作物材料处理方法及装置的制作方法

专利名称:作物材料处理方法及装置的制作方法
本发明涉及有关处理作物材料或植物材料的方法，即用压榨作预处理，从而取得作物材料的液态物质和固态物质并对上述两态的物质分别进一步加工的方法，还涉及进行这一方法的装置。
已知用这方法加工作物材料，材料中含有的养分损失最少。鉴于要求作谨慎的处理，热处理法和化学处理法都不能用，因此仅可能采用机械方法。这方法通过压榨，结合挤碎、刮削或研磨等处理，把细胞破碎。假如材料作物从收获到加工之间的时间短，这种方法可认为是最佳的，因为通过杀菌处理，还可能防止霉菌形成。对液态物质的进一步加工，可以提取其中含有的蛋白质，这些蛋白质可用许多方法供人类食用和饲养牲畜。把剩余的残留液体从固态物质中分离，同时对其加以防腐，这样获得的产品仍具有高蛋白含量，最适用于作牲畜饲料中的清蛋白载体。
在一种已知方法中(欧洲专利EP108762号)，通过对作物材料进行压榨处理，取得固态和液态物质。具体讲，这方法提出用螺旋压榨机，因为为了保护作物材料里含有的养分，只可以采用机械加工，而不能用热加工或化学加工。这种加工的目的，是用强烈的挤碎，刮削和研磨的处理方法，打开或破坏作物材料里的细胞保护膜，取得由细胞液组成的液态物质，和主要由作物纤维组成的固态物质。这个方法可用于加工各种来源的作物材料，但是它的分离过程，由于基本上只有单一的压榨处理，从而采用的是简单的压榨机因此不能随不同的作物品种作最佳化的调节。
一种已知的压榨机(欧洲专利EP108763)的结构为双螺旋压榨机或挤压机，包括有若干壳体件，同时划分成若干处理间，作物材料连续通过这些处理间进行处理，直到达到出口处，把一般都已成为干的团块状的固态物质排出，形成的液态物质则用泵泵出，或者在其转变为蒸汽状态后加以吸出。因此，这种压榨机实现了上述两态物质的分离。通过把螺旋压榨机做成连续的排在一直线上的腔室，相应的螺旋腔室被认为能适应被压榨物品的变化，但这种适应不具有最佳化性质，因为一来所有的压榨腔室的转速都相同，二来由于处理腔室直接相互连接，因此实际上不可能对正在压榨的材料进行检查和控制。
本发明也涉及对作物或植物材料进行处理，使之分离为两态物质的领域，尤其着眼于提取蛋白质和含蛋白质的固态产品，但仅涉及这种处理过程的一部分，也就是对作物材料加工，以备分离成液态和固态物质。本发明在这个范围内，提出的课题是进一步发展上述方法，使处理方法适应特定的待加工的作物，从而取得既属最佳化而又审慎的处理方法。
根据本发明这个问题可以获得解决，因为被加压的物料，在单个的闭合的压榨区内，连续经历两个或更多的分别开的和独立的处理阶段，这些压榨区相继排列，相互间用连接区连接。这样，单个压榨区里的处理条件便可独立调整。可以对流出压榨区的物料在上述连接区内进行适当的检查和测定，如果认为有必要，可以对物料再行处理。
本发明还涉及一种能使本发明的方法得以在最佳化的方式下进行的装置。这个问题的解决在于至少有两台或三台螺旋压榨机，排列在一个多级机组中，除了最后一台螺旋压榨机外，材料出口都和下面一台螺旋压榨机的材料进口，用一根传递管连接，传递管中有一台输送器，把离开压榨机材料出口的物料，运送到下面一台压榨机材料进口中去。
下文中将参照非制约性实施方案及下面的附图，对本发明作更详尽的叙述，附图内容如下图1对作物材料处理取得液态材料和固态材料装置的方框图。
图2图1装置的多级机组的概略示意图。
图3作为图2中的多级机组局部的、螺旋压榨机立体示意图，每一压榨机在材料进口和材料出口都有传递管以剖开的形式表示。
在图1中，刚被适当收获的作物材料1，送入一台多级机组2，根据图1，机组有四级压榨机3、4，5和6。但是，随加工作物材料或植物材料的变化，多级机组2可以包括二、三或四级以上。使用的机组级数，和把作物材料1完全满意地分离成为液态和固态物质所需的级数相同。级3到级6为独立压榨区，作物材料1在这些区里加工。加工过程主要包括一个压榨作业，可以结合把材料挤碎，刮削和研磨。这个作业导致作物材料分解成为细胞液和多纤维固态物质。更具体讲分离作业在第一和第二级压榨机3，4中进行，因而与之相连的为图中7所示的一个细胞液排出口和下两个级压榨机5、6相连的细胞液排出口在图中省略，因为这两个级里的残留水分，大部分由于加工作业中产生热使其蒸发，以蒸汽8的形式，沿级5，6的相应管线离开。压榨材料成为干物质9从最后一个级6排出。这是一种经过防腐处理的固体物质，仍有高蛋白质含量，适宜于作牲畜饲料。固体物质可以用各种形式供应，如压成团块。
和图1中的级4及5连接的虚线，表示各种类型的介质10的加入。诸如空气，蒸发汽、水蒸汽，热或液体等。把这两级作为独立的级的形式安排，便有可能在每一级间，对材料作补充处理。对图1所表示的各种条件也是可以改变的。还可以再加多带细胞液排出口的级，水蒸汽和蒸发汽的排出口，也可以装到增加的级上去，介质供给口10也可以加上。多级机组有助于实现非常广泛的适应性，以取得特定作物材料1的最佳化加工。
图1没有表示供入第一级的作物材料1的预处理，也没有表示细胞液7的进一步加工，因为就本发明的目的来讲，这并不是重要的。预处理包括清洗、干燥、清选杂质，和把作物材料1切细。细胞液7的进一步处理包括蛋白质的巴氏灭菌和将蛋白质从残留液体中分离。
图2所示的多级机组2，有四个分级3-6，其压榨区的构造为螺旋压榨机，例如用可变螺距的螺旋，作上述螺旋的同步或非同步运转。从基本原理上讲，液态和固态物质的分离也可以采用其他的装置实现，但是根据目前的经验，螺旋压榨机特别适合。因此，处理作物材料的装置，虽然按螺旋压榨机的使用来叙述，但并不限定只使用螺旋压榨机。
根据图2所示，各个级3-6和它们的螺旋压榨机在一个倾斜的位置上安排，植物材料和作物材料1，在经过按需要方式作过预处理后，通过管线12供入第一级3的螺旋压榨机进口E。在出口A，排出的材料经过传递管15，进入下一级4的进口。级3、4、5的每一级，都由一根传递管15和下一级的进口E连接。只在级6的出口A上，设有一个加压板16，把干燥的经过防腐处理的固体物质制成要求的形式。
四个级3-6在一个机架上固定，机架由两根图中简略示意为梁17的纵向梁组成，用支柱18支撑。每一级螺旋压榨机由一个液压驱动装置驱动，其液压马达19如图2所示。每一个液压马达19基本是一个独立液压传动装置的一部分，因而每一个螺旋压榨机的速度可以单独调节和调整。可以用电动或机械的可变速驱动装置代替液压驱动装置。
图3表示形式为螺旋压榨机的级3-6中的一个级，外壳部分剖开，每一个级的进口E和出口A，都有一根传递管15。在第一级3上，进口处的传递管15改用管线12输入经过预处理的作物材料，在最后级6上，出口的传递管15改成加压板16。但级3-6的大部分构造都相似。螺旋压榨机有两个螺旋20，21和一个螺旋外壳。每个螺旋20，21有一根螺旋轴24，螺旋段25在这轴上排列并固定。使用单个的螺旋段25，便可以组装起有不同螺距的螺旋，并可以更换单个的螺旋段而不需要更换整个的螺旋。螺旋轴24用滑动轴承或滚柱轴承26安装在螺旋外壳23两端的壁上。
螺旋外壳23有两块端部法兰盘27，28，中间放一个中空的圆柱形壳体29，出口端法兰盘27上覆盖一块耐磨的加压板30。
一个轴承和齿轮箱31，内有轴承26和齿轮付32，33，安装在法兰盘28的进口端处。轴承和齿轮箱31用一块外法兰盘34封闭，在这法兰盘上固定两个离合器壳体35，36，在其法兰盘37，38上，分别固定液压马达39，40。液压马达39，40的轴通过离合器壳体35，36中的离合器，和螺旋轴24连接，轴24通过螺旋外壳23和轴承及齿轮箱31。
液压马达39，40是可变速液压传动装置的一部分，其变量输送泵向适当并联的液压马达39，40供给油流。当液压马达39，40的轴与齿轮付32，33接合时，每一个上述液压马达提供螺旋压榨机所需的动力的一半。每个级的动力需要不一致，第一级3一般需要的动力较少，因此在这种情况下，液压马达39，40之中可省去一个。这时在齿轮付32，33中发生动力的分支传送。螺旋外壳23和轴承及齿轮箱31用泵上的螺栓连接在一起，从而形成一个封闭的外壳。
细胞液主要从前面的级也就是从第一级3和第二级4中取得。所以把壳体39的一部分用中间壳42代替，作为壳壁的壳42有一个圆筒形的盖43，圆筒形盖由一条环形干线管路45围绕，管路的壁44作终点。从作物材料细胞中释出的细胞液，在环形干线管路45的最短的通路中集中，然后从排出口46供应给作进一步加工的装置。
螺旋壳体23中的箭头，表示介质如空气或水蒸汽的通路，这些介质从孔眼47引入螺旋轴24，然后通过管道48与螺旋段25之间或螺旋段中的径向孔49，进入封闭的螺旋壳体23内。在螺旋外壳23的最高处，有一个图中未示的连接件，用以和一条管线50连接，管线50抽吸空气和细胞液。管线50的连接件，位于螺旋压榨机出口端的最高区域中。在出口端，压榨材料通过一个出口，进入传递管15。
出口端的传递管15有一条大体倾斜的槽道52，在它的进口端管件中，有一个阻挡器件55，而在它的出口端管件54中，有一个输送器56输送压榨材料。阻挡装置55有两块可回转的挡板57，由一个诸如液压缸之类的回转驱动装置(图中未示)使其保持在一规定的回转位置。有一个通路可以变化的间隙58，可由挡板57调整，因而可以调节螺旋压榨机加压的压力。诸如螺旋输送器的输送器56由一个马达驱动装置59(例如一台液压马达)驱动。在传递管15中安排阻挡器件55的优点，是使它的动作可以受到控制。例如通过侧量被压榨的材料的温度进行控制。因此，可以在槽道52上设置开口60对材料监测。上述开口60还可用于引进介质，如空气，水蒸汽或液体等。
图3中进口侧的传递管15，构造和出口侧传递管完全相同，因此毋需再作叙述。如上所述，传递管15除可保证从装置中通过的材料的连续流动外，还可用以作检查以及引进介质。为了这个目的，输送器56的马达驱动装置的速度可以调节。
图2表示了串联排列的各个级3-6中螺旋压榨机的适当安排，但作其他安排方式也是可以的。无论如何，这种安排可以节省空间，可以适应已有空间。这是一个重要的要求，这可以使整套的装置，包括预处理部件和后继处理部件，都安装在一辆车辆的平台上。将装置先安装在一个平台上，再将平台放在一辆车辆上是适宜的。
由于在最后的压榨阶段中，亦即第三级和第四级5、6中，材料只含有少量水分，并且还有相当高的温度，例如60-80℃，这些水分以水蒸汽或蒸发汽的形式散发，通过管线50抽吸。于是中间壳体42和圆筒壳29不需要伸到加压板30处。用这个装置便有可能把一个单独的压榨级保持真空。
还可以用上述的装置加工作物材料以外的其他材料，如烂菜叶，下水道淤泥，木材废料、诸如树皮，锯末，以及禾秆和泥煤等。然而还可以用汽车轮胎碎块或小于1mm的玻璃碎块，制造成颗粒材料，用作化肥。由于其构造采用了分立成若干级的形式，这种装置具有适应性，适应具有各种速度，旋转方向，螺距和形状的螺旋，也适应用热、煤、蒸汽，液体和气体对材料进行处理，因此这装置如上文所述，可以处理性质差异很大的材料。
补正 85105825文件名称 页 行 补正前 补正后说明书 1 4 已知用这个方法加工作 已知加工作物材料物材料，材料中 的方法，应使材料中
权利要求
1.一种处理作物材料的方法，其特征为，在把材料作加压预处理后，可以从里面取得液态物质和固态物质，再将上述两态物质分别作进一步加工，在处理中，被压榨的材料在串连的、相互间用连接区连接的个个封闭的加压区中体续经历两个或多个分别而独立的处理阶段。
2.根据权利要求
1的方法，其特征为，对加压区和(或)连接区供给气体或蒸汽和(或)液体介质。
3.根据权利要求
1或2之方法，其特征为，被压榨的材料在连接区中接受检查，和(或)补充加工。
4.一种实行权利要求
1至3中任一项之方法的装置，其特征为在一个多级机组中，有两台或两台以上的螺旋压榨机，分别排成若干级，除最后一台螺旋压榨机外，材料的出口，通过一个传递管，和下一台螺旋压榨机的材料进口连接，传递管里安装一台输送器，把从材料出口送出的材料运送进下一个材料进口中去。
5.根据权利要求
第4项中之装置，其特征为螺旋压榨机连续排列，螺旋的轴线同水平面倾斜，传递管做成两个螺旋压榨机之间的倾斜通道。
6.根据权利要求
5之装置，其特征为传递管的出口端管件中，设有可调节的阻挡器件，而在另一侧-进口端的管件中，安装一台输送器，诸如螺旋输送器。
7.根据权利要求
4之装置，其特征为，其螺旋压榨机设有可调节并(或)可逆转的驱动装置，每一台螺旋压榨机的速度可以独立调节，不受其馀的螺旋压榨机的影响。
8.根据权利要求
4至6中任一项的装置，其特征为传递管进口端管件里的输送器的速度可以调节。
9.根据权利要求
4之装置，其特征为，螺旋压榨机为双轴压榨机，其中空的螺旋轴的两端安装在螺旋壳体上，由螺旋段组成的螺旋固定在螺旋轴上。
10.根据前述权利要求
1至9中任一项的装置，其特征为螺旋壳体有一个壳体件，其出口端做成平壁式，或为圆筒形盖式，后者内部设有环形干线管路，管路至少有一个排出口。
11.根据权利要求
9之装置，其特征为，螺旋轴和螺旋段设有槽道和孔，在其出口端可将诸如热，蒸汽或液体等介质输入。
12.根据权利要求
1至11中任一项的装置，其特征为，在壳体的出口端的最高处区域中，有一个带管线的开口。
专利摘要
本装置由有螺旋压榨机的若干级组成，从各级出口送出的材料，由传递管传送到下一级的进口。每一级的速度可以不受其它级的影响而独立调节。和已知的螺旋压榨机相比，优点在于材料在每一级中处理后，可以利用传递管上的开口，对材料进行测量，检查或作补充处理。级的数目可以变化，以适应被加工的材料，装置的安排方式也有相当大的自由。
文档编号A23N1/00GK85105825SQ85105825
公开日1987年3月4日 申请日期1985年8月1日
发明者H·威德凯尔 申请人:法罗斯发明公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan