Підвищення ефективності розмельних систем в сортових хлібопекарських помелах пшениці

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ РОЗМЕЛЬНИХ СИСТЕМ В СОРТОВИХ ХЛІБОПЕКАРСЬКИХ ПОМЕЛАХ ПШЕНИЦІ

Є.А. Дмитрук, О.П. Верещинський, Є.І. Харченко

     Вступ. В сортових хлібопекарських помелах пшениці на реалізацію розмельного процесу припадає 50…65 % вальцьової лінії та 40…50 % робочої поверхні розсівів, які обробляють до 70 % загальної кількості проміжних продуктів, та витрачають при цьому 50…60 % електроенергії від загальних її витрат на помел. Таким чином, скорочення протяжності розмельного процесу за рахунок інтенсифікації подрібнення  проміжних продуктів є одною з основних задач підвищення ефективності сортових хлібопекарських помелів пшениці.   Відомим способом вирішення такої задачі є підвищення добутку борошна шляхом використання додатково до вальцьових верстатів обладнання ударно-стираючої дії. На більшості вітчизняних борошномельних заводів системи, що обробляють продукти 1-ї якості, крім вальцьових верстатів  оснащені ентолейторами Р3-БЕР, а системи, що обробляють продукти 2-ї якості, — деташерами А1-БДГ. У відповідності до рекомендованих режимів подрібнення  [1], значення добутку борошна на системах 1-ї і 2-ї якості повинні складати, відповідно, 60…70 % і 40…50 %. Однак, на більшості розмельних систем, при максимально можливих «низьких» режимах вальцьових верстатів з мікрошорсткими вальцями, ці показники на 10…20 % нижче рекомендованих [2], що вказує на не достатню ефективність таких систем. Разом з тим, існують дослідження [3, 4], які підтверджують ефективність вибіркового подрібнення продуктів різної крупності і якості при забезпеченні високих значень добутку борошна з застосуванням машин дезінтеграторного типу. Робочими органами такого обладнання є пара штифтових дисків, що обертаються на зустріч один одному (дезінтегратори), або один з дисків є нерухомим (дисмембратори) і конструктивно являється корпусом машини. Дезінтеграторам характерна більш висока ступінь подрібнення, так як вони реалізують більш значну силову дію на продукт. Але дисмембратори значно простіші за конструкцією, що визначає їх не високу вартість, компактність і підвищену надійність. У разі достатньої технологічної ефективності такі машини можуть слугувати альтернативою існуючим ентолейторам і деташерам при будівництві нових і реконструкції діючих борошномельних заводів. Особливою перспективою може відрізнятися застосування систем з використанням дисмембраторів за несприятливих умов подрібнення, що виникають в скорочених та, особливо, в коротких структурах переробки.  Зазвичай в таких структурах подрібнювані продукти є не збагаченими, представляють собою суміш проміжних продуктів різної якості і крупності та значного недосіву борошна.  Однак, відсутність оцінки кількісно-якісних показників роботи систем вальцьовий верстат — дисмембратор за названих умов унеможливлює їх використання.

Метою даної роботи є визначення технологічної ефективності систем вальцьовий верстат з мікрошорсткою поверхнею вальців — дисмембратор при подрібненні продуктів різної якості та доцільності використання в структурах розмелу зерна з різною розвиненістю.

     Методи досліджень. Дослідження проводили у виробничих умовах борошномельного заводу АП «Протос» ТОВ (м. Овідіополь, Одеська обл.), що реалізує коротку структуру розмелу лущеного зерна без збагачення. Проміжний продукт 1-ї якості, що був утворений в драному процесі, та продук 2-ї якості, що утворений в розмельному та драному процесах послідовно подрібнювали у вальцевому верстаті з різними значеннями міжвальцьового зазору, а далі – у дисмембраторі марки ЭCМ-1,5 [5] з різною частотою обертання ротора. Межами встановлення вальцьового зазору були отримувані значення максимально можливого та повністю відсутнього добутку борошна. Межами встановлення частоти обертання ротора були результати подрібнення з огляду на їх кількісно-якісні показники. При цьому, стандартними методами визначали фракційний склад досліджуваних продуктів, добуток борошна після вальцьового верстата, а також після вальцьового верстата і дисмембратора, зольність отримуваних продуктів та білість борошна.

     Результати та обговорення. У табл. 1 наведено показники якості подрібнюваного проміжного продукту першої якості, що за розмірами частинок є сумішшю крупо-дунстових продуктів різних фракцій та борошна.

Таблиця 1

Характеристики подрібнюваного продукту першої якості

Продукт	Вміст, %	Зольність, %
Крупна крупка	9,0	1,28
Середня крупка	26,0	0,96
Дрібна крупка	43,0	0,92
Дунст	15,0	0,71
Борошно	7,0	0,67
Загальна суміш	100,0	0,91

Слід зазначити, що максимальне значення добутку борошна (табл. 2), яке забезпечується дисмембратором, та вцілому системою подрібнення, значно вище за значення, що зазвичай забезпечується ентолейтором типу Р3-БЕР та системою подрібнення навіть при роботі у складі комплектного борошномельного заводу [2].

 Таблиця 2

Добуток борошна і показники його якості  після подрібнення продукту першої якості

Після верстата			Після верстата і дисмембратора
			nд =  33 с=1			nд = 42 с=1			nд = 50 с=1			nд = 58 с=1
добуток, %	зольність, %	білість, ум.од. Р3-БПЛ	добуток, %	зольність, %	білість, ум.од. Р3-БПЛ	добуток, %	зольність, %	білість, ум.од. Р3-БПЛ	добуток, %	зольність, %	білість, ум.од. Р3-БПЛ	добуток, %	зольність, %	білість, ум.од. Р3-БПЛ
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

При збільшенні частоти обертання ротора дисмембратора з 33 до 58 с⁼¹ добуток борошна збільшується при усіх встановлюваних режимах роботи вальцьового верстата. Зі зменшенням добутку на верстаті, добуток на дисмембраторі також знижується. Величина сумарного добутку значно вища при більш високих показниках добутку на вальцьовомуу верстаті. При зниженні сумарного добутку за рахунок зниження добутку на верстаті якість борошна знижується. Вказане пояснюється, тим, що при низькому добутку знижується ступінь подрібнення, а отже, і надходження у борошно внутрішніх шарів частинок проміжних продуктів, тобто чистого ендосперму. Особливо значимий приріст підвищення зольності і зниження білості борошна є за відсутності добутку на вальцьовомуу верстаті. У такому разі, в дисмембраторі переважно відділяються поверхневі шари частинок проміжних продуктів з високим вмістом оболонок. При збільшенні частоти обертання ротора дисмембратора якість борошна дещо знижується, що є закономірним результатом підвищення ударного навантаження, яке призводить до деякого подрібнення оболонок.

Предметом особливого інтересу є те, що у більшості випадків, обробці в дисмембраторі характерне підвищення зольності борошна і його білості. Вказане пояснюється тим, що дія ударних навантажень в дисмембраторі призводить до подрібнення, відділення від оболонкових частинок і попадання у борошно не лише ендосперму, але і високозольного не пігментованого алейронового шару. Тому, підвищення добутку ендосперму забезпечує зростання білості борошна, а алейронового шару – підвищення його зольності.

Результати подрібнення продукту 2-ї якості (табл. 3), що також є сумішшю продуктів різних фракцій та борошна наведено в табл. 4.

 Таблиця 3

Характеристики подрібнюваного продукту другої якості

Продукт	Вміст, %	Зольність, %
Дрібна крупка	29,0	3,14
Дунст	50,0	1,28
Борошно	21,0	0,98
Загальна суміш	100,0	1,76

Аналіз даних (табл. 4) показує, що основні закономірності, визначені при подрібненні продукту першої якості, справедливі і при обробці продукту другої якості. При цьому, з причини значного вмісту в продукті, що переробляється, оболонкових частинок, розглянутий раніше ефект надходження у борошно частинок алейронового шару простежується більш яскраво. На відміну від обробки продукту 1-ї якості зниження добутку борошна у вальцьовому верстаті приводить до його підвищення у дисмембраторі, що пояснюється обробкою продукту, збідненого на ендосперм.

                       Таблиця 4

Добуток борошна і показники його якості  після подрібнення продукту другої якості

Після верстата			Після верстата і  дисмембратора
			nд = 33 с=1			nд = 42 с=1			nд = 50 с=1
добуток, %	зольність, %	білість, ум. од. Р3-БПЛ	добуток, %	зольність, %	білість, ум. од. Р3-БПЛ	добуток, %	зольність, %	білість, ум. од. Р3-БПЛ	добуток, %	зольність, %	білість, ум. од. Р3-БПЛ
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

 

В результаті математичної обробки експериментальних даних були отримані рівняння регресії, що визначають добуток борошна В₁ і В₂ після вальцьового верстата і дисмембратора ЄСМ-1,5 від добутку борошна у вальцьовому верстаті та частоти обертання ротора дисмембратора при подрібненні продуктів, відповідно, 1-ї і 2-ї  якості :

де   B_BC— добуток борошна після вальцьового верстату, %;

n — частота обертання ротора дисмембратора, с⁼¹.

     Висновки.

1. Результати проведених досліджень та їх аналіз доводить можливість ефективного подрібнення суміші крупок, дунстів і борошна, що утворюють продукти 1-ї і 2-ї якості в коротких структурах виробництва сортового хлібопекарського борошна  на системах, що складаються  з вальцьового верстата з мікрошорсткими вальцями і дисмембратора з регульованою частотою обертання ротора.

2. Зазначені системи можуть також ефективно застосовуватись в скорочених і розвинених структурах, оскільки їх потоки подрібнюваних продуктів характеризуються кращими властивостями що до вибіркового подрібнення в порівнянні з досліджуваними.

3. Отримані в результаті досліджень математичні рівняння можуть бути використані для наближених інженерних розрахунків матеріального балансу потоків розмельного процесу.

Література:

1. Крошко Г.Д. Правила організації та ведення технологічного процесу на борошномельних заводах [Текст] / Г.Д. Крошко [та ін.]. – К.: Віпол, 1998. – 145c.

2. Кулак В.Г. Мукомольные заводы на комплектном оборудовании [Текст] / В.Г. Кулак, Б.М. Максимчук, А.П. Чакар. – М.: Колос, 1984. – 255c.

3. Неминущий А.Ф. Исследование технологической эффективности измельчения пищевых и кормовых продуктов в дезинтеграторах и дисмембраторах [Текст] : автореф. дис. … канд. техн. наук / А.Ф. Неминущий. – Таллин, 1970. – 34c.

4. Максимчук Б.М. Опыт эксплуатации высокопроизводительных машин ударно–истирающего действия [Текст] / Б.М. Максимчук, А.Ф. Неминущий / Серия «Мукомольно-элеваторная промышленность» : экспресс информ. – М.: ЦНИИТЭИ Минзага СССР, 1983. – 28c.

5. Дисмембратор  ЭСМ-1,5 [Эл. ресурс]. – Режим доступа:

https://www.olis.com.ua/equipments/proizvodstvomukiikrup/ientoleytordismembratoriesm07iesm15/

Авторська довідка:

1. Дмитрук Євген Адамович, д.т.н., професор, кафедра технології збереження та переробки зерна, Національний університет харчових технологій

2. Верещинський Олександр Павлович, к.т.н., генеральний директор, ТОВ «ОЛИС» м. Одеса

3. Харченко Євген Іванович, к.т.н., доцент, кафедра технології збереження та переробки зерна, Національний університет харчових технологій

Ключові слова: виробництво борошна, розмельний процес, дисмембратор