Повышение эффективности подготовки зерна к переработке в муку и крупу

14.02.2014

Каждое предприятие проводит операции по приемке, обработке, хранению и отпуску зерна на переработку. Зерно, поступающее на заготовительные предприятия, содержит семена сорных растений, зерен других культур, органических и минеральных примесей, поврежденных, испорченных и др. Наличие в зерне этих примесей ухудшает его качество. Поэтому одно из важных условий, как обеспечения количественно-качественной сохранности зерна, так и улучшения качества и выхода готовой продукции является эффективная его очистка.

Важное значение имеет очистка зерна, которую проводят частично в сельском хозяйстве и частично в элеваторной промышленности. Наибольшее внимание на заготовительных предприятиях уделяется очистке зерна от трудноотделимых примесей. Цель очистки зерна — обеспечить требуемое качество зерна, а следовательно, качество муки и крупы. Однако, существующие «сухие» способы очистки зерна не позволяют довести его до требуемых показателей качества, как на заготовительных предприятиях, так и в подготовительных отделениях мельницы и крупоцеха. Для заготовительных предприятий это имеет такое же важное значение, как и для перерабатывающих предприятий. Заготовительные предприятия несут существенные экономические потери при отпуске зерна потребителю с некондиционными показателями. Происходят наиболее существенные экономические потери при обработке зерна гречихи, проса, пшеницы и др. Практически не удаляются из зерна гречихи на существующем в промышленности оборудовании: дикая редька, испорченные зерна, семена сорных трав, песок, частицы земли, микроорганизмы, частично выделяются рудяк, пшеница, рожь, овес, семена подсолнечника и др. Для зерна проса наиболее важным, наряду с трудноотделимыми, является выделение вредных примесей (головня, спорынья, вязель разноцветный, горчак, софора и др.), что позволяет использовать такое просо на пищевые цели. Для зерна пшеницы, наряду с выделением минеральной, органической примеси, имеет важное значение удаление головни, спорыньи, картофельной и сенной палочки, которые не позволяют вырабатывать муку с нормальными показателями клейковины.

При приемке важное значение имеет формирование партий зерна по показателям качества (влажность, сорная примесь, однородность и выравненность, фракционный состав и др.). В процессе хранения и обработки зерна его показатели могут быть существенно улучшены, что позволит повысить отпускные цены зерна. Решение этой проблемы возможно только при разработке новых видов технологического оборудования, обеспечивающих выделение трудноотделимых и вредных примесей. Анализ вариационных рядов и полигонов распределения по длине, ширине и скорости витания зерна гречихи, плодов дикой редьки, испорченных зерен, полевого горошка, трехраздельной амброзии и др. показывает, что по каждому отдельно взятому показателю они не могут быть полностью разделены. Однако по плотности они могут быть разделены, так как плотность гречихи составляет 1110 - 1200 кг/м³, плотность дикой редьки 0.75 - 0.88 кг/м³ и плотность испорченных зерен 0.89 - 0.94 кг/м³.

О целесообразности разделения зерновой смеси в водной среде указывается в ряде работ (1-З). С этой целью разработана новая универсальная конструкция моечной машины для гидросепарирования зерна крупяных культур и пшеницы (4). Исходя из теоретических предпосылок следует, что эффективность разделения в гидравлическом классификаторе зависит от времени нахождения разделяемой смеси в водной среде. Известные конструкции моечных машин Ж9-БМА, Ж9-БМБ, ЗКМ-60 и др. не позволяют осуществлять гидросепарирование зерна крупяных культур и предназначены для мойки только пшеницы.

В моечной машине выделение примесей осуществляется в процессе движения зерна, т.е. без разрыва между транспортированием и технологической операцией. Поэтому следствием выдвинутой нами гипотезы является то, что размеры сепарирующего органа сплавной камеры, ее конструктивные особенности и длина, представляют собой один из основных факторов, определяющих эффект разделения зерновой смеси в процессе гидросепарирования. Кроме этого, на эффект разделения могут влиять технологические показатели: исходная влажность, содержание сорной примеси, нагрузка на машину, а также гидродинамические параметры. Особенностью конструкции предлагаемой моечной машины являются две последовательно работающие сплавные камеры, специальная система водораспределения, обеспечивающая использования отрицательного эффекта флотации для выделения трудноотделимой примеси (дикой редьки, испорченных зерен, пшеницы, ячменя, овса, овсюга и др.) В известных конструкциях моечных машин физический эффект флотации приводит к попаданию нормального зерна в отходы, в данном случае на предлагаемой конструкции моечной машины эффект флотации играет положительную роль. Применение предлагаемой конструкции моечной машины позволяет выделить не только трудноотделимую примесь, но, в случае использования последующей операции подсушивания, стабилизировать зерно по влажности, что имеет важное значение при отпуске такого зерна зерноперерабатывающим предприятиям. На тех предприятиях, которые обеспечены котельной, экономически целесообразно производить подсушивание зерна после моечной машины на паровой сушилке с комбинированным кондуктивно-конвективным способом сушки, что обеспечивает не только управляемость параметрами и равномерность сушки, но способствует улучшению технологических свойств зерна и потребительских достоинств готовой продукции.

Использование новой конструкции моечной машины на Бугульминском комбинате хлебопродуктов (Татарстан) при гидросепарировании зерна гречихи с содержанием сорной примеси 5.2 - 5.8% и исходной влажностью 13.5 - 14.0% позволило достигнуть следующих результатов, при этом общее количество отходов составляло 3.5 - 5.0% от общей массы, поступающей на переработку (см. табл.1, где данные приводятся для зерна гречихи, гидросепарирование которой является по ее морфологическим особенностям, наиболее сложным по сравнению с зерном других крупяных культур).

Нерешенной проблемой на существующих предприятиях является очистка зерна «сухими» способами от трудноотделимой примеси в подготовительном отделении. Анализ показывает, что в зерноочистительном отделении крупоцеха выделение сорной примеси (нормированное исходное содержание сорной примеси до 3.0%) достигает 0.5 - 0.9%, что не обеспечивает получение качественной крупы по этому показателю, например, не позволяет производить отбор пшена высшего сорта. Как указывалось ранее, существующее оборудование не обеспечивает выделение испорченных зерен, что приводит к большим экономическим потерям. Так, при переработке, согласно «Правил...», гречихи с содержанием испорченных зерен более 0.7% норма отбора ядрицы первого сорта не устанавливается.

Для решения указанной проблемы предлагается использовать новую конструкцию моечной машины, которая была установлена на гречезаводе Трикратского комбината хлебопродуктов и показала высокую эффективность очистки зерна от примесей, в том числе и от трудноотделимой, что позволяет вырабатывать ядрицу 1 сорта с содержанием сорной примеси 0.02 - 0.03%, при этом минеральная примесь отсутствует. Приемочные испытания моечной машины на Миргородской машиноиспытательной государственной станции (МИС) дали следующие результаты (см. табл. 2).

Анализ данных, представленных в табл.2, показывает, что общая технологическая эффективность очистки составляет 88.0%, в числе испорченных зерен — 65%, минеральной примеси — 75%, степень увлажнения зерна — 4%, количество битого и шелушенного зерна — 0.8%, расход воды 0.45 - 0.55 л на 1 кг зерна при производительности машины 4.0 т/ч. Отработанная вода после моечной машины сбрасывается в канализацию после очистки на специальном тонкослойном отстойнике. Возможно снижение указанного расхода воды на 70.0% в случае использования аэротенка и рециркуляции отработанной воды по специальной схеме.

Следует также учесть, что увлажнение зерна и последующее его подсушивание являются начальными стадиями операций воднотепловой обработки зерна, которые обеспечивают улучшение технологических свойств зерна и, в конечном итоге, увеличение выхода крупы и улучшение ее потребительских достоинств.

Выводы:

• На основании проведенных приемочных испытаний Миргородская МИС рекомендует данную конструкцию моечной машины для серийного производства;
• Эксплуатация в производственных условиях показывает, что моечную машину целесообразно устанавливать на заготовительных предприятиях, а также крупоцехах и мельницах для выделения трудноотделимых примесей, головни, спорыни, картофельной и сенной палочек и др. с проведением подсушивания зерна до заданной влажности на паровых сушилках с комбинированным кондуктивно-конвективным способом сушки.

Показатели технологической эффективности выделения сорной примеси при гидросепарировании на моечной машине зерна гречихи (качество зерновой массы и отходов, %):

Таблица 1

Наименование показателей	Исходное зерно	После гидросепарирования	Отходы I и II категории
1. Влажность	13.80	19.20	20.10
2. Битых	0.50	0.20	12.00
3. Ошелушенных	2.40	1.10	—
4. Семян дикой редьки	0.14	0.04	—
5. Овсюг/овес	0.10	—	—
6. Плоская гречиха	—	—	—
7. Семечки подсолнуха	0.10	—	—
8. Рудяк	0.90	0.20	33.60
9. Крылатая гречиха	—	—	—
10. Четырехгранная гречиха	0.20	—	—
11. Семена сорных трав	—	—	32.40
12. Испорченные зерна	0.21	0.16	0.05
13. Пшеница	0.69	0.21	0.05
14. Органическая примесь	0.50	0.10	—
15. Проход сита ф 3	1.00	—	—
16. Светлоокр.	—	—	—
17. Минеральная примесь	0.04	—	—
18. Нормальное зерно	93.22	98.14	—
19. Нормальное зерно в отходах	—	—	22.00
Всего:	100	100	100

Количественно-качественные показатели технологического процесса работы моечной машины по результатам приемочных испытаний Миргородской МИС

Таблица 2

Показатели качества зерна	До машины						После машины						Отходы						Эффект. очистки, %
№	1	2	3	4	5	Сред. знач.	1	2	3	4	5	Сред. знач.	1	2	3	4	5	Сред.знач.
Производи- тельность, кг/год						4000						3962						38
Влажность, %	14.20	14.40	14.50	14.20	14.30	14.30	18.20	18.40	18.50	18.20	18.30	18.30	21.70	22.20	22.10	21.60	21.80	21.90	+ 4.0
Качественное зерно, %	97.14	98.04	97.66	97.84	98.18	97.77	98.40	98.52	98.48	98.54	98.60	98.51	52.16	52.94	49.24	52.60	54.10	52.48	+ 0.7
Качественное ядро, %	0.44	0.22	0.40	0.34	0.28	0.34	0.60	0.68	0.64	0.56	0.72	0.64	2.32	2.44	2.58	2.60	2.44	2.21	+ 0.3
Битое ядро, %	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.54	0.62	0.42	0.60	0.32	0.50	1.48	1.80	1.54	1.74	1.34	1.58	+ 0.5
Сорная примесь, %	2.28	1.64	1.82	1.72	1.40	1.77	0.42	0.16	0.42	0.28	0.34	0.32	43.72	42.34	46.14	42.66	41.72	43.31	82
В т.ч. рудяк, %	1.90	1.34	1.36	1.34	1.04	1.39	0.40	0.10	0.32	0.24	0.30	0.27	35.60	34.02	37.10	32.34	32.80	34.37	81
Легкая и органическая примесь, %	0.16	0.16	0.20	0.14	0.18	0.17	0.02	0.04	0.00	0.04	0.00	0.02	6.52	6.88	7.28	8.60	7.04	7.26	88
Проход через сито ф 3.0 мм., %	0.22	0.14	0.26	0.24	0.18	0.21	0.00	0.02	0.10	0.00	0.04	0.03	1.60	1.44	1.76	1.72	1.88	1.68	86
Минеральная примесь, %	0.14	0.10	0.12	0.10	0.14	0.12	0.04	0.02	0.04	0.02	0.02	0.03	0.32	0.487	0.50	0.40	0.40	0.42	75
Содержание сорной примеси, %	3.76

Литература

1. Фролова М. В. Исследование и разработка способов очистки зерна гречихи от трудноотделимых примесей Авто-реферат диссертации к.т.н. — М.: 1970, с.23
2. Каминский В. Д., Захаревский С. Б. и др. Производство гречневой крупы с использованием моечных машин — М.: «Механизация и электрификация сельского хозяйства» 1989, с.52-53
3. Каминский В. Д. Статическая характеристика водно-тепловой обработки гречихи «Известия вузов. Пищевая технология» № 4, 1989 с.50-52
4. Камінський В. Д. Мийна машина зерна Камінського В. Д. Патент України № 2505, 1989 р.

Источник: «Хранение и переработка зерна» № 4, 2001 г.