Обработка зерна водой

На мукомольных заводах применяют способы конди­ционирования: холодное и горячее (скоростное).

Холодное кондиционирование. Наиболее распростра­нено. Рассмотрим два варианта схемы.

Вариант I. Предусматривает этапы пер­вичного увлажнения примерно на 2 % с одновременным шелушением поверхности зерна. При этом снимается около 0,1 % оболочек. Эту операцию проводят в ма­шинах мокрого шелушения А1-БМШ. Для дополнитель­ного дозированного увлажнения зерна при необходимос­ти после его обработки в машине А1-БМШ используют увлажнительный аппарат А1-БУЗ. Он представляет со­бой шнек, оборудованный устройством подачи и распы­ления воды в поступающее зерно. Здесь зерно увлажня­ется примерно на 1,5 % и направляется в бункера для отволаживания, где влага в течение определенного времени распределяется между анатомическими частями зер­на, проникает в капилляры и микротрещины эндосперма, ослабляя связи между его частицами. На этом этапе усиливается различие в фи­зико-механических свойствах оболочек и эндосперма: эндо­сперм становится хрупким, а оболочки — пластичными.

Схема обработки зерна на этом этапе построена та­ким образом, что позволяет широко варьировать степень увлажнения и время отвола­живания в зависимости от качества исходного зерна. Пре­дусмотрена возможность вторичного увлажнения и отво­лаживания зерна в аппарате А1-БУЗ и бункерах для отво­лаживания.

Также предусмотрен обязательный этап доувлажнения зерна в аппарате А1-БАЗ с кратковременным отволаживанием. Цель этой технологической операции — усилить различие физико-механических свойств оболочек и зерна непосредственно перед измельчением. В соответ­ствии с этим степень увлажнения и время отволажива­ния выбирают такими, чтобы влага проникла во все слои оболочки зерна. На этом этапе влажность зерна повышается на 0,15...0,3 %, а время отволаживания не превышает 15 мин.

Вариант II. Предусматривает увлаж­нение в машинах интенсивного увлажнения А1-БШУ, где на обработку зерна используют минимальный расход воды при отсутствии сточных вод. При этом в машинно-аппаратурной схеме исключается линия обработки сточ­ных вод и моечных отходов.

Правила рекомендуют применять трехкратное увлаж­нение зерна: два основных и одно дополнительное, но обязательно перед I др. с.

Скоростное кондиционирование. Оно основано на ис­пользовании в качестве влагоносителя насыщенного водяного пара для увлажнения и нагревания зерна. Обработку зерна проводят в аппарате для увлажнения зерна, скоростном кондиционере, моечной машине, влагоснимателе (если зерно имеет повышенную влаж­ность), в аппарате для увлаж­нения и бункере для отволажи­вания.

Порядок использования обо­рудования и вид гидротермиче­ской обработки зерна в зави­симости от его влажности и температуры определяют для каждого предприятия в соот­ветствии с наличием установ­ленного оборудования, числом и вместимостью силосов для от­волаживания.

После основного кондицио­нирования зерно проходит че­рез очистительные машины и транспортные механизмы с ин­тенсивной аспирацией, в ре­зультате чего его оболочки под­сыхают. Поэтому особое влия­ние на повышение вязкости обо­лочек оказывает увлажнение зерна перед I др. с. При увлажнении зерна непосредственно перед размолом с крат­ковременным отволаживанием влага не успевает проник­нуть внутрь зерна, в результате чего оболочки, насыщен­ные водой, приобретают повышенную эластичность, а эн­досперм сохраняет хрупкость. При размоле зерна оболочки вымалываются легче, снижается возможность попадания измельченных частиц оболочек в муку, а это повышает ее белизну и улучшает товарный вид. В драном процессе получаются крупные хлопьевидные отруби, меньше затра­чивается электроэнергии на измельчение. Повышение хлебопекарных свойств муки в результате гидротермиче­ской обработки в основном сводится к увеличению объем­ного выхода хлеба.

При переработке неоднородных партий зерна следует проводить раздельное кондиционирование и формировать из них помольную партию. Режим кондиционирования (степень и кратность увлажнения зерна, продолжитель­ность и степень его нагрева, продолжительность отвола­живания) устанавливают с учетом физико-технологиче­ских свойств зерна.

Режим гидротермической обработки и степень изме­нения первоначальных свойств зависят от сорта, типа и района произрастания зерна. Одним из главных показа­телей при выборе режима гидротермической обработки является общая стекловидность и влажность зерна. При правильно выбранных режимах гидротермической обра­ботки средневзвешенная зольность всей муки снижа­ется, выход муки высоких сортов может быть увеличен на 5 %.

Зерно в силосах отволаживают в статическом или динамическом режиме. При статическом отволаживании бункера заполняют и разгружают поочередно через определенный интервал времени в соответствии с графи­ком. Динамический режим отволаживания предусматри­вает непрерывно-поточные заполнение и разгрузку силосов. При этом обеспечивается лучшее использование имеющихся бункеров, повышается равномерность отво­лаживания подготовленного зерна. Для достижения рав­номерного гравитационного движения зерна по всей пло­щади поперечного сечения бункера в его днище должно быть несколько выпускных отверстий.

Для обработки зерна водой применяют увлажнитель­ные (водоструйные и водораспыливающие) машины и аппараты.

В машине мокрого шелу­шения А1-БМШ происходят мойка зерна, от­жим и шелушение его поверх­ности.

Основной рабочий орган машины — вертикальный бичевой ротор, вращающийся внутри неподвижного чешуйчатого цилиндра. Нижняя часть бичевого ротора вра­щается в кольцевом цилиндрическом канале, который яв­ляется моечной зоной. На поверхности цилиндра выштампованы чешуйчатые отверстия размером 1,1X10 мм. Ситовый цилиндр установлен открытой частью чешуйча­тых отверстий по ходу вращения ротора. Между кожухом и ситовым цилиндром образуется кольцеобразная полость, через которую удаляются отработавшая вода и продукты шелушения зерна. Для удаления оболочек служит смы­вающее устройство, состоящее из пластмассового трубчатого кольца с отверстиями.

Технологический процесс мокрого шелушения зерна осуществляется следующим образом. Зерно и вода од­новременно подаются в приемный патрубок. Зерно под­хватывается гонками и поднимается вверх, последова­тельно проходя зоны мойки, отжима и шелушения. После обработки лопатки верхней части ротора выводят зерно в выпускной патрубок.

Уровень воды в зоне мойки регулируют, избыток ее переливается через верхний край внутривенного цилинд­ра или через отверстия в крышке. Зерно многократно отбрасывается гонками и ударяется о внутреннюю по­верхность цилиндра. В результате ударного воздействия и интенсивного взаимного трения зерен происходит очи­стка их поверхности от минерального загрязнения, надор­ванных оболочек, частиц зародыша и бородки. С поверх­ности зерна удаляется избыточная влага. Оболочечные частицы проходят через чешуйчатые отверстия ситового цилиндра и падают вниз, а частицы, осевшие на внешней поверхности сита и корпуса, периодически смываются водой и выводятся вместе с основной массой отходов через кольцевой конусный канал. Отработавшая вода вы­пускается через центральный конус.

Производительность машины - 6 т/ч. Эффективность работы машины А1-БМШ оценивается степенью увлаж­нения зерна (на 1,6...2,0 %.), количеством отходов (0,1 %), зольностью отходов (3,0 %), снижением зольности зерна (на 0,03...0,04 %), увеличением содержания битых зе­рен — не более 1 %.

Технологическая эффективность существенно зависит от частоты вращения ротора машины, зазора между гонками и ситовым цилиндром.

В процессе наладки машины необходимо отрегулиро­вать подачу воды в зону мойки так, чтобы ее расход составлял около 0,2 л на 1 кг зерна. При регулировании подачи воды ее расход контролируется ротаметром. Уровень воды в моечной ванне устанавливают в зави­симости от приращения влаги в машине А1-БМШ. Кон­тролируют эту величину методом лабораторного анализа влажности зерна до и после машины. Если приращение влажности недостаточно, устанавливают на внутренний цилиндр моечной камеры сплошную крышку, повышая тем самым уровень воды и соответственно время нахож­дения зерна в моечной камере. При высокой влажности зерна используют крышку с отверстиями.

Отличительная особенность машин мокрого шелуше­ния состоит в совмещении функций мойки и шелушения зерна. Причем она обеспечивает большее, чем в моеч­ной машине, снижение зольности, практически такое же увлажнение и меньшее травмирование зерна. Достоин­ство машин мокрого шелушения — сравнительно не­большой удельный расход воды и соответственно мень­шее количество моечных вод. Дозированное увлажнение зерна проводят в аппаратах А1-БУЗ и А1-БАЗ. В аппа­рате А1-БУЗ зерно увлажняется капельно-жидкой вла­гой, которая постепенно проникает внутрь зерна и рас­пределяется в его анатомических частях в процессе от-волаживания.

Перед I др. с. доувлажняют зерно в аппарате А1-БАЗ, где вода тонко распыливается с помощью сжатого воз­духа. Это способствует более равномерному распределе­нию влаги по поверхности зерна и предотвращает про­никновение ее внутрь.

Увлажнительные аппараты А1-БУЗ и А1-БАЗ имеют одинаковый принцип действия и идентичное устройство. Рабочие органы этих аппаратов (форсунки для подачи воды) работают совместно со шнеками, обеспечиваю­щими перемешивание и транспортирование зерна.

Система подачи воды оборудована устройством конт­роля расхода, фильтром для очистки воды, вентилями и клапанами для управления потоком воды. Предусмотрено также автоматическое устройство, отключающее воду в случае прекращения подачи зерна в увлажнительный шнек. Элементы системы, обеспечивающие подачу воды, смонтированы на панели, которая закрепляется на стене в непосредственной близости от аппаратов. В увлажни­тельном аппарате А1-БУЗ распыливание воды в форсунке производится под давлением в водопроводной системе, а в аппарате А1-БАЗ (рис. 21) — с помощью компрессора, подаю­щего сжатый воздух.

Рис. 21. Технологическая схема увлажнительного аппарата А1-БАЗ: 1- шнек; 2- вентилятор; 3- манометр; 4 – редукционный клапан; 5 – фильтр; 6 – электромагнитный вентилятор; 7 – панель; 8 – распределительная коробка; 9- ротаметр; 10 – регулирующий вентиль; 11 – спускной кран; 12- форсунка А1-БАЗ; 13- индикатор наличия зерна: 14 – компрессор; 15- форсунка А1-БУЗ; I – исходное зерно; II – воздух; III - вода; IV – электрический ток; V- очищенное зерно

Производительность аппаратов А1-БАЗ и А1-БУЗ - соответственно 6 и 12 т/ч, расход воды – не более 300 и 50 л/ч, увлажнение зерна - 4 и 1 %.

При подготовке зерна к помолу применяют машины интенсивного увлажнения А1-БШУ-2 на этапе основного увлажнения и А1-БШУ-1 перед подачей зерна в размол. Увлажнение зерна в машине А1-БШУ-2 достигает 5 %, что существенно выше, чем в моечных машинах, маши­нах мокрого шелушения и увлажнительных аппаратах. В машине А1-БШУ-1 происходит доувлажнение зерна в пределах 1 % с последующим отволаживанием в тече­ние 0,4 ч.

Рис. 22. Технологическая схема машины А1-БШУ-1: 1 — корпус; 2 — гонки; 3 — бич; 4 — кожух; 5 — индикатор наличия зерна; 6 — панель управления подачей воды; 7 — приемный патрубок; 8 — вал; 9 — выпускной патрубок; I — исходное зерно; II — вода; III — увлажненное зерно

Применение машин интенсивного увлажнения исключило в технологии обработки зерна процессы мойки и мокрого шелушения и соответственно операции с моеч­ными отходами.

Машины А1-БШУ-1 и А1-БШУ-2 принципиально не отличаются. Рассмотрим схему действия на примере ма­шины А1-БШУ-1 (рис. 22).

Основной рабочий орган машины А1-БШУ-1—бичевой ротор, вращающийся в цилиндрическом корпусе. Зерно из индикатора и вода подаются в приемный патрубок, попадают в рабочую зону машины, где под действием интенсивных и сложных механических воздействий происходят перемешивание зерна и интенсивная сорбция влаги. Например, в машине А1-БШУ-2 при длине шнека около 2 м и частоте враще­ния ротора 1160 об./мин сорбируется около 5% влаги.

Машина А1-БШУ-2 отличается от машины А1-БШУ-1 большей длиной. Производительность машин А1-БШУ-2 и А1-БШУ-1 составляет соответственно 6 и 12 т/ч, а рас­ход воды - не более 360 и 150 л/ч.

Технологическая эффективность, т. е. степень увлаж­нения зерна в этих машинах, существенно зависит от частоты вращения ротора, числа бичей и гонков, а также от их расположения на роторе.