Верещинский А.П., кандидат технических наук, генеральный директор ООО «Олис»;
Шевченко А.В., инженер-технолог ООО «Олис»
Согласно рекомендуемым нормам [1], поступающее на мукомольные заводы зерно должно содержать не более 2% сорной примеси (при наличии оборудования для обработки зерна на элеваторе — не более 1%) и не более 5% зерновой примеси. Вместе с тем, предельно допустимое содержание сорной примеси в зерне, направляемом на I драную систему, для хлебопекарных помолов пшеницы не должно превышать 0,4%, а зерновой — не регламентируется.
Однако практика ведения помолов показывает, что повышение показателей качества и выхода муки, особенно высоких сортов, требует более значимого извлечения примесей. Анализ результатов работы двух мельзаводов в течение нескольких лет показывает [2], что при увеличении содержания сорной примеси на 0,1% в зерне перед I драной системой общий выход муки уменьшается примерно на 1,4%, или средневзвешенная зольность муки увеличивается примерно на 0,04%. Увеличение содержания в очищенном зерне зерновой примеси на 1% приводит к снижению общего выхода муки примерно на 0,8%, или увеличению средневзвешенной зольности на 0,15%. Исследователи определили, что среди всех величин, оказывающих влияние на выход муки при сортовом помоле, 55% приходится на остаточное содержание сорной и зерновой примеси в зерне перед I драной системой. Приведенные данные ярко иллюстрируют важность очистки зерна при подготовке его к помолу и необходимость поиска путей повышения ее эффективности. Очевидно, что нормы содержания примесей в зерне, направляемом в отделение подготовки мельницы и далее в помол, приняты с учетом возможностей современной техники очистки.
Указанное означает, что, несмотря на использующийся широкий арсенал средств (сепараторы, концентраторы, комбинаторы, триера, обоечные машины), современные методы очистки зерна, используя сложные и дорогостоящие машины, а также существенные ресурсы не всегда способны обеспечить высокую эффективность. Таким образом, поиск путей повышения эффективности очистки зерна должен осуществляться вне существующих подходов.
Как известно, одним из эффективных методов подготовки зерна к помолу является шелушение. Основным воздействующим фактором такой обработки считается снижение зольности зерна за счет уменьшения удельного содержания оболочек. Однако замечено, что результатом такой обработки также является снижение содержания примесей, т.е. процесс шелушения обладает эффектом очистки. В результате шелушения зерновая масса подвергается истирающим воздействиям и сдвигу, а также взаимодействию с воздушными потоками. Поэтому разрушение частиц с более низкими прочностными характеристиками, к которым, по-видимому, относится значительная часть примесей, и их удаление из зерновой массы является вполне закономерным результатом. Вместе с тем, до настоящего времени не существует научно обоснованных данных об эффективности такой очистки и целесообразности ее использования при подготовке зерна к помолам.
Закономерности очистки зерна в процессе шелушения изучали с использованием лабораторного голлендра, позволяющего обрабатывать образцы зерна с разным содержанием примесей до требуемых значений индекса шелушения k, а также раздельно получать основное зерно и отделенные частицы. Кроме того, для получения сравнительных оценок в каждом исходном испытываемом образце определяли содержание примесей, отделяемых наиболее распространенным и эффективным в практике помолов сито-воздушным способом. Просеивание образцов осуществляли посредством лабораторного рассева на ситах 4х25 и 1,7х20 до полного извлечения проходовых фракций. Пневмосепарирование проводили в лабораторном аспираторе путем многократных пропусков до полного извлечения выделяемых воздушным потоком примесей. При проведении экспериментов стандартными методами определяли исходное и конечное содержание примесей, а также вычисляли эффективность очистки.
Исследование образцов, отобранных из партий зерна пшеницы, подаваемых на мельзаводы ряда предприятий Украины, позволяет заключить, что эффективность очистки сито-воздушным способом по выделению сорной примеси составляет около 55%, а зерновой – около 32%.
Обобщенные результаты эффективности очистки зерна E в процессе шелушения при установке на голлендр ситовых обечаек с размерами отверстий 1,3х12 и Ø2 мм, исключающих попадание в отходы мелкого зерна, представлены на рис. 1 и 2.
Рис.1. Графики зависимости эффективности очистки зерна Е от индекса шелушения k по выделению сорной примеси:
1 – ситовая обечайка с отверстиями 1‚3х12 мм;
2 – ситовая обечайка с отверстиями Ø2 мм
Рис.2. Графики зависимости эффективности очистки зерна Е от индекса шелушения k по выделению зерновой примеси:
1 – ситовая обечайка с отверстиями 1‚3х12 мм;
2 – ситовая обечайка с отверстиями Ø2 мм
Из анализа представленных данных следует, что шелушение с индексами k=2-3,5% по эффективности выделения сорной примеси, а шелушение с индексами k=3-4,5% по выделению зерновой примеси тождественно очистке сито-воздушным способом. Дальнейшее повышение индексов шелушения k приводит к дальнейшему существенному возрастанию эффективности очистки.
Как видно из графиков, очистка зерна шелушением, особенно от сорных примесей, более эффективна с использованием ситовой обечайки с продолговатыми отверстиями, которые располагали по ходу вращения абразивного ротора. Наблюдаемый эффект объясняется более высокой пропускной способностью обечайки с продолговатыми отверстиями по выводу из зерновой массы образованных шелушением мелких частиц.
Следует заметить, что при значениях индекса k более 5% при шелушении зерновой массы пшеницы присутствующие зерна ячменя теряют цветочную, а также частично плодовую и семенную оболочки, которые выделяются в отходы. Исключение указанных анатомических частей ячменя обеспечивает отсутствие их отрицательного воздействия на результаты помола.
При обработке шелушением зерновой массы пшеницы частично разрушаются и выделяются присутствующие зерна овсюга, относящиеся к трудно отделимой примеси. Для оставшейся после шелушения части зерен овсюга характерны надрывы и отслоения оболочек, что снижает скорость витания зерен, способствующую их отделению от зерна пшеницы последующим пневмосепарированием.
Результаты проведенных исследований показывают, что шелушение зерновой массы пшеницы отличается высокой эффективностью очистки. Эффект очистки шелушением как операции подготовки зерна к помолам может использоваться в качестве дополнения к существующим методам, а также альтернативного и замещающего их способа. Таким образом, применение шелушения в практике помолов может существенно повысить их эффективность, а также в некоторых случаях исключить применение сложных, дорогостоящих и ресурсоемких машин.
Опубликовано по материалам
«Хранение и переработка зерна»
научно-практический журнал
№7 (157) июль 2012
- Правила организации и ведения технологического процесса на мукомольных заводах. – К.: Киевский институт хлебопродуктов, 1998. — 144 с.
- Фракционное сепарирование зерна на мукомольных заводах. Дулаев В.Г, Гортинский В.В., Альтерман А.Н., Горшунов А.Н., Муравин В‚С.‚ Бессонов В.Я., Зотиков В.М‚, Федорова АН. Серия «Мукомольно-комбикормовая промышленность», — М; ЦИИТЭИ Минзага СССР 1978. – 60 с.
