技术领域
[0001] 本
发明属于
食品加工机械技术领域，特别涉及一种用于食品研磨加工的陶瓷磨盘。
背景技术
[0002] （1）传统研磨食品的工具是石磨，由两
块尺寸相同的短圆柱形石块和磨盘构成，磨盘上摞着磨的下扇（静磨盘）和上扇（动磨盘），两扇磨的
接触面上都錾有排列整齐的磨齿，用以
磨碎食料。这种采用上磨盘为动磨盘、下磨盘为静磨盘的研磨结构到现在依然也在使用。但是，这种传统石磨是在动磨盘上设置偏心的进料口，食料分布不均匀，且磨盘中心存在间断空磨的情况，研磨效率低。
[0003] （2）后来在市场上出现的家用
豆浆机、榨汁机、料理机等厨房
小家电，都是采用
电机高速旋转带动刀具高速旋转对食料进行
粉碎乳化。由于家用豆浆机等厨房小家电容量比较小，旋转飞刀对食料的粉碎乳化较好。但是，在粉碎乳化过程中，刀具对食料的高速切削与磨擦碰撞产生的热量与冲击
力，破坏了食料的营养成份。
[0004] （3）在一些食品加工企业则采用
砂轮电磨盘磨浆机进行食品研磨加工，这种方式现在最为普及，如广泛使用的磨豆浆专用棕刚玉砂轮或绿
碳化
硅砂轮。这种砂轮是在
磨料中加入结合剂，经压坯、干燥和
焙烧而制成的多孔体，按照其形状可分为平行砂轮、斜边砂轮、筒形砂轮、杯形砂轮、蝶形砂轮。这种砂轮磨盘制作成本低，但是，这种砂轮
耐磨性能差，使用寿命短，满足不了食品超细加工的需要，在研磨加工细度要求大于100目的情况下，这种砂轮磨盘严重磨损，会产生微量陶瓷粉末融进食料中污染食品，影响人体健康，因此，卫生安全问题成为这种砂轮磨盘的重大
缺陷。
[0005] （4）
申请号为201510369220.6（分案原申请的申请号为201210238060.8）的发明涉及一种能够做出口感好的豆浆的全自动研磨机。该发明不再采用传统刀片粉碎食料，而是将研磨
挤压技术应用到食料研磨中。但是，分析可知，该发明尽管设计了两种上
研磨盘，可以分别与三种下研磨盘搭配安装使用，但该发明公开的彼此研磨的上、下研磨盘的材质采用金属类，如SUS304（304不锈
钢），也可以是
岩石类，如
花岗岩石，换句话说，就是金属磨或石磨。该发明所述上、下研磨盘的彼此相对的端面上分布有槽，且槽形相同、
角度相同，与传统研磨食品的石磨的材质与结构没有什么区别，且用于安装在全自动研磨机的
不锈钢双层杯体中。上、下研磨盘上的槽的深度仅为0.2～3mm，因此，该发明公开的研磨盘加工能力低，且工作效率低。
[0006] （5）申请号为201420872957.0的实用新型公开了一种磨盘组件，包括下磨盘和上磨盘，上磨盘的下表面与下磨盘的上表面上下间隔开以限定出磨料的间隙，构成磨盘的磨纹设计，上磨盘上具有至少一个进料口，可以对大米、小麦、豆类等杂粮谷物进行研磨，上磨盘和下磨盘均采用不锈钢精密
铸造，或采用纳米陶瓷材料压制
烧结而成。该发明提供的研磨盘，只是对传统磨盘在磨纹设计上有所改进，但是上磨盘和下磨盘均属于平面磨盘，上磨盘和下磨盘之间的磨料间隙的高度仅为0.2mm～1.0mm，容料空间小，且进料口多，空磨面积大，按其
说明书说明，试验验证，该实用新型研磨后有80%的米浆可以通过60目的网筛，可见其加工效率低，且加工效果差，满足不了食品超细加工的需要。
[0007] （6）申请号为201120194852.0的实用新型公开了一种斜齿磨盘式细均化器，它采用高速多齿剪切为主、研磨为辅的粉碎方法，打破了传统的纯研磨方式，增加了剪切方式，它所公开的磨盘组包括动盘和定盘，但该实用新型实际公开的动盘与定盘仅是一种齿形相对，互相
啮合的磨盘，适用于化纤行业粘胶原液过滤工序，并不适用于食品的研磨加工。
[0008] （7）申请号为01218472.1的实用新型公开了一种陶瓷磨片,其上磨片中心有圆孔,其底面四周有平面圆环，在该平面圆环与中心圆孔之间为内凹锥面,在该内凹锥面上有齿状和/或网状凸凹纹,其下磨片中心有安装磨机空心套的圆孔，其顶面周边有平面圆环，该平面与中心圆孔之间为平面或内凹锥面，该平面/内凹锥面上有若干等分圆周的同向的偏心螺旋弧槽。但是，进一步分析可知，该实用新型上磨片为波浪形齿，每一波浪形齿由一上升坡度较缓的宽斜面和一下降坡度较陡的窄斜面组成，且该窄斜面连接另一波浪形的上升宽斜面，实际上形成一个连续不断的之间无凹槽的内凹锥面，这样使波浪形齿的齿高很短，而且，上磨片波浪形齿数也较少，以磨片外径为130mm为例，上磨片波浪形齿仅为10个，因此，齿的
破碎和研磨能力很差，而下磨片的内凹锥面上若干等分圆周的同向偏心螺旋弧槽,向外螺旋延伸,越靠外圆其槽宽越窄且深度越浅,至靠近周边平面圆环处深度变为零，这种结构使得导流的角度越来越小,物料阻力大，导流速度慢，且下磨片上除了若干等分圆周的同向偏心螺旋弧槽外，仅在平面/内凹平锥面上布满直线或圆线凸凹纹，相当于仅有一个麻面而没有齿，这样与上磨盘配合后，没有对物料的挤压和剪切作用，也减弱了齿的破碎和研磨的能力，本
申请人在进行试验过程中得知，类似于该实用新型结构的磨盘，出料困难，容易形成进料堵塞，研磨效率低。而且，该实用新型说明书还指出，上、下磨片的材质可以为普通陶瓷，也可以为特种耐磨陶瓷。据此可知，该实用新型仅仅是一个技术构思，并未进行实际试验验证。如果是普通陶瓷磨片，将存在强度低和耐磨性差的问题，如果是特种耐磨陶瓷磨片，将存在成本高，单位体积重量大的问题。
发明内容
[0009] 本发明所要解决的问题是，克服
现有技术的不足之处，提供一种用于食品研磨加工的陶瓷磨盘，并解决如下技术问题：
[0010] （1）解决磨盘适度强度及适度耐磨性的技术问题，既利用陶瓷具有耐磨性的优点，又克服陶瓷脆性大，耐冲击能力差的问题，以满足大于100目细度要求的情况下超细加工时食品的纯洁度，同时又能降低磨盘的制造成本，减少磨盘的单位体积重量，从而使其在受到高速旋转的
离心力的作用时，减少对带动其转动的电机轴产生的弯矩和转矩，提高产品的使用寿命。
[0011] （2）优化静磨盘和动磨盘的齿形设计，以及动磨盘的导流槽设计，提供一种具有挤压、剪切、破碎和研磨协同作用的静磨盘和动磨盘结构，同时提高食料的出料速度，以提高对食品研磨的加工效率和加工能力，满足连续工业化生产的需求。
[0012] （3）为解决免浸泡干黄豆研磨豆浆与制作
豆腐的效率和
质量以及连续工业化生产提供一种适用的陶瓷磨盘。
[0013] 本发明采用的技术方案包括静磨盘和动磨盘，所述静磨盘的基体为圆柱体，在静磨盘的中心设有进料孔，静磨盘的工作面沿外径圆周向内设有静磨盘周边研磨平面，静磨盘周边研磨平面内径与进料孔之间为内凹锥面，所述动磨盘的基体为圆柱体，在动磨盘中心设有电机轴安装孔,动磨盘的工作面沿外径圆周向内设有动磨盘周边研磨平面，在静磨盘的内凹锥面上设有斜齿， 每个斜齿上还对称设有L形凹槽，使斜齿形成对称阶梯形斜齿，所述动磨盘周边研磨平面与安装孔之间为内凹平面，在动磨盘的内凹平面上设有导料槽和梯形齿。
[0014] 所述在静磨盘的内凹锥面上设有的斜齿均布分成6～8组相同区域，每组区域由互相平行的5～9个斜齿组成，每一组各个斜齿与中心线垂直线的夹角θ为25°～40°，相邻两组之间的夹角δ为35°～55°。
[0015] 所述静磨盘的厚度为15mm～35mm，外径为60mm～500mm，进料孔的直径为20～80mm，所述静磨盘周边研磨平面的宽度为3～10mm，斜齿的宽度为5～10mm，高度为3.5～
10mm。
[0016] 所述静磨盘的外径为130mm，所述斜齿均布分成7组相同区域，每组区域由互相平行的5个斜齿组成，共有35个斜齿和70个L形凹槽，每一组各个斜齿与中心线垂直线的夹角θ为30°，相邻两组之间的夹角δ为40°。
[0017] 所述在动磨盘的内凹平面上设有的导料槽和梯形齿均布分成6～8组相同区域，所述导料槽从固定
螺母安装平面处起至动磨盘周边研磨平面处均为圆弧形，所述梯形齿也呈圆弧形布置，且与同区域导料槽的圆弧线平行，每一区域在同心圆由小到大的不同直径上，布置4层共10个相互交错的梯形齿。
[0018] 所述动磨盘的厚度为15mm～35mm，外径为60mm～500mm，所述动磨盘周边研磨平面的宽度为3～10mm，所述梯形研磨齿的高度为3.5～10mm。
[0019] 所述动磨盘的外径为130mm，所述导料槽和梯形齿均布分成7组相同区域，共有7个导料槽，70个梯形齿。
[0020] 所述静磨盘周边研磨平面与动磨盘周边研磨平面之间为起研磨和筛分作用的研磨筛分间隙，静磨盘周边研磨平面与动磨盘周边研磨平面结合面向内形成内凹锥形研磨腔体。所述静磨盘和动磨盘采用三
氧化二
铝为主料的陶瓷材料制成，按重量百分比的原料组成为：三氧化二铝85～99%，碳酸镁0.1～2%，碳酸
钙0.1～2%，
二氧化硅0.8～11%；或者，按重量百分比的原料组成为：三氧化二铝80～95%，二氧化锆5～20%。
[0021] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0022] （1）本发明由于采用三氧化二铝作为主料制作陶瓷磨盘，解决了陶瓷磨盘适度强度及适度耐磨性的技术问题，既利用了陶瓷具有耐磨性的优点，又克服了陶瓷脆性大和耐冲击能力差的问题，试验证明，在研磨加工细度要求120～200目的情况下，本发明提供的陶瓷磨盘本身不易磨损，防止了加工过程中产生微量陶瓷粉末融进食料中污染食品的现象，保证了食品加工的纯洁度和食品卫生安全，同时又降低了陶瓷磨盘的制造成本，还减少了陶瓷磨盘的单位体积重量，从而使其在受到高速旋转的离心力的作用时，减少对带动其转动的电机轴产生的弯矩和转矩，提高了产品的使用寿命；
[0023] （2）本发明彻底改变了在动、静研磨盘彼此相对的端面上分布相同角度、相同槽形或者上下磨盘加工有相互对应的凸起与凹槽或者磨纹的传统磨盘结构，采用动磨盘为平面磨盘，动磨盘上的梯形齿的研磨面与动磨盘周边研磨平面的高度平齐或略低，静磨盘为内凹锥形磨盘，在静磨盘的内凹锥面上设有对称阶梯形斜齿，在静磨盘的中心设进料口，向四周扩散食料，布料均匀，避免了间断空磨的问题，提高了研磨效率；
[0024] （3）本发明采用动磨盘工作面沿外径圆周向内设有动磨盘周边研磨平面，中间在内凹平面上均布分成6～8组相同区域，在动磨盘内凹平面上，呈圆弧形布置的梯形齿不是以动磨盘的中心为圆心，而是在偏离动磨盘的中心的动磨盘边缘上某一点为圆心，每一组区域在同心圆由小到大的不同直径上，布置4层呈1-2-3-4共10个相互交错的梯形齿，由众多相互交错的梯形齿形成一个齿阵，每一个梯形齿都独立地具有挤压、破碎、剪切和研磨的协同作用，在整个动磨盘上无直线空隙可钻，克服了动、静磨盘之间存在间断空磨的问题；静磨盘工作面沿外径圆周向内设有静磨盘周边研磨平面，在静磨盘内凹锥面上设有斜齿，每个斜齿上还对称设有L形凹槽，使斜齿形成对称阶梯形斜齿，每2个对称阶梯形斜齿之间的内凹锥面自然形成一个凹槽，从而在一个静磨盘上就构成了一个凸凹凹相间的内凹锥形研磨面，对称阶梯形斜齿与对称阶梯形斜齿之间被内凹锥面自然形成的凹槽断开，每个阶梯形斜齿也都是独立的，静磨盘独立的阶梯形斜齿与动磨盘独立的梯形齿的相互运动，可以
加速食料的流动速度，推动食料快速前移，从而提高了研磨效率，食料在内凹锥形研磨腔体中与动、静磨盘动态碰撞，经动、静磨盘的挤压、破碎、剪切和研磨的协同作用，再经动磨盘和静磨盘2个周边研磨平面的二次研磨，经动磨盘和静磨盘2个周边研磨平面之间的研磨筛分间隙过滤流出，保证了加工细度达到120～200目；
[0025] （4）本发明在静磨盘斜齿角度上进行了优化设计，经多次黄金分割法试验，本发明提供的外径为130mm的静磨盘，斜齿均布分成7组相同区域，每组区域由互相平行的5个斜齿组成，每一组各个斜齿与中心线垂直线的夹角θ为30°，相邻两组之间的夹角δ为40°，从而获得了食料从中心向周边扩散，并迅速从动磨盘和静磨盘2个周边研磨平面之间的研磨筛分间隙过滤流出的最佳实施角度；
[0026] （5）本发明与现有技术相比，在相同外径上可以设置更多的研磨齿，以外径为130mm的静磨盘和动磨盘为例，130mm的静磨盘上的斜齿均布分成7组相同区域，每组区域由互相平行的5个斜齿组成，共有35个斜齿和70个L形凹槽；130mm的动磨盘上导料槽和梯形齿均布分成7组相同区域，共有7个导料槽，70个梯形齿，可以最大限度地发挥动、静磨盘动的挤压、破碎、剪切和研磨的协同作用，提高了加工效率。
[0027] （6）经多次试验和修正本发明的具体实施方式证明，本发明还为解决干料研磨的效率和质量以及连续工业化生产提供了一种适用的陶瓷磨盘，尤其是在制作豆浆或豆腐过程中，使用本发明的陶瓷磨盘，可以免除泡黄豆的过程，用干豆加
水或将干豆经破碎后去皮加水即可研磨出豆浆，能最大程度保护
植物蛋白不被破坏，以确保营养最大程度地释放，完整保留大豆的天然营养成分，同时解决了泡豆工序所需要的设备占地和浸泡用水浪费水资源的问题，以及浸泡排放污染环境的问题。以使用外径为130mm陶瓷磨盘研磨3.5㎏干黄豆制作豆腐为例，对照组使用绿碳化硅砂轮研磨，研磨时间用了30分钟，豆腐制作出9.8㎏，而使用本发明陶瓷磨盘作为试验组，研磨时间仅用7分钟，豆腐制作出10.76㎏，研磨速度提高了4.28倍，豆腐出率提高了10%。
[0028] (7)本发明可广泛用于豆类、谷类、玉米、花生、芝麻等食品的研磨，亦可用于水果和药材的研磨。
附图说明
[0029] 图1是本发明的静磨盘主视图；
[0030] 图2是图1的俯视图；
[0031] 图3是图2的A-A剖视图；
[0032] 图4是本发明的动磨盘主视图；
[0033] 图5是图4的D-D剖视图；
[0034] 图6是图4的B-B剖视图；
[0035] 图7是图4的C-C剖视图；
[0036] 图8是本发明动、静磨盘结合使用示意图。
[0037] 图中：
[0038] 1.静磨盘，
[0039] 1-1.进料孔，1-2.静磨盘周边研磨平面，
[0040] 1-3.内凹锥面，1-4.斜齿，1-5.L形凹槽，
[0041] 2.动磨盘，
[0042] 2-1.电机轴安装孔，2-2.动磨盘周边研磨平面，
[0043] 2-3.光平面，2-4.减重凹槽，
[0044] 2-5.内凹平面，2-6.梯形齿，
[0045] 2-7.导料槽，2-8.固定螺母安装平面，
[0046] 3.研磨筛分间隙，
[0047] 4.内凹锥形研磨腔体。
具体实施方式
[0048] 具体实施方式1
[0049] 如图1、图2和图3所示，本发明静磨盘1的基体为圆柱体，厚度为15mm～35mm，外径为60mm～500mm，但不限于500mm，在静磨盘1中心设有进料孔1-1，进料孔1-1的直径为20～80mm，这样可以从静磨盘1的中心进料口进料，并向四周扩散食料，克服了偏心进料口单方向进料布料不均匀，食料进入不到磨盘中心的问题，还可以根据不同的食料和不同的用途选用不同的静磨盘厚度、静磨盘外径和静磨盘进料孔直径，静磨盘1的工作面沿外径圆周向内设有3～10mm宽的静磨盘周边研磨平面1-2，静磨盘周边研磨平面1-2内径与进料孔1-1之间为内凹锥面1-3，在内凹锥面1-3上设有斜齿1-4，斜齿1-4的宽度为5～10mm，高度为3.5～
10mm，所述斜齿1-4均布分成6～8组相同区域，每一组由互相平行的5～9个斜齿1-4组成，每一组各个斜齿1-4与中心线垂直线的夹角θ为25°～40°，相邻两组之间的夹角δ为35°～55°，每个斜齿1-4上还对称设有L形凹槽1-5，使斜齿1-4形成对称阶梯形斜齿，以加强对食料的研磨作用。
[0050] 具体实施方式2
[0051] 如图4、图5、图6和图7所示，本发明动磨盘2的基体为圆柱体，厚度为15mm～35mm，外径为60mm～500mm，但不限于500mm，在动磨盘2中心设有电机轴安装孔2-1和固定螺母安装平面2-8，安装孔2-1的直径大小随其安装采用的
电动机输出轴的直径匹配，动磨盘2的后面为光平面2-3，在光平面2-3上设有减重凹槽2-4，动磨盘2的工作面沿外径圆周向内设有3～10mm宽的动磨盘周边研磨平面2-2，该动磨盘周边研磨平面2-2与安装孔2-1之间为内凹平面2-5，该内凹平面2-5上设有导料槽2-7和梯形齿2-6，所述梯形齿2-6和导料槽2-7均布分成6～8组相同区域，所述导料槽2-7从固定螺母安装平面2-8处起至周边动磨盘研磨平面2-2处均为圆弧形，所述梯形齿2-6也呈圆弧形布置，且圆弧线与同区域导料槽2-7的圆弧线平行，每一区域在同心圆由小到大的不同直径上布置4层共10个相互交错的梯形齿2-6，梯形齿2-6的高度为3.5～10mm。
[0052] 具体实施方式3
[0053] 如图8所示，本发明包括静磨盘1和动磨盘2，所述静磨盘1的基体为圆柱体，在静磨盘1的中心设有进料孔1-1，静磨盘1的工作面沿外径圆周向内设有静磨盘周边研磨平面1-2，静磨盘周边研磨平面1-2内径与进料孔1-1之间为内凹锥面1-3，所述动磨盘2的基体为圆柱体，在动磨盘2中心设有电机轴安装孔2-1,动磨盘2的工作面沿外径圆周向内设有动磨盘周边研磨平面2-2，所述动磨盘研磨平面2-2与安装孔2-1之间为内凹平面2-5，在所述静磨盘1的内凹锥面1-3上设有斜齿1-4，每个斜齿1-4上还对称设有L形凹槽1-5，使斜齿1-4形成对称阶梯形斜齿；在所述动磨盘2的内凹平面2-5上设有导料槽2-7和梯形齿2-6，静磨盘周边研磨平面1-2与动磨盘周边研磨平面2-2之间为起研磨和筛分作用的研磨筛分间隙3，静磨盘研磨平面1-2与动磨盘研磨平面2-2结合面向内形成内凹锥形研磨腔体4，以静磨盘外径为130mm为例，所述斜齿1-4均布分成7组相同区域，每一组由互相平行的5个斜齿1-4组成，共有35个斜齿1-4，70个L形凹槽1-5，每一组各个斜齿1-4与中心线垂直线的夹角θ为
30°，相邻两组之间的夹角δ为40°；以静磨盘外径为130mm为例，所述导料槽2-7和梯形齿2-6均布分成7组相同区域，每一组布置4层共10个相互交错的梯形齿2-6，共有7个料槽2-7，70个梯形齿2-6。
[0054] 具体实施方式4
[0055] 具体实施方式1、具体实施方式2和具体实施方式3所述静磨盘1和动磨盘2采用三氧化二铝为主料的陶瓷材料制成，按重量百分比，原料组成为：三氧化二铝85～99%，碳酸镁0.1～2%，碳酸钙0.1～2%，二氧化硅0.8～11%；或者，按重量百分比的原料组成为：三氧化二铝80～95%，二氧化锆5～20%。
[0056] 使用时，本发明静磨盘1与动磨盘2成对使用，将静磨盘1固定安装在封闭壳体内，将动磨盘2安装在电机的输出轴上，在静磨盘1与动磨盘2之间形成内凹锥形研磨腔体，食料从静磨盘1的中心进料口1-1进入，在内凹锥形研磨腔体的挤压、粉碎、剪切和研磨的协同作用下，再经静磨盘1与动磨盘2的2个周边研磨平面的研磨筛分间隙二次研磨与分筛，研磨后的标准食料经静磨盘1动磨盘2之间的研磨筛分间隙3筛出。
