花粉孢子破壁机 【技术领域】
本发明涉及一种花粉孢子破壁机。特别涉及纯机械式花粉孢子破壁机。背景技术
花粉被称为完美食品和氨基酸的浓缩体。花粉还含有多种生物活性物质，有很高的医疗保健价值。花粉由一粒粒的花粉孢子组成，其大小随植物种类不同而不同，从10μm～100μm不等。花粉孢子的营养成分被一层壁保护着，花粉孢子的壁厚约2至3μm，该壁十分稳定，不受强酸和强碱的腐蚀。因此直接服用花粉吸收率低。而破壁后营养成分外露，易被人体吸收。此外，若要将花粉制成化妆品、饮料或或对花粉成分进行提取，则破壁是必要的一环。
目前，国内外有多种生化花粉破壁工艺，但尚无专用花粉孢子破壁机问世。1997年，苗前、杜红霞、王文正三人曾在《食品科学》杂志第18卷第11期第43页以“玉米花粉几种机械破壁方法的研究”为题发表文章，利用冷冻法，胶体磨，匀浆机，超声波等方法对花粉孢子进行破壁。但其一次破壁率都在50％以下，且费时，产额又低，只适用于实验室作实验用。目前能用于生产的花粉孢子破壁设备只有高速气流粉碎机。这种设备十分复杂、昂贵，效果也不够理想。发明内容
本发明的目的是提供一种可用于生产的、廉价的、高破壁率的花粉破壁机。
本发明的花粉破壁机包含一组轧辊，轧辊的轴装在滑动轴承座上，滑动轴承座可在支承板的矩形孔内滑动，弹簧顶推滑动轴承座在上述矩形孔中滑动，带动轧辊平移使两相接触的轧辊之间产生弹性挤轧力，此挤轧力是使经过工作面地花粉孢子破裂的因素之一。与各轧辊轴相连的有一组互相啮合的齿轮组，该齿轮组使相接触的轧辊的切线速度不同，从而使经过相接触的轧辊之间的花粉受到搓切力，该搓切力是使花粉孢子破裂的另一因素。花粉孢子壁是在挤轧力和搓切力的共同作用下被逐粒破碎的。花粉孢子破壁的困难之处除颗粒小、壁坚固之外，是花粉有粘性，而且不同的花粉粘性不同，因此会粘在轧辊上。第二轧辊除和第一轧辊挤切外，又和第三轧辊相挤切，同样第三轧辊除和第二轧辊相挤切外又和第四轧辊相挤切，如此类推。而且齿轮的组合使越往后的轧辊的切线速度越大，因此轧辊本身对有粘性的花粉有粘带作用，使多数花粉孢子从第一轧辊传向第二轧辊。再传向第三轧辊，再传向第四轧辊。因为多数花粉粘在轧辊上，因此在最后的轧辊上弹性地装有刮刀，将破壁后的花粉刮下。由于各种花粉性质不一，因此各轧辊上都装有弹性刮刀，根据花粉的性质不同而调用刮刀。本发明几乎是对花粉孢子逐粒破壁，因此要连续的、瀑布式的下料。下料装置包括：带槽滚筒、星形截面搅拌棒、以及由前后挡板和可调的左右挡板组成的四棱斗。
本发明用的是挤轧和搓切同时作用于花粉孢子，因此破壁率高；由于完全是机械式的，不加任何辅料，因此不破坏花粉的有效成分。由于采用滑动轴承座及弹性挤轧结构，使对轧辊的加工要求大为降低，加上其结构远较超声波装置、匀浆机、胶体磨及高速气流粉碎机简单，其造价约为高速气流粉碎机的五十分之一。经本破壁机破壁后的花粉其腥味消失，甜味增加，口感显著改善，适于直接食用。而且破壁后的花粉呈水润性，可以用水冲服。
本发明也可用于灵芝孢子及其它孢子的破壁。附图说明
图1为四轧辊花粉孢子破壁机主结构图。图中箭头指示轧辊旋转方向。轧辊(1)和轧辊(2)水平配置，轧辊(3)和轧辊(4)也水平配置，轧辊(3)在轧辊(2)的正下方。
图2为前支承板(25)及安装在其上的滑动轴承座(5，6，7)、顶推滑动轴承座的弹簧(16，17，18)和调节弹力的螺丝(33，34，35)。
图3为四轧辊破壁机的齿轮组及相应的轴。两分度圆相切表示啮合。
图4为下料斗滚筒部分放大了的截面图。(46)为左挡板(42)和滚筒(40)之间的可调间隙，(45)为右挡板(43)的左下棱，(44)为纵向凹槽。
图5为破壁机顶视图。图中显示了轧辊(1，2，4)的排列方式，轧辊(3)在轧辊(2)的正下方，图中看不见。该图也为了显示后支承板及安装其上的弹力调节螺丝(33′，34′，35′)。量佳实施例
下面结合图例来描述最佳实施例。本四轧辊破壁机主要由轧辊(1，2，3，4)、滑动轴承座(5，6，7)、弹簧(16，17，18，19)、前支承板(25)、后支承板(26)、齿轮(27，28，29，30，31，32)、双刃刮刀(24)、单刃刮(20，21，22，23)及瀑布式下料斗(39)组成。
本实施例中装在前支承板(25)上的部件包括滑动轴承座、弹簧、调节螺丝、滚珠轴承和装在后支承板(26)上的同类部件是配对的。因为除调节螺丝外，装在后支承板上的这些部件都未画出，因此在以下的描述中凡提到这些部件时也包括后支承板(26)上对应的部件。下面分系统描述本实施例。
轧辊系统。
轧辊(1)的轴(12)装在滚珠轴承(8)中，滚珠轴承(8)紧嵌在矩形滑动轴承座(5)中。滑动轴承座(5)可在前支承板(25)的矩形孔(36)中左右滑动。装在支承板(25)中的弹簧(16)一端顶着滑动轴承座(5)。另一端顶着调节螺丝(33)。拧紧装在支承板(25)中的螺丝(33)和装在后支承板(26)中的螺丝(33′)，则弹簧(16)弹性地推动轴承座向右滑动，从而使轧辊(1)靠紧轧辊(2)。这种弹性推动使轧辊(1)和轧辊(2)在转动中一直保持接触并维持恒定压力。调节螺丝(33，33′)可改变轧辊(1)和轧辊(2)之间的挤轧压力。
类似地，轧辊(4)的轴(15)装在滚珠轴承(11)中，滚珠轴承(11)紧嵌在矩形滑动轴承座(7)内。滑动轴承座(7)可在前支承板(25)的矩形孔(38)中左右滑动。装在支承板(25)中的弹簧(18)一端顶着滑动轴承座(7)，另一端顶着装在支承板(25)中的调节螺丝(35)，拧紧螺丝(35，35′)，则弹簧(18)弹性地推动滑动轴承座向左滑动。从而使轧辊(4)靠紧轧辊(3)。这种弹性推动使轧辊(4)和轧辊(3)在转动中一直保持接触并维持恒定挤轧力。调节螺(35，35′)可改变轧辊(4)和轧辊(3)之间的挤轧力。
轧辊(2)的轴(13)装在滚珠轴承(9)中，滚珠轴承(9)紧嵌在矩形滑动轴承座(6)中。滑动轴承座(6)可在前支承板(25)的矩形孔(37)中上下滑动。装在支承板(25)中的弹簧(17)一端顶着滑动轴承座(6)，另一端顶着装在支承板(25)中的调节螺丝(34)。拧紧调节螺丝(34，34′)，则弹簧(17)弹性地推动滑动轴承座(6)向下滑动，从而使轧辊(2)紧靠轧辊(3)。这种弹性推动使轧辊(3)和(2)在转动中一直保持接触并维持恒定的挤轧力。拧紧或拧松调节螺(34，34′)可以改变轧辊(2)和轧辊(3)之间的挤轧力。
轧辊(3)的轴(14)装在滚珠轴承(10)中，滚珠轴承(10)紧嵌在前支承板(25)中，此轧辊是不能滑动的，动力就从轴(14)输入。
齿轮组的配置。
大齿轮(27)装在轧辊(1)的轴(12)上，大齿轮(29)和小齿轮(28)都装在轧辊(2)的轴(13)上，大齿轮(31)和小齿轮(30)都装在轧辊(3)的轴(14)上，小齿轮(32)装在轧辊(4)的轴(15)上。小齿轮(32)和大齿轮(31)啮合，小齿轮(30)和大齿轮(29)啮合，小齿轮(28)和大齿轮(27)啮合。设轧辊(1，2，3，4)的切线速度分别为V1，V2，V3，V4，则在各轧辊直径相同的条件下，有V1＜V2＜V3＜V4。这种切线速度差使两相邻轧辊间有搓切作用，使花粉孢子被搓裂，而且这种切线速度的递增还对花粉有传输作用，使花粉从轧辊(1)经轧辊(2)和(3)传到轧辊(4)，最后被刮刀(23)刮下。
下料装置
下料斗(39)由刻有凹槽(44)的下料滚筒(40)，星形截面搅拌棒(41)、左挡板(42)右挡板(43)及三角形前后挡板(未画出)组成。下料斗(39)的左挡板和下料滚筒(40)之间的间隙(46)可调，以控制下料速度。右挡板(43)左下方的棱(45)用以刮下粘在滚筒(40)外圆上的花粉。棱(45)与滚筒(40)之间的间隙也是可调的。与下料滚筒联动的星形截面搅拌棒搅动下料斗(39)中的花粉，使花粉和下料滚筒接触良好。下料滚筒的动力来自转速可调的小马达或来自轧辊转轴。
下料的工作过程如下：当下料滚筒逆时针转动时，不断将下料斗(39)中花粉挽下，以瀑布状落入轧辊(1)和轧辊(2)之间的搓轧面。右挡板左下侧的棱(45)将粘在下料滚筒上的花粉刮下，也以瀑布状落入轧辊(1)和轧辊(2)之间的搓轧面。
刮刀
单刃刮刀(20，21，22，23)的刃分别靠在轧辊(1，2，3，4)上，用以刮下粘在这些轧辊上花粉，以免这些花粉在同一轧辊上被重复搓轧。这些刮刀的刃都是弹性地靠在相应的轧辊上的，其压力可调。这些刮刀的长度和轧辊的长度相等。这些刮刀都是活动的，即需要时可以靠在轧辊上，不需要时可以脱离轧辊。单刃刮刀(23)是将经过三次搓轧的花粉从轧辊(4)刮下，落入成品容器(48)中。刮刀(22)是将经过三次搓轧的花粉从轧辊(3)上刮下，也落入下方的成品容器中。刮刀(21)是将经过两次搓轧的花粉从轧辊(2)上刮下落入轧辊(3)和轧辊(4)之间的搓轧面上。刮刀(20)是将经过一次搓轧的花粉从轧辊(1)上刮下落入下方的半成品容器(47)中。双刃刮刀(24)的一侧的刃弹性地靠压在轧辊(1)上，另一侧的刃弹性地靠压在轧辊(3)上，靠在轧辊(3)上的刃将经过三次搓轧的花粉从轧辊(3)上刮下，靠在轧辊(1)上的刃将经过一次搓轧的花粉从轧辊(1)上刮下并导入轧辊(2)和轧辊(3)之间的搓轧面。双刃刮刀还将经过一次搓轧而掉落下来的花粉导入轧辊(2)和轧辊(3)之间的搓轧面。双刃刮刀(24)也是可卸式的。在工作中并不是全部刮刀都投入使用，而是根据花粉的不同而选用。详见下面的操作过程。
随着选用的刮刀不同可采用下述操作方法：
1.只用刮刀(23)。其余刮刀均脱离轧辊。由下料斗(39)瀑布式落下的花粉进入轧辊(1)和轧辊(2)之间的搓轧面。经第一次搓轧之后，一部分花粉跌落到下方的半成品容器(47)中。其余的粘在轧辊上，由于V2＞V1，所以粘在轧辊(2)上花粉多于粘在轧辊(1)上的花粉。粘在轧辊(2)上的花粉立即进入轧辊(2)和轧辊(3)之间的搓轧面。经第二次搓轧后多数花粉粘在轧辊(3)上，然后进入轧辊(3)和轧辊(4)之间的搓轧面。经第二次搓轧后跌落下来的花粉也进入轧辊(3)和轧辊(4)之间的搓轧面，这两路花粉经第三次搓轧后多数粘在轧辊(4)上，由刮刀(23)刮下落入下方的成品容器(48)中，经三次搓轧后跌落下来的花粉也落入成品容器(48)中。在成品容器(48)中的花粉其破壁率在95％以上。当下料斗中的花粉全部漏完以后，将半成品容器(47)中的花粉倒入下料斗(39)中，再作一次操作。经第二次操作后仍有部分花粉落入半成品容器(47)中，再将其倒入下料斗中作第三次操作。经第三次操作后，落入半成品容器中的花粉已经过三次搓轧，可直接倒入成品容器中。这种操作方式适用于黏度适中的花粉破壁。因只有一把刮刀，所以混入的杂质少。
2.将刮刀(20，21，22，23)都投入使用，双刃刮刀(24)脱离轧辊，经一次搓轧后跌落下来的花粉落入半成品容器(47)中，经刮刀(20)刮下的花粉也落入半成品容器(47)中。已经过两次搓轧而由刮刀(21)刮下的花粉进入轧辊(3)和轧辊(4)之间的搓轧面，由刮刀(22)和刮刀(23)刮下的花粉都已经过三次搓轧，都落入成品容器(48)中。落入半成品容器(47)中的花粉，与第一种操作方法一样，倒入下料斗中再重复操作两次，这种方法适用于特别粘的花粉。其缺点是用四把刮刀，混入的杂质相对多一些。
3.将刮刀(23)和双刃刮刀(24)投入使用，其余刮刀脱离相应的轧辊。花粉从下料斗落入轧辊(1)和轧辊(2)之间的搓轧面，一部分由轧辊(2)带入下面的搓轧面，一部分被粘在轧辊(1)上被刮刀(24)上刃刮下，连同轧辊(1)和轧辊(2)之间跌落的花粉一同导入轧辊(2)和轧辊(3)之间的搓轧面。刮刀(24)下刃刮下的落入半成品容器(47)中的花粉和由刮刀(23)刮下落入成品容器(48)中的花粉都经过了三次搓轧，破壁率都在95％以上。这种操作方法的优点是破壁过程一次操作完成。缺点是双刃刮刀(24)的安装较复杂一些。
上述是典型的操作方法，实际操作时，可根据情况任意组合刮刀的使用，以达到最佳效果。
本发明不局限于四个轧辊，也不局限于轧辊外径大小相同。