정미장치

정미장치{an apparatus for cleaning a rice}

본 발명은 정미장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 벼의 정미공정이 인라인(병렬식 기계배치를 직렬식으로 배치)상으로 이루어질 수 있어 도정효율을 향상시킬 수 있으며, 도정 시 진동의 발생 및 실내소음을 최소화 할 수 있는 정미장치에 관한 것이다.

일반적으로 벼를 쌀로 가공하는 것을 도정이라 하는데, 벼는 크게 왕겨층, 쌀겨층(米糠層), 눈(胚芽), 배유(胚乳)로 구성되어 있고, 제현작업으로 왕겨층을 제거한 것을 현미라 하며, 다시 배유 이외에 과피(果皮), 종피(種皮), 호분층(糊紛層)으로 구성된 쌀겨(米糠)를 제거한 것이 쌀이다.

백미는 원료벼→정선→제현→현미분리→청취선별기→석발→정미→제강→진동체→색채선별기→연미→계량, 포장과정을 거쳐 얻어진다.

그러나 이러한 과정을 거치면서 벼에 포함된 인체에 중요한 영양성분이 많이 파괴되는데 이중 하나인 쌀눈은 쌀의 영양소가 66% 이상 집중되어 있으며 "가바(GABA; Gamma Amino Butyric Acid)"라는 인체에 꼭 필요한 영양성분은 쌀눈에만 포함되어 있다. 또한, 쌀의 씨눈 속에는 중금속을 해독시키는 피트산(phytic acid)이 백미에 비하여 6배나 들어있으며, 풍부한 단백질, 지방, 탄수화물 외에 섬유질과 비타민이 포함되어 있고, 토코페롤보다 항산화작용에 40~60배 강한 것으로 밝혀진'토코트리에놀'과'오리자놀'등이 포함되어 있다. 또한, 제현작업으로 왕겨층만을 제거한 현미는 양질의 식물성 단백질을 비롯한 지방, 칼슘, 인, 나트륨, 철 등의 미네랄류와 비타민A, B1, B2, B6, E, 엽산, 판토텐산, 니코틴산, 엽산 등이 함유되어 있다.

한편, 상술한 바와 같은 쌀 얻기 위한 벼의 도정은 도정공장 내에 설치된 현미기, 청치분리기, 정미기, 정미선별기 및 색채선별기 등에 벼를 순차적 통과시키는 방법으로 이루어진다. 현미기에서는 왕겨가 부산물로 발생하게 되고, 청치분리기에서는 청치가 선별된다. 그리고 정미기에서는 작은 싸라기(소미)가 골라지고, 정미선별기에서는 큰 싸라기(대미)가 선별되며, 색채선별기에서는 백미의 색깔을 가지지 못한 색미가 각각 부산물로서 발생된다.

최근 시공되고 있는 정미장치들은 대량의 벼를 처리할 수 있도록 대형화되고 있으며, 정미된 쌀의 품질을 향상시킬 수 있도록 미소, 대미들을 선별하고 있으며, 도정 시 발생되는 부사물들과 정미 시 발생되는 먼지들에 의해 주위의 환경이 더럽혀지게 된다. 그리고 벼를 정미하기 위한 각종 장치들이 평면적인 공간에 설치되어 있으므로 정미공장, 즉, 벼를 도정하기 위한 조정장치를 설치하기 위한 점유공간이 넓어지는 문제점이 있다.

특히, 벼를 조정하기 위해서는 현미기, 정미기 석발기 등으로 이동시켜야 하는데, 도정을 위한 각 장치들이 평면적으로 설치되는 경우 벼를 도정하는 과정에서 발생되는 벼(쌀, 현미)등의 이송궤적이 길어지게 되며, 나아가서는 도정장치의 직접화가 어렵다.

대한민국 실용신안등록 제 042948호에는 쌀 가공장치가 게시되어 있으며, 공개특허 제 2008-0084342호에는 도정장치가 게시되어 있다. 그리고 특허출원 제 2001-007080호에는 오존을 이용한 벼의 도정방법이 게시되어 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도정을 위한 장치들의 직접화가 가능한 도정장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 도정을 위한 기계들을 인라인상으로 설치하여 도정을 위한 벼(쌀, 현미) 등의 이송궤적들을 최소화 시켜 전기절감을 극대화시키고, 유지관리비를 줄일 수 있는 설비이며, 각 기계들의 구동 시 발생되는 진동의 발생을 최소화 할 수 있는 도정장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도정장치는 수평프레임들과 수직프레임들을 구비하여(사각빔으로 구성하여 기계진동을 최소화) 복수층을 이루는 골조프레임유닛과, 상기 골조프레임유닛의 최상부층으로부터 수직하부로 인라인상으로 설치되는 것으로, 벼로부터 이물질을 제거하기 위한 벼석발기와, 벼석발기로부터 이물질이 제거된 벼를 저장하는 벼저장탱크와, 상기 벼저장탱크와 제 1슈트에 의해 연결되어 제1슈트를 통하여 공급되는 벼의 왕겨층을 분리하기 위한 현미기유닛과, 상기 현미기유닛에 의해 왕겨층이 탈피된 현미를 저장하는 제1현미저장탱크와, 상기 제1현미저장탱크와 제 2슈트에 의해 연결되며 현미와 벼를 분리하는 제 1분리기를 구비하며,

제 1분리기에 의해 분리된 벼를 상기 벼석발기에 공급하는 제1바켓엘리베이터와, 상기 제1분리기에 의해 분리된 현미를 제 2현미탱크에 공급하는 제 2바켓엘리베이터와,

상기 제 2현미탱크와 제 3슈트에 의해 제 2현미탱크로부터 현미를 공급받아 정미하는 정미기유닛과, 상기 정미기유닛에 의해 정미된 쌀을 저장하는 제1정미탱크와,

상기 제1정미탱크로부터 쌀을 제 4슈트에 의해 공급받아 선별하는 색채선별기와, 색채선별기에 의해 선별된 쌀로부터 이물을 제거하는 이물선별기와, 상기 이물선별기에 의해 선별된 쌀을 제 2정미탱크에 공급하는 제 3바켓엘리베이터와, 상기 제 2정미탱크로부터 제 5슈트에 의해 공급된 쌀을 계량하여 포장하는 포장유닛을 구비한다.

본 발명에 있어서, 상기 제 1정미탱크에는 정미된 쌀에 부착된 미강을 분리하는 미강분리유닛을 더 구비하며, 상기 정미탱크와 제 5슈트 사이에는 쌀과 소미 및 대비를 분리하는 진동체유닛가 더 구비된다.

그리고 상기 골조프레임을 이루는 수평프레임들과 수직프레임은 중공을 가지는 사각형강으로 이루어진다. 그리고 상기 수평프레임과 수직프레임으로 이루어진 골조프레임의 각 층에는 제 1바켓엘리베이터와 연결되며 각 층에 비산되어 떨어진 쌀 또는 벼를 모아 배출하는 찬넬형상의 배출부재가 설치된다.

본 발명에 따른 정미장치는 정미를 위한 장치들을 수직방향을 따라 인라인상으로 설치하여 정미장치 설치에 따른 점유공간을 최소화 하였으며, 정미된 쌀을 색채선별기와 이물선별기를 이용하여 이물질 및 소미와 대미를 분리할 수 있으므로 정미된 쌀의 상품적 가치를 향상시킬 수 있고, 쌀수율을 획기적으로 증산할 수 있다. 특히 골조프레임을 수직프레임과 수평프레임을 중공을 가지는 사각형강을 사용함으로써 구조적 강도를 향상시킬 수 있으며, 나아가서는 정미장치의 구동 시 진동의 발생과 공진을 줄일 수 있다.

본 발명의 정미장치는 시간당 10ton 라인에서 버켓엘리베이터 수 36개, 과정을 8개로 줄였고 줄어든 만큼의 집진설비도 줄이고 작업공정을 단순화시켜 전기 소모량을 약 40%정도 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 정미장치의 측면도,
도 2 내지 4는 정미장치의 정미에 따른 흐름도를 나타내 보인 도면.

본 발명에 따른 정미장치는 벼의 왕겨층과 쌀겨층을 분리하는 도정작업을 수행하는 것으로, 그 일 실시예를 도 1 및 도 4에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 정미장치(10)는 벼를 정미하기 위한 각종 기기를 수직상으로 설치하여 정미을 위한 벼, 현미, 쌀의 이송궤적을 최소화 한 것으로, 수평프레임(21)과 수직프레임(22) 및 각 층을 이루는 바닥부재(23)를 구비한 골조프레임(20)을 구비한다. 상기 골조프레임(20)을 이루는 수평프레임(21)과 수직프레임(22)는 중공을 가지는 사각형강으로 이루어지며, 각 모서리부에는 보강부재(미도시)가 설치된다. 상기 수평프레임(21)과 수직프레임(22)을 이루는 사각형강은 그 규격이 층과 하중에 따라 달라질 수 있으며, 형강프레임으로 이루어진 별도의 보강프레임으로 이루어질 수 있다.

상기와 같이 복수층으로 형성된 골조프레임(10)의 일측에는 버켓엘리베이터로부터 공급되는 벼로부터 이물질을 분리하기 위한 벼석발기(30)이 골조프레임(10)의 최상층에 설치된다. 상기 벼석발기(30)는 상단에 투입호퍼와 그 하측에 제1걸름망과 제2걸름망으로 구성된 걸름부을 구비하며, 걸름부 하측에 경사지게 되고 바닥면에 다수의 통기공이 형성된 석발판을 설치하여 석발판의 상단에 배출통를 형성하고 석발판 밑에 송풍통로가 형성되게 송풍기를 설치하여 송풍기 표면에 진동기를 가지는 통상적인 구조를 가진다.

그리고 상기 벼석발기(30)의 수직하부에는 벼저장탱크(31)가 설치되고, 이 벼저장탱크(31)로부터 제 1슈트(41)에 의해 석발된 벼를 공급받아 벼의 왕겨층을 분리하는 현미기유닛(60)이 설치된다. 상기 현미기유닛(60)은 본체에 상호 밀착되게 설치되는 고무롤러들과 이 고무롤러들을 구동시키는 구동모터를 구비한 것으로, 고무롤러들의 사이로 벼를 통과시켜 왕겨층을 분리하게 된다. 그리고 상기 현미기유닛(60)은 분리된 왕겨층을 포집하는 포집유닛(65)을 구비한다.

상기 포집유닛(65)은 도 3에 도시된 바와 같이 상기 현미기유닛(60)의 하부측에 위치되어 현미기유닛(60)로부터 발생된 왕겨를 이송시키기 제 1,2체인컨베이어(66)(67)들과, 상기 제 2체인컨베이어(67)의 상부측에 설치되어 후술하는 석발기 및 제 1분리기 미강처리유닛과 덕트에 의해 송풍된 공기에 편승된 왕겨 및 미강들을 분리하는 사이크론(68)들과, 상기 사이크론과 덕트에 의해 연결되는 송풍기(68a)들과, 상기 제 2체인컨베이어(67)에 의해 이송되는 왕겨를 왕겨저장사이로(69)에 공급하는 왕겨버켓엘리베이터(69a)를 구비한다. 이 제1,2체인컨베이어는 체인에 왕겨를 이송시킬 수 있는 스크레퍼가 설치될 수 있다.

상기와 같이 구성된 현미기유닛(60)의해 벼의 왕겨층이 벗겨짐으로써 현미와 왕겨가 분리되는데, 이 분리된 왕겨는 제1체인컨베이어(66)에 의해 제 2체인컨베이어(67) 측으로 이동되고, 석발기로부터 흡입되어 사이크론을 통하여 편승된 공기와 분리된 왕겨는 제 2체인컨베이어(67)에 의해 이동된다. 그리고 상기 제 2체인컨베이어(67)에 의해 이송된 왕겨는 왕겨버켓에리베이터(69a)에 의해 왕겨저장사이로(69)로 공급되어 저장된다. 따라서 종래와 같이 현미기유닛(60)에 의해 벼가 현미와 왕겨로 분리되고, 이 분리된 왕겨가 별도로 제1,2컨베이어와 버켓엘리베이터를 이용하여 저장할 수 있으므로 왕겨의 회수가 용이하고, 왕겨에 의해 주위의 환경이 오염되는 것을 방지할 수 있다.

상기와 같이 현미기유닛(60)에 의해 왕겨와 현미로 분리된 현미는 제 1현미저장탱크(71)로 저장된 후, 제 2슈트(42)를 통하여 석발기인 제 1분리기(70)로 공급되어 현미와 같이 포함된 벼(뉘)를 분리하게 된다. 제 1분리기(70)인 석발기는 석발판 천공(穿孔)이 일측 방향으로 소정의 경사각을 이루며 표면으로부터 소정의 높이로 돌출되어지도록 타발하여, 이 천공(穿孔)으로 구획된 공기 이송로(14)에 의하여 공급된 공기가 상승할 수 있도록 다수의 천공(穿孔)이 일정한 간격으로 성형되어 있는 석발판이 소정의 형상을 가지는 프레임에 장착되고, 이 프레임을 일방향으로 진동시켜 벼와 현미를 분리하는 구조를 가진다. 상기 제 1분리기는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 벼와 현미를 분리할 수 있는 석발기를 구매하여 장착할 수 있다.

상술한 바와 같은 제 1분리기인 석발기에 의해 분리된 벼(뉘)는 제 1버켓엘리베이터(51)에 의해 수직 상부에 설치된 벼석발기(30)으로 공급되고, 현미는 제 2버켓엘리베이터(52)에 의해 제 2현미저장탱크(72)로 공급되어 저장된다.

상기와 같이 벼(뉘)와 분리되어 제 2현미저장탱크(72)에 저장된 현미는 정미기유닛(80)에 의해 현미 표면의 살겨층을 분리하여 분리하게 된다. 상기 정미유닛(80)은 복수개의 정미기가 경사방향 또는 수직방향으로 다단으로 설치되어 현미의정미작업이 현미의 이송궤적이 반복되지 않고 도정될 수 있도록 함이 바람직하다. 정미기는 정미기본체의 상부 일측에 회전축이 삽입된 회전축 지지대가 결합되어지며 그 타측에 연마 로울러가 삽입된 케이싱을 갖는 연마부가 결합되어지고, 상기 연마 로울러와 케이싱의 내면 사이에 연마망이 개재되어지고, 상기 연마부의 하부에 흡입부가 결합된 겨층배출 가이더가 설치되어지며 상기 연마부의 전면에 현미의 도정정도를 조절하기 분도조절구가 결합된 구성을 가진다.

한편, 상기 정미기중 최후단에 위치되는 정미기로부터 배출되는 쌀로부터 미강을 분리하는 미강선별기(미도시)가 더 구비될 수 있다. 이 미강선별기는 정미기로부터 배출되는 배출구측에 설치되는 것으로 쌀과 미강을 분리하는 매쉬판을 구비할 수 있다. 상기 매쉬판은 경사지게 설치될 수 있다.

상기와 같이 현미의 도정작업이 완료되면, 도 1에 도시된 바와 같이 도정된 쌀은 제 3버켓엘레베이터(53)에 의해 제 1정미탱크(81)로 공급되어 저장된다. 그리고 제 1정미탱크(81)에 저장된 쌀은 제 1정미탱크(81) 측에 설치되는 진동체유닛(82)에 의해 쌀로부터 소미와 대미 즉, 싸레기가 분리된다. 상기 진동체유닛(82) 쌀보다 상대적으로 크기가 작은 홀들이 형성된 매쉬판과 이 매쉬판으로 이루어질 수 있는데, 이 매쉬판은 경사지게 형성되어 매쉬판을 통과하면써 소미 또는 대미가 분리되는 구조를 가진다. 상기 매쉬판은 별도의 편심캠 및 링크와 모터에 의해 진동되는 구조를 가질 수 있다. 상기 제1정미탱크로 유입되기 전 공정에서 미강분리유닛(89)에 의해 쌀로부터 미강이 분리된다.

상기와 같이 진동체유닛(82)에 의해 소미가 분리된 쌀은 보조정미저장탱크(83)에 저장되고, 이 보조정미저장탱크(83)에 저장된 쌀은 이의 하부에 순차적으로 설치되는 색채선별기(90)와 이물선별기(100)를 통과하면서, 쌀과 색채가 다른 입자들과 이물질들을 분리하게 된다. 상기 색채선별기(90)의 일측에는 선별된 색채미를 저장하는 색채미 저장탱크(91)설치된다.

상기 색채선별기는 대한민국 등록특허 0520473호에 개시된 장치가 사용될 수 있다. 이 색채선별기는 피선별입자(grains)인 쌀의 불량 여부를 각 피선별입자의 색채에 따라 판정하고, 상기 피선별입자 중 어느 하나가 불량으로 판정된 경우 상기 불량 피선별입자가 선별되는 것으로, 상기 이동경로의 시작 단부측에 배치되고 저장된 피선별입자를 배출 및 공급하도록 제공되는 공급장치, 상기 공급장치의 하류측에 배치되고 설정영역을 통과하는 각 피선별입자의 색채를 검출하는 색채검출장치, 상기 색채검출장치의 하류측에 배치되고 불량 피선별입자의 이동경로를 변경시키도록 작동하는 선별처리부, 상기 색채검출장치로부터의 검출신호에 따라 선별된 각 피선별입자의 불량 여부를 판정하고, 상기 피선별입자 중 어느하나가 불량으로 판정된 경우에 상기 선별처리부를 작동시키는 제어장치, 및 상기 공급장치와 상기 색채검출장치의 사이에 배치되고 축선을 중심으로 회전하여, 축방향으로 정렬된 상기 원료공급장치로부터 공급되는 선별될 상기 피선별입자를 상기 색채검출장치로 자유 낙하시키는 공급롤(feeding roll)을 포함하고, 상기 공급롤의 회전속도가 조절가능한 구조를 가진다.

그리고 상기 이물선별기(100)는 수분을 이용하여 합성수지등을 선별할 수 있는 선별기가 이용될 수 있다.

상기와 같이 색채선별기(90)와 이물선별기(100)를 통과한 쌀은 제 4바켓엘이베이터(54)에 의해 제 2정미탱크(84)들로 공급된다. 제 4바켓엘리베이터(54)로부터 각 제2정미탱크(84)로의 이동은 스크류컨베이어(85)에 의해 이루어질 수 있다.

그리고 상기 제 2정미탱크(84)에 저장된 쌀은 제 4슈트(44)에 의해 망선별진동체(110)들을 통과하면서 소미와 미강이 분리된다. 상기 망선별진동체(110)는 제 4슈트와 연결된 하우징에 경사진 복수개의 매쉬망체가 설치되고, 후면에 도 3에 도시된 송풍기와 연결된 덕트결합부가 형성된 구조를 가진다. 이와 같이 구성된 망선별진동체(110)는 쌀들이 매쉬망체를 통과하는 동안 후면에서 흡입하는 공기의 흡입력에 의해 미강이 분리된다. 그리고 소미는 별도의 제 5덕트를 통하여 배출되고, 선별된 쌀은 포장유닛(120)으로 공급되며 소미는 별도의 소미저장탱크(125)에 저장된다.

상기 제 4슈트(44)와 망선별진동체(110)의 사이에는 제 4슈트(44)로부터 공급되는 쌀을 망선별진동체(110)에 펼처 공급하기 위한 바이브레이팅피더(115)가 더 더 구비된다. 상기 바이브레이팅피더(115) 주름이 형성된 경사판에 편심캠을 이용한 진동체가 설치되어 이루어진다.

한편, 골조프레임(20)에 의해 구획된 각층에는 상기 수평프레임과 수직프레임으로 이루어진 골조프레임의 각 층에는 제 1바켓엘리베이터와 연결되며 각 층에 비산되어 떨어진 쌀 또는 벼를 모아 배출하는 찬넬형상의 배출부재(미도시)더 구비된다.

상술한 바와 같이 구성된 정미장치는 벼를 이용한 도정작업이 골조프레임에 수직방향으로 인라인상으로 복수열 설치되는 구조를 가지고 있으므로 정미장치의 설치공간을 최소화 할 수 있다. 그리고 골조프레임이 중공을 가지는 사각형강으로 이루어져 있으므로 진동의 발생을 최소화 할 수 있고, 각층에 배출부재가 설치되어 있으므로 정미장치의 각층으로 비산되는 벼나 쌀의 회수가 용이하다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.