材原结构的破坏作用大大超过了前一类传统的加工机。其中说明了对食材加工中所采用的方式应通过食材本身的属性与特点来验证其方式的适合性。

在新鲜食材包括五谷杂粮中，贮藏大量营养成分是食材的原结构，有其脆弱的一面，一旦损失且不能复原如在加工过程中破坏了这个原结构，就产生了营养成分的损失，例如在细胞破壁后其中维生素、抗氧化物质大量损失，使营养成分与其他物质混合后产生氧化，尤其在高速旋转，高热量的状况下加速了对食材的破坏作用。根据这些属性意味着在加工作用力度越大（不适当）对食材营养成分的损坏愈大。反观现有技术在加工中对食材营养成分破坏问题的产生原因有：

如现有的盘式粉碎机、小钢磨、咖啡磨粉机等采用了从粗到细，逐渐推进的加工方式，食材经磨盘的刀片或凸条切割粉碎，在动盘刀片与定盘内壁（刀片槽）之间构成加工间隙，该间隙设置由内向外或自上而下呈倾斜，内大外小或上大下小，食材在磨腔内切割经间隙向外排出，颗粒的粗细取决于该间隙的大小，其中小颗粒从该间隙槽中排出而大颗粒留在间隙中继续切割，但在这种加工方式中产生了几个问题。

1、在磨腔内对食材加工因受到喂料与推进速度等多种影响在挤压和冲击等多个合力下完成的粉碎。其中有经刀片切割的颗粒，有经挤压下夹碎的颗粒，也有经粉碎弯折颗粒，形状与大小不定。拥挤在各段落中混合并推进，随着食材的增加与间隙逐渐变小，使得在间隙中的颗粒间更加紧凑一起。其中小颗粒被阻挡在间隙中无法达到排出口，而被留在间隙中的食材将继续切割。在刀片无法区别颗粒粗与细的状况下，小颗粒就不可避免的被再次切割，在反复的切割中产生了过细的粉尘和糊状。导致了对食材过度粉碎。由此可见，加工间隙的大小与否不是决定颗粒大小的主要因素，而是在从粗到细逐渐推进的加工方式是产生颗粒不匀和过度粉碎的主要原因。

2、经加工产生的颗粒不匀影响到之后的蒸煮、发酵、浸泡中食材原有的弹性、韧性，特别是在咖啡的蒸煮中，渗透性变差，生熟不匀等等损失了原汁原味，降低了产品的经济价值以及在加工过程中产生的粉尘化破坏了食材的原结构，损失了大量的营养成分与原汁原味，在加工新鲜果蔬时甚至会出现变色变味，很明显的出现在高速粉碎方式的破壁机和打粉机的过度粉碎的效果上。

3、在动盘凸条（刀片）与定盘内壁之间构成的加工磨腔，由内向外或自上而下越向前间隙变小，使食材在推进中受到内壁的挤压，推进的顺利与否受到加料速度，食材的干湿度、粘度等多种因素的影响，在一个逐渐变小的间隙中易产生排出的拥挤与阻塞，使得磨腔内的挤压室效果增强，对于含水分的新鲜果蔬在这挤压室效果下产生了破壁。特别在加工咖啡豆等熟制磨粉时，在挤压室效果下因产生了高热量破坏了大量的原色原味。这种现象在高速粉碎机上更加凸显出对食材的结构破坏的严重程度。

4、以上机型采用的加工方式虽有不同但对食材的破坏作用与结果且是相同的。（1）颗粒不匀与粉尘化（2）高热量（3）挤压与破壁，在盘式粉碎机（咖啡磨粉机）所产生的破坏因素可以追溯到石磨结构的原点上，在高速粉碎方式中的破坏因素可以回溯到对食材粉碎的技术原点上。说明了不论是采用高速或低速，只要是经过了从粗到细逐渐加工过程，就无法避免对颗粒的反复切割从而导致了食材的过度加工，产生以上问题的是一种结构性的缺陷和产生于加工方式中的弊端。

随着人们对食品安全性，健康性的日益重视，用户对食材加工技术提出了新的要求是：原汁原味和现榨现磨。原汁原味的本质就是在保持食材中营养成分和原始结构中的前提下实现的要求。现做现磨原意上包含着一种现场服务与消费体验过程。并通过一种对新鲜食材的有效加工途径，以实现在现做现卖的服务方式中提高产品和服务质量与工作效率。

根据以上要求向用户提供一种对食材营养成分与原结构的保护措施行之有效的加工机，以满足用户对原汁原味的要求。在具有现榨现磨的特证上提供一种结构简单，加工方式恰当，且功能多，体积小，噪音低，使用方便的机型，在功能上从磨粉扩展到榨汁，搅拌，加工范围从五谷杂粮扩大到新鲜果蔬和咖啡粉。由于加工范围广泛，用户可以根据不同品种的特点，加工的需要选择或定制机型，从而实现了家用小型加工机的实用性，方便性与健康性。

技术实现要素：

本发明为解决现有食材磨粉机及装置在使用中存在的问题，提供一种可通过双螺旋快速剪切磨粉、保持了颗粒的完整性，又减少了对食材原结构的破坏因素，可防止对食材产生过度粉碎的双螺旋食材磨粉机。

本发明解决现有问题的技术方案为：一种双螺旋食材磨粉机，包括喂料机构、磨粉机构、驱动机构、出料机构、机壳。

上述的喂料机构包括盛料斗，所述的盛料斗设有喂料通道；

上述的磨粉机构包括竖立的纺锥状螺杆、套设于螺杆外与螺杆配合反向旋转的磨盘，所述的旋转的磨盘内设有至少一层刀圈，所述的刀圈包括与螺杆凸条交叉的若干条状切割刀，所述的两切割刀之间设有或构成倾斜的刀槽，所述的反向旋转的磨盘倾斜刀槽构成驱压食材从下至上的反向输送喂料的退粒槽；上述的驱动机构包括直接或间接驱动螺杆、磨盘旋转的动力输入轴至少一个；上述的出料机构包括设置于磨粉机构下侧的与螺杆配合的定磨盘，所述的定磨盘包括中圈、底盘、设置于中圈与底盘之间的滤网，所述的底盘设有出料口及排渣口。

作为进一步改进，所述的盛料斗内设有间歇加料的加料结构。

所述的驱动机构包括驱动螺杆旋转的动力输入轴、传递动力输入轴动力驱动磨盘旋转的齿轮轴。

所述的磨盘设有与刀圈对应的层数，所述的相应层的刀圈设置于相应层的磨盘上；上述的刀圈相邻层的切割刀交错设置并相互止挡住另一层的退粒槽的相应端口；上述的退粒槽横截面为平滑曲线或圆弧构成的槽；上述的退粒槽为从下至上宽度渐变窄。

所述的刀圈的切割刀呈螺旋状设置于磨盘内壁；上述的刀圈至少两层，下层刀圈的退粒槽的最浅处的深度小于等于上层刀圈退粒槽最浅处的深度。

所述的刀圈的切割刀的刀后角为大于等于-90°、小于0°，所述的刀后角所在面与退粒槽平滑过渡。

所述的螺杆的凸条的外径与螺杆本体外径之差隙从螺杆中部至两端逐步增大。

所述的中圈内壁设有与螺杆配合的直刀槽或/和倾斜刀槽；所述的中圈与磨盘配合止挡底层刀圈的退粒槽。

所述的螺杆凸条的总高度度不小于至少两层刀圈的高度。

本发明与现有技术相比较，在旋转的磨盘内设置条状切割刀及退粒槽，条状切割刀与旋转的螺杆配合，在螺杆与磨盘的相对运动中，在螺杆的螺旋与刀圈倾斜切割刀相交之间构成剪切状，且对食材进行剪切，粉碎食材，旋转的磨盘的每层切割刀及刀槽与螺杆本体和螺杆凸条构成对食材的切割粉碎；反向旋转的磨盘倾斜刀槽构成驱压食材从下至上的反向输送喂料的退粒槽。其有益效果是螺杆与刀圈退粒槽上所产生的食材推进与食材颗粒后退是相辅相成的。螺杆的运动受到了退粒槽后退作用的反制。削弱了螺杆与磨盘对切割腔的挤压从而解除了切割腔的挤压室效果，克服了现有技术中因主螺旋的持续推进而产生的颗粒拥堵与阻塞现象。在减少了切割中的阻力的同时也解决在切割中因摩擦增大而产生的高热量的问题，实现了一个无挤压无热量的加工切割腔。

加工切割过程中，处于松散的状态下的小颗粒被筛落雨大颗粒分离，保护小颗粒不被反复切割，达到保持了原结构的完整性，并通过无挤压无热量的切割方式加工，保护了食材的原色原味和营养成分。本发明机构适合对果实种子类食材如五谷杂粮，大米，麦类等在实现颗粒均匀下，使得在之后的蒸煮，发酵，浸泡等过程中从原结构中充分释放出食材原有的弹性与韧性，体现在对食材中自然性味道的复原效果上，尤其在新鲜制成的米糕，汤圆，面麦食类糕点等在口感，原味上有无可替代的功效。

由于食材经切割腔加工保持了颗粒的完整，且不产生粉尘与破壁。并在无挤压，无热量的条件下保持了原色原味，适合对带油性的或含水分的食材如芝麻，果仁，新鲜果蔬等，且不出现出油或出水状。

本发明克服了由传统主动刀片对固定板（定刀）产生撞击从而导致了碾压，弯折，夹碎等未经过刀片有效切割而碾磨粉碎成颗粒的产生。

由于本发明的切割间隙及切割刀可精确设置调控，使得粉碎的食材颗粒的营养物质及口感可超越传统的石磨磨制的粉粒。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明磨粉机内部的分解示意图。

图3是本发明的侧视图。

图4是本发明磨盘与滤网的分解示意图。

图5是本发明磨盘的局部剖视图。

图6是图5a处的放大示意图。

具体实施方式

参见图1-6，包括喂料机构、磨粉机构、驱动机构、出料机构、机壳7。

喂料机构包括盛料斗9，盛料斗9设有喂料通道91。为了便于使用，盛料斗9内设有间歇加料的加料结构。加料结构本实施案例以旋转的叶轮92为例，当然也可以是推板、挡板等。旋转的叶轮92叶片旋转驱动食材进入喂料通道91内。

磨粉机构包括竖立旋转挤压食材向下运行的纺锥状螺杆1、套设于螺杆1外与螺杆1配合反向旋转的磨盘2。旋转的磨盘2内设有至少一层刀圈，刀圈包括与螺杆1凸条11交叉的若干条状切割刀3，切割刀3最好能均匀设置。两切割刀3之间设有或直接构成倾斜的刀槽，相邻层刀圈的刀槽可相通，本实施案例中最好不相通，可通过中圈封堵，最下层刀圈刀槽槽下部封堵，可防止食材颗粒从刀槽内漏下去。同层刀圈的刀槽等深度一般退粒效果稍差，作为优选，刀槽深度最好由上至下逐渐变浅，即刀槽下浅上深，这样在每次切割，退粒槽4含料的深度不同，切割之后的颗粒大小也不同，退粒效果相对较佳。刀槽下面最浅出可用于止挡住被螺杆挤压向下的食材。

旋转的磨盘2的每层切割刀3及刀槽与螺杆1的本体和螺杆凸条11构成对食材的切割粉碎；反向旋转的磨盘2倾斜刀槽构成驱压食材从下至上的反向输送喂料的退粒槽4。螺杆1的底部设有排渣的凸口12。

驱动机构包括直接或间接驱动螺杆1、磨盘2旋转的动力输入轴6至少一个，本实施案例中可在机壳7底部设置驱动电机，电机轴可直接作为动力输入轴6，动力输入轴6可用于驱动螺杆1，螺杆1上端可连接动力输出轴13，动力输出轴13上设置有驱动磨盘2的齿轮、驱动叶轮92间歇加料的棘爪，叶轮92底部设有与棘爪配合的棘轮，磨盘2设有内齿或外齿及与内齿或外齿配合的齿轮轴，齿轮轴另一端的齿轮与动力输出轴13上的齿轮咬合。当然加料结构、螺杆1、磨盘2也可通过独立的输入轴或电机直接驱动。

出料机构包括设置于磨粉机构下侧与螺杆1配合的定磨盘5，定磨盘5包括中圈51、底盘52、设置于中圈51与底盘之间的滤网53，底盘52设有出料口54及排渣口55。出料口54外设有储粉盒56。定磨盘5外还设有用于清理滤网53的清网架6，清网架6设有清网片61。清网架6连接设置于磨盘2上随磨盘2旋转。

进一步的，定磨盘5中圈51可设置于最底层刀圈33与定磨盘5之间，定磨盘5内壁设有与螺杆1配合的直刀槽或/和倾斜刀槽5a，定磨盘5上的直刀槽或和倾斜刀槽5a与磨盘2的刀槽类似，定磨盘5的该刀槽可进一步与螺杆1配合切割。中圈51与磨盘2配合止挡底层刀圈的退粒槽4。

机壳7可分为卡扣连接盛料斗9的上座体71、固定电机的下座体72、后座体8、安装螺杆1、磨盘2、定盘5的机架73。机架73设有向上置入的中央凸台、及与出料口54配合的出料管、与排渣口55配合的排渣管，排渣管内设有阻塞片57，螺杆1底部的凸口12在旋转的作用下克服阻塞片57，将残渣从排渣口55经排渣管排出。中央凸台设有穿过动力输入轴6的中心孔。后座体8设有盖连杆81 滑杆82 滑动套压簧83，可用于连接或拆卸上座体与机架73

为了便于安装，磨盘2设有与刀圈对应的层数，相应层的刀圈设置于相应层的磨盘2上。每层退粒槽4下端封堵可通过中圈封堵，本实施案例中为了便于生产和优化，刀圈相邻层的切割刀3交错设置，并相互止挡住另一层的退粒槽4的相应端口，可通过交错的切割刀3的端面止挡住相邻层的退粒槽4的相应端，最底层的刀圈退粒槽4仍然通过中圈封堵。退粒槽4横截面为平滑曲线或圆弧构成的槽，可便于颗粒在槽内滑移。退粒槽4为从下至上宽度渐变窄，构成了三角形的退粒槽4，当然也可以是阶梯式的变窄。变窄的退粒槽4以利于颗粒能快速的从退粒槽4内反添加于螺杆1凸条11与螺杆本体之间的切割间隙内。

刀圈的切割刀3最好呈螺旋状设置于磨盘2内壁；刀圈可优选为至少两层，下层刀圈的退粒槽4的最浅处的深度小于等于上层刀圈退粒槽最浅处的深度。本实施案例中，作为优选，刀圈设置上、中、下三层31、32、33，磨盘2设置上、中、下三层21、22、23，磨盘2内壁母线的上端所在圆周的半径小于下端所在圆周的半径，母线构成了退粒槽4的槽底母线，以便在螺杆1与同层磨盘2相对旋转过程中，向下挤压的食材被刀圈切割刀3产生相对剪力割碎，同时以便于同层磨盘2获得较佳的切割粉碎效果和便于实现退粒槽4下浅上深。上、中、下刀圈31、32、33退粒槽最浅处的深度依次为小于等于2mm、0.05-0.2mm、0.05-0.2mm。刀圈的切割刀3的刀后角为大于等于-90°、小于0°，刀后角所在面与退粒槽4平滑过渡。

螺杆1的凸条11的外径与螺杆1的本体外径之差隙从螺杆中部至两端逐步增大。螺杆1本体与螺旋凸条11之间构成的喂料间隙，该间隙的上部最大，往下逐渐变小，使得在加料中不同大小的食材进入不同的刀圈层切割对应三层切割的间隙分别是第一层处小于等于25 mm，第二层处小于等于5 mm，第三层处小于等于2 mm。

螺杆1凸条11的总高度度不小于至少两层刀圈的高度，本实施案例中不小于三层刀圈加定磨盘5的高度。

下面结合本发明的磨粉工艺进一步阐释本发明机构。

本发明还加工食材成粉的步骤依次包括，食材喂入、切割粉碎食材、颗粒后退、颗粒添加、颗粒筛选、推进。

具体步骤如下，

步骤一、食材喂入，将食材置入盛料斗9内，可结合并在加料结构92的作用下加料从喂料通道91进入螺杆1的凸条11与螺杆本体之间的间隙内，旋转的螺杆1挤压食材向下运行。步骤二、切割粉碎食材，被螺杆挤压向下的食材至该层刀圈刀槽内或/和下端的最浅处并被止挡住，挤压过程中向下的食材与反向旋转的磨盘上的切割刀及刀槽相互配合将被初步剪切割粉碎。步骤三、颗粒后退，随磨盘的反向旋转，被倾斜刀槽止挡于刀槽内或/和刀槽最浅处的颗粒将逐渐被刀槽向上输送，倾斜旋转的刀槽个构成的退粒槽4挤压颗粒向上运行构成颗粒的后退；而随螺杆旋转的凸条11从上至下依次暂脱离退粒槽4，位于此脱离处的退粒槽4内的颗粒回落于螺杆本体与凸条11的间隙内，并随着退粒槽4槽内不断后退的颗粒回落被增强和增加回落的持续性。

步骤四、步骤三中增强和持续回落的颗粒后构成了喂料螺杆1的反向添加。

步骤五、筛选食材颗粒，经步骤四反向添加，在颗粒后退与添加过程中，其中小颗粒处于松散的状态下，自上而下从凸条11与退粒槽4之间、及螺杆本体与刀圈切割刀3之间的加工间隙中筛落，从出料口54排出落入储粉盒56，而粗颗粒被阻挡在该层加工间隙内。

步骤六，步骤五中被阻挡的粗颗粒在螺杆1的持续推进作用下再一次被切割刀3切割粉碎。

步骤七，重复步骤三-六至食材完全被切割成可通过加工间隙中筛落的颗粒。

步骤八，通过加工间隙中筛落的颗粒落入下层刀圈与螺杆1的加工间隙内，重复步骤一-七。

如有必要可多增加刀圈的层数，直至切割出设定大小的颗粒。

其中上述步骤一中，食材喂入最好为间歇添加,喂料间隔最好为螺杆1旋转一周以上。上述步骤一至六构成先筛选后切割的加工过程和在磨盘内壁与螺杆凸条之间及螺杆本体与磨盘刀片之间构成的循环（往复）加工间隙。如果有麸皮或其他残渣则会在螺杆1的旋转下从排渣口55排出。

本发明加工食材成粉的具体原理如下：

旋转的螺杆1的凸条11对添加入螺杆1凸条与螺杆本体内的食材推进，推进过程中，在切割刀3在刀槽的作用下切割粉碎食材。部分食材颗粒可进入刀槽内。由于食材颗粒在螺杆1作推进时受到倾斜刀槽或/和刀槽下端浅口处的制约，且在倾斜或近似螺旋的刀槽即构成的退粒槽4的反作用下以致螺杆1食材推进能力失效。当螺杆1的凸条11随旋从上至下转暂脱离开刀槽，位于此处倾斜退粒槽4内的食材颗粒向螺杆1的本体与凸条11之间的间隙回落。在磨盘2的转动下颗粒回落效果进一步增强。从而进一步使得螺杆1的凸条11在向下推进的食材颗粒因推进受阻失效，在磨盘2的旋转作用下而转变方向，在退粒槽4内从下至上的反向输送构成了颗粒的后退，后退更促进了旋转的退粒槽4对颗粒的回落作用，从而产生了食材颗粒喂料螺杆1切割间隙内的反向添加。

经切割的颗粒从退粒槽4回落于凸条11与螺杆本体之间间隙构成反向添加，在颗粒后退与添加过程中，其中小颗粒处于松散的状态下，自上而下从凸条11与刀槽之间、及刀圈割刀3与螺杆本体之间的加工间隙中筛落。而粗颗粒被阻挡在该层刀圈的加工间隙内，在螺杆的持续推进作用下再一次被切割刀3切割粉碎。

食材切割粉碎经过完整的循环，也是食材从喂料-切割-后退-反向添加-筛选-推进再切割。经过六个工作步骤构成的加工过程。在螺杆1最后的推进过程中对已被筛选出进人间隙的小颗粒作推进，使得螺杆1的向下推进转变为退粒槽4的反向喂料作用，并且推进喂料依次持续循环，直至喂入的食材全部被切割成细小颗粒。在加工间隙构成的切割腔内形成一个往复运动，且在磨盘2的转动下使得这种往复运动上不断地重复，从而构成大循环。有效的提高了切割腔的工作效率，拓展了结构的横向空间，通过以上一下一上的加工循环，实现了该切割腔筛选粗细颗粒后再切割粗颗粒的方式。

在磨盘2内壁与螺杆本体之间构成的喂料间隙其上部进口处有一个垂直的加料的间隙12，可依据食材的大小，垂直进入不同的切割层中，不需要经过一个逐渐推进的加工间隙，在每层刀圈具有相同结构下，且在每层能够单独完成切割，每层之间使颗粒进入下一层推进的条件是必须经过筛选，最小颗粒能从每一层筛选到最下层。在切割层中的颗粒被切割的条件是颗粒应大于退粒槽前沿浅口处的深度而小于该深度的颗粒在槽内后退，退出后被筛落到下一层（排出口），通过这个环节的颗粒将有效的保护了最小颗粒不被再次粉碎.实现了颗粒均匀。

对原汁原味加工要求高的食材如：咖啡豆，芝麻，豆类等在加工过程中受到热量，速度，挤压等因素影响下产生香味的逃逸以致原色原味的损失，根据其特点本实施例中采用了减少破坏因素的措施，通过了无挤压无热量的磨腔与先筛后切方式相结合，使颗粒保持完整并经过以上六个工作步骤构成了加工过程达到颗粒均匀。使得在咖啡粉的蒸煮中改良了颗粒间的穿透性，在充分均匀的蒸汽萃取中从食材原结构中提取汁液。经过这种加工方式提取的浓度与原味得到大幅提高。其效果与现有方式相比不仅是减少了原料使用量，而是在质量和品位上的提升。