Способ обработки поверхности зерна уменьшающий микробиологическое загрязнение зерна в 4 5 раз

Обновлено: 18.09.2024

В любой зерновой массе присутствуют различные примеси, которые ухудшают кач-во готовой продукции и даже могут быть опасны для здоровья.

Выделяют зерновую и сорную примесь. В состав сорной примеси входят минеральная (галька, песок), органическая (стебли) примеси, зерна культурных растений, не относящихся к зерновой примеси, семена дикорастущих растений, зерна основной культуры поврежденные более чем на 50%, вредная примесь, метоллопримеси. К зерновой – относятся зерна основной кул-ры поврежденные менее чем на 50%, зерна других кул-ры растений отнесенных к зерновой по стандарту. Все примеси полностью удалены быть не могут, поэтому на мукомольный завод поступает зерно со строго нормированным содержанием примесей: сорной не более 2%, зерновой не более 4%.

Сепарирование – это разделение исходной смеси на составляющие ее компоненты более однородные по признаку делимости. Разделение смеси производят как по размерам, так и по качеству. Часть исходной смеси, отличающаяся от других частей по качеству, называется компонентом смеси. А составляющая часть смеси отлич от других размерами наз. фракцией. Разделение смеси на фракции осуществляется в сепараторах на основе признака делимости. Очень важно правильно определить признак делимость данной смеси. Различают простые (триера) и сложные (концентратор, БИС) сепараторы.

Основными признаками делимости являются.

По геометрическим признакам: разделение по ширине происходит на ситах с круглыми отверстиями, причем ось зерна должна быть перпендикулярна поверхности сит. По толщине разделение происходит на ситах с продолговатыми отверстиями. Эти два признака комплексно применяют в сепараторе БИС (верхние – продолговат. 4,25х25, нижние – круглые 2,0).

По длине разделение происходит в триерах: короткие примеси отделяются в куколеотборниках, западая в ячейки, а проходом идет очищенное зерно; длинные – в овсюгоотборниках, где зерна основной культуры западает в ячейки и идет сходом, а примеси идут проходом.

По форме поперечного сечения разделение происходит на треугольных ситах при выделении трудноотделимых примесей из гречихи.

По гидродинамическим св-вам идет очистка зерна в моечной машине. Так легкие примеси всплывают на поверхность, тяжелые (галька, песок) опускаются на дно, а зерно перемещается по середине шнеком. Но при этом необходимо определить конечную скорость падения зерна в воду, а так же предусмотреть очистку сточных вод.

Разделение по аэродинамическим св-вам возможно при различных скоростях витания зерна и других примесей. Это св-во применяют в пневмосепараторах, где легкие примеси имеющие меньшую скорость витания чем зерно подхватываются воздухом и уносятся, а зерно, находясь во взвешенном состоянии расслаивается. Во многих машинах используется не только разделение по плотности но и по коэффициенту трению, упругости, скорости витания.

Для осуществления процесса сепарирования необходимо выполнение 3-х условий: 1 в смеси должны быть отделяемые компоненты; 2 смесь должна разрыхляться; 3 разделенные продукты должны непрерывно выводиться.

Металломагнитные примеси для их улавливания устанавливают магнитные сепараторы. Немагнитные металлы могут быть отделены только при просеивании или мойке зерна.

3. Обработка поверхности зернапроводится сухим и мокрым способами.

На поверхности зерна имеется много пыли, особенно в бородке и бороздке. Поэтому перед размолом зерно подвергают обработке внешней поверхности.

Сухая обработканеобходима для удаления с поверхности зерна минеральных загрязнений и микроорганизмов, бородки, а также небольшого легкого шелушения - надрыва и частичного удаления плодовой оболочки и зародыша. В основе этой операции лежит трение зерна о зерно, зерна о различные рабочие поверхности машин (абразивную, металлическую, щеточную). В результате троекратной сухой обработки зольность зерна снижается на 0,07-0,15 %, а количество битых зерен не должно увеличиваться больше чем на 2 %.

Для обработки поверхности зерна сухим способом применяются горизонтальные обоечные машины типа БГО-6, БГО-8 и вертикальные БМО-6, БМО-12. На многих заводах имеются машины с абразивной поверхностью типа А1-ЗШН (зерновой шелушитель непрерывного действия), энтолейторы.

Обоечные машины с абразивным цилиндром используются для интенсивной обработки поверхности зерна. В процессе переработки зерно травмируется, отделяются оболочки и эндосперм обнажается, что нежелательно. При сортовых помолах пшеницы необходимо сохранить зародыш, т.к. далее зерно подвергается гидротермической обработке, где инактивируются ферменты и происходят биохимические процессы. Поэтому эти машины применяются при обойных помолах. Обработка зерна происходит за счет трения зерна о зерно и многократные удары зерна о рабочие органы машины. Сила удара на зерно не должна превышать прочности эндосперма, иначе зерно раздробится. Зерно после обработки имеет малую прочность, вода легко проникает внутрь и удаляются микроорганизмы. Эффективность работы данных машин оценивается снижением зольности и содержанием битых зерен. Снижение зольности должно составлять 0.01-0.03%, содержание битых зерен не более 2%.

На мукомольных заводах практикуется мокрая обработка зерна. Процесс эффективен, так как в процессе мойки происходит удаление лёгких и тяжелых примесей, пыли, плесени и грязи. Мойка зерна на мукомольных производствах считается обязательной.

Таким способом уносится гораздо больше примесей, чем при сухой очистке зерноматериала.

Обработка поверхности зерна мокрым способом включает в себя следующие этапы:

мойка;
отделение минеральных примесей;
удаление легких примесей в сплавной камере;
отжим.

Находясь в моечной машине, зерно увлажняется на 2-3%. Помимо очистки от примесей при мойке оно равномерно увлажняется, что способствует кондиционированию.

Очистить сырьё, например, от горечи при присутствии горькой полыни или от спорыньи и головни, можно только с помощью мойки.

Обработка зерна. Сухой и мокрый способы

Обработка поверхности зерна на хлебоприемных и мукомольных предприятиях проводится сухим и мокрым способами.

Сухая обработка

Расскажем коротко, так как об этом уже есть отдельная статья.

Сухую обработку ведут на обоечных машинах разной конструкции. Внутренняя поверхность таких агрегатов выполнена из стали. Она может быть гладкой или рифленой. При поступлении в обоечную машину зерно подхватывают стальные бичи, которые укреплены на вращающемся валу.

Зерно бьется о внутренние стенки машины, очищается от примесей и пыли. Происходит частичное шелушение. Затем сырьё отправляют на сепараторы, где его освобождают от зародышей, бородок, остатков пыли и поврежденных плодовых оболочек.

Зерно становится гладким. Его обеззараживание проводят в энтолейторах (машинах ударного действия). Здесь уничтожаются живые вредители, личинки погибают.

Мокрая обработка

При сортовых помолах предпочтительнее проводить мокрую обработку поверхности зерна. При этом очистка происходит основательнее, чем при сухом методе. Работа моечной машины считается эффективной, если зольность зерна снижается не меньше чем на 0,02%, влажность повышается на 2,0-3,5%, а партия полностью освобождается от минеральных примесей. При этом не допускается увеличение числа битых зерен.

Зерно интенсивно промывается в ванне моечной машины. Грязь вычищается даже из бороздки. При обработке в отжимной колонке идет легкое шелушение. Расход воды составляет 2 м 3 на 1 тонну. Вода используется только питьевая. Перед сбросом в канализацию после мойки, её очищают.

Машина для мокрого шелушения - это усовершенствованная отжимная колонка моечной машины. Расход воды в ней сокращен в 5-10 раз. А эффективность очистки такая же, как в моечной.

Если партия предназначена для сортового помола, то сразу после мойки проводят кондиционирование (увлажнение и отлежка). Кондиционирование бывает холодное или горячее, в зависимости от стекловидности и типового состава.

Мокрое шелушение и методы обработки поверхности зерна

Методы обработки поверхности зерна включают в себя следующие процессы:

увлажнение зерна. Кроме моечных машин используют различные увлажнительные машины. Через приёмный патрубок зерно поступает в бункер. Там открывается клапан, и зерно опускается вниз. В резервуар насос закачивает воду и подает в верхний бачок. Бункер перемещается, образуя кольцевую щель. Через нее материал попадает на верхний диск. Затем он разбрасывается в радиальном направлении. Прорезь цилиндра, через которую вода поступает на нижний разбрасывающий её диск, устанавливают пропорционально подающемуся количеству зерна. В это время оно увлажняется и падает на тарелку смесителя, перемешивается и выводится наружу;
гидротермическая обработка. Это мероприятия по подготовке к помолу, сводящиеся к усилению эластичности оболочек и ослаблению связей между оболочками и эндоспермом. Метод улучшает технологические характеристики. Выход продукции существенно увеличивается.

ГТО включает в себя увлажнение, тепловую обработку, отволаживание и дополнительное увлажнение, а затем - отволаживание перед первой драной системой. Температуру нагрева, характер увлажнения, длительность обработки после кондиционирования выбирают в зависимости от технологических и физических свойств зерна.

Холодное зерно увлажняют водой с температурой 15-20°C, затем направляют для отволаживания в бункер.

Горячее увлажненное зерно обрабатывают теплом на кондиционерах. Только после этого зерноматериал поступит в бункер для выдерживания после кондиционирования.

Скоростное зерно нагревают и увлажняют в аппаратах АСК. Там для увлажнения используют пар. Работа идет в таком порядке: скоростной кондиционер, бункер, мойка, влагосниматель, аппарат увлажнения, бункер для перераспределения тепла и влаги внутри как зерноматериала в целом, а также внутри отдельных зёрен.

На поверхности зерен, особенно в бородке и бороздке, всегда имеются неудаленная в зерноочистительных машинах пыль и прилипшая грязь, от которых необходимо по возможности избавиться.

Сухим способом обрабатывают зерно в основном в обоечных, реже — в щеточных машинах. В обоечных машинах зерно обрабатывают бичами, отбрасывают к рабочей поверхности, выполненной из стального листа, абразивного материала или специальной металлотканой сетки. Обоечные машины со стальной поверхностью воздействуют на зерно наиболее мягко; с абразивной поверхностью (наждачные) — наиболее интенсивно; обоечные машины с металлической сеткой по интенсивности воздействия занимают промежуточное положение.

Конструкции обоечных машин разнообразны, но их воздействие на зерно практически одинаково. В последнее время наиболее широко применяют обоечные машины с цилиндром из металлической сетки, установленным горизонтально или вертикально. Зерно, попадая в пространство между бичевым ротором и стальной сеткой, подвергается интенсивному трению о сетку, бичи и другие зерна. Часть отделившейся пыли, грязи проходит через сетку и выводится из машины. Очищенное зерно выводится из машины через выпускное отверстие в конце ситового цилиндра.

Интенсивность обработки поверхности зерна зависит от скорости вращения ротора, состояния поверхности и бичей, нагрузки на оборудование и т.д. Для обработки пшеницы рекомендуют окружную скорость бичей 11. 15 м/с; ржи— 15. 18м/с. С увеличением скорости бичей возрастает интенсивность обработки, что приводит, однако, к дополнительному дроблению зерна. Повышение нагрузки, наоборот, снижает интенсивность очистки поверхности зерна и т.д. Повышению эффективности очистки поверхности зерна способствует его частичное шелушение с удалением части плодовых оболочек.

Для более мягкой очистки и частичного извлечения пыли и грязи из бороздки применяют щеточные машины, в которых зерно обрабатывается щетками вращающегося щеточного барабана и неподвижными щетками щеточной деки.

Эффективность работы обоечных и щеточных машин оценивают по снижению зольности зерна, которое должно составлять 0,01. 0,03%, а в наждачных обоечных машинах —0,03. 0,05 %, при этом в последних допускается увеличение количества битых зерен до 2 %, в остальных машинах — до 1 %.

1.2. Назначение и классификация.

Обоечная машина Р1-БОС

Обеспечивает снижение травмирования зерна при обработке его поверхности и очистке от трудноотделимой грязи за счет эффекта истирания зерен друг о друга в рабочей камере машины.

Конструктивные решения в машине обеспечивают простоту настройки технологического процесса в ней и возможность регулирования степени обработки поверхности зерна, удобства замены изношенных узлов и деталей машины.

Машина предназначена для сухой очистки поверхности зерна пшеницы и ржи от пыли, частичного отделения плодовых оболочек, бородки и зародыша зерна на предприятиях мукомольной промышленности и для шелушения зерна ячменя.

Также предлагаются компактные обоечные машины производительностью 2 т/ч.

Технические характеристики	БГО-М-А	БГО-М-С
Производительность, т/ч
Установленная мощность, кВт	2,2	2,2
Габаритные размеры, мм:
высота, мм
длина, мм
ширина, мм

Обоечные машины СИГ

Предназначены для интенсивной очистки зерна от крупных, мелких и металломагнитных примесей путем ситовоздушного сепарирования.

Технические характеристики	СИГ-	СИГ-	СИГ-	СИГ-	СИГ- 3013ЯЧ
Производительность, т/ч	5 - 7	9 - 12	14 - 18	4 - 5
Мощность, кВт/ч	1,5	5,5	15 - 18,5	18,5
Габаритные размеры, мм: длина
ширина
высота
Масса, кг

Наждачная обоечная машина ЗНЛ 1,5

Предназначена для очистки наружного покрова зерна от пыли и грязи, частичного отделения зародыша, бородки и верхних плодовых оболочек, а также для разрушения комочков земли, оставшихся в потоке зерна после его очистки.

Технические характеристики	Значение
Производительность, кг/ч
Окружная скорость бичей, м./сек.
Диаметр наждачного барабана, мм
Расстояние бичей от наждачной поверхности, мм
Наждачная поверхность, м 2	1,24
Установленная мощность эл. двигателя, кВт
Масса, кг

Выполнение этих операций осуществляется посредством удара и трения зерна о наждачную поверхность. Машина состоит из барабана (желоб верхний ЗКМ 1,5 10.300 и желоб нижний ЗКМ 1,5 10.200) и бичевого вала ЗНЛ 1,5 М00000300 000. Рабочими органами машины являются неподвижный наждачный барабан и вращающийся внутри него вал с прикрепленными к нему бичами ЗКМ 1,5 10.405 и крыльчаткой (розеткой ЗКМ 1,5 02.014).

1.3. Современные конструкции обоечного оборудования

Для обработки верхнего покрова зерна на мукомольных заводах применяют обоечные машины. Технологический процесс при сортовых помолах предусматривает не менее двух пропусков (проходов) зерна через эти машины.

Отечественная промышленность изготовляет два типа обоечных машин с абразивным цилиндром (наждачные) и со стальным цилиндром (“мягкие”).

Обоечные машины выпускают, как с замкнутой (типа ЗОН), так и с разомкнутой (типа ЗНМ) циркуляции воздуха. По конструкции бичевого барабана обоечные машины бывают двух типов - радиально - бичевые и продольно-бичевые.

Опишем конструкции нескольких применяемых обоечных машин.

Обоечная машина РЗ-БГО-6.

Приемное устройство представляет собой сварную конструкцию, оно состоит из патрубка, подающего зерно в магнитный аппарат. Последний снабжен грузовым клапаном. Приемное устройство установлено со стороны привода машины. Блок магнитов расположен в лотке, который можно легко снять и удалить металломагнитные примеси.

Корпус обоечной машины сварен из листового материала и установлен на станине. В корпусе предусмотрены отверстия для приемного устройства, аспирационного патрубка и выпуска прохода. Бичевой ротор - основной рабочий орган машины. Он состоит из пустотелого вала, с торцов которого приварены полуоси, установленные в шарикоподшипниках и размещенные в сетчатом цилиндре, диаметр которого обоснован конструкцией расчета. На пустотелом валу по образующей закреплены винтами 8 бичей, представляющих собой продольные стальные пластины, длина которых рассчитана в конструкционной части, к каждому бичу приварены гонки, при чем на 4-х бичах гонки приварены под углом 80°, а на остальных по углом 60° к оси ротора. Гонки каждого бича имеют разную высоту: четыре крайних гонка с обоих его концов короче средних. В результате этого зерно в различных зонах имеет не равномерную скорость. Относительное движение потоков увеличивает интенсивность трения и соответственно повышает эффективность очистки зерна.

Станина представляет собой две опоры, на которых установлена машина.

Рассмотрим устройство обоечной машины ЗМП-5.

Машина выполнена в виде неподвижного металлического цилиндра и вращающегося вала с закрепленными на нем радиальными бичами пропеллерообразной формы и крыльчаткой. Крыльчатка предназначена для создания необходимой первоначальной скорости транспортирования зерна на выходе. Бичи машины изготавливают из хромоникелевой стали . Их устанавливают на валу попарно на расстоянии 65 мм один от другого, причем каждая следующая пара смещена относительно средней на 45°. Кромки бичей для предотвращения боя зерна закруглены.

Бичевой барабан приводится во вращение от электродвигателя через клиноременную передачу. Обоечная машина ЗНП-5 выполнена в виде разъемного неподвижного наждачного цилиндра, внутри которого вращается бичевой барабан с продольными бичами.

Бичевой барабан состоит из трех чугунных розеток насаженных на центральный вал. На лапках розеток закреплены 12 стальных бичей с уклоном к продольной оси барабана. В торцовой стенке наждачного цилиндра со стороны приводного шкива имеются окна для подвода воздуха. Скорость движения зерна регулируют изменением уклона бичей; интенсивность воздействия рабочих органов машины на зерно - изменением расстояния бичей от наждачной поверхности и окружной скорости бичей.

Обоечная машина ЗОН-5 состоит из неподвижного наждачного цилиндра, вращающегося в нем бичевого барабана с продольными бичами и аспирационно-осадочного устройства; смонтированных на чугунной станине.

Техническая характеристика обоечной машины РЗ-Б10-6:

Производительность, т/ч 6.9

Сетчатый цилиндр, мм

длина (высота) 635

Расход воздуха м3/с 350

Частота, об/мин 1130

Мощность эл.двигателя,кВт 5,5

Техническая характеристика ЗМП-5 ЗОМ-5 ЗНП-5

Производительность, т/ч 5 5 5

Частота вращения бичевого

барабана, об/мин 336-400 900-1000 415

бичевого барабана, м/сек. 13-15.6 23.3 16

Расстояние бичей от

рабочей поверхности, мм 20-35 - 25

Диаметр рабочего цилиндра,мм 790 472 800

Рабочая поверхность, м2 4.3 1.7 4.3

Установленная мощность,кВт 10 3.0 10.0

1.4. Техническое обоснование темы проекта.

Недостатком машины для сухой очистки зерна является большое энергопотребление. Решением проблемы может быть использование энергоэкономичного электродвигателя.

1.5 Задачи курсового проектирования.

1. Оценить современные машины аналогичного действия.

2. Сделать обзор работы зерно увлажняющей машины СИГв технологии переработки зерна в муку.

Для очистки поверхности зерна от пыли и грязи мокрым способом, а также для выделения из зерновой массы примесей, отличающихся удельным весом (песка, стекла, частичек руды, гальки, щуплых и изъеденных зерен и других легких примесей), на мукомольных заводах применяют моечные машины (рис. 77).
Очистка поверхности зерна мокрым способом является более эффективной по сравнению с сухим способом.
При промывке с поверхности зерна также удаляют плесень и микроорганизмы. Если на мукомольном заводе нужно перерабатывать горькополынное зерно, то только при мойке водой значительно ослабляется его горечь.
Вредные примеси в зерне (головня и спорынья) могут быть удалены только при мойке.

Использование моечных машин на мукомольных заводах является одним из действенных мероприятий по очистке зерновой массы.
Кроме того, при обработке зерна на моечных машинах поверхность его равномерно и интенсивно увлажняется, что способствует процессу кондиционирования.
Количество поглощаемой влаги зависит от продолжительности пребывания зерна в воде, температуры воды и свойств зерна. Мягкие мучнистые сорта пшеницы обладают повышенной способностью поглощать воду. Медленнее проникает влага в высокостекловидную и твердую пшеницу. Зерно поглощает теплую воду быстрее, чем холодную.
Время пребывания зерна в моечной ванне регулируется расстоянием приемного устройства 4 от отжимной колонки 1.
Моечная машина имеет ванну 3, в которой расположены две пары горизонтальных шнеков.
Верхние шнеки ∅ 150 мм перемещают зерновую массу от места поступления в моечную ванну до отжимной колонки. Под действием вращающихся шнеков зерно находится в воде во взвешенном состоянии и не оседает на дно ванны. При перемещении зерно энергично промывается водой, при этом от него отделяются тяжелые и легкие примеси.
Тяжелые минеральные примеси оседают на дно ванны и перемещаются нижними шнеками в сторону, противоположную направлению движения зерна, в сборные воронки, откуда выводятся струей воды в подвешенные металлические короба.
Зерновые шнеки подают зерно в сплавную камеру 2, где вследствие уменьшения скорости движения из зерновой массы выделяются легкие примеси, которые всплывают на поверхность воды, а зерно спускается на дно камеры. Далее через сопло струей воды осевшее зерно подается в приемную часть отжимной колонки.
В отжимной колонке происходит механическое обезвоживание зерна, частичное шелушение плодовых оболочек, подсушивание зерна воздушным потоком.
Отжимная колонка состоит из неподвижной ситовой поверхности, внутри которой вращается бичевой барабан. Зерно, поступившее в нижнюю часть машины, подхватывается быстровращающимися бичами и, перемещаясь снизу вверх отжимной колонки при помощи лопаток, закрепленных к угольникам бичей и изогнутых под углом к вертикали, ударяется о ситовую поверхность, в результате чего под действием центробежной силы вода с поверхности зерна удаляется.
При вращении бичевого барабана в рабочую зону колонки засасывается воздух, который, выходя через сетчатую обечайку, очищает сито от грязи и частично подсушивает зерно.
Отработанную воду выпускают в канализацию. После отстаивания отработавшую воду можно частично повторно использовать для мойки зерна.
Производительность моечной машины б и 10 т/ч.
Расход воды на 1 кг зерна составляет 1—1,5 л и зависит от степени загрязненности зерна, его влажности и других факторов.
В моечной ванне зерно увлажняется на 6—7%. В отжимной колонке происходит съем влаги на 3—3,5%. Следовательно, благодаря мойке зерна с последующим его отжимом приращение в нем влаги составляет 3—3,5%. Приращение влаги зависит, в свою очередь, от исходной влажности зерна и от его структурно-механических свойств. Моечные машины должны обеспечивать очистку поверхности зерна и снижение его зольности не менее чем на 0,02%.
Технологический эффект моечных машин определяется: степенью выделения минеральных примесей; степенью очистки зерновой массы от пыли и вредных примесей; величиной плотного остатка (сухого вещества), уносимого сточными водами; количеством битых зерен; увеличением влажности зерна.

Читайте также: