凭借选择性压力的果实分类器的制作方法

1.本发明属于机械学领域，并提及旨在选择性地处理籽实(grain，颖果；颗粒)或果实的元件或机器。在这个意义上，本发明提及一种具有通道的裙板，其中固定有带有c形横向轮廓的弹性插件，其表面上具有切口，以及一种包括上述裙板并允许选择性对成熟籽实进行脱果肉的脱果肉机。


背景技术：

2.果实通常根据其成熟度来分类，以保证其应用或方便其后续加工，并因而获得优等质量的产品。无论是在采集时还是在稍后的阶段，以人工方式执行这样的分类都需要大量的劳动力，这已被证明是昂贵且低效的。
3.在这个意义上，已经开发了基于光学方法的装置，根据其颜色对果实进行分类，因为这已被证明是某些果实成熟度的可靠指标。尽管这些设备的最新发展已显示出高精度和处理速度，但这些设备的成本仍然是一个缺点。
4.此外，由于与成熟度有关的硬度差异，已经开发了基于机械方法的装置利用压力对果实进行分级。
5.在这个意义上，专利文献fr2257358a1提到了一种用于对具有一定压缩性的物体进行分类的设备。根据该文献，该装置的特征在于它包括具有水平轴的基本上圆柱形的中空主体，在其上部具有用于待分类产品逐一进入的坡道，并且在其下部的一侧具有用于不可压缩产品的卸载坡道，且另一方面具有用于可压缩产品的卸载坡道。
6.在文献fr2257358a1中描述的设备中，水平轴容纳了一系列径向外壳，每个外壳包括至少一个朝向相对壁的可移动壁、用于控制该可移动壁接近相对壁的工具、用于将该可移动壁保持在其闭合位置的工具、以及用于当外壳被放置在可压缩产品的排放坡道前时释放该可移动壁的工具。通过这种方式，可压缩的产品被保持夹在壳体中，并且当壳体被放置在相应的坡道旁时被释放，而不可压缩的产品则对抗可移动壁的运动，因此后者不能被保持在闭合位置，所以这些产品在外壳中保持自由，并且当外壳被放置在相应的坡道前时可以在重力作用下落下。
7.类似的，已经开发出了机械策略用于果实的分类，这些果实已经与脱果肉步骤结合，果肉或果皮被去除，从而释放出果实内含有的种子。
8.因此，例如，对于咖啡豆的加工，已经开发出的机器具有带有纵向焊接板的铁制圆筒、以及可由棒或钢制网制成的筛，其以螺旋状的形式形成围绕圆筒的腔室。咖啡穿过圆筒中心的料斗进给，并且转子的运动将咖啡推向相反的方向，将两股流拖向位于圆筒两端的出口。通过这种方式，成熟和柔软的籽实被迫穿过网，从而产生其脱果肉。坚硬的未熟果实则拒绝穿过网，并被引向位于圆筒两端的出口。
9.然而，这种类型的机器有几个缺点，包括使用大量的水和选择性差，选择性差是由成熟的果实没有被脱果肉并因此与未熟果实混合在一起而产生的，以及由小的未熟果实设法穿过筛，与脱果肉的籽实混合在一起而产生的。
10.类似的，专利文献us 3139919a涉及一种脱果肉机，其中籽实在多个逆时针转动的圆盘之间穿过。脱果肉盘上有刮刀，以便从成熟的咖啡豆中提取果肉，咖啡豆在脱果肉盘的各侧和排列在脱果肉盘相对一侧的限制部件之间移动。限制部件和脱果肉盘之间的间距被调节，以便只从成熟的咖啡豆中移除果肉，而其他咖啡豆则因为它们更小而穿过机器而不被损坏。从这个意义上说，这种尺寸选择性加工并不完全有效，因为它没有考虑到可能会有大的未熟籽实与成熟的籽实混合。
11.为此，专利文献au 638294b2则提到了一种脱果肉机，咖啡豆在滚筒和轮胎之间穿过，并且可以以可变的方式施加压力，以便对成熟的咖啡豆而不是未熟的咖啡豆进行脱果肉。然而，这个过程并不完全有效，而且可能会对籽实造成机械损伤。
12.同样，文献brpi0802201a2提到了一种脱果肉机，具有一个转子，对咖啡豆施加压力，以便使未熟的豆子不破裂，并因此保持其大于筛孔的尺寸的原有尺寸，这样就只有成熟的豆子被脱果肉。该机器需要耗水，并且选择性很低，因为它没有考虑到未熟籽实可能很小并设法穿过筛。
13.另一方面，文献wo/2010/073163a2披露了一种包括振动弹性插件的锥形螺旋裙板，其灵活性允许其根据不同咖啡果实的大小和硬度按比例移动。同样地，该文献教导了一种垂直脱果肉机，它包括带有振动弹性插件的锥形螺旋裙板，它并不使用水，且旨在接收成熟和未熟的咖啡果实的混合物，对成熟的咖啡果实进行脱果肉，使用分离机分离半脱果肉的未熟果实，并从成熟的果实上去除果皮。
14.由所述弹性插件施加的压差允许打破成熟果实的外壳，而只对未熟果实的外壳进行半脱果肉。随后，按所获籽实的大小实施分离。
15.鉴于上述情况，需要开发低成本的用于成熟籽实选择性脱果肉的机器或装置，它可以在加工成熟籽实方面实现高效率，而不会对籽实造成机械损伤。


技术实现要素：

16.本技术描述了一种裙板，其具有裙板主体，裙板主体包括脱果肉通道，其中放置由弹性材料制成的插件，每个插件固定至支撑板。每个插件固定在其支撑板中，并使用分级螺钉和弹簧在脱果肉通道中进行调整。
17.同样，还描述了一种水平脱果肉机，一般来说，它具有底架或结构、进给料斗、定量给料器、由齿状护套覆盖的圆筒和带有弹性插件的裙板，其中提及的元件用小齿轮、滑轮、螺母和/或螺钉组装在一起。
18.在本发明的一个实施方案中，脱果肉机可以耦接至包括尺寸分离筛的脱果肉模块。
19.这样，本发明中开发的裙板和机器利用了成熟与未熟的果实之间存在的硬度差异，从而导致成熟果实的情况中对果皮破裂较低的阻力。因此，本发明人已开发了一种带有一系列弹性插件的水平裙板，其灵活性允许对每一粒籽实施加个体选择性压力，这允许对成熟的籽实进行脱果肉，从而获得其内部含有的种子，但却防止对未熟籽实的加工。
20.经脱果肉的种子比未熟籽实小，很容易使用分离筛按照尺寸差异进行分离。经脱果肉的种子比未熟籽实小，很容易使用分离筛按照尺寸差异进行分离。
21.本发明的裙板和脱果肉机允许对成熟籽实进行脱果肉，效率高，对籽实的机械损
伤小，且获得的种子中的杂质含量低。
附图说明
22.图1示出了弹性c形横截面插件附接在支撑板。
23.图2示出了带弹性插件的水平裙板的图解视图。
24.图3示出了用弹性插件组装的水平裙板的立体图。
25.图4示出了用弹性插件组装的水平裙板的内部视图。
26.图5示出了包括带弹性插件的水平裙板的脱果肉机的图解视图。
27.图6示出了包括用弹性插件组装的水平裙板的脱果肉机的正面立体图。
28.图7示出了包括用弹性插件组装的水平裙板的脱果肉机的正视图。
29.图8示出了包括用弹性插件组装的水平裙板的脱果肉机的左侧视图。
30.图9示出了包括用弹性插件组装的水平裙板的脱果肉机的右侧视图。
31.图10示出了包括用弹性插件组装的水平裙板的脱果肉机的后侧立体图。
32.图11示出了针对(a)成熟豆(b)未熟豆的个体选择性压制过程的水平剖切面。
33.图12示出了使用“钢琴”配置的针对成熟豆和未熟豆的个体选择性压制过程的侧视图。
34.图13示出了本发明的脱果肉机耦接至籽实尺寸分拣模块。
具体实施方式
35.首先要说明的是，起草本说明书中的术语必须在本发明的技术领域内理解，始终是在其最广泛和非限制性的意义上。
36.根据图1，本发明涉及一种插件(a1)，其特征在于它具有c形横截面的轮廓、籽实入口区(a1')和沿其表面的切口(a1”)。插件(a1)固定至支撑板(a2)。
37.优选地，插件用弹性或柔性材料制造，根据待加工的籽实或果实的硬度来选择。在本发明的优选模式中，插件是用橡胶制造的。
38.另一方面，支撑板(a2)优选由刚性金属或非金属材料制成，以支撑插件的负荷。
39.现在，由插件(a1)表面上制成的切口(a1”)所定义的空间在下文中被称为个体(individual，单独)压力部分。在这个意义上，每个切口(a1”)之间的距离y根据待加工的籽实或果实的直径而修改，这样籽实或果实就占据了单个的个体压力部分的区域。
40.同样，并且根据图2，本发明的裙板包括裙板主体(a3)，其具有脱果肉通道(a4)。
41.裙板主体是用任何能承受工作负荷的刚性金属或非金属材料制成的。在本发明的优选实施方案中，裙板主体是用具有抗腐蚀和抗磨损性能的材料制造的。
42.另一方面，水平裙板的脱果肉通道的数量将依赖于待加工的籽实或果实的量以及安装裙板的机器的能力而变化。因此，在本发明的一个实施方案中，裙板主体具有一(1)个至十(10)个脱果肉通道。在优选方式中，裙板主体具有一(1)个至六(6)个脱果肉通道。更优选的，裙板的主体具有一(1)个至三(3)个脱果肉通道。
43.插件(a1)附接至每个脱果肉通道(a4)，被固定在支撑板(a2)。使用弹簧(a5)和分级螺钉(a6)将插件组装到裙板主体的脱果肉通道，这样允许根据待加工的籽实的尺寸来轻松校准插件的位置。
44.组装的裙板可以在图3和图4中看出，其示出了裙板的内部视图。
45.现在，如图5中所示，所述的水平裙板可以集成到脱果肉机中，该脱果肉机包括上述的水平裙板(a)、进给料斗(b)、进给器或分配器(c)、由齿状护套覆盖的圆筒(d)、底架或结构(e)，所有的元件用小齿轮、滑轮、螺母和/或螺钉组装而成。
46.特别是，构成所述脱果肉机的元件，诸如进给料斗(b)、进给器(c)、圆筒(d)和底架(e)，优选是由任何支持工作负荷的刚性金属或非金属材料制成。
47.另一方面，如图5和图10中可以看出，圆筒护套(d)的特点在于在其整个表面上有一系列的齿或突起。
48.在本发明的优选实施方案中，且如图5中所示，进给器(c)的操作机构是通过单个驱动链小齿轮(1)、轴承座(2)、径向轴封(3)和深沟球轴承(4)来将其组装到底架(e)实现的。
49.同样的，圆筒(d)的操作机构是通过双传动链小齿轮(15)、锁紧螺母(10)、锁紧垫圈(11)、深沟球轴承(6)(12)、径向轴封(13)、锁紧环(14)和保持环(8)，其与包括单v形带轮(9)、双v形带轮(7)和作为滑轮支撑的固定轴的滑轮系统一起组装到底架(e)来实现的。
50.在本发明的一个实施方案中，上述部件是用套筒头螺钉和锁紧垫圈连接的。
51.关于上述机器的操作机构，待加工的籽实或果实通过进给料斗(b)进入机器，并穿过分配器(c)，该分配器(c)转动时，调节果实进给到机器中。籽实落到圆筒(d)上，圆筒(d)转动时，将这些籽实驱赶到位于裙板(a)中的脱果肉通道中，并在它们沿着弹性插件(a1)的个体压力部分移动时对它们进行挤压。
52.如图11(a)的剖视图中所示，当挤压抵靠弹性插件(a1)的不同部分时，具有低硬度和低抗压强度的成熟籽实将无法产生朝向它们所在的插件部分的内部的位移，因此它们的外壳将破裂并会被脱果肉。
53.另一方面，且如图11(b)的剖视图中所示，当挤压抵靠弹性插件(a1)的不同部分时，以高硬度和高抗压强度为特征的未熟籽实将导致朝向它们所在的插件部分的内部的位移，从而不会被脱果肉。
54.同样，图12的侧视图证明了通过“钢琴”式配置的选择性加工过程，其中成熟的籽实被脱果肉(每个经脱果肉的成熟籽实获得两个种子)，因为它们不能使其所在的插件的部分位移，而未熟的籽实能够使其位移，并因此，它们会完整地离开机器。
55.因此，插件(a1)的c形几何形状或c形横向轮廓在个体选择性压制过程中起着决定性作用，其几何形状的尺寸变化也是如此。在这个意义上，并且再次参见图11(a)，应该注意到，距离x和距离z可以被修改，以校准施加到每个个体压力部分以使其移动的必要压力。
56.例如，当距离x较大，为保证个体压力部分的位移而必须施加的压力就较小。反之，当距离x较小时，为移动个体压力部分所必须施加的压力将更大。
57.因此，上述尺寸的改变是根据待加工的果实或籽实的硬度来决定的。
58.熟知此问题的人，凭借其知识，将能够依据待选择性地加工的籽实或果实的硬度，对c形横向轮廓的尺寸进行调整。因此，精通此道的人的知识将足以依据待加工的籽实或果实建立不同配置的插件(a1)。
59.因此，依据待加工的籽实或果实的大小和硬度，可以在以下任何或几个方面进行修改：
[0060]-选择制造插件(a1)的弹性材料，
[0061]-插件的c几何形状的x和z尺寸，
[0062]-定义个体压力部分的切口(a1”)之间的距离，和/或
[0063]-插件(a1)和圆筒(d)之间的距离，可以通过弹簧(a5)和调整螺钉(a6)来校准。
[0064]
所有上述意味着，本发明的裙板和脱果肉机，可以用来处理任何含有内部种子的籽实或可脱果肉的果实。
[0065]
因此，只要待加工的籽实或果实因成熟度而具有可区分的硬度的外果皮，就可以使用本技术。例如，开发的技术可用于处理咖啡豆、樱桃、李子、苦楝(neem)、荔枝、日本枇杷等。
[0066]
在本发明的一个实施方案中，脱果肉机连接至分类器模块，如图13中所示，将已经脱果肉的籽实与完整的未熟籽实分离。在本发明的一个实施方案中，该模块可以包括尺寸分离元件，诸如带有细长穿孔的筛，只允许比完整的未熟种子小的经脱果肉的种子穿过。
[0067]
最后，在一个实施方案中，本发明还涉及一种用于选择性地加工未熟果实和成熟果实的混合物的方法，包括以下步骤：
[0068]
a)提供未熟和成熟的果实或籽实的混合物；
[0069]
b)将该混合物在脱果肉机中进行选择性加工；
[0070]
c)通过筛分将成熟的经脱果肉的果实与完整的未熟果实或籽实按尺寸分离；
[0071]
其中，步骤b)在如本文所述的包括c形横截面的轮廓的弹性插件的裙板的脱果肉机中执行。
[0072]
实施例
[0073]
下面的实施例是为了说明本发明技术的技术优势，但决不是对其范围的限制。
[0074]
在这方面，如上所述，建造了水平脱果肉机，其带有具有c形横截面的轮廓的弹性插件的裙板。为了评估所开发的选择性个体压力技术的性能，对成熟和未熟咖啡豆的混合物进行了加工测试，其中未熟咖啡豆的重量百分比大于20％，使用涉及以下技术的脱果肉机：
[0075]
1.带有本发明的个体选择性压力裙板的水平圆筒。
[0076]
2.带有固定裙板的水平圆筒。
[0077]
3.带有橡胶裙板的水平圆筒
[0078]
4.带有固定裙板的垂直圆筒
[0079]
5.带有固定通道的铸造圆盘
[0080]
6.带有振动弹性插件的垂直圆筒
[0081]
在这些测试中，根据以下变量分析了上述每种技术的性能：
[0082]-每吨果实在处理过程中需要的以马力(hp)计的功率。
[0083]-分离未熟果实的效率，即未被脱果肉的、并因此随后被成功分离的未熟果实的重量百分比。
[0084]-经脱果肉的种子的机械损伤，相当于经历某种物理损伤的籽实的重量百分比。对于咖啡豆来说，物理损伤被认为是部分或全部损失的皮层(内果皮)或部分损失的内核(种子)。
[0085]-经脱果肉的种子中的杂质，是指经脱果肉的种子中存在的外壳或果肉的重量百
分比。
[0086]-果肉中的种子损失，相当于与果肉一起被冲走、并因此无法回收的种子的重量百分比。
[0087]
表1中总结了在每项被评估的技术中所提到的每个变量获得的结果：
[0088][0089]
表1.使用不同技术加工成熟和未熟咖啡豆的混合物期间获得的结果。
[0090]
鉴于上述情况，很明显，使用个体选择性压力技术在分离未熟果实方面实现了极好的选择性，大大减少了对成熟果实脱果肉获得的种子的机械损伤，并减少了经脱果肉的种子中的杂质百分比。
[0091]
同样，在获得所有这些技术优势的同时，还保持了与其他技术相等或更低的功率需求，并保证了果肉中0％的种子损失。
[0092]
最后，值得注意的是，个体选择性压力技术的每吨工艺的设备经济投资可以比包括不用水分离未熟果实的其他技术少50％。

技术特征：
1.一种用于选择性加工成熟和未熟籽实的混合物的裙板(a)，包括：裙板主体(a3)，其具有脱果肉通道(a4)；c形横截面插件(a1)，其特征在于，在其表面上具有籽实入口区(a1')和横截面(a1”)，并固定在支撑板(a2)上；其中，c形横截面的轮廓插件(a1)的数量等于脱果肉通道(a4)的数量，并且其中所述c形横截面的轮廓插件(a1)耦接到所述脱果肉通道(a4)中。2.根据权利要求1所述的裙板(a)，其中所述横截面的轮廓插件c(a1)附接到所述支撑板(a2)，并通过弹簧(a5)和分级螺钉(a6)接合在所述脱果肉通道(a4)中。3.根据权利要求1至2中任一项所述的裙板(a)，其中所述横截面(a1”)在所述横向轮廓插件c(a1)的表面以相等的距离制成。4.根据权利要求1至3中任一项所述的裙板(a)，其中所述c形横截面的轮廓插件(a1)是由弹性或柔性材料制成。5.一种脱果肉机，包括：进给料斗(b)；进给器或分配器(c)；由齿状护套覆盖的圆筒(d)；底架或结构(e)；和根据权利要求1至4中任一项所述的裙板(a)。6.根据权利要求5所述的脱果肉机，其特征在于，元件通过小齿轮、滑轮、螺母和/或螺钉进行组装。7.一种用于选择性地加工未熟和成熟果实的混合物的方法，包括以下步骤：a)提供未熟和成熟的果实或籽实的混合物；b)将所述混合物在脱果肉机中进行选择性加工；c)通过筛将成熟的经脱果肉的果实与完整的未熟果实或籽实按尺寸分离；其中，阶段b)在机器中执行，该机器包括进给料斗(b)；进给器或分配器(c)；由齿状护套覆盖的圆筒(d)；底架或结构(e)；和根据权利要求1至4中任一项所述的裙板(a)。

技术总结
本申请涉及用于选择性加工果实或籽实的元件和机器。特别是，本发明涉及一种裙板，其具有其中附接弹性插件的通道，具有C形横向轮廓，并沿其表面呈现切口，它由此能够通过便于应用个体压力来选择性加工成熟和未熟的果实或籽实的混合物。同样的，本发明还涉及一种水平脱果肉机，包含带有弹性插件的裙板，选择性地对成熟的籽实脱果肉，并且可以耦接至分离器模块。本发明还涉及一种用于采用本发明的脱果肉机对成熟和未熟的果实或籽实的混合物进行选择性加工的方法。择性加工的方法。择性加工的方法。


技术研发人员：艾拉
受保护的技术使用者：佩纳戈斯赫尔曼斯公司
技术研发日：2021.12.07
技术公布日：2023/8/9