 |
Калибрование и шелушение зерна
|
|
|
|
Первая операция – сортирование подготовленного зерна на фракции по крупности (калибрование) проводится для того, чтобы повысить эффективность шелушения однородных по крупности фракций. Для них легче подобрать режим шелушения, при котором лучше снимаются пленки и оболочки зерна при сохранении целостности ядра. Помимо этого, сортирование зерна на фракции способствует повышению эффективности разделения продуктов шелушения и выделения чистого ядра. Число фракций, получаемых в результате предварительного сортирования крупяного зерна перед его шелушением, зависит от перерабатываемой культуры, кинематических и геометрических параметров рабочих органов шелушильных машин и условий шелушения.
Применяют следующие методы сортирования крупяного зерна по фракциям: выделение фракции сходом с сит, выделение проходом сит и двухэтапное. При двухэтапном сортировании зерно предварительно разделяют на два-три потока по крупности, а затем каждый из потоков на фракции сходом или проходом сит. Для калибрования зерна используют крупосортировки и рассевы. Достоинство крупосортировок – высокая точность калибрования, а недостаток – малая производительность.
Рисунок 27 – Структурная схема технологического процесса шелушильного отделения крупозавода
Достоинства рассевов заключаются в их высокой производительности, возможности регулирования кинематических параметров (эксцентриситета и частоты колебаний), что повышает эффективность сортирования. При переработке овса в крупу можно калибровать зерна по длине в триерах для последующего разделения смеси шелушеных и нешелушеных зерен.
Шелушение зерна представляет собой операцию отделения наружных пленок или плодовых оболочек от зерна. Шелушение крупяного зерна – это основная технологическая операция производства крупы, наиболее энергоемкая, от ее эффективности существенно зависят все основные технико-экономические показатели производства. Особенности строения и технологических свойств различного крупяного зерна вызывают необходимость применения разных методов шелушения и соответствующих шелушильных машин. Существует ряд способов шелушения, которые зависят от строения зерна, прочности связей оболочек и ядра, прочности ядра, а также ассортимента вырабатываемой продукции, т. е. получают ли крупу из целого ядра или дробленого. При шелушении стремятся получить как можно больше шелушеных зерен при малой дробимости ядра.
|
|
|
Существует три способа шелушения (рисунок 28).
а – сжатием и сдвигом; б – многократным и однократным ударом; в – интенсивным истиранием оболочек
Рисунок 28 – Способы шелушения зерна
Первый способ шелушения – сжатие и сдвиг – эффективен для зерна, у которого оболочки не срослись с ядром, т. е. для проса, риса гречихи и овса. Основные машины, в которых использован этот способ, шелушильный постав, вальцедековый станок и шелушитель с обрезиненными валками.
Второй способ – шелушение многократным или однократным ударом – применяют для зерна с пластичным ядром и с несросшимися пленками (овес), которое не дробится при ударе, либо при получении дробленой номерной крупы из зерна, у которого пленки прочно срослись с ядром (пшеница, ячмень и т. д.). Шелушение однократным ударом рекомендуют для овса, его проводят в центробежном шелушителе. Многократный удар применяют для шелушения овса, ячменя, пшеницы, кукурузы; для этого предназначены обоечные машины.
Третий способ шелушения – постепенное истирание (соскабливание) оболочек в результате трения зерна о движущиеся шероховатые поверхности. Такой способ используют для шелушения зерна, у которого пленки плотно срослись с ядром, т. е. для ячменя, пшеницы, кукурузы и гороха. Основная машина для шелушения шелушильно-шлифовальная типа ЗШН.
|
|
|
Шелушение зерна сжатием и сдвигом. Шелушильный постав применяют в основном для шелушения овса или риса (рисунок 29). Рабочие органы машины – два абразивных диска с вертикальной осью. Нижний диск вращается на вертикальном валу, верхний неподвижен. Эффективность шелушения регулируют, изменяя зазор между дисками.
Вальцедековый станок применяют для шелушения гречихи и проса (рисунок 30). Его рабочими органами являются вращающийся валок с абразивной поверхностью диаметром 600 мм и неподвижная вогнутая поверхность, охватывающая валок,дека.
1 и 2 – верхний неподвижный и нижний подвижный диски; 3 – питающее устройство; 4 – выходной патрубок; 5 – приводной вал; 6 – электродвигатель;
7 – механизм изменения зазора; 8 – привод; I – нешелушеное зерно; II – обработанное зерно
Рисунок 29 – Схема шелушильного постава
Поверхность валка и деки очерчивается одинаковым радиусом, что достигается притиркой деки к валку. Когда деку отодвигают от валка, образуется рабочая зона, в которой происходит шелушение зерна.
Для шелушения гречихи деку размещают сбоку от валка, причем применяют серповидную форму рабочего зазора, т. е. расстояния между краями деки и валком меньше, чем между валком и центром деки. Шелушение зерна происходит в основном в начале и в конце рабочего зазора.
Для шелушения проса используют деку, рабочую поверхность которой набирают из резинотканевых пластин. При работе эластичная поверхность деки деформируется, что позволяет шелушить зерно разной крупности, не разделяя его на фракции. Деку устанавливают сбоку или в нижней четверти валка. Форма рабочего зазора – клиновидная, т. е. зазор сужается по ходу движения зерна. С целью повышения эффективности шелушения проса иногда применяют двухдековые вальцедековые станки.
Рисунок 30 – Технологические схемы вальцедековых станков
Шелушители с обрезиненными валками используют для шелушения риса. Их рабочими органами являются два валка, покрытые резиной или полимерным материалом. Валки вращаются навстречу друг другу с отношениемскоростей 1,45: 1. Скорость быстровращающегося валка 9 м/с. Достоинства таких шелушителей – мягкое воздействие на зерно, достаточно высокие эффективность и производительность. Однако в связи с износом рабочей поверхности резиновое покрытие приходится заменять через каждые 3...5сут, а полимерное – через 10 суток. Кроме того, при изнашивании рабочей поверхности требуется постоянное регулирование зазора между валками.
|
|
|
Шелушение зерна однократным или многократным ударом. Обработку однократным ударом применяют в центробежных шелушителях. Шелушение в этих машинах происходит в результате удара зерна, разгоняемого в роторе радиальными каналами центробежной силой, об отражательное кольцо (деку). Скорость удара составляет 40…50 м/с, в результате рабочие органы лопастей и отражательного кольца быстро изнашиваются. Шелушители высокоэффективны и характеризуются сравнительно малым расходом электроэнергии.
Шелушение многократным ударом применяют для овса и ячменя. Его проводят в бичевых машинах при меньших скоростях удара – 20...22 м/с. Рабочая поверхность корпуса абразивная или набирается из круглых стержней (профильных уголков). Бичевые машины просты, высокопроизводительны, потребляют мало энергии, позволяют шелушить зерно повышенной (до 13...14 %) влажности. Однако при их использовании получается значительное количество дробленого зерна.
Шелушение истиранием. Основная машина – А1-ЗШН-3 (рисунок 31). Она предназначена не только для шелушения зерна, но и для шлифования и полирования крупы. Рабочие органы машины – вертикальный вращающийся вал с абразивными дисками, окруженный цилиндрической ситовой обечайкой.
Зерно поступает в рабочую зону между дисками и ситовой обечайкой. Наружные пленки отделяются в результате постепенного истирания зерна об абразивные диски, ситовую поверхность, а также отдельных зерен друг о друга. Процесс истирания сопровождается выделением значительного количества тепла, отводимого охлаждающим воздухом, который поступает в зерно через полый вал, проходит вместе с мучкой и лузгой через ситовую поверхность и выводится из машины.
|
|
|
Рисунок 31 – Шелушильно-шлифовальная машина А1-ЗШН-3
Достоинства машин – хорошее качество шелушения и сравнительно низкий выход дробленого ядра. Недостатки – высокий расход электроэнергии, быстрый износ рабочих органов, особенно ситовых обечаек.
Оценка эффективности процесса шелушения. К процессу шелушения предъявляют два основных требования: обеспечение как можно более полного отделения пленок от ядра и максимальной сохранности целостности ядра, т. е. образование минимального количества дробленки и мучки.
Эффективность шелушения оценивают двумя показателями – количественным и качественным. Количественный показатель представляет собой коэффициент шелушения, выраженный в процентах:
Кш 
(8)
где Н1, Н2 – содержание нешелушеных зерен в продукте, поступающем в машину и выходящем из нее, %.
Необходимо стремиться к повышению коэффициента шелушения, однако при его возрастании увеличивается выход дробленого ядра. Качество шелушения оценивают коэффициентом цельности ядра:
, (9)
где К1, Д1, М1 и К2, Д2, М2 – содержание целого, дробленого ядра и мучки соответственно в исходном продукте и в продукте шелушения, %.
Для суммарной количественно-качественной оценки процесса шелушения можно применять формулу:
Е=В·100/ 
(10)
где В – содержание целого ядра в продуктах шелушения, %;
Кш – коэффициент шелушения зерна, %.
|
|
|
