Остапчук М.В., Рибак А.І. Системи технологій (за видами діяльності)

Подождите немного. Документ загружается.

виготовлення крупів

Переробляєме зерно Нормативна

потужність, кВт/т

Витрати, кВт.год/

Просо 0,7 17

Гречка 1,8 43

Овес: в крупу

у пластівці

2,3

2,9

Горох 1,8 43

Кукурудза 3,0 100

Рис 1,8 43

Пшениця 4,2 43

Ячмінь: у перлову крупу

у ячневу крупу

5,0

1,7

120

Норми виходу продукції та хімічний склад крупів наведено в табл. 19.3, 19.4

та 19.5.

711

Таблиця 19.3

Норми виходу продукції та відходів при переробці вівса

Асортимент продукції та вихід , %

Продукти

переробкй

Недробленої Недробленої та

сплющеної

Недробленої

сплющеної

та пластівців

Недоробленої

та пластівців

Пластівців із

кукурудзи

Толокно

Крупа

недроблена:

вищого сорту

першого сорту

15,0

30,5

10,0

19,5

10,0

19,0

10,0

29,5

Крупа плющена:

вищого сорту

першого сорту

5,5

10,0

Пластівці - - - 5,5 95,5 -

Толокно - - - - 52,0

Всього 45,5 45,0 45,0 95,5 52,0

Відходи

Дробина кормова 4 ,5 4, 5 4 ,0 4, 5 2, 5

Мучка 11,0 11,0 11,5 11,5 1,5 9,5

Луска, відходи III

категорії,

механічні нтрати 27, 7 27 ,7 26 ,7 27, 7 0 ,1 2, 7

Мілкий овес та

відходи I та II

категорій 7 ,8 7, 8 8, 3 7, 8 - 6, 3

Усушка 3,5 3,5 5,5 3,5 0,4 5,5

Всього 100 100 100 100 100 100

Таблиця 19.4

Хімічний склад крупів

Крупа Білки Жири Вуглеводи Клітковина

Загальні

речовини

Гречана 14.8 3.0 65 - 2.1

Пшенична 13.5 1.7 70.2 2.0 2.1

Кукурудзяна 10.7 0.5 68.9 0.3 0.42

Ячмінна 10.6 1.4 85.6 1.2 1.2

Вівсяна 15.9 8.3 63.0 1.8 2.3

Пшоно 13.9 2.9 80.9 0.9 1.3

Горох 26.6 2.8 62.3 5.5 2.8

19.3. Підготовка зерна для переробки в крупи

Одна із важливих задач при підготовці круп'яних культур -це очищення зерна

від домішок, його гідротермічна обробка і розподіл зерна на фракції. Від

ефективності підготовки залежать вихід і якість крупи, техніко-економічні

показники роботи заводу.

Враховуючи різницю технологічних властивостей і вміст у зерновій масі

домішок, кожну культуру підготовляють за індивідуальною технологічною

схемою. Але існують і деякі загальні принципи побудови

технологічнихпроцесів підготовки зерна різних культур. Принципову

технологічну схему підготовки зерна круп'яних культур до лущення наведено

на рис. 19.1.

Очищення зерна від домішок. Зерно, яке направляється до зер-

ноочищувальної дільниці круп'яного заводу, повинно відповідати

встановленим нормам якості. Для цього його попередньо очищають (при

підвищеній вологості) і формують великі партії зерна. Необхідно забезпечити

формування партій, однорідних за якісними технологічними і круп'яними

властивостями.

Основні вимоги при очищенні зерна в зерноочисному відділенні круп'яного

заводу полягають у максимальному відокремленні сміттєвих домішок

застосуванням аналогічних машин, які використовуються для цих операцій

на млинах (сепараторів, трерів, аспіраційних колонок та ін.).

У відповідності з принциповою схемою очищення, що зображена на рис.

19.1, схема складається із: 1 — бункери; 2 — автоматичні ваги; 3 —

повітряно-ситові сепаратори; 4 — магнітні сепаратори; 5 —

камепевідокремлююча машина; 6 — - трієри, 7 — аспіратор.

713

Рис. 19.1. Схема очищення зерна на крупозавод!: 1 — бункер; 2 —

автоматичні ваги; 3 — сито-повітряні сепаратори; 4 — магнітний

сепаратор; 5 — каменевідокремлююча машина; 6 — трієри; 7 — аспіратор.

Попередньо очищене зерно на елеваторі направляють до бункерів, що

розташовані в зерноочисному відділенні. Місткість бункерів приймають з

розрахунку добової потужності заводу, збільшеної на (10...20)% для

забезпечення його безперервної роботи. До початку очищення зерно

зважують на автоматичних вагах. Перед тим, як направити зерно до

лущильної дільниці, його також зважують для урахування кількості зерна,

яке надійшло до круп'яног о заводу і контролю за ритмічною роботою

зерноочисної та лущильної дільниць.

714

Таблиця 19.5.

Фізичні властивості основних продуктів лущення при вологості (12-14,5)%

Культура Продукт Об 'ємна

маса, кг/м

Густина,

кг/см

Маса 1000

зерен, г

Коефіціценти тертя Зважена

швидкість

повітря,

м/с

нутрішнй покою ковзання

Рис Зерно лущене

(ядро)

Зерно

нелущене

730

490

1,41

1,20

21,3-25,1

25,1-30,2

0,61-0,71

0,66-0,74

0,40

0,50

3,35-0,39

0,31-0,44

12,2-13,8

8,5-11,2

Овес Зерно лущене

(ядро)

Зерно

нелущене

720

500

1,42

1,32

22-25

25,8-31,2

0,64-0,72

0,61-0,70

0,44

0,53

0,38-0,44

0,40-0,45

8,1-9,1

8.5-9,8

Гречка Зерно лущене

(ядриця)

Зерно

нелущене

790

610

1,35

1,14

15,5

18,4

0,58-0,72

0,58-0,64

0,41

0,38

0,36-0,43

0,30-0,40

6,8-7,2

7,5-7,9

715

Основне очищення зерна проводять повітряно-ситовими сепараторами. Для

відокремлення основної маси домішок звичайно Застосовують (2...3) системи

послідовного пропуску зерна через сепаратори. На першій системі

відбирають великі, мілкі та легкі домішки. В сепараторах проводять

подальше очищення зерна і відсіюють разом з мілкими домішками мілке

зерно. Для відбору мілкого, недорозвинутого і найбільш засміченого зерна, а

також для сортування зерна на фракції, можуть бути використані розсіви.

Одержані фракції відрізняються не тільки геометричними розмірами, але і

складом домішок, фізично-механічними властивостями: натурою, масою

1000 зерен, густиною та ін. Це дозволяє в подальшому вести роздільну

підготовку фракцій зерна із застосуванням оптимальних для кожної фракції

режимів обробки.

В сепараторних машинах розмір і форма отворів сит залежать від розмірів

зерна, особливостей найбільш характерних домішок, які містяться в зерновій

масі. Сита з круглими отворами встановлюють при очищенні зерна округлої

форми — рису, проса, гороха, кукурудзи; з довгастими отворами — для зерна

подовженої форми — вівсу, ячменю, пшениці, з отворами трикутної форми

— для гречки. Сепаратори повинні забезпечувати повне відокремлення

крупних домішок, мілких та легких — на 90%.

При підготовці зерна деяких культур застосовують трієри, ку-колевідбірні

машини для очищення вівса, ячменю, пшениці і вівсюговідбірні — для

гречки, пшениці. Для проса, гороху, кукурудзи і рису трієри не застосовують.

Куколевідбірні машини повинні забезпечувати відокремлення не менш 90%

коротких домішок, а вівсюговідбірні — не менше 80% довгих. Зерно очи-

щують від мінеральних домішок на каменевідбірних машинах. їх

встановлюють перед трієрами, оскільки відбір мінеральних домішок із зерна

зменшує зношення і збільшує термін роботи триєрів.

Каменевідокремлювальні машини не використовують при переробці вівса і

гороху.

На круп'яних заводах, які переробляють ячмінь, пшеницю, застосовують

очищення поверхні зерна в оббивних машинах (попереднє лущення). Замість

оббивних машин використовують також лущильно-шліфувальні машини

типу ЗШН, які мають кращу ефективність обробки поверхні зерна при

меншому його подрібненні. В зерні, яке надходить до лущильної дільниці,

вміст домішок після очищення не повинен перевищувати встановлен-них

норм.

716

Відходи, що одержані в результаті інтенсивного очищення зернової маси,

контролюють для відбирання з них повноцінного зерна, з якого виробляють

потім крупи. Відбирання і переробка такого зерна збільшують вихід крупів.

Відходи, так само як і на млинах, в залежності від вмісту в них доброякісного

зерна розділяють на три категорії. Відходи контролюють на тих самих

машинах, що і на млинах.

Гідротермічна обробка зерна. Гідротермічну обробку (ГТО) застосовують

при підготовці гречки, вівса, гороху, пшениці, кукурудзи. Це дозволяє

змінити технологічні властивості круп'яного зерна, тобто підвищити міцність

ядер, знизити міцність оболонки, зменшити подрібнення ядра при лущенні та

шліфуванні, краще відокремити оболонки і зародок. Біохімічні зміни, які

проходять в зерні під час ГТО, підвищують поживні властивості крупів.

В залежності від виду зерна і асортименту виробляємих крупів застосовують

різні методи ГТО. Для пшениці і кукурудзи використовують методи

холодного кондиціонування, а для гречки, вівса, гороху — гаряче. Перший

метод ГТО застосовують при переробці пшениці і кукурудзи в подрібнену

крупу різних номерів, в яких оболонки міцно зрослися з ядром. Зерно

звичайно зволожують водою з температурою близько 40 °С, потім проводять

непротяжне відволожування протягом 0,5...3,0 год. В цей час волога

проникає в основному в периферійні шпар и ендоспер-ма. Підвищена

вологість оболонок сприяє кращому їх відокремленню, міцність ядра при

цьому практично не знижується. Для зволоження зерна використовують тіж

апарати, що і на млинах.

При другому методі ГТО зерно пропарюють в горизонтальних шнекових

пропарювачах безперервної дії, в апаратах періодичної дії протягом

(1,5. ..8,0) хв. Обробка зерна парою приводить до швидкого зволоження і

прогріву зерна, що підвищує опір зерна руйнуванню, послаблює зв'язок

оболонок з ядром. Після пропарювання зерно сушать, внаслідок чого значно

знижується міцність оболонок, вони легше піддаються подрібненню і легше

відокремлюються.

Закінчують процес ГТО охолодженням зерна, яке сприяє додатковому

зневодженню оболонок і їх відокремленню. Для охолодження застосовують

аспіраційні колонки, аспіратори, а для сильно підігрітого зерна

використовують охолоджуючі колонки.

Після ГТО зерно надходить до лущильної дільниці заводу. ГТО підвищує

коефіцієнт лущення, збільшує вихід крупів, як

717

наслідок, зростає продуктивність підприємства, зменшуються витрати

електроенергії, тощо.

19.4. Загальні принципи переробки зерна в крупи

Різноманітність вадів зернових культур і широкий асортимент крупів, які з

них виробляють, визначають об'єм і складність технологічних процесів у

лущильному відділені круп'яного заводу, вибір необхідного устаткування.

Але, не дивлячись на особливості переробки окремих видів круп'яного зерна,

в основу побудови технологічних схем покладено ряд загальних принципів.

На схемі (рис. 19.2) показано операції, які беруть участь в процесі

вироблення крупів з цілого ядра та подрібнених крупів. Як видно із схеми, в

лущильному відділені виконують основні технологічні операції: сортування

підготовленного до переробки зерна за величиною, лущення, сортування

продуктів лущення, подрібнення (різання) ядра, шліфування і полірування

ядра, сортування і контроль крупів і побічних продуктів.

Сортування зерна перед лущенням на фракції за розмірами підвищує

ефективність лущення. Чим краще розсортоване зерно за розмірами, тим

вища ефективність роботи лущильних машин. Лущення несортованих на

окремі фракції сумішей при однаковому зазорі між робочими органами

лущильних машин приводить до подрібнення ядер великих зерен і знижує

ефективність відокремлення оболонок при обробці мілких зерен. В першому

випадку зростає вихід подрібненого ядра, мучки, тобто вихід цілої крупи

знижується. В другому випадку знижується кількість нелу-щених зерен, які

необхідно повертати на повторне лущення. Сортування на фракції сприяє

кращому розподілу продуктів лущення і відокремленню чистого ядра. Число

фракцій залежить від характеру і форми робочої зони лущильних машин і

умов сортування продуктів лущення. Як правило, зерно поділяють на дві

фракції — велику і малу — для наступної їх роздільної переробки. Найбільш

точного сортування перед лущенням потребує зерно гречки, яке поділяють

на шість фракцій. Якщо просо лущать в вальцедекових станках, у яких

робоча зона має клиноподібну форму, а поверхня деки — гумова, то можна

не сортувати його на фракції.

Зерно на фракції поділяють із застосуванням розсівів, крупо-сортувальних

машин, в яких установлюють сита з круглими чи

718

Рис. 19.2. Функціональна схема лущильного відділення крупозаводу

довгастими отворами різних розмірів в залежності від необхідного числа

фракцій і їх величин. При сортуванні зерна на п фракцій необхідно залежно

від схеми сортування, встановити в машинах п-1 різних сит.

Лущення зерна — основна технологічна операція при виробництві крупів,

найбільш енергоємна, значно впливає на всі останні техніко-економічні

показники виробництва.

При лущенні відокремлюють незасвоюємі організмом людини квіткові

оболонки рису, проса, вівса, ячменю, плодові оболонки гречки, пшениці,

кукурудзи і сім'яні оболонки гороху. Ці культури відрізняються між собою

анатомічною будовою зерна, що визначає спосіб їх лущення, при виборі

якого враховують

719

міцність зв'язку оболонок з ядром, міцність самого ядра, форму зерна і вид

виробляємих крупів (з цілого ядра чи подрібненого).

Використовують п'ять основних видів лущильних машин: валь-цедекові

верстати, верстати з обгумованими валиками, лущильні постави, лущильні

машини з абразивними дисками і оббивні машини. Кожна з них придатна для

лущення однієї чи двох визначених зернових культур і не здатна для інших.

Принцип дії машин можна звести до ггрьох основних способів дії їх робочих

органів на зерно під час лущення: лущення зтисненням і зсувом, лущення

багаторазовим биттям, лущення тертям абразивною поверхнею.

При лущенні зерна стисненням та зсувом на зерно діють двома робочими

поверхнями, відстань між якими менша за розмір зерна. Його застосовують

для лущення такого зерна, оболонки в якого не зрощені з ядром.

Використовують три основні машини: вальцедекові станки (для проса і

гречки), лущильні постави (для рису і вівса), лущителі з обгумовленими

валиками (для рису і проса).

В вальцедековому верстати проходить відокремлення квіткових оболонок

при дії на них двох робочих поверхонь, одна з яких — обертальний валець, а

друга — нерухома дека, що набрана з гумотканевих дисків або піщана. В

лущильниках з обгумовленими валиками зерно проходить між валиками, які

обертаються з різними швидкостями назустріч один одному,піддаються їх

дії. В лущильному поставі зерно обробляється між двома дисками, що

розташовані в горизонтальній площині, поверхня яких покрита образивним

матеріалом. Верхній диск нерухомий, а нижній — обертається.

Лущення зерна багаторазовим биттям застосовують для зернових культур з

міцним зв'язком ядра з оболонками (ячмінь, пшениця, овес). Для цього

використовують оббивні машини з обертаючими билами (бичами) і

нерухомими стальними чи абразивними поверхнями, що й на млинах. Ці

машини не здатні для лущення зерна круп'яних культур, в яких крихке ядро

(рис, гречка). На круп'яних заводах оббивні машини іноді застосовують

разом з іншими лущильними машинами. Наприклад, при обробці вівса на

первинному лущенні використовують оббивну машину, а частину зерна

обробляють повторно на лущильних поставах. Недолік використання

оббивних машин при лущенні — підвищений вихід подрібненого зерна в

результаті інтенсивної дії на продукт.

720

Лущення зерна тертям на абразивній поверхні використовують практично

для зерна, оболонки якого міцно зрослись з ядром (ячмінь, пшениця, горох і

кукурудза). Застосовують лущильно-шліфувальні машини А1-ЗШН-З. Зерно,

яке підлягає обробці, надходить до простору між абразивними кругами, що

обертаються і нерухомим перфорованим циліндром. Завдяки інтенсив-

номутертю при просуванні зерна в робочій зоні проходить відокремлення

оболонок. Машини такого типу застосовують також для шліфування та

полірування ядра.

Ефективність процесу лущення зерна при виробленні крупів оцінюють двома

показниками: коефіцієнтом лущення і коефіцієнтом цілісності ядра.

Коефіцієнт лущення характеризує процес кількісно і дозволяє визначити

кількість лущенних і недо-лущенних зерен (%). Коефіцієнт цілісності ядра

дозволяє оцінити процес лущення якісно і показує вихід цінного ядра по

відношенню до сумарної його кількості (ядро + подрібнене ядро +мучка),

одержаного в певній машині. Коефіцієнт цілісності ядра характеризує якість

лущення: чим вище вихід цілого ядра, тим краще проведено лущення..

З технологічних властивостей зерна найбільш важливі структурно-механічні

(міцність ядра, міцність зв'язків оболонок з ядром, тощо), величина

вирівняності і вологості зерна.

При однаковому коефіцієнті цільності ядра, приблизно рівному 95%

коефіцієнт лущення може бути для вівса (90...95)%, для рису (85...90)%, для

гречки (50. ..60)%. Зі збільшенням коефіцієнта лущення збільшується вихід

подрібненого ядра та мучки. Класифікація методів лущення зерна наведена

на рис. 19.3.

Сортування продуктів лущення. В результаті лущення ядра одержують різні

за якістю і харчовою цінністю продукти: ядро, нелущене зерно, подрібнені

частини ядра, мучку, лушпиння т.і. Ядро (лущене ядро) — найбільш цінний

продукт, який після відповідної додаткової обробки стає крупою. Нелущене

зерно — із невідокремленими оболонками направляють на додаткове по-

вторне лущення для одержання з нього ядра.

Дві частинки подрібненого ядра за розмірами менші встановлених

стандартом для цілої крупи. Якщо його одержують в процесі переробки рису,

гречки, гороху, то після додаткової обробки використовують як харчовий

продукт.

Подрібнене ядро, що одержане в процесі переробки проса і вівса,

використовують як цінний кормовий продукт. Мучка теж

721

Найменування Гречка Просо Рис Овес Ячмінь Горох

Форма зв'зку

зовнішніх обол

онок (плівок) з

ядром

Всі три

пелюстки

плодової

оболонки

вільно охопл

юють ядро і

з'єднані з

ним тільки в

одній точці

Квіткові

плівки

вільно охопл

юють ядро і

з'єднані з

ним в о

дному місці-

рубчику

Квіткові

плівки охопл

юють ядро,

але з ним не

зрощені

Квіткові

плівки

щільно

охопл юють

ядро, але з

ним не

зрощені

Квіткові Сім'яні

оболонки плівки

щільно щільно прим

кнуті з'єднані з до

ядра по всій

плодовими його

поверхні оболонками

по всій

Необро блене я

дро (w=14%)

Крихке Некрихке Крихке Еласти чне При ударі і стиску

Міцне

розколюється на

сім'ядолі

Схема робочих

органів машин,

що вик ористо-

вуються для

лущення зерна

Способи дії на

зерно і види

переважних

деформацій

Недовгочасні стискання і

Зсув, що викликають

розмикання і

зісклоблювання плівок

Стиск, зсув і

тертя, що

викликає

лущення

Удар об бичі

і абразивну

поверхню і

супутні

фрикційні

дії, що призв

одять до

лущення і

зісклоблюва

ння

оболонок

Довгочасне тертя об

абразивну і тертьову

поверхні, що

призводить до

зісклоблювання

оболонок

Рис. 19.3. Класифікація методів лущення

цінний кормовий продукт. Лушпиння використовують і як кормовий

продукт, так і для технічних потреб.

При сортуванні продуктів лущення відокремлюють мучку, відсівають

лушпиння, відокремлюють ядро від недолущених зерен.

Подрібнене ядро і мучку відокремлюють сортуванням на просівних машинах

— розсівах, крупосортувалках. Лушпиння відсіюють в аспіраційних

колонках, аспіраторах. Таким чином, застосовуючи послідовно сортуючі

машини і повітряні сепаратори, можна відокремити подрібнене ядро, мучку і

лушпиння без особливих складнощів. Найбільш складно розділити основні

продукти лущення — полущені і неполущені зерна через незначну різницю

їх фізичних властивостей.

Для цього застосовують методи відбору ядра (круповідо-кремлення) з

використанням різниці розмірів, густини, стану поверхні у лущеного зерна.

Ддро відбирають у просіюючих машинах (падді-машинах,

круповідокремлюючі А1-БКО). В просіюючих машинах відбирають ядро при

сортуванні, наприклад, гречки на ситах з круглими отворами. Розмір ядра і

нелущеного зерна різні, що дозволяє розділити їх на ситах. В трієрах

використовують принцип розділу за довжиною. Найбільша різниця в довжині

цілих нелущених зерен і ядер характерна для вівса, трішки менша для рису.

Для цього застосовують дискові трієри з ки-шеньковоподібними чарунками

(комірками, ланками) розміром 9x9 мм і глибиною 4,0 мм. Ядро подають в

чарунки при обертанні дисків і виводять з машини через вихідний патрубок.

У відокремлюючих машинах суміш лущеного і нелущеного зерна розділяють

на основному робочому органі — сортувальному столі. Дно цього столу

уявляє собою плоский металевий (стальний) лист, на поверхні якого

виштамповані заглиблення (комірки, чарунки), глибиною 1 мм, розмірами

5x5 мм. Чарунки обернені випуклою стороною назовні. Внаслідок різниці ко-

ефіцієнтів тертя і густини лущеного і нелущеного зерна, завдяки коливанням

столу, а також відповідному куту його нахилу і профілю чарунок

відбувається ефективний розподіл суміші зерна.

Шліфування і полірування ядра. Після лущення на поверхні зерна

залишаються частки оболонок, які містять клітковину, що не засвоюється

організмом людини, частково алейроновий шар і зародок. Відокремлення в

результаті шліфування оболонок і алейронового шару сприяє покращенню

зовнішнього виду крупів, підвищенню їх поживної цінності, покращує

кулінарні власти-

723

вості, знижує тривалість варіння, зменшує водопоглинаючу здатність, тощо.

Відокремлення зародку зменшує вміст жиру і тим самим покращує умови

зберігання крупів, оскільки жир не стійкий при зберіганні і може надавати

продуктові присмак гіркоти.

Відрізняють два види шліфування: шліфування цілого і подрібненого ядра

при виробництві номерних шліфованих крупів. Завдяки шліфуванню

подрібнене ядро набуває круглу (кульоподібну) форму.

Принцип дії всіх машин, що призначені для шліфування, заснований на