[发明专利]研磨方法和实现这种方法的设备

说明书

本发明是关于采用圆盘磨将谷物、种子或类似产品加工到可以用筛理设备分离其植物成分的程度。本发明还包括来实现这种方法的一整套设备。

在辊式磨粉机问世之前，通常采用石磨来加工谷物，就广义而言，带有环形工作面的可旋转的石磨可以看作是一个圆盘，但大概没有人会坚决主张我们采用石磨的老式磨坊是圆盘磨磨坊。

即使在使用石磨的老式磨坊时代，为了减少整个制粉过程所需的研磨道数，也曾采取将石磨工作表面开凿沟槽的办法，努力提高研磨效率。辊式磨粉机的突破，意味着在面粉品质，出品率和产量等方面有重要的改进，可是其结果是工厂的复杂程度极大，投资和经营费用可观。

因此，每隔一段时间就有一些建议提出，要用操作快速的圆盘磨取代复杂而又昂贵的辊式磨粉机。圆盘磨在其它行业里，特别是造纸工业，已经因比较简单和具有高的生产能力而赢得了声誉，美国专利1902年的706259号，施韦策（Schweitgen）是采用圆盘磨研磨谷物的设想的一个早期的例子。施韦策（Schweitgen）提议采用环形研磨圆盘，圆盘工作面开凿沟槽，按特殊方法排列成组，其主要特征是：沟槽的轮廓必须由边缘很陡的锯齿形齿脊来确定，并需将环形圆盘内周（即加工物料入磨的地方）宽而深的沟槽逐渐向外转变成为外周的细沟槽。内周较大的沟槽，是要使研磨物料易于进入，而在沟槽较大的区域，种子就开始脱皮。这样随着沟槽的变细，加工继续直到研磨完成，施韦策（Schweitgen）还提出;沟槽的布置必须同与磨盘同心的小圆相切，以便工作面相反、共同运转的两块磨盘中的沟槽，其交角能随磨盘的圆周方向而变化。用这种型式的磨盘在单独一次加工中将谷物磨成细粉的想法，并没有取得成功。此后不久，1905年美国专利934，457号，麦克劳克林（Mclaughin）提出了采用一台非常相似的圆盘磨，只是用于脱壳。可是这项专利说明书除了说明制造更加容易外，并未提供有关沟槽设计的任何东西，而且说明书里并未说明为什么这种沟槽布置用于脱壳比用于研磨可能更加适合。也许可以猜想：麦克劳克林由于知道施韦策的前一种磨盘的情况，他懂得那种磨盘不适于研磨，但可能用于脱壳。在此以后，发表了许多给磨盘配备各种沟槽的建议，但是效果都不好，至少在只用一道加工来生产高质量面粉，并在成本低的情况下进行谷物研磨等方面如此。K·E、A、约翰逊在迟至1981年的419，945号SE专利中举例说，在一定转速下，采用一定的磨盘型式的情况下，圆盘磨并没有足以改进加工物料（在两个回转中心相同，转向相反的磨盘之间的）运动方式和停留时间的东西。从那个概念出发，他提出一种全新的磨盘，其特点是;在一块固定磨盘中，排列一套小型的单独传动的磨盘，后者是装在前者的袋窝里。这些新的磨盘的研磨效果尚未得到评价，但是，这些磨盘显然是结构复杂和对故障非常敏感的。

所有研磨面结构复杂的磨粉机都有一个共同的特点，即在影响研磨效果的综合因素中难以正确评价各个单独因素的影响。鉴别研磨效果的一个基本条件，当然是要能够对研磨产品进行分析，而分析的结果又能反过来同对研磨效果起决定性作用的各种因素联系起来。在每一特定的情况下，分析工作要能尽快完成，并同所使用的设备紧密联系也是十分重要的。

众所周知，谷物（种子和籽粒）的植物成分是淀粉基质（胚乳减去糊粉层），胚和糊粉层、皮层，后两层到为麸皮。皮层和糊粉层部分以及胚部可用作牲畜饲料，或用作添加剂，按某种数量加入面粉中，以增加纤维素含量，并提高面粉里矿物质和维生素含量，谷物种子籽粒的皮层、糊粉层和淀粉基质具有不同的硬度和密度，而研磨过程则是用来破开谷粒或种子籽粒，使磨下物料能分离成为含有要求百分比的淀粉，糊粉层和皮层的物料。为了有效的研磨和分离，以生产出出粉率符合要求的高质量的面粉，迄今为止都必须进行反复多次的研磨和筛理。采用圆盘替代辊式磨粉机的尝试所取得的若干初步成功，激起了一种希望即：谷物加工厂中磨粉方面的设备将有可能比用辊式磨粉机研磨所需的设备简化。然而，在本发明的概念形成以前，这些希望并没有实现，这一点已被最近的、经过充分改进的分析方法所进一步证实。