ПРОДОЛЖЕНИЕ ЛЕКЦИИ № 8

3. Технологические процессы подготовки зерна к помолу

Высокой технологической эффективности подготовки зерна в зерноочистительном отделении мукомольного завода достига­ют при соблюдении установленной последовательности опера­ций, предусмотренных технологической схемой, правильной ор­ганизацией подготовки и хорошей работой каждой машины в отдельности.

В зерноочистительном отделении желательно выделить всю сорную примесь, находящуюся в зерновой массе. Однако, как было отмечено раньше, это практически неосуществимо. Учи­тывая это, Правилами организации и ведения технологического процесса предусмотрены предельные нормы содержания  сорной  примеси  в  зерне,  направляемом  после  очистки  в размольное от­деление. Например, в зерноочистительное отделение должно поступать зерно с содержанием сорной примеси не более 2%, а после очистки ее количество в зерне, направляемом в раз­мольное отделение, должно быть не более 0,4%.

Разработаны общие принципиальные положения и приемы, рекомендуемые при построении схем технологических процес­сов подготовки зерна в зерноочистительном отделении. Можно выделить три отдельных этапа с самостоятельными задачами. На первом проводят предварительную очистку зерна от приме­сей (удаляют около 65...85% всех примесей) и обработку по­верхности зерна в обоечных машинах; на втором осуществляют гидротермическую обработку зерна и на третьем этапе - пов­торную обработку поверхности зерна в обоечных и щеточных машинах и окончательную очистку зерновой массы. На по­следнем этапе завершают также кондиционирование зерна с окончательным увлажнением его оболочек и отволаживанием.

Формирование помольной партии проводят после бункеров для неочищенного зерна (промежуточная смесь) в начале тех­нологического процесса его подготовки и после основного кон­диционирования (окончательная смесь), смешивая промежуточные партии зерна после бункеров основного отволаживания. Предусматривают взвешивание зерна в автоматических весах до и после подготовки зерна для учета зерновой массы, посту­пающей на завод, и контроля за ритмичной работой зерноочис­тительного и размольного отделений мукомольного завода.

Технологический процесс подготовки зерна к помолу может быть организован одним или несколькими потоками в зависи­мости от вида помола и производительности завода. Для прос­тых (обойных) помолов пшеницы и ржи, сложных помолов ржи, а также сложных помолов пшеницы на заводах производитель­ностью до 200...250 т/сут организуют подготовку зерна одним потоком.

При двухпоточной подготовке зерна к помолу (рис.8.2) его направляют в бункера для неочищенного зерна, вместимость которых должна обеспечить 30-часовую работу размольного отделения. Под бункерами установлены дозаторы и шнеки, ко­торые используют для составления промежуточной смеси зерна. Предусмотрен подогрев зерна в зимнее время до направления его на очистку.

На первом этапе установлено технологическое оборудова­ние для выделения всех видов примесей. В воздушно-ситовом сепараторе выделяют грубые, крупные, мелкие, легкие, а в маг­нитном сепараторе - металломагнитные примеси. Очищенное в сепараторе зерно подают в камнеотделительную машину для удаления трудноотделимой минеральной примеси, а после нее - на группу триеров: вначале в куколеотборочную машину для выделения коротких примесей, а затем в овсюгоотборочную ма­шину для удаления длинных примесей. Первичный этап подго­товки зерна завершается очисткой его поверхности в обоечной машине после предварительного пропуска через магнитные се­параторы. Применение обоечных машин на данном этапе реко­мендовано только при механическом транспортировании зерна. После обоечных машин легкие примеси и пыль с поверхности зерна удаляют в воздушных сепараторах (аспираторах).

На втором этапе подготовки принята обработка зерна с при­менением холодного кондиционирования с использованием мо­ечной и увлажняющей машины и бункеров для основного отво­лаживания зерна. При высокой стекловидности зерна пшеницы рекомендуется применять двукратное увлажнение и отволаживание зерна. Загружают и разгружают бункера для отволажи­вания непрерывно, продолжительность нахождения зерна в них регулируют ско-ростью его движения.

Рис. 8.2. Примерная схема технологического процесса двухпоточной подготовки зерна пшеницы при сортовых по­молах:

1 – бункера для неочищенного зерна; 2 – дозатор; 3 – шнек; 4 – подогреватель; 5 – нория;  6 –  автоматические весы; 7 – воздуш­но-ситовой сепаратор; 8 – магнитная защита; 9 – камне-отделительная машина; 10 – триер; 11 – обоечная машина; 12 – аспиратор; 13 – моечная машина; 14 – увлажнительный аппарат; 15, 16 – бункера для отволаживания высокостекловидной и низкостекловидной пшеницы; 17 – обоечная машина; 18 –  пневмоаспиратор; 19, 20 – воздушно-ситовые сепараторы вторичной очистки зерна; 21 – магнит­ная колонка;    22 – щеточная машина; 23 – аппарат для увлажнения оболочек; 24 – бункер для кратковременного отволаживания зерна.

После кондиционирования зерновая масса поступает на окон­чательную (завершающую) очистку. На третьем этапе проводят эффективную очистку поверхности зерна в обоечных машинах и вторичную очистку зерновой массы в сепараторах. Завершают   очистку  поверхности  зерна  в  щеточных  машинах, удаление пы­ли с поверхности зерна в аспираторах, очистку от металломагнитных примесей, окончательное увлажнение поверхности зер­на на 0,3...0,5% и его отволаживание в течение 15...30 мин. Очи­щенную и подготовленную зерновую массу после взвешивания подают в размольное отделение. Окончательно помольную пар­тию формируют после завершения основного этапа кондициони­рования с использованием дозаторов и смесителей после бунке­ров основного отволаживания зерна.

При подготовке зерна к макаронным помолам более тща­тельно очищают зерно пшеницы от семян сорных растений и других примесей трехкратным сепарированием в воздушно-си­товых сепараторах. Применяют только метод холодного конди­ционирования, чтобы не изменить качество клейковины.

Для простых (обойных) помолов пшеницы и ржи и слож­ных помолов ржи рассмотренная технологическая схема подго­товки зерна упрощается. Используют также холодное конди­ционирование с обработкой зерна в увлажнительных машинах и отволаживанием в бункерах без применения мойки. При обой­ных помолах зерно перед подачей в размольное отделение не увлажняют. Остальные технологические приемы подготовки зерна остаются такими же, как и для сложных сортовых помо­лов пшеницы.

При очистке зерна от посторонних примесей некоторая пол­ноценная его часть может попасть в отходы. Для извлечения доброкачественного зерна, из которого получают муку, отходы контролируют. Переработка такого зерна увеличивает выход муки. По существующей классификации отходы в зависимости от содержания в них доброкачественного зерна подразделяют на три категории: первую, вторую и третью. Отходы первой и второй категории используют в качестве компонентов для про­изводства комбикормов, отходы третьей категории (некормо­вые) с содержанием до 2% годного зерна не могут быть реали­зованы.

Для контроля отходов применяют специальное оборудова­ние: бураты (машины с вращающимися ситами), аспирационные колонки, контрольные камнеотделительные машины, триеры и др. Отходы контролируют по видам и этапам очистки и взве­шивают.

4. Особенности технологических процессов с использованием комплектного

оборудования мукомольных заводов

Оснащение мукомольных заводов комплектным высокопро­изводительным оборудованием позволяет значительно повысить его технико-экономические показатели  в целом,  так как при этом можно получить около 75% муки высшего сорта в резуль­тате более эффективной подготовки и переработки зерна в му­ку. Процесс подготовки зерна с применением нового оборудо­вания имеет ряд существенных особенностей. Технологическая схема предусматривает предварительную очистку зерна и выде­ление мелкой фракции в элеваторе до его подачи на мукомоль­ный завод. При этом содержание сорной примеси в зерновой массе снижается на 45...65%.

Окончательно подготавливают зерно в зерноочистительном отделении четырьмя параллельными потоками, что позволяет вести технологический процесс в оптимальном режиме в соот­ветствии с заданными технологическими свойствами отдельных партий зерна. Интенсивную очистку поверхности зерна с час­тичным отделением верхних оболочек и увлажнением осуществ­ляют в машинах мокрого шелушения, вместо машин мокрого шелушения применяют аппараты интенсивного увлажнения. В процессе холодного кондициионирования предусмотрена воз­можность трехкратного увлажнения и отволаживания зерна.

 Для уничтожения вредителей хлебных запасов механиче­ским путем и разрушения изъеденных и поврежденных зерен со скрытой зараженностью устанавливают энтолейторы, в которых зерно подвергается ударному воздействию вращающегося ро­тора.

Применение нового комплектного оборудования обеспечива­ет стабильность и высокую технико-экономическую эффектив­ность всего технологического процесса, управление всем обору­дованием с пультов, сочетаемое с удобством его обслужива­ния, эстетическим видом машин и высокой надежностью их работы.

5. Технологические процессы размола зерна

Технологический процесс размола подготовленного зерна осуществляют в размольном отделении мукомольного завода. Весь сложный процесс размола зерна направлен на то, чтобы как можно лучше отделить эндосперм от оболочек, зародыша и алейронового слоя при производстве сортовой муки. Потенци­альные технологические ресурсы, например, зерна пшеницы значительны. В зерне содержится 77...85% крахмалистого эндо­сперма с зольностью 0,36...0,60%, при полном выделении кото­рого в чистом виде можно выработать около 80% муки высшего сорта.

Измельчение зерна и промежуточных продуктов его перера­ботки. Это − решающая операция технологического процесса производства муки. Под измельчением следует понимать разделение твердых тел, в данном случае зерна, на части под воз­действием внешних сил.

Различают два вида измельчения: простое и избирательное. При простом измельчении твердые тела разрушают на части до определенной крупности для получения однородной смеси. При избирательном измельчении разрушают твердые тела, не­однородные по своему составу, для выделения затем опреде­ленных составных частей. Для этого измельчение повторяют многократно, последовательно, выделяя просеиванием на ситах группы измельченных продуктов различной крупности и каче­ства.

Простое измельчение применяют при производстве обойной муки, когда практически все зерно равномерно измельчают до частиц заданной крупности. Избирательное измельчение ис­пользуют при сортовых помолах  для  выделения из зерна макси­мального количества эндосперма в наиболее чистом виде и пе­реработки его затем в муку.

На мукомольных заводах измельчение - основная и наибо­лее энергоемкая операция в технологическом процессе, от пра­вильного построения которой зависят выход и качество муки, производительность предприятия, расход электроэнергии на еди­ницу вырабатываемой продукции, себестоимость продукции. Для измельчения зерна и промежуточных продуктов предназна­чены вальцовые станки и машины ударноистирающего дейст­вия, получившие наибольшее распространение на мукомоль­ных заводах.

Эффективность измельчения оценивают совокупностью ко­личественных, качественных и энергетических показателей. К количественным показателям относят следующие: общее из­влечение, представляющее количество измельченного продукта, прошедшего через отверстия сита установленного размера, и частное измельчение, характеризующее часть общего извлече­ния и определяемое количеством продукта, полученного прохо­дом и сходом с сит определенного номера. Важен показатель И (%), учитывающий содержание проходовых частиц в про­дукте до и после измельчения

где И_к − количество извлеченной проходовой фракции продукта, полученной после машины (проход через сито определенного номера), %; И_н − коли­чество проходовой фракции, содержащейся в продукте до его измельчения, %.

Качественные показатели измельчения оценивают зольно­стью различных продуктов измельчения, содержанием крахма­ла в оболочечных продуктах, содержанием клетчатки в продуктах измельчения зерна. Энергосиловые показатели измельчения определяют по удельному расходу электроэнергии на единицу вырабатываемой продукции. Этот показатель удобен для отно­сительной оценки процесса измельчения.

Зерно или промежуточные продукты его переработки из­мельчают в вальцовом станке в клиновидном пространстве, об­разованном поверхностями двух цилиндрических параллельно расположенных вальцов, вращающихся навстречу друг другу с различными скоростями. Разрушение происходит при деформа­ции сжатия и сдвига. В каждой самостоятельной секции валь­цового станка расположено по одной паре измельчающих валь­цов длиной 1000; 800 или 600 мм и диаметром 250 мм.

На измельчение в вальцовом станке оказывают влияние мно­гие взаимосвязанные факторы, важнейшие из которых: техно­логические свойства зерна, геометрические и кинематические параметры вальцов, удельная нагрузка на вальцы.

Рассмотрим некоторые основные факторы. Среди показате­лей технологических свойств наибольшее влияние оказывают прочность, твердость, стекловидность и влажность  зерновых  продуктов.  Установлено,  что  с  повышением влажности возрас­тает качество продуктов измельчения (их зольность снижает­ся) вследствие меньшей дробимости оболочек, однако при из­мельчении увлажненного зерна требуется затратить больше электроэнергии, чем при измельчении сухого зерна.

Важное значение имеют кинематические и геометрические параметры, главные из которых: межвальцовый зазор, уклон рифлей, взаиморасположение рифлей, плотность их нарезки, окружная и относительная скорость вальцов.

Величина межвальцового зазора при измельчении различ­ных продуктов колеблется в сравнительно широких пределах (от 0,05 до 2 мм). Зазор устанавливают в зависимости от не­обходимой степени измельчения зерна и его частиц. Увеличе­нием или уменьшением величины зазора можно изменить сте­пень измельчения продукта, которую оценивают извлечением.

Рифли на вальцах располагают не параллельно образую­щей вальца, а под некоторым углом, величину которого (уклон) принято измерять в процентах. Увеличение угла наклона риф­лей способствует повышению интенсивности измельчения. В за­висимости от характеристики поступающего в вальцовый ста­нок продукта и конкретной технологической задачи уклон вы­бирают в пределах 4...14%.

Благодаря тому, что вальцы работают в паре, можно осу­ществлять разные варианты взаимного расположения рифлей (рис.8.3): «острие по острию» (ос/ос), «спинка по спинке» (сп/сп), кроме того, могут быть промежуточные варианты ос/сп и сп/ос. Например, по варианту ос/ос грань острия рифли одного вальца в зоне измельчения взаимодействует через продукт с гранью острия рифли другого вальца. Интенсивность измель­чения при переходе от варианта ос/ос к варианту сп/сп убыва­ет, но при этом улучшается качество извлеченных продуктов.

Рис. 8.3. Варианты взаимного расположения рифлей на парноработающих вальцах:

а ‒ «острие по острию»; б ‒ «острие по спинке»; в ‒ «спинка по острию»;

г ‒ «спинка по спинке»; 1‒ острие; 2 ‒ спинка.

Плотность нарезки рифлей или число рифлей на 1 см окруж­ности вальца зависит от типа помола, крупности измельчаемых частиц. С уменьшением размера измельчаемых частиц плот­ность нарезки рифлей возрастает. Число рифлей в зависимости от решаемой технологической задачи принимают 4...12. На за­вершающем этапе размола продуктов в муку в современных технологических схемах предусматривают установку станков с вальцами, имеющими микрошероховатую поверхность. Следует отметить, что эффективность микрошероховатых вальцов по ко­личественным показателям ниже рифленых, однако качество извлекаемой муки при этом повышается, так как снижается сте­пень измельчения имеющихся оболочек и вероятность попада­ния их в муку уменьшается.

Производительность станка, степень измельчения и расход электроэнергии взаимосвязаны и определяются наряду с пере­численными факторами также окружными скоростями вальцов.

Увеличение окружных скоростей способствует повышению производительности станка при незначительном увеличении расхода электроэнергии. Отношение окружных скоростей валь­цов (К) также влияет на технологическую эффективность ра­боты станка: при увеличении отношения, с одной стороны, воз­растает степень измельчения, а с другой – ухудшается каче­ство продуктов измельчения, что указывает на более интенсив­ное измельчение оболочек. С увеличением этого отношения рас­ход электроэнергии возрастает. Значение К находится обычно в пределах от 1,0 до 3,0. Под удельной нагрузкой понимают количество продукта, поступившего на 1 см длины парноработающих вальцов в сут­ки [кг/(см∙сут)]. При уменьшении удельной нагрузки улучша­ется качество всех извлекаемых продуктов и муки, удельный расход электроэнергии снижается. Рекомендуемые средние удельные нагрузки на вальцовую линию соответ-ствующих ви­дов помола регламентированы в Правилах, и их соблюдение способствует получению муки с высокими качественными пока­зателями, ста-бильной работе оборудования размольного отде­ления мукомольного завода.

В результате многократного измельчения зерна в вальцо­вых станках для максимального выделения чистого эндоспер­ма остаются оболочечные частицы, которые могут содержать около 10...14% эндосперма. Отделение оставшейся части эндо­сперма дальнейшим измельчением в вальцовых станках нецеле­сообразно в связи с большими затратами электроэнергии, ин­тенсивным измельчением оболочек и др.

Для наиболее эффективного вымола остатков эндосперма из оболочек применяют специальные машины ударно-истирающе­го действия. Принцип действия машин заключается в интенсив­ном соударении и трении частиц между собой и о внутреннюю поверхность цилиндрического сита в результате воз-действия: на них вращающегося щеточного барабана (щеточные маши­ны) или бичевого барабана (бичевые машины). Отделившийся эндосперм, частицы которого меньше размера отверстий сита, просеивается и удаляется из машины.

Эффективность работы машин оценивают количественными и качественными показателями, из которых наибольшее значе­ние имеют  извлечение  эндосперма в виде муки и ее качество (зольность), степень вымола оболочек, определяемая по содер­жанию оставшегося в них крахмала. Так как крахмал содер­жится в основном в эндосперме, то его наличие в оболочечных частицах после машины позволяет судить о степени их вымола, т. е. отделения частиц эндосперма от оболочек.

Эффективность работы машины зависит от технологических свойств обрабатываемых продуктов (влажности, прочности обо­лочек и др.), параметров рабочих органов машины, нагрузки на машину. Например, выбирают такую нагрузку на машину, при которой достигают паспортной производительности машины и высокой эффективности вымола оболочечных частиц. Обеспе­чивают такую влажность оболочек, при которой они оставались бы достаточно вязкими и прочными и при вымоле не измельча­лись. Размеры отверстий сит цилиндра подбирают исходя из крупности обрабатываемых продуктов. При обработке крупных оболочечных продуктов рекомендовано применять сито с от­верстиями Ø 0,8...1,4 мм, мелких Ø 0,7...0,8 мм.

Просеивание (сортирование) продуктов измельчения. В ре­зультате измельчения образуется смесь продуктов, частицы ко­торой в значительной степени различаются своими размерами, качеством (добротностью), что существенно затрудняет их даль­нейшую обработку. Поэтому полученную смесь продуктов из­мельчения следует направить в машины для ее разделения на составные, более однородные части (фракции).

Процесс разделения исходной смеси на ситах на составные, более однородные фракции, называют просеиванием. Для этого применяют тканые сита, изготовленные из стальных (металли­ческих), капроновых или шелковых нитей, которые имеют от­верстия квадратной формы и различных размеров, т. е. каждое сито имеет свой номер. Так, номер металлотканного сита уста­навливают по размеру стороны отверстия: размер стороны 0,95 мм соответствует номеру сита № 095, если размер равен 2,5 мм, то номер сита № 2,5 и т. д. Номер капроновых сит оп­ределяют по числу отверстий, приходящихся на 1 см. Напри­мер, если сито № 35, то это означает, что на 1 см длины сита приходится 35 отверстий.

В мукомольном производстве при сортовых помолах пше­ницы, технологический процесс которых основан на получении крупочных продуктов, применяют классификацию промежуточ­ных продуктов измельчения по крупности. В соответствии с этой классификацией фракции продуктов, полученных при просеива­нии, подразделяют по крупности и качеству: на верхние сходовые продукты (наиболее крупная фракция); крупки – круп­ную, среднюю, мелкую; дунст — жесткий, мягкий; муку (самая мелкая фракция).

Крупность каждой из перечисленных самостоятельных фрак­ций устанав-ливают номерами двух сит: номер сита, проходом через которое продукт просеялся, и номер сита, с которого он ушел сходом. Например, крупная крупка может быть получена проходом металлотканного сита № 1 и сходом с сита № 056, мягкий дунст проходом капронового сита № 29 и сходом с си­та № 46.

С понятием крупности промежуточных продуктов связано представление о их качестве. Как правило, чем больше круп­ность продукта, тем больше содержится в нем оболочек и тем выше его зольность. Так, зольность крупной крупки составляет 0,9...2,0%, мелкой 0,6... 1,0%, мягкого дунста 0,50...0,80%. Если зольность продуктов укладывается в указанные пределы, то их обычно относят к продуктам первого качества и используют для выработки муки высшего и первого сортов. Если зольность пре­вышает, то их относят к продук-там второго качества. При про­стых обойных помолах продукты подразделяют на две фрак­ции — сход и муку.

Для сортирования измельченных про­дуктов по крупности в качестве основ­ных машин используют рассевы. По ис­полнению ситовых корпусов рассевы де­лят на пакетные и шкафные. В рассе­вах пакетного типа сита натягивают на плоские деревян-ные рамы и укладыва­ют друг на друга. В рассевах шкафного типа ситовые рамы выдвижные. Про­дукт на горизонтально расположенных плоских ситах, совершающих круговое поступательное движение, проходя по ситовым рамам сверху вниз, постепенно разделяется на фракции.

Учитывая, что на различных этапах и системах технологического процесса набор промежуточных продуктов неоди­наков, для их просеивания выпускают рассевы с различными технологически­ми схемами, которые представляют со­бой определенную последовательность движения сортируемых продуктов по си­там. Обычно их изображают условно с указанием группировки сит по номерам, числа сит в каждой группе и получаемых в результате  просеивания сходов и про­ходов.

Каждая группа сит выполняет заданную технологическую задачу и разделяет исходную смесь поступившего продукта на две фракции — сходовую и проходовую, одну из которых выво­дят из машины, а другую направляют на последующую группу сит для дальнейшего сортирования (рис.8.4). Движение про­дукта в каждой группе сит также неодинаково. Оно может быть параллельным, последовательным или комбинированным, наибо­лее распространенным в рассевах.

Наибольшее применение получили рассевы шкафного типа (рис. 8.5), изготавливаемые по четырем технологическим схемам (схемы № 1, 2, 3 и 4).

Схема № 4 рекомендуется для муко­мольных заводов обойного помола пшеницы и ржи, схему № 2 используют при сложных помолах ржи и т. д.

Эффективность сортирования в рассеве обычно оценивают: удельной нагрузкой – коли-чеством исходной смеси, поступаю­щей в машину в единицу времени [кг/(сут∙м²)] коэффициентом недосева – относительным содержанием мелких, проходовых фракций в сходе с сита; коэффициентом извлечения – отноше­нием количества просеянного продукта к количеству той же фракции продукта, содержащейся в исходной смеси.

Эффективность работы рассевов в целом характеризуется удельной нагрузкой, равной отношению суточной производи­тельности завода к общей просеивающей поверхности рассевов. По просеивающей поверхности рассевов определяют производ­ственную мощность мукомольного завода.

Эффективность рассортирования исходного продукта на фракции в значительной степени зависит от гранулометрическо­го состава исходной смеси и ее физико-механических свойств, удельной нагрузки, размеров отверстий сит, способа очистки сит и ряда других факторов.

От правильной организации и соблюдения установленных режимов работы просеивающих машин во многом зависят ко­нечные результаты.

Выделенные при сортовых помолах пшеницы в результате сортирования в рассевах самостоятельные фракции продуктов достаточно однородны по геометрическим размерам, но в то же время отдельные частицы неоднородны по содержанию эндо­сперма – по добротности (качеству). Среди них встречаются как свободные частицы эндосперма и оболочек, так и сросшие­ся. Так как свободные частицы эндосперма и оболочек значи­тельно различаются по аэродинамическим свойствам и плотно­сти, то они могут быть сравнительно легко разделимы по дан­ным признакам.

Напечатать