Poprawa wydajności systemów mielenia w młynarstwie pszenicy odmianowej

POPRAWA WYDAJNOŚCI SYSTEMÓW MIELENIA W ODMIANOWYM PRZEMIALE PSZENICY PIEKARNICZEJ

E.A. Dmytruk, O.P. Vereshchynskyi, E.I. Kharchenko

   

Wprowadzenie. W procesie mielenia pszenicy odmianowej proces mielenia stanowi 50…65% linii walców i 40…50% powierzchni roboczej sit, które przetwarzają do 70% całkowitej ilości półproduktów, a jednocześnie zużywają 50…60% energii elektrycznej z całkowitych kosztów mielenia. Tak więc skrócenie czasu trwania procesu mielenia poprzez intensyfikację rozdrabniania półproduktów jest jednym z głównych zadań zwiększenia wydajności przemiału pszenicy odmianowej. Dobrze znanym sposobem na rozwiązanie tego problemu jest zwiększenie wydajności mąki poprzez zastosowanie urządzeń udarowo-ściernych oprócz młynów walcowych W większości krajowych młynów systemy przetwarzające produkty pierwszej jakości, oprócz młynów walcowych, są wyposażone w entoleatory P3-BER, a systemy przetwarzające produkty drugiej jakości są wyposażone w rozdrabniacze A1-BDG. Zgodnie z zalecanymi trybami mielenia [1], wydajność mąki w systemach pierwszej i drugiej jakości powinna wynosić odpowiednio 60…70% i 40…50%. Jednak w większości systemów mielenia, przy maksymalnych możliwych „niskich” trybach maszyn walcowych z mikro-szorstkimi walcami, wskaźniki te są o 10…20% niższe niż zalecane [2], co wskazuje na niewystarczającą wydajność takich systemów Jednocześnie istnieją badania [3, 4], które potwierdzają skuteczność selektywnego mielenia produktów o różnej wielkości i jakości przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiej wydajności mąki przy użyciu maszyn typu dezintegrator Korpusem roboczym takich urządzeń jest para tarcz trzpieniowych obracających się względem siebie (dezintegratory) lub jedna z tarcz jest nieruchoma (demembratory) i stanowi konstrukcyjnie korpus maszyny Dezintegratory charakteryzują się wyższym stopniem rozdrobnienia, ponieważ wywierają większą siłę na produkt Dezintegratory są jednak znacznie prostsze w konstrukcji, co decyduje o ich niskim koszcie, kompaktowości i zwiększonej niezawodności W przypadku wystarczającej wydajności technologicznej, takie maszyny mogą służyć jako alternatywa dla istniejących entalpii i detailerów przy budowie nowych i przebudowie istniejących młynów. Zastosowanie systemów z demembratorami może być szczególnie obiecujące w przypadku niekorzystnych warunków mielenia, które występują w skróconych, a zwłaszcza krótkich strukturach przetwarzania Zwykle w takich strukturach zmielone produkty nie są wzbogacone, są mieszaniną półproduktów o różnej jakości i wielkości oraz znacznym niedosiewem mąki Jednak brak oceny wydajności ilościowej i jakościowej układów młyn walcowy-rozdzielacz w takich warunkach uniemożliwia ich stosowanie.

Celem pracy jest określenie efektywności technologicznej układów walcarka z mikroszorstką powierzchnią walców – rozcieracz w mieleniu produktów o różnej jakości oraz możliwości ich zastosowania w strukturach mielenia ziarna o różnym stopniu rozwoju.

Metody badawcze Badania przeprowadzono w warunkach produkcyjnych młyna AP „Protos” LLC (Ovidiopol, obwód odeski), który wdraża krótką strukturę mielenia łuskanego ziarna bez wzbogacania Półprodukt pierwszej jakości, który powstał w procesie obłuskiwania, oraz produkt drugiej jakości, który powstał w procesach mielenia i obłuskiwania, były kolejno mielone w młynie walcowym o różnych wartościach szczeliny między walcami, a następnie w rozdrabniaczu marki ECM-1.5 [5] o różnych prędkościach obrotowych wirnika Granice ustawienia szczeliny między walcami były wartościami maksymalnego możliwego i całkowicie nieobecnego produktu mącznego Granicami dla ustawienia prędkości obrotowej wirnika były wyniki mielenia pod względem ich wskaźników ilościowych i jakościowych Jednocześnie standardowymi metodami określono skład frakcyjny badanych produktów, produkt mączny po młynie walcowym, a także po młynie walcowym i rozcieraczu, zawartość popiołu w produktach oraz białość mąki.

Wyniki i dyskusja Tabela 1 przedstawia wskaźniki jakości półproduktu pierwszej jakości, będącego mieszaniną produktów zbożowych i pyłowych o różnych frakcjach oraz mąki o różnej wielkości cząstek.

Tabela 1

Charakterystyka produktu pierwszej jakości przeznaczonego do rozdrabniania

Produkt	Treść, %	Popiół, %
Zboża gruboziarniste	9,0	1,28
Średnia ziarnistość	26,0	0,96
Drobna ziarnistość	43,0	0,92
Dunst	15,0	0,71
Mąka	7,0	0,67
Łączna mieszanka	100,0	0,91

Należy zauważyć, że maksymalna wartość uzysku mąki (tabela 2) zapewniana przez rozdzielacz i system mielenia jako całość jest znacznie wyższa niż wartość zwykle zapewniana przez entalpię typu P3-BER i system mielenia, nawet gdy działają one jako część kompletnego młyna [2].

Tabela 2

Produkcja mąki i wskaźniki jakości po zmieleniu produktu pierwszej jakości

Po urządzeniu			Po maszynie i demontażu
			nд =  33 с=1			nд = 42 с=1			nд = 50 с=1			nд = 58 с=1
produkt, %	zawartość popiołu, %	biel, jednostka. P3-BPL	produkt, %	zawartość popiołu, %	biel, jednostka. P3-BPL	produkt, %	zawartość popiołu, %	білість, ум.од. Р3-БПЛ	produkt, %	zawartość popiołu, %	biel, jednostka. P3-BPL	produkt, %	zawartość popiołu, %	biel, jednostka. P3-BPL
40	0,40	62	64	0,46	66	67	0,49	62	70	0,49	60	71	0,50	59
31	0,41	61	53	0,45	65	56	0,50	62	59	0,50	62	62	0,52	61
10	0,55	56	30	0,53	58	33	0,56	58	36	0,57	57	39	0,61	56
0	0,67	53	16	0,59	51	18	0,71	50	20	0,73	50	25	0,71	50

Gdy prędkość wirnika rozbieracza zostanie zwiększona z 33 do 58 ^s=1, wydajność mąki wzrasta we wszystkich trybach pracy młyna walcowego. Wraz ze spadkiem wydajności maszyny spada również wydajność rozbieracza. Wartość całkowitej wydajności jest znacznie wyższa przy wyższych wskaźnikach wydajności młyna walcowego. Gdy całkowita wydajność spada z powodu spadku wydajności maszyny, jakość mąki spada. Wynika to z faktu, że przy niskiej wydajności zmniejsza się stopień rozdrobnienia, a tym samym ilość cząstek produktu pośredniego, tj. czystego bielma, w mące. Wzrost zawartości popiołu i spadek białości mąki jest szczególnie istotny w przypadku braku walcarki. W takim przypadku warstwy powierzchniowe cząstek produktu pośredniego o wysokiej zawartości łuski są głównie oddzielane w rozdzielaczu. Wraz ze wzrostem prędkości obrotowej wirnika rozdrabniacza, jakość mąki nieznacznie spada, co jest naturalnym wynikiem wzrostu obciążenia udarowego, które prowadzi do pewnego rozdrobnienia łusek.

Szczególnie interesujący jest fakt, że w większości przypadków przetwarzanie w rozbrylaczu charakteryzuje się wzrostem zawartości popiołu w mące i jej białości. Wyjaśnia to fakt, że wpływ obciążeń udarowych w rozbrylaczu prowadzi do rozdrobnienia, oddzielenia od cząstek łuski i przedostania się do mąki nie tylko bielma, ale także wysokiej zawartości popiołu, niepigmentowanej warstwy aleuronowej. Dlatego wzrost wydajności bielma powoduje wzrost białości mąki i wzrost zawartości popiołu w warstwie aleuronowej.

Wyniki mielenia produktu 2. jakości (tabela 3), który jest również mieszaniną produktów różnych frakcji i mąki, podano w tabeli 4.

Tabela 3

Charakterystyka rozdrobnionego produktu drugiej jakości

Produkt	Treść, %	Zawartość popiołu, %
Drobna ziarnistość	29,0	3,14
Dunst	50,0	1,28
Mąka	21,0	0,98
Łączna mieszanka	100,0	1,76

Analiza danych (Tabela 4) pokazuje, że główne prawidłowości zidentyfikowane podczas mielenia produktu pierwszej jakości są również ważne w przypadku przetwarzania produktu drugiej jakości. Jednocześnie, ze względu na znaczną zawartość cząstek skorupy w przetworzonym produkcie, wpływ cząstek warstwy aleuronowej wchodzących do mąki, omówiony wcześniej, jest bardziej wyraźny. W przeciwieństwie do przetwarzania produktu pierwszej jakości, spadek wydajności mąki w młynie walcowym prowadzi do jej wzrostu w dismembererze, co tłumaczy się przetwarzaniem produktu pozbawionego bielma.

                      Tabela 4

Produkcja mąki i wskaźniki jakości po zmieleniu produktu drugiej jakości

Po urządzeniu			Po maszynie i demontażu
			nд = 33 с=1			nд = 42 с=1			nд = 50 с=1
produkt, %	zawartość popiołu, %	biel, jednostki. P3-BPL	produkt, %	zawartość popiołu, %	білість, ум. од. Р3-БПЛ	produkt, %	zawartość popiołu, %	biel, jednostki. P3-BPL	produkt, %	zawartość popiołu, %	biel, jednostki. P3-BPL
29	0,66	41	48	0,95	46	51	0,97	43	54	1,09	42
19	0,72	30	37	1,01	33	42	1,04	32	45	1,12	31
0	0,98	8	19	1,09	23	24	1,13	20	29	1,16	18

 

W wyniku matematycznego przetworzenia danych eksperymentalnych uzyskano równania regresji, które określają produkt mąki B1 i B2 po młynie walcowym i rozcieraczu ESM-1.5 na podstawie produktu mąki w młynie walcowym i prędkości obrotowej rozcieracza podczas mielenia produktów odpowiednio pierwszej i drugiej jakości:
gdzie BBC jest produktem mąki po młynie walcowym, %;
n to częstotliwość obrotów wirnika rozcieracza, C=1.
Wnioski.
1. Wyniki przeprowadzonych badań i ich analiza dowodzą możliwości skutecznego mielenia mieszanki zbóż, śrut i mąki, które tworzą produkty 1. i 2. jakości w krótkich strukturach do produkcji odmianowej mąki piekarniczej na systemach składających się z maszyny rolkowej z mikro-rozdrobnionymi rolkami i rozbieracza z regulowaną prędkością obrotową wirnika.
2. Systemy te mogą być również skutecznie stosowane w strukturach zredukowanych i rozwiniętych, ponieważ ich strumienie zmielonych produktów charakteryzują się lepszymi właściwościami pod względem selektywnego mielenia w porównaniu z badanymi.
3. Uzyskane w wyniku badań równania matematyczne mogą być wykorzystane do przybliżonych obliczeń inżynierskich bilansu materiałowego strumieni procesu mielenia.
Literatura:
1. Kroshko G.D. Zasady organizacji i zarządzania procesem technologicznym w młynach [Tekst] / G.D. Kroshko [et al. K.: Vipol, 1998. 145 s.
2. Kulak V.G. Mukomol’nye zavody na komplektnom oborudovanii [Młyny mączne na kompletnym wyposażeniu].
3. Neminushchyi A.F. Badanie wydajności technologicznej mielenia produktów spożywczych i paszowych w dezintegratorach i demembratorach [Tekst]: praca doktorska … Kandydat nauk technicznych / A.F. Neminushchyi. – Tallinn, 1970. – 34 s.
4. Maksimchuk B.M. Doświadczenie w eksploatacji wysokowydajnych maszyn o działaniu udarowo-ściernym [Tekst] / B.M. Maksimchuk, A.F. Neminushchyi / Seria „Mukomolno-elevator industry”: informacja ekspresowa – Moskwa: TsNIITEI Minzag ZSRR, 1983. – 28 s.
5. Dismembrator ESM-1,5 [Zasób elektroniczny]:
https://www.olis.com.ua/equipments/proizvodstvomukiikrup/ientoleytordismembratoriesm07iesm15/.
Nota autora:
1. Dmytruk Jewhen Adamowycz, doktor nauk technicznych, profesor, Katedra Technologii Przechowywania i Przetwarzania Ziarna, Narodowy Uniwersytet Technologii Żywności.
2. Vereshchynskyi Oleksandr Pavlovych, doktor nauk technicznych, dyrektor generalny, OLIS LLC, Odesa. Odessa
3. Kharchenko Yevhen Ivanovych, doktor nauk technicznych, profesor nadzwyczajny, Katedra Technologii Przechowywania i Przetwarzania Ziarna, Narodowy Uniwersytet Technologii Żywności.
Słowa kluczowe: produkcja mąki, proces mielenia, rozdzielacz