 |
Основные стадии производства муки
|
|
|
|
Свойства зерна
Знание свойств зерна и управление ими в процессе переработки зерна является важной инженерной задачей. Необходимо уметь оценить технологический потенциал зерна (технологические достоинства зерна), знать его индивидуальные особенности с тем, чтобы уметь подбирать рациональные режимы технологических операций.
По современным научным представлениям, зерно обладает двумя важными и взаимосвязанными свойствами. С одной стороны, зерно — сложное физическое тело (в нем соединены в единое целое резко разнородные по структуре и свойствам анатомические части). С другой стороны, зерно — живой организм (все протекающие в нем процессы подчиняются управляющему воздействию биологической системы зерна).
Анализ основных свойств зерна и их влияние на осуществление отдельных стадий мукомольного производства представлены в табл. 1.1.
Зерно как сырье для переработки обладает технологическим потенциалом. Схема формирования технологического потенциала и его основные показатели представлены на рис. 1.1 и 1.2.
Рис. 1.1. Схема формирования технологического потенциала зерна
Зерно формируется в результате воздействия на растение среды в целом, а природные свойства зерна оказывают влияние на его очистку, на переработку, стойкость в хранении. Формирование технологического потенциала зерна происходит под влиянием биологических особенностей сорта, почвенно-климатических условий выращивания и комплекса агротехнических мероприятий.
Соотношение масс анатомических частей зерна определяет потенциальный выход продуктов его переработки. При этом значение имеет наличие и структура цветковых пленок, оболочек, наличие бороздок, конфигурация клеток алейронового слоя и т.д.
|
|
|
На соотношение анатомических частей зерна заметно влияют:
—сорт зерна (например, в зависимости от сорта пшеницы содержание крахмалистой части эндосперма варьирует от 77 до 85%);
—крупность зерна (чем больше крупной фракции в зерне пшеницы, тем выше содержание эндосперма);
—выполненность и т.д.
Физическая возможность разделения анатомических частей зерна на самостоятельные продукты обуславливает не только выход, но и качество продуктов помола. На процесс отделения побочных продуктов (отрубей, мучки, лузги) от готовой продукции влияют:
—строение зерновки (морфологические особенности зерна);
—физико-химические и структурно-механические свойства зерна;
Рис. 1.2. Основные показатели технологического потенциала зерна
- наличие подготовительных операций и особенности процессов измельчения и сортирования.
Питательная и энергетическая ценность продуктов переработки зерна связана с неравномерностью распределения химических веществ по анатомическим частям зерна. Так, зародыш и алейроновый слой содержат большое количество белка и жира; крахмал накапливается во внутренней части эндосперма; белки, способные образовывать клейковину, также расположены в крахмалистой части эндосперма; велико содержание витаминов в алей роновом и субалейроновом слоях; в оболочках много пентозанов, клетчатки, лигнина.
Таблица 1.1. Характеристика основных свойств зерна
| Свойство | Характеристика | Примечания |
| 1. Физико-химические свойства | ||
| Геометрическая характеристика зерна | Форма и линейные размеры зерна. Объем зерна: V=0,52abl, - ширина, толщина и длина зерна | Определяет выбор рабочих органов сепарирующих, шелушильных и измельчающих машин. Влияет на процессы увлажнения, нагрева и охлаждения зерна |
| Натура зерна | Объемная масса (плотность) зерна (г/л), т.е. отношение массы тела к его объему | Зависит от влажности зерна. Снижение натуры уменьшает выход муки, ухудшает ее качество. Плотность в некоторой мере указывает на зрелость и выполненность зерна |
| Масса 1000 зерна | Масса 1000 зерен в пересчете на сухое вещество: Мс=mф(100-w)/100, где mф- масса 1000 зерен при фактической влажности, г; w - влажность зерна, % | Зависит от крупности, плотности, формы и влажности зерна. Увеличение массы зерна повышает выход готовой продукции |
| Выравненность | Различие геометрических размеров зерна одной партии | Для повышения выравненности зерно фракционируют на сходовую и проходовую фракции; удаляют мелкую фракцию |
| Стекловидность | Общая стекловидность Ос=Пс+rc/2, где Пс- число полностью стекловидных зерен, rc- число частично стекловидных зерен | Отражает особенности микроструктуры эндосперма зерна. Из зерна высокой стекловидности легче выделить эндосперм и получить муку с высокими хлебопекарными достоинствами; крупа из него лучше разваривается |
| 2.Структурно-механические свойства | ||
| Прочность зерна | Способность зерна сохранять целостность при транспортировании и обработке | Более высокой прочностью обладают оболочки зерна по сравнению с ядром, а также более мелкие зерна. При увлажнении зерна возрастает его пластичность |
| Твердозерность (пшеницы | Оценивают твердозерность, определяя удельную величину внешней поверхности единицы массы муки, или условный средний диаметр частиц муки, или индекс размера частиц (ИРЧ) | С повышение твердозерности возрастает микротвердость эндосперма, снижается ИРЧ и удельная поверхность муки, возрастает размер частиц, т.е. увеличивается их крупность. Хлебопекарные достоинства выше у муки из твердозерной пшеницы |
| Расход энергии на измельчение зерна | Определяется как величина работы измельчения | Зависит от пластичных свойств и влажности зерна, подготовительных операций, необходимой дисперсности продуктов помола |
| 3. Технологический свойства | ||
| Удельный выход готовой продукции | Комплексный количественно-качественный критерий, %: Е=И×(Z0-Zi)/Z0, где И- выход муки, %; Z0 и Zi – зольность зерна и муки, % | На выход муки влияет влажность зерна и способ его подготовки |
| Качество готовой продукции | То же | Критерия Е не только оценивает свойства зерна, но и уровень организации |
| Удельные затраты на производство | Удельный расход электроэнергии на 1 т муки, получаемой на мукомольном предприятии | Зависит от структурно-механических свойств материала, организации операции измельчения (как самой энергоемкой) |
|
|
|
|
|
|
Основные стадии производства муки
Технологический процесс переработки зерна в муку представлен на рис. 1.3.
Рис 1.3. Технологическая схема производства муки
Основными процессами производства муки являются: операции по подготовке зерна к помолу и собственно помол зерна.
Предварительно проводят прием сырья, при котором осуществляют оценку физико-химических и структурно-механических свойств зерна, дозируют и взвешивают (контроль массы). Эффективность функционирования данной подсистемы определяется показателем стекловидности, точностью взвешивания и т. п.
Подготовительные операции. Этот этап включает следующие технологические операции: сепарирование, очистка поверхности и частичное шелушение зерен, при сортовых помолах — кондиционирование зерна, а также составление помольных партий.
Сепарирование зерна. Для отделения примесей от зерновой массы на мельницах используют аспираторы, пневмосепараторы, воздушно-ситовые сепараторы, камнеотборники, триеры, концентратор, магнитные сепараторы и др. (табл. 1.2).
Исходя из практического опыта, наиболее часто применяемую последовательность расположения сепараторов можно представить в виде схемы (рис-1.4). После камнеотделителя также может быть установлен концентратор.
Сепарирование как разделительный процесс позволяет получить из зерновой массы два самостоятельных продукта, в каждом из которых будет некоторая примесь другого, т.е. в очищенном зерне может быть некоторая часть сорной примеси и наоборот. Эффективность процесса сепарирования определяется двумя показателями:
—полнотой выделения данного компонента из исходной смеси, т.е. тем, сколько можно получать продукта от исходного его количества в смеси (это количественная сторона процесса);
|
|
|
—чистотой выделенного продукта; иначе: какова примесь в рассеянном продукте (это качественная характеристика процесса).
Таблица 1.2. Характеристика сепараторов
| Название | Принцип действия | Удаляемые примеси |
| Аспиратор | Продувание встречным воздушным потоком той или иной скорости | Легкие примеси |
| Дуоаспиратор | Двукратное продувание зерна | Легкие примеси, часть относов — более тяжелые примеси |
| Воздушно-ситовой сепаратор | На входе и выходе зерно продувается воздушным потоком (аспирационный канал снабжен сечением регулирующим скорость воздуха) и просеивается на ситах-решетах | Легкие примеси; тяжелые примеси, отличающиеся от зерна по форме или размерам (крупные, мелкие) |
| Триеры: | На внутренней поверхности вращающихся цилиндров или дисков имеются ячейки определенных размеров, в которые попадают частицы. Поднимаясь вверх, более длинные или более короткие частицы выпадают из ячеек в специальные уловители | Разделение частиц по длине: |
| куколеотборник | примеси короче зерна (куколь и др.) | |
| овсюгоотборник | примеси длиннее зерна (овсюг и др.) | |
| Концентратор | Комбинированный способ очистки зерна: зерновой поток расслаивается на две фракции — легкую и тяжелую | Легкие, мелкие примеси, овсюг и т.п. |
| Камнеотдели тель (камне отборник)-- | Сквозь вибрирующее сито продувается воздух с заданной скоростью: примеси, контактируя с ситом движутся в одном направлении, зерновой поток — в другом | Галька, стекла, немаг- нитные металлы |
| Магнитный аппарат, электромагнитный сепаратор | Действие постоянных магнитов или электромагнитов | Частицы никеля, железа и их руды шлак, ферро-магнитные примеси |
Рис. 1.4. Схема очистки зерна от примесей
В настоящее время (в связи со снижением культуры земледелия) в зерне увеличилось процентное содержание трудноотделимых примесей как сорных, так и культурных растений. В пшенице, например, трудноотделимыми сорными примесями считаются мешочки головни, рожки спорыньи, семена софоры толстоплодной, синеглазки полевой, гречихи татарской, плевела опьяняющего, гелиотропа опушенноплодного, марьянника полевого, дикой редьки и другие. Во ржи — рожки спорыньи, семена костра ржаного, марьянника полевого, мышатника и дикой редьки. В ячмене — софоры лихохвостой, головчатки спремской, мышатника, синеглазки, дикой редьки.
К трудноотделимым зерновым примесям в яровой пшенице относят ячмень, во ржи — пшеницу и ячмень, в ячмене — пшеницу.
Качество муки, полученной из засоренного зерна, естественно, снижается, особенно засоренного семенами сорных растений. Если же зерно засорено семенами плевела опьяняющего, софоры толстоплодной или мышатника, то мука, выработанная из него, горька и ядовита. Нельзя использовать для производства муки и зерно, засоренное мешочками головни и рожками спорыньи. Наличие же в зерне пшеницы зерновой примеси, например, ячменя, может быть уместным. Это можно использовать при производстве мучных смесей. При этом, в случае большего содержания примеси, ее можно частично удалить, а при незначительном содержании, наоборот, добавить требуемое количество.
|
|
|
В связи с тем, что семена трудноотделимых примесей имеют сходные характеристики по размерам и аэродинамическим свойствам с семенами основной культуры (пшеницы), отделение их на зерноочистительных машинах с воздушно-решетно-триерными рабочими органами практически невозможно. Для этой цели необходимо использовать машины с рабочими органами, разделяющими смеси по другим физико-механическим свойствам. К таким машинам относятся вибрационные зерноочистительные машины с рабочими органами, выполненными в виде фрикционных неперфорированных поверхностей. Поверхности имеют двойные продольно-поперечные углы наклона к горизонту, на которых разделение происходит не по одному или двум признакам, а по комплексу физико-механических свойств: фрикционных, упругих и по форме. Поэтому на этих поверхностях выделяется большинство трудноотделимых примесей. Для увеличения производительности машин вибрирующие фрикционные поверхности объединяют в пакеты-блоки и изготавливают в виде отдельных модулей, устанавливая их по несколько штук на одну раму. Очистка и шелушение поверхности зерна. Необходимость очистки поверхности, а также частичное шелушение зерен обусловлены необходимостью:
—удаления загрязнений, накопившихся при транспортировании и хранении;
—отделения частично отслоившихся оболочек в результате травмирования зерна;
—предупреждения развития плесневых грибов.
Очистку проводят на обоечных машинах с абразивной (наждачные обойки) или стальной (мягкие обойки) внутренней поверхностью барабана, на машинах интенсивного шелушения зерна (ЗШН) с последующей очисткой на сепараторах. При сортовом помоле мокрую очистку поверхности зерна осуществляют на машинах для мокрого шелушения, эффективность которых приближается к уровню моечных машин. Однако расход воды при этом снижается примерно в 10 раз.
Полный технологический цикл очистки поверхности зерна заключается в том, что его сначала обрабатывают сухим способом (в обоечных и щеточных машинах), а потом — мокрым (путем мойки в моечных машинах).
Обработка поверхности зерна сухим способом проводится последовательно сначала в обоечных, а потом в щеточных машинах. Через обоечные машины зерно пропускают два или три раза, а через щеточные — один раз.
Существуют два типа обоечных машин — с абразивным цилиндром (наждачные) и со стальным цилиндром (мягкие). Первые используются только при обойном помоле зерна, при котором в отруби уходит только 1...2% оболочек, а все остальное измельчается в муку. Для сортового помола такие машины не используются потому, что зерно в них травмируется, в оболочках создаются микротрещины, вследствие чего оно интенсивно измельчается и загрязняет муку. Поэтому при подготовке зерна к сортовому помолу используются обоечные машины только с гладким стальным цилиндром.
Обоечные машины представляют собой небольшой цилиндрический корпус, внутри которого размещен бичевой барабан с продольным или радиальным размещением бичей. Зерно поступает внутрь барабана, попадает на бичи, которые быстро вращаются и отбрасывают его на абразивную или стальную (гладкую) поверхность. Отталкиваясь от неподвижной поверхности, зерно снова попадает на бичи. Вследствие многократного удара, интенсивного перемешивания, трения зерна между собой происходит очищение его поверхности.
Эффективность работы обоечных машин определяется величиной снижения зольности зерна. При проверке эффективности работы обоечных машин кроме снижения зольности зерна определяют зольность обоечной пыли, которая на первой системе должна быть не менее 10%, на второй — не менее 7%. Зольность отходов от щеточных машин должна быть в пределах 5,0...6,5%.
Марки и технические характеристики обоечных, а также щеточных машин приведены в таблицах 1.3 и 1.4.
Для обработки зерна водой производят его мойку в специальных моечных машинах. Моечная машина состоит из моечной ванны, сплавной камеры и отжимной колонны. Зерно, находясь в моечной ванне, интенсивно перемешивается и промывается. При этом с его поверхности почти полностью удаляется пыль, грязь и микроорганизмы, а сама зерновая масса очищается от тяжелых гидродинамических примесей (гальки, стекла, немагнитных металлов и др.), которые оседают на дно ванны и выводятся оттуда специальным шнеком.
Таблица 1.3. Технические характеристики обоечных машин
| Наименование | ЗНП-5 | ЗМП-5 | ЗОМ-5 | ЗНП-10 | ЗМП-10 |
| Производительность, т/ч | |||||
| Частота вращения бичевого барабана, об/мин | 900...1000 | ||||
| Расстояние бичей от рабочей поверхности, мм | |||||
| Диаметр рабочего цилиндра, мм | |||||
| Рабочая поверхность цилиндров | Абразивная | Металлическая | Металлическая | Абразивная | Металлическая |
| Снижение зольности за один проход, % | 0,03...0,05 | 0,02...0,03 | 0,02...0,03 | 0,03...0,05 | 0,02...0,03 |
| Установленная мощность, кВт | 17,0 | 4,5 | 3,0 | 10,0 | 10,0 |
Таблица 1.4. Технические характеристики щеточных машин
| Наименование | БЩП-2,5 | БЩП-5 | БЩП-10 |
| Производительность, т/ч | 2,5 | 5,0 | 10,0 |
| Частота вращения щеточного барабана, об/мин | |||
| Регулируемое расстояние между щеточными поверхностями, мм | 0...6 | 0...6 | |
| Размеры щеточного барабана, мм диаметр длина | 362 590 | 362 1075 | 362 1580 |
| Установленная мощность, кВт | 2,2 | 4,5 |
Из моечной ванны зерно вместе с водой и легкими примесями (частичками колосков, щуплыми зернами и др.) попадает в сплавную камеру, где отделяются легкие примеси. Из сплавной камеры зерно перемещается в отжимную колонну, где от него отделяется вода и происходит легкое шелушение его поверхности.
После обработки зерновой массы на моечной машине происходит увлажнение зерновой массы от 0,5 до 3,5%; снижение зольности на 0,03%; выделение примесей от 0,2% до 0,5% от массы зерна.
Гидротермическая обработка зерна. Гидротермическая обработка (ГТО) зерна состоит в целенаправленном действии на него воды и тепла с использованием фактора времени и с учетом таких показателей качества зерна как стекловидность, влажность, тип, подтип, качество клейковины и др.
Цель такой обработки состоит в повышении прочности и эластичности оболочки и уменьшении связи между оболочками и эндоспермом, а также придании крошливости эндосперму. Вследствие такой обработки оболочки зерна на первых драных системах раскалываются на крупные части, а эндосперм — на более мелкие. Это дает возможность лучше организовать процесс отделения чистого эндосперма от оболочек и провести вымол оболочек. Использование ГТО позволяет увеличить выход муки высших сортов на 5%. Эта обработка имеет решающее значение как при сортовых хлебопекарных помолах пшеницы и ржи, так и при макаронных помолах твердой и мягкой высокостекловидной пшеницы.
Правильная организация гидротермической обработки (или кондиционирования) позволяет получить следующие результаты.
1.Увеличить сопротивление измельчению оболочек вследствие повышения их вязкости.
2.Увеличить крошливость эндосперма вследствие разрыхления его структуры.
3.Облегчить отделение оболочки и зародыша от эндосперма путем усиления различия между алейроновым слоем, оболочкой и эндоспермом.
4.Получить часть оболочек «больших» размеров.
5.Получить крупки более мелких размеров по сравнению с размером оболочки, что позволит в дальнейшем более рационально организовать процесс вымола оболочек и повысить общий процентный выход муки при сортовых помолах.
6.Уменьшить разницу в физико-механических и химико-технологических свойствах эндосперма зерна пшеницы разной стекловидности.
7.Улучшить показатели, влияющие на хлебопекарные свойства муки зерна низкой стекловидности, что равноценно увеличению ценности сорта пшеницы.
8.Увеличить объемный выход хлеба.
9.Улучшить качество клейковины.
Гидротермическая обработка зерна включает увлажнение, тепловую обработку и отволаживание.
Увлажнение предназначено для доведения зерна до необходимого процентного содержания влаги. Увлажнение может быть одно-, двух- или трехкратное. Первое увлажнение считается основным, второе и третье называются доувлажнением. Увлажнение как часть технологического процесса заключается в смачивании поверхности зерна водой.
Тепловая обработка (прогревание зерна, использование подогретой воды для увлажнения) предназначена для интенсификации процесса перераспределения влаги в зерне и более скорого изменения свойств отдельных частичек зерна, что значительно сокращает время конечной операции ГТО — отволаживания.
Отволаживание — это выдержка в специальных закромах увлажненного зерна. За период отволаживания влага с поверхности зерна перемещается в середину зерновки и создает в ней микротрещины, которые снижают механическую прочность эндосперма. Это позволяет при помоле на первых драных системах получать более измельченную внутреннюю часть зерна.
При доувлажнении зерна непосредственно перед размолом с последующим кратковременным отволаживанием увлажняется только оболочка зерна, которая становится более эластичной, а следовательно, менее хрупкой. При дроблении на первых драных системах она раскалывается на более крупные (по сравнению с эндоспермом) частички. При этом приобретенная при основном увлажнении и отволаживании структура эндосперма не изменяется, так как влага не успевает проникнуть в середину зерна. Образование больших частиц оболочек и мелких частичек эндосперма позволяет лучше организовать процесс их распределения на ситах и последующего вымола оболочек.
Существует три метода проведения ГТО — холодное, горячее и скоростное кондиционирование.
Холодное кондиционирование заключается в увлажнении зерна водой комнатной температуры с последующей выдержкой его в специальных закромах. Этот метод применяют в основном на мукомольных предприятиях небольшой производительности, на так называемых мини-мельницах. При этом ни зерно, ни воду, которая используется для увлажнения, не нагревают.
Холодное кондиционирование проводят путем добавления расчетного количества воды к массе зерна или путем мойки зерна в моечных машинах с последующим отволаживанием. Для всех видов кондиционирования обязательным элементом является доувлажнение зерна на 0,3...0,5% с последующим кратковременным отволаживанием (20...40 мин) непосредственно перед подачей на первую драную систему.
В зависимости от состояния зерна (его первоначальной влажности, стекловидности и других показателей) схемы кондиционирования могут быть полными (вариант «А» — для зерна повышенной влажности) или сокращенными (варианты «Б» и «В»).
«А»: 1) мойка зерна; 2) снятие лишнего веса; 3) дозирующее увлажнение зерна; 4) отволаживание; 5) дозирование; 6) перемешивание; 7) окончательная очистка; 8) доувлажнение; 9) отволаживание перед 1-й драной системой.
«Б»: 1) дозирующее увлажнение зерна; 2) отволаживание; 3) дозирование; 4) перемешивание; 5) окончательная очистка; 6) доувлажнение; 7) отволаживание перед 1-й драной системой.
«В»: 1) дозирование; 2) перемешивание; 3) окончательная очистка; 4) доувлажнение; 5) отволаживание перед 1-й драной системой.
После мойки зерна в моечной машине и удаления лишней влаги в отжимной колонке влажность зерна повышается на 1...2%. На этой операции процесс увеличения влажности зерна не контролируется. После выхода зерна с отжимной колонки определяется его действительная влажность по формуле, проводится расчет количества воды, которую необходимо добавить в увлажняющую машину для доведения влажности зерна до нужной величины. Такие же увлажняющие машины предусмотрены и на доувлажнении зерна на конечном этапе увлажнения перед 1-й драной системой.
Большое значение при холодном кондиционировании имеет время отволаживания зерна.
Основное отличие горячего кондиционирования зерна от холодного состоит в обработке зерна теплом с целью интенсификации процессов перераспределения влаги в нем. Это сокращает общее время ГТО за счет сокращения времени на отволаживание.
Основные этапы горячего кондиционирования: мойка; обработка в воздушно-водяном кондиционере; доувлажнение; отволаживание.
Существуют два варианта схем горячего кондиционирования зерна: «А» — для зерна с низкой влажностью и высокой стекловидностью и «Б» — для зерна с низкой и средней стекловидностью.
«А»: 1) мойка; 2) снятие лишней влаги после мойки; 3) пропаривание; 4) обработка в воздушно-водяном кондиционере; 5) доувлажнение; 6) отволаживание; 7) дозирование; 8) перемешивание; 9) окончательная очистка; 10) доувлажнение; 11) отволаживание перед 1-й драной системой.
«Б»: 1) мойка; 2) снятие лишней влаги после мойки; 3) обработка в воздушно-водяном кондиционере; 4) отволаживание; 5) дозирование; 6) перемешивание; 7) окончательная очистка; 8) доувлажнение; 9) отволаживание перед 1 -й драной системой.
Таблица 1.5. Ориентировочные показатели холодного и горячего кондиционирования пшеницы при сортовых помолах
| Показатель | Кондиционирование | |
| Холодное | Горячее | |
| Продолжительность отволаживания, час, при общей стекловидности, % | ||
| более 60 | 8...20 | 5...12 |
| 60...40 | 6...12 | 4...6 |
| до 40 | 4...12 | 2...5 |
| Доувлажнение оболочки перед 1-й драной системой | ||
| величина увлажнения, % | 0,3...0,7 | 0,3...0,7 |
| продолжительность, мин. | 20...40 | 20...30 |
| Влажность зерна перед 1-й драной системой, % | 14,0...16,5 | 14,0... 16,5 |
*Влажность при поступлении в кондиционер — 16,5...18,0.
Ориентировочные показатели режимов холодного и горячего кондиционирования пшеницы приведены в табл. 1.5. Как видно из этой таблицы, период отволаживания сокращается в 1,5...2,5 раза по сравнению с холодным кондиционированием.
Скоростное кондиционирование зерна (табл. 1.6) отличается от горячего кондиционирования тем, что зерно после пропарки поступает в бункер-термос, где некоторое время у зерна поддерживается температура, приобретенная им при пропаривании. Это позволяет сократить время на следующих этапах ГТО. При проведении этой операции для нагрева и увлажнения зерна используют насыщенный водяной пар. Скоростное кондиционирование улучшает качество клейковины. Качество клейковины, определяемое на устройстве ИДК-1, является определяющим фактором при установлении режимов скоростного кондиционирования. Скоростное кондиционирование проводят как при атмосферном, так и при повышенном давлении.
Кондиционирование при атмосферном давлении предусматривает двукратное увлажнение зерна — сначала в моечных машинах, а потом дозирующее доувлажнение в специальных увлажнительных аппаратах. При этом мойка зерна является обязательной для данного метода кондиционирования, т.к. позволяет равномерно и интенсивно увлажнять поверхность зерна. В некоторых случаях, если начальная влажность зерна была достаточно высокой, обработка зерна в увлажнительных машинах может не проводиться.
Зерно в моечных и увлажнительных машинах увлажняют таким образом, чтобы его влажность была на 2,0...2,5% больше рекомендованной для первой драной системы. Эта лишняя влага позднее отделяется при тепловой обработке и охлаждении зерна в воздушно-водяном кондиционере, а также в машинах вторичной очистки зерна.
Таблица 1.6. Ориентировочные показатели режимов скоростного кондиционирования зерна пшеницы
| Операция | Продолжительность, мин | Температура зерна, °С | Влажность зерна, % | ||
| До | После | До | После | ||
| Пропаривание | До 0,5 | — | 40...60 | До 13,5 | 14,0...15,5 |
| Тепловая обработка | До 10 | 40...60 | 40...60 | 14,0...15,5 | 14,0...15,5 |
| Охлаждение водой | До 0,5 | 40...60 | 25...30 | 14,0...15,5 | 15,5...16,5 |
| Обезвоживание (при температуре воздуха не более 45...50 °С) | До 0,5 | 25...30 | 25...30 | 15,5...16,5 | 15,0…16,0 |
| Отволаживание | До 180 | 25...30 | 20...25 | 15,0...16,0 | 15,0...16,0 |
Этот метод наиболее эффективен для зерна с низким качеством клейковины. При этом применяются более жесткие режимы, а именно:
—нагрев увлажненного зерна в камере предыдущего нагрева до 50...55°С;
—подсушивание зерна воздухом с температурой 65...70°С в сушильной камере;
—нагрев зерна в основной камере до 50...60°С;
—охлаждение в охлаждающей камере атмосферным воздухом температурой 20...25°С.
Для пшеницы, которая имеет более высокое качество клейковины, температурные режимы обработки необходимо снизить, чтобы не ухудшалось ее качество. Охлаждение зерна атмосферным воздухом, который имеет температуру ниже 10°С, не разрешается, так как при этом эффективность кондиционирования резко снижается.
Кондиционирование зерна при повышенном давлении пара можно также использовать при сортовых помолах зерна. Его проводят по двум схемам. При жестком способе обработки прогревание зерна и его увлажнение идет в аппаратах АСК при давлении пара 0,10...0,15МН/м2 в течение 20...30 с. Зерно, которое имеет минусовую температуру, нельзя направлять в пропариватель. Его сначала необходимо прогреть до температуры 15...20°С. Чтобы избежать пересушивания оболочек, температура воздуха во влагоснимателях должна быть не более 40...50 "С.
При более мягких режимах кондиционирования начальное увлажнение зерна проводят как в моечных, так и в увлажнительных машинах. Температурный режим подогрева зерна должен быть в пределах 40...50°С. Пропаривание проводят после начального увлажнения насыщенным паром при давлении 0,01...0,03 МН/м2 в течение 2...3 мин в аппаратах АСК или в других пропаривателях, например, в шнековых пропаривателях или паровых колонках. После пропаривания зерно проходит темперирование в теплоизолированном бункере-термосе в течение 0,5... 1,0 ч. Потом зерно подвергают дополнительному дозирующему увлажнению, после чего оно поступает на основное отволаживание. Затем зерно, как и в других случаях, проходит доувлажнение и кратковременное отволаживание перед подачей на первую драную систему.
Из перечисленных выше методов кондиционирования наиболее распространенными являются холодное и скоростное. Горячее кондиционирование сегодня практически не применяется в силу того, что оно отличается от скоростного только тем, что в нем нет бункера-термоса для выдержки прогретого зерна. Там, где ранее использовался метод горячего кондиционирования, устанавливают такие бункеры-термосы, и эта операция переходит в разряд скоростного кондиционирования. При этом продолжительность операций гидротермической обработки для всех типов пшеницы находится в пределах 3 ч, тогда как при горячем кондиционировании эта операция продолжается от 4 до 12 ч.
Однако использование скоростного кондиционирования в настоящее время резко сократилось из-за значительных затрат на получение пара, обслуживания дорогого и сложного теплового оборудования (котельных, парогенераторов) и аппаратов скоростного кондиционирования. Поэтому основным методом подготовки зерна к помолу, как на больших, так и на мелких мукомольных предприятиях, является Холодное кондиционирование.
Машины и аппараты для гидротермической обработки зерна делятся на две группы. Первая — машины для мойки и увлажнения зерна. Вторая группа — аппараты для тепловой обработки зерна (кондиционеры, пропариватели, сушилки).
Для мойки зерна в основном используют моечную машину БМА-10. Эта машина осуществляет следующие операции:
—мойку зерна (для очистки его поверхности от пыли, цвелей и икроорганизмов, а также для устранения посторонних запахов);
—выделение тяжелых минеральных примесей;
—выделение легких органических примесей;
—выделение бороздки и отчасти плодовых оболочек зерна;
—обезвоживание зерна.
Обезвоживание зерна происходит в отжимной колонне за счет сил гравитации (натуральное стекание лишнего количества воды с поверхности зерна), центробежных сил (путем центрифугирования зерна или Механического удаления влаги); подсушивания зерна струей воздуха (аэромеханическое подсушивание).
При подготовке зерна сортовых помолов моечную машину устанавливают: при холодном кондиционировании — перед бункерами для отволаживания зерна; при горячем кондиционировании — перед воздушно-водяным кондиционером; при скоростном кондиционировании — перед влагоснимателем.
Продолжительность нахождения зерна в машине составляет 3...5 с. За это время вода не успевает проникнуть в эндосперм, а только отчасти поглощается оболочками зерна. Преимуществом моечных машин перед увлажнителями распылительного типа является то, что них контактирует с водой вся поверхность зерна, в то время как в увлажнительных машинах — только часть поверхности.
Эффективность работы моечных машин оценивается снижением зольности (на 0,03%), отделением органических и особенно вредных примесей (головни, пыльцы полыни), а также устранением запаха (преимущественно горько-полынного) и изменением количества и качества отходов. При мойке зерна отделяются также битые, щуплые, вздутые от нагрева и другие зерна. Влажность зерна при этом повышается от 0,5 до 3,5%.
Мойка зерна в моечной машине БМА-10 является высокоэффективным способом очистки зерна. Комбинированная моечная машина БМА-10 состоит из моечной ванны с камнеотделителем и отстойником, сплавной камеры и отжимной колонки.
Работает машина следующим образом. Зерно поступает в приемное приспособление, которое состоит из приемной воронки и регулирующей заслонки. Приемное приспособление выполнено с возможностью перемещения вдоль ванны, что позволяет регулировать время пребывания зерна в ванне, а следовательно, и величину увлажнения зерна. В моечной ванне установлено два верхних шнека, предназначенных для интенсивного перемешивания и собственно мойки зерна, а также для перемещения его к сплавной камере. Под большими шнеками установлены параллельно два нижних шнека меньшего диаметра, которые предназначены для перемещения тяжелых примесей в сторону противоположную сплавной камере, где они попадают в гидрокамнеотделитель.
Сплавная камера размещена между моечной ванной и отжимной колонкой и предназначена для отделения легких примесей и попадания зерна в отжимную колонку. Выделение легких примесей в сплавной камере идет за счет того, что в ней отсутствует влияние витков шнека, скорость зерна резко падает, оно оседает на дно, а легкие примеси при этом уплывают. Зерно опускается на дно камеры и с помощью инжекторного приспособления подается в отжимную колонку.
Отжимная колонка состоит из закрытого металлического кожуха, внутри которого установлен цилиндр, выполненный из штампованных сит с продолговатыми отверстиями. Внутри этого цилиндра расположен вертикальный вал, на розетках которого установлены гонки в виде лопаток.
При вращении вала лопатки захватывают зерно и подают его наверх. Возникающая центробежная сила инерции прижимает зерно к внутренней поверхности цилиндра и отжимает воду, которая проходит через его отверстия и выводится из отжимной колонки.
Кроме этого, лопатки выполняют роль лопастей вентилятора, которые захватывают воздух через специальные отверстия в нижней части отжимной колонки; при этом происходит обдувание зерна, что приводит к его подсушиванию.
Производительность машин БМА-10 составляет 10 т/ч; частота вращения ротора отжимной колонки — 400 об/мин. Расход воды составляет 1,1...1,3л на 1 кг зерна.
Увлажнительная ма
|
|
|
