Poprawa przetwarzania prosa w proso polerowane

Vereshchynskyi O.P. – doktor nauk technicznych, dyrektor generalny (OLIS LLC, Odesa);

Pirus Y.B. – dyrektor ds. rozwoju i wdrożeń (OLIS LLC, Odessa).

Proso jest znane jako dobry poprzednik dla innych upraw w płodozmianie, a także jako cenny surowiec do produkcji zbóż. Proso jest tradycyjnie spożywanym produktem w diecie ludności wielu krajów. Jednocześnie wyzwania związane z zapewnieniem opłacalnych ekonomicznie plonów zbóż i wymaganej przez rynek jakości często nie są spełniane przez tradycyjną technologię przetwarzania prosa, co ogranicza produkcję i konsumpcję tego zboża.

Technologia mielenia prosa jest określona przez specyficzną strukturę ziaren prosa i skład chemiczny ich części anatomicznych. Ziarna prosa są pokryte łuskami kwiatowymi, które ściśle przylegają do jądra, ale są z nim połączone tylko na niewielkim obszarze – „blizna” – znajdującym się w obszarze zarodka. Po przyłożeniu sił zewnętrznych osłonki kwiatowe stosunkowo łatwo dzielą się na dwie części i oddzielają od jądra. Łuski kwiatowe stanowią 15…18% masy ziarna, zawierają głównie błonnik i prawie żadnych składników odżywczych. Dlatego produkcja prosa obejmuje całkowite usunięcie łusek kwiatowych. Tradycyjna technologia przetwarzania prosa (rys. 1 a) obejmuje obłuskiwanie ziarna w trzech systemach obłuskiwania realizowanych przez maszyny rolkowe z gumowym pokładem. Aby zapewnić wymaganą wydajność obłuskiwania, ziarno jest wstępnie frakcjonowane i przetwarzane oddzielnie w pierwszym systemie obłuskiwania. Łuska prosa nie nadaje się na paszę i może być wykorzystywana jako paliwo. Po usunięciu łuski, ziarno prosa (jądro) jest mielone w maszynach z powierzchniami ściernymi, tradycyjnie przy użyciu maszyn do łuszczenia i mielenia A1-ZSN. Poprzez mielenie, półprzezroczyste łuski owoców i nasion, a także częściowo warstwa aleuronowa i zarodek, są usuwane z powierzchni jądra, co powoduje, że proso staje się żółte i ma przyzwoity wygląd. Tak więc proso to głównie bielmo, które stanowi 65…70% masy ziarna.

Operacje technologiczne łuszczenia i rozdrabniania prosa wiążą się z powstawaniem znacznej ilości produktów paszowych. Zgodnie z obowiązującymi wymaganiami [1] podstawowe wydajności produktów do produkcji prosa zakładają powstawanie do 5% plew i do 11,5% mąki. Jednak praktyka produkcji prosa pokazuje, że rzeczywista ilość plew i mąki w większości przypadków znacznie przekracza ich obliczone wartości ze względu na znaczne zmniejszenie plonu zbóż.

W związku z tym poprawa wydajności łuszczenia i mielenia jest obiecującym obszarem poprawy technologii przetwarzania prosa.

Analiza danych literaturowych i nasze badania wykazały, że łagodne tryby obłuskiwania prosa można skutecznie wdrożyć za pomocą obłuskiwaczy z gumowymi rolkami. Zastosowanie takich łuszczarek [2] pozwoliło firmie VNIEKIPRODMASH zaproponować i wdrożyć nową metodę produkcji prosa, która charakteryzuje się znacznym uproszczeniem schematu przetwarzania poprzez zmniejszenie liczby stosowanych operacji. Technologia ta polega na wyeliminowaniu frakcjonowania ziarna przed obłuskiwaniem, zastosowaniu dwóch systemów obłuskiwania z obłuskiwaczami z gumowymi walcami oraz systemu rozdrabniania z wykorzystaniem maszyny do obłuskiwania i rozdrabniania typu A1-ZShN. Po każdym z tych systemów lekkie produkty obłuskiwania (łuska, mąka) były oddzielane w kolumnach aspiracyjnych, a drobne produkty były oddzielane w sortownikach zbożowych. Testy produkcyjne wykazały wykonalność i perspektywy tej metody. Uzyskane wskaźniki rzeczywistej wydajności, prezentacji i jakości zbóż przewyższały te uzyskane przy użyciu tradycyjnej technologii. Jednak pomimo oczywistych zalet, nowa technologia nie znalazła zastosowania w przemyśle, co naszym zdaniem wynika głównie z niskiej odporności na ścieranie stosowanej wówczas gumy. Dlatego zastosowanie nowoczesnych, odpornych na zużycie materiałów polimerowych o szerokiej gamie właściwości fizycznych i mechanicznych utorowałoby drogę do przemysłowego wykorzystania tej zaawansowanej technologii i dalszej poprawy jej wydajności. Ponadto zastosowanie nowoczesnych maszyn do obierania i szlifowania o konstrukcji kaskadowej na etapie szlifowania gontów, które w przeciwieństwie do maszyn A1-ZShN pozwalają na delikatne uderzenie i wysoką wydajność, może służyć jako dodatkowa rezerwa w poprawie wydajności tej technologii.

W celu wybrania właściwości materiałów polimerowych do powlekania rolek obieraczki, określenia racjonalnych trybów obierania i szlifowania oraz uzasadnienia struktury procesu technologicznego, przeprowadziliśmy szereg badań. W rezultacie zidentyfikowaliśmy najbardziej odpowiednie do zastosowania materiały polimerowe, których odporność na zużycie jest ponad 3 razy wyższa niż gumy. Potwierdzono, że niektóre tryby pracy obłuskiwacza zapewniają skuteczne obłuskiwanie ziarna prosa bez jego frakcjonowania i oddzielnego przetwarzania każdej frakcji (Tabela 1). Badanie produktów obłuskiwania po drugim systemie obłuskiwania wykazało, że pozostałe nieobłuskane ziarna to ziarna z uszkodzoną okrywą kwiatową, które można łatwo oddzielić podczas operacji mielenia w maszynie kaskadowej. W związku z tym nie ma sensu zwiększanie wydajności trzeciego systemu obłuskiwania poprzez ustawianie bardziej „surowych” trybów przetwarzania i wykorzystywanie go w procesie produkcyjnym. Ponadto, ze względu na brak drobnych cząstek w produktach systemów obłuskiwania, nie ma potrzeby ich selekcji, a zatem operacje przesiewania realizowane w sortownikach zbóż są wykluczone.

Tabela 1. Zalecana i rzeczywista wydajność systemów obłuskiwania i rozdrabniania

Przeprowadzone badania pozwoliły zarekomendować strukturę obróbki prosa (rys. 1b), która jest realizowana z wykorzystaniem obłuskiwacza z walcami pokrytymi materiałem polimerowym oraz obłuskiwacza i rozdrabniacza o konstrukcji kaskadowej. Ulepszona technologia została przetestowana w warunkach laboratoryjnych na ziarnie prosa klasy 1 o zawartości ziarna 78,9% i zawartości łuski 17,4%. Porównanie szacowanego plonu produktów określonego zgodnie z zalecaną metodyką [1] z rzeczywistym plonem (tabela 2) wykazało, że rzeczywisty plon prosa jest o 6,5% wyższy niż szacowany plon ze względu na spadek plonu plew i mąki. Wzrost rzeczywistego plonu plew w porównaniu do szacowanego plonu tłumaczy się zmniejszeniem ich rozdrobnienia i przedostania się do mąki. Spadek rzeczywistej wydajności odpadów kategorii I i II wynika z niskiej wydajności etapu czyszczenia ziarna realizowanego w warunkach testowych oraz przedostawania się niektórych zanieczyszczeń do produktów ubocznych na etapach łuszczenia i mielenia. Zgodnie ze wskaźnikami jakości dla prosa polerowanego ustalono, że otrzymane zboże spełnia wymagania najwyższej klasy. Należy zauważyć, że proso premium może zawierać do 0,3% nieobłuskanych ziaren, ale takich ziaren nie znaleziono w otrzymanym prosie.

Tak więc udoskonalenie nowej technologii produkcji prosa, wykonanej przy użyciu nowych materiałów i maszyn, daje możliwość jej powszechnego wprowadzenia w przemyśle i charakteryzuje się minimalnym składem operacji technologicznych oraz pozwala na uzyskanie wyższej wydajności polerowanego prosa o lepszej jakości.

Tabela 2: Wyjściowa, szacunkowa i rzeczywista wydajność produktów przetworzonych

PRZYPISY

• Kroshko GD Zasady organizacji i prowadzenia procesu technologicznego w zakładach zbożowych. [K.: Vipol, 1998. 145 s. [Tekst].
• Grinberg E.N. Proizvodstvo krupa [Produkcja zbóż]. -Moskwa: Agropromizdat, 1986. – 89-92.

Opublikowano na podstawie materiałów

„Technologie przetwarzania zbóż”

Nr 2 (179) luty 2014 r.