Задачи послеуборочной обработки зерна

Дыхание и температура зерна. Критическая влажность зерна пшеницы, ржи, ячменя. Послеуборочное дозревание зерна как часть технологического процесса его обработки с использованием тепла, приобретенного зерном в процессе сушки. Подготовка зерна к помолу.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 26.10.2011
Размер файла 31,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Задачи послеуборочной обработки зерна

Зерно используют на различные цели: из него формируется продовольственный, семенной и фуражный фонды, свежеубранное зерно подвергают специальной послеуборочной обработке -- его очищают (удаляют примеси), сушат и при необходимости сортируют. Свежеубранное зерно называют зерновым ворохом, подчеркивая этим, что его предстоит еще подвергнуть послеуборочной обработке, которая является обязательным звеном процесса производства зерна, особенно семенного назначения. Без послеуборочной обработки полученный урожай зерна нельзя ни сохранить без значительных потерь, ни использовать на пищевые или семенные цели.

Послеуборочная обработка зерна решает две основные взаимосвязанные задачи.

Во-первых, в процессе послеуборочной обработки должна быть повышена стойкость зерна, чтобы молено было сохранить его без существенных потерь до нового урожая и на более продолжительный срок. Для повышения сохранности зерновую массу просушивают до сухого состояния. Этот технологически сложный и энергоемкий процесс проводят в зерносушилках различных типов и производительности. Возможны другие способы увеличения продолжительности безопасных сроков хранения зерна, в частности обработка химическими веществами, охлаждение, но главным способом остается сушка в зерносушилках.

Во-вторых, свежеубранная зерновая масса в процессе послеуборочной обработки должна быть доведена до установленных кондиций по чистоте. Требования к чистоте зерна различного целевого назначения неодинаковы. В процессе послеуборочной обработки зерно очищают от сорной и зерновой примесей и сортируют с выделением малоценных зерен основной культуры: недоразвитых, щуплых, битых, поврежденных, проросших и мелких.

Таким образом, (послеуборочная обработка зерна представляет собой комплекс взаимосвязанных и дополняющих друг друга технологических операций, в результате выполнения которых обеспечивается длительная сохранность зерна и повышается его качество до такого уровня, при котором оно может быть сразу или через некоторый период времени использовано на пищевые, фуражные или семенные цели. Послеуборочная обработка зерна обеспечивает высокий технологический эффект лишь тогда, когда все операции выполняют правильно и своевременно.

Свежеубранная зерновая масса, особенно в увлажненных районах страны, нестойка и может быть испорчена в считанные дни и часы главным образом в результате самосогревания и поражения плесневыми грибами. Поэтому послеуборочная обработка зерна должна быть закончена раньше, чем ощутимо могут проявить себя факторы порчи. Наилучшие условия для сохранения качества зерна обеспечиваются в том случае, если весь дневной намолот будет в течение ближайшего времени полностью переведен в стойкое состояние.

Современная технология послеуборочной обработки зерна предполагает, что сразу же после взвешивания свежеубранный зерновой ворох должен быть направлен в ворохоочистительные или зерноочистительные машины. Основное требование к очистке зерна в ворохоочистительных машинах сводится к тому, чтобы выполнить эту операцию как можно быстрее. Даже кратковременная задержка с очисткой свежеубранного вороха снижает качество зерна и увеличивает в последующем объем работы. Примеси имеют более высокую влажность, чем зерно, поэтому в неочищенном ворохе зерно заметно увлажняется. Очистка вороха от примесей значительно повышает его стойкость к факторам порчи, особенно к самосогреванию.

Правильно организованная послеуборочная обработка зерна предполагает создание в хозяйствах специальных отделений по приемке и предварительной очистке поступающего урожая без передержки на площадках или в вентилируемых бункерах. Приемные отделения могут быть оборудованы в любом хозяйстве. Пропускная способность отделений должна в 3...5 раз превышать производительность оборудования по сушке и окончательной очистке зерна и семян. Это необходимо для того, чтобы в потоке принять и предварительно очистить зерновой ворох даже при максимальном его поступлении на ток. В отдельные дни темпы уборки могут в 2,0...4,5 раза превышать среднесуточные показатели.

Сушка, так же как и предварительная очистка, должна быть проведена без задержки. Сушка является важной операцией послеуборочной обработки, которая делает зерно стойким, способным противостоять факторам порчи при длительном хранении.

Возможности проведения в сжатые сроки предварительной очистки и сушки зерна различны, что оказывает большое влияние на весь технологический процесс послеуборочной обработки зерна в увлажненных районах страны. Предварительную очистку проводят за один пропуск зерна через ворохоочиститель. Окончательное выделение примесей будет завершено позднее на машинах первичной и вторичной очистки.

Для высушивания зерна нередко требуется несколько пропусков его через сушилку.. Поэтому сезонный объем работ по сушке в неблагоприятные годы увеличивается в несколько раз. Сушка является наиболее строгим технологическим приемом по уровню требований к режимам обработки. Чтобы не допустить порчи зерна в результате нарушения температурного режима обработки, его часто смягчают. Но это сопровождается снижением производительности сушилок и приводит к накоплению влажного зерна на току.

В результате отмеченных особенностей сушилки часто не могут справиться со всем потоком зерна даже при круглосуточной работе. Поэтому практически во всех хозяйствах, относящихся к увлажненной зоне, возникают такие периоды, когда на токах скапливается значительное количество предварительно очищенного, но непросушенного зерна. Вынужденная передержка влажного зерна в ожидании сушки является критическим периодом в сохранении семенных, продовольственных и фуражных достоинств выращенного зерна. В этот период происходят наибольшие потери количества зерна и семян и ухудшается их качество. Предупредить последствия таких потерь и полностью их исключить -- одна из основных задач правильно организованного процесса послеуборочной обработки зёрна. Успешно решить эту задачу могут лишь специально, подготовленные кадры механизаторов.

Наличие резерва сушильных мощностей позволяет смягчить напряженность таких периодов. Но приходится считаться и.с тем, что сушилки весьма громоздкие, металлоемкие и энергоемкие машины, и их невозможно иметь в таком количестве, чтобы в потоке можно было просушить все убираемое зерно с учетом неравномерности по уровню уборочной влажности и темпам его поступления на обработку.

Хозяйственно приемлемый выход из этого трудного положения заключается в том, чтобы найти технологическую возможность защитить сырое зерно от порчи на некоторое время, пока не освободятся сушилки. Оказалось, что это можно сделать, охлаждая зерновую массу вентилированием атмосферным или искусственно охлажденным воздухом. Эта технологическая операция получила название «временная консервация свежеубранного зерна методом активного вентилирования».

Активное вентилирование экономически выгодно, доступно каждому хозяйству, но внедрено в производство еще недостаточно. Поэтому освоение техники и технологии активного вентилирования зерновых насыпей, широкое внедрение этого метода в производство с использованием установок является важным и доступным направлением в снижении количественных и качественных потерь зерна, в совершенствовании технологии и повышении эффективности его послеуборочной обработки.

Активное вентилирование атмосферным воздухом позволяет снять напряженность с послеуборочной, обработки зерна. Активное вентилирование нагретым атмосферным воздухом на простейших установках напольного типа является доступным и эффективным, средством.

Общая задача второго этапа послеуборочной обработки заключается в том, чтобы обеспечить получение зерна заданной чистоты с максимально высоким выходом готовой продукции. Для этого современное сельскохозяйственное производство располагает зерноочистительными машинами различного назначения и сложности. Широко используются воздушно-решетные машины для первичной очистки, триерные блоки, сложные воздушно-решетные машины для вторичной очистки и сортирования пневмосортировальные столы, а также электромагнитные машины, полотняные горки, электромагнитные, сепараторы.

Окончательная очистка просушенного зерна, особенно семян, представляет собой многоступенчатый технологический процесс, связанный с использованием разнообразных сепарирующих рабочих органов. Начинать «чистку зерна надо после того, как будут определены количественный и качественный состав сорной и зерновой примесей, наличие трудноотделимых компонентов, их свойства и особенности. Затем надо подобрать оптимальный набор зерноочистительных машин, последовательность их компоновки и поточную технологическую линию, нужные решета и триерные цилиндры.

Для наладки оптимального режима работы машин надо провести пробную очистку зерна, снять баланс образующихся фракций зерна и отходов, определить эффективность очистки на каждой машине, проверить уровень потерь полноценного зерна в отходы. Подготовку машин к работе и наладку технологического процесса можно считать закопченными лишь в том случае, если за один пропуск зерна обеспечивается его доведение до необходимых кондиций по чистоте при допустимом уровне потерь основного зерна в отходы и обеспечении расчетной производительности машин.

2. Жизнедеятельность зерновой массы

Почти все компоненты зерновой массы являются живыми организмами: зерно и семена, большая часть примесей, микроорганизмы и насекомые. Их жизнедеятельность проявляется в виде дыхания (газообмен), а для отдельных компонентов также питания и размножения. В результате активной жизнедеятельности происходит ощутимая потеря в массе сухих веществ зерна, ухудшение качества, возможна полная утрата посевных и товарных достоинств зерна.

Уровень процессов жизнедеятельности зерновой массы зависит главным образом от ее состояния по влажности, температуре, содержанию примесей, газовому составу воздуха межзерновых пространств. В зависимости от комплекса этих факторов интенсивность жизнедеятельности зерновой массы изменяется в сотни и тысячи раз. Умело хранить -- значит правильно регулировать эти процессы, не допускать развития опасных явлений в зерновой массе. В связи с этим одна из основных задач послеуборочной обработки свежеубранного зерна заключается в том, чтобы путем очистки от примесей, своевременной и правильной сушки до сухого состояния, охлаждения максимально снизить жизнедеятельность зерновой массы, перевести ее в состояние анабиоза (скрытой жизни).

Чем ниже уровень биологической активности зерновой массы, тем меньше потери сухих веществ, тем лучше количественная и качественная сохранность зерна. У правильно подготовленного к хранению зерна пшеницы, ржи, ячменя потери сухих веществ при хранении в течение первого года не превышают 0,1 %. Однако воздействие операций послеуборочной обработки должно быть таким, чтобы не только полностью сохранить количество продукции, но и улучшить качественную характеристику зерна.

Дыхание зерна. Интенсивность дыхания-зерна является основным критерием жизнедеятельности зерновой массы. Оно может быть выражено количественно, что позволяет достаточно точно определять уровень биологической активности зерновой массы. Для этого используют разнообразные методы учета количества поглощенного на дыхание кислорода и выделившегося диоксида углерода. По этим данным легко определить и возможные потери сухих веществ.

Дыхание представляет собой сложный биохимический процесс гидролиза (распада) запасных питательных веществ под воздействием ферментов, обеспечивающий приток энергии для поддержания жизни организма. Только небольшая часть энергии дыхания зерновой массы используется организмом, большая часть ее (до 90...05%) выделяется в виде тепла, вызывает повышение температуры зерновой массы, ухудшает ее сохранность.

Выделяемая в процессе дыхания вода увлажняет зерновую массу и ухудшает ее сохранность. Поглощение зерном кислорода и выделение диоксида углерода вызывают изменение газового состава воздуха межзерновых пространств, что может ухудшить сохранность, например, семенного зерна. У высоковлажного зерна весь кислород межзерновых пространств может быть потреблен в течение первых же .суток после уборки. Однако в зерновой массе дыхание продолжается и после полного потребления кислорода (анаэробное дыхание). В этом случае происходит неполный гидролиз запасных веществ, образуется значительное количество этилового спирта, ,что ведет к самоотравлению и гибели зародыша зерновки. Таким образом, почти все следствия процесса дыхания (потеря сухого вещества, повышение температуры и влажности зерновой массы) отрицательно сказываются на результатах хранения. Поэтому приемы, способствующие снижению интенсивности дыхания, повышают сохранность зерна. Приведем характеристику основных факторов, регулирование которых в процессе послеуборочной обработки позволяет управлять интенсивностью жизнедеятельности зерновой массы, т. е. ее сохранностью.

Влага зерна. Это наиболее важный и надежный фактор регулирования жизнедеятельности зерновой массы, применяемый в практике работы с зерном. Влага в зерне является средой, в которой протекают все жизненные процессы. Дыхание очень сухого зерна ничтожно мало и не: всегда фиксируется приборами. Увеличение влажности активизирует ферментные системы и усиливает обмен веществ. Однако интенсивность дыхания зерна возрастает . при этом не прямолинейно, а по кривой, имеющей переломную критическую зону. Первые порции влаги, поглощенные сухим зерном, усиливают дыхание незначительно. При достижении зерном определенного уровня влажности (для большинства зерновых культур около 15%) интенсивность дыхания резко возрастает. Влажность, при которой это происходит, получила название критической. Дальнейшее увлажнение зерна вызывает усиление дыхания со все возрастающей скоростью.

Понятие о критической влажности является основополагающим в теории и практике хранения зерновых масс. Критическая влажность характеризует глубокое качественное изменение состояния влаги в зерне. В до-критическом диапазоне влажности, вплоть до 14 % (у основных зерновых культур), вся вода в зерне настолько прочно удерживается коллоидными веществами и. активными центрами поверхности микрокапилляров, что утрачивает свойства растворителя и не может обеспечить благоприятные условия для ферментативного гидролиза органических веществ, т. е. дыхания. Вся влага у такого зерна находится в связанном состоянии, и оно характеризуется как сухое зерно. Зерно основных зерновых культур считают сухим, если его влажность не превышает 14 %, у льна 11 %, у подсолнечника 7%.

Не менее важным в объяснении особой роли критической влажности зерна является тот факт, что на сухом зерне не могут развиваться микроорганизмы, которые являются основным фактором его порчи при хранение Таким образом, критической влажности соответствует такой уровень влажности зерна, при котором в нем появляется свободная вода, резко усиливается интенсивность дыхания, становится возможным повреждение микроорганизмами. Следовательно, чтобы защитить зерно от быстрой порчи, обеспечить его надежную длительную сохранность, необходимо как можно быстрее после уборки обеспечить его просушку до влажности ниже критического уровня, т. е. до сухого состояния.

Критическая влажность неодинакова у зерна разных культур. Как и в случае с равновесной влажностью, она в большой степени зависит от химического состава зерна. Чем больше содержится жира, неспособного удерживать влагу, тем ниже уровень критической влажности зерна, и чем больше содержание белка и крахмала, тем выше величина критической влажности.

Культура

Критическая влажность, %

Пшеница, рожь, ячмень, семена злаковых кормовых трав

14,5...15,5

Горох, фасоль, вика, кормовые бобы, семена кормовых бобовых трав, чечевица

15,0...16,0

Кукуруза, просо, сорго, семена столовой свеклы

12,5...14,0

Подсолнечник среднемасличный, морковь, огурцы, капуста, лен

9,0...11,0

Подсолнечник высокомасличный, клещевина

6,0...8,0

Критическая влажность зерна пшеницы, ржи, ячменя находится в пределах 14,5... 15,5 %, у высокомасличного подсолнечника она 7...8 %. У гороха 15... 16 %. Если не учитывать содержание жира и провести расчет только на гидрофильную часть зерна или семян, критическая влажность будет почти во всех случаях близка к 15 %. Такое же единство прослеживается при сопоставлении критической и равновесной влажности.

Для большинства сельскохозяйственных культур оказалось, что критическая влажность соответствует равновесной влажности зерна, устанавливающейся при 75 %-ной относительной влажности воздуха. Поэтому хранение или активное вентилирование зерновых масс воздухом с относительной влажностью ниже 75 % способствует повышению стойкости материала. Более надежно в таких случаях брать за ориентир влажность воздуха 65...70 %. Это обусловлено тем, что в атмосфере такого воздуха зерно и семена становятся сухими, т. е. не имеют свободной влаги. При влажности окружающего воздуха выше 70 % возможно увлажнение сухой зерновой массы и ухудшение ее сохранности. Таким образом, сопоставляя фактический уровень влажности зерна с критической влажностью для данной культуры, можно установить пригодность каждой конкретной партии к хранению, или необходимость его подсушки и охлаждения.

Температура зерна. Это важный фактор, регулирующий в широких пределах уровень жизнедеятельности зерновой массы, определяющий сохранность и долговечность зерна. Снижение температуры значительно ослабляет интенсивность дыхания всех живых компонентов зерновой массы и таким образом способствует увеличению сроков ее сохранности. Чем ниже температура, тем меньше интенсивность дыхания зерна, т. е. тем меньше выделяется СО2.

Охлаждение особенно полезно для сырого свежеубранного зерна, которое по каким-либо причинам не может быть сразу же просушено. Учитывая, что свежеубранное зерно имеет обычно достаточно высокую температуру в пределах 20...30°С, даже небольшое его охлаждение будет способствовать повышению сохранности и снижению потерь.

Основным источником холода при охлаждении свежеубранного зерна летом и осенью является использование суточных перепадов, температуры воздуха, обработка зерновых масс активным вентилированием атмосферным воздухом в ночные и утренние часы. Температура воздуха ночью в осенний период почти в 2 раза ниже, чем днем. Такая обработка позволяет на 7...10сут и более задержать начало активных процессов порчи зерна, полностью исключить возникновение самосогревания.

Исходя из консервирующего эффекта пониженных и низких температур, в практике различают две степени охлаждения. Зерно считается охлажденным в первой степени, если его температура понижена до 10...0°С. В этих условиях, особенно при температуре 5 °С и ниже, жизнедеятельность всех компонентов зерновой массы резко снижена. При такой температуре не могут развиваться вредные насекомые, рост микроорганизмов сильно замедлен, а на зерне с влажностью до 16 % полностью прекращается.

Снижение температуры зерна до отрицательных значений (промораживание) считается охлаждением во второй степени. Это обеспечивает глубокий анабиоз зерновой массы и длительный консервирующий эффект. Однако у сырого зерна в таких случаях происходит замерзание свободной воды, и образующиеся кристаллы льда вызывают разрыв клеток и гибель зародыша. Сухие семена при промораживании не снижают всхожести, так как связанная вода не замерзает. На этой основе разработаны специальные методы многолетнего хранения особо ценных селекционных образцов семян в жидком, азоте при температуре--196 °С.

Весной в переохлажденных партиях зерна возможно сильное поверхностное отпотевание и, как следствие его, пластовое самосогревание. Поэтому семенное зерно не рекомендуется охлаждать ниже --3...--5 °С. Это, не означает, однако, что необходимо принимать специальные меры по прогреванию зерновой массы в зимний период.

Интенсивность и характер дыхания зерновой массы зависят от газового состава воздуха межзерновых пространств. Только в присутствии кислорода возможно нормальное, т. е. аэробное, дыхание зерновой массы повышенной влажности. При отсутствии кислорода происходит анаэробное дыхание, в тканях зерна накапливается спирт, быстро утрачивается жизнеспособность семян. Однако пищевые и кормовые достоинства такого зерна заметно не изменяются. Поскольку при анаэробном дыхании выделение тепла уменьшается примерно в 30 раз и не могут активно развиваться наиболее вредоносные микроорганизмы, герметизация зерновой массы и хранение ее без доступа кислорода являются одним из технологических приемов консервации сырого зерна кормового назначения.

Сухое зерно, интенсивность дыхания . которого ничтожно мала, без ощутимых отрицательных последствий выдерживает высокие концентрации диоксида углерода и полное отсутствие кислорода в течение длительного времени. Зрелость, выполненность, травмированность зерна, засоренность зерновой массы органическими примесями значительно влияют на интенсивность ее дыхания. Недозрелые зерна, даже если они нормально просушены, дышат в 2...3 раза более интенсивно, чем хорошо вызревшие. Недозрелые зерна менее стойки при хранении, обычно имеют повышенную влажность, на них быстрее развиваются микроорганизмы.

Щуплое зерно с относительно большей площадью поверхности покровных тканей и повышенной гигроскопичностью имеет более высокую, чем нормальное зерно, интенсивность дыхания, и оно менее стойко при хранении. Это же наблюдается у зерна с признаками прорастания и с механическими повреждениями.

Таким образом, для повышения стойкости зерна при хранении необходимо наряду с сушкой как можно быстрее после уборки удалить из зерновой массы все фракции зерна и примеси с повышенной интенсивностью дыхания, применив очистку и сортирование. Выделенные таким образом фракции зерна пониженного качества перерабатывают на комбикорм или хранят отдельно от основной массы зерна.

Послеуборочное дозревание зерна. Зерновые культуры убирают при наступлении технической спелости, т. е. при таком состоянии посевов, когда накоплена максимальная масса урожая зерна и его состояние, по влажности обеспечивает благоприятные условия для обмолота. Прямое комбайнирование зерновых культур начинают при снижении влажности зерна до 20 % и ниже, при раздельной уборке растения скашивают на несколько дней раньше, примерно в середине восковой спелости и при влажности зерна 30 %.

Однако ко времени уборки урожая в зерне еще продолжаются сложные биохимические процессы преобразования органических веществ, в результате которых улучшаются технологические и посевные качества зерна.

Эти процессы продолжаются в течение некоторого периода после уборки и обусловливают послеуборочное дозревание зерна. В этот период хранения зерновая масса дышит в несколько раз интенсивнее, чем после его завершения. Поэтому хранить свежеубранную зерновую массу гораздо сложнее, чем хорошо вызревшее зерно при тех же условиях по температуре и влажности.

Продолжительность периода послеуборочного дозревания зависит, кроме сортовых особенностей, от условий формирования, налива и созревания зерна в поле и условий последующего его хранения. Определяющими параметрами являются температура и влажность среды. Если во время налива и созревания была дождливая и прохладная погода, зерно нуждается в большем периоде послеуборочного дозревания. Это особенно характерно для зерна, выращенного в Сибири, когда в отдельные годы семена не успевают полностью дозреть ко времени весеннего сева.

Послеуборочное дозревание значительно ускоряется, если зерно сразу после уборки хорошо просушено и в первый период времени хранится при повышенной (20... 22 °С) температуре. Для тех районов, где в естественных условиях послеуборочное дозревание семян затягивается на длительный период, разработан специальный технологический прием для его ускорения --- воздушно-тепловой обогрев семян. Семена, обогревают обычно перед посевом в течение нескольких суток.

Для ускорения послеуборочного дозревания зерно сушат на установках активного вентилирования или хранят его сразу после уборки в сухом состоянии при температуре зерна 20...22°С в течение двух-трех недель с последующим охлаждением активным вентилированием.

В перспективной технологии обработки зерна и семян послеуборочное дозревание зерна должно стать составной частью технологического процесса его обработки с использованием тепла, приобретенного зерном в процессе сушки.

Прорастание зерна и семян. При резком нарушении режима обработки и хранения зерно может прорасти. Зерно начинает прорастать только при поглощении капельно-жидкой влаги и увлажнении до 40 % и выше. Это возможно лишь при сильном увлажнении зерновой массы осадками или грунтовой влагой или в результате конденсации воды при резких перепадах температуры в пределах зерновой массы. Любой случай прорастания зерна при хранении надо рассматривать, как результат упущений и ошибок в организации обработки и хранения вызывающий большие потери продукции.

3. Подготовка зерна к помолу

послеуборочное дозревание зерно помол

Основные этапы переработки зерна: подготовка зерна к размолу, размол зерна в муку, хранение и упаковка муки в тару.

Для получения кондиционной муки необходима тщательная подготовка зерна, которая включает следующие основные операции: формирование помольных партий, очистку зерна от примесей, обработку поверхности зерна сухим или влажным способом, гидротермическую обработку зерна.

Формирование помольных партий. Его проводят для поддержания стабильности технологического процесса переработки зерна в течение длительного времени и получения муки с заданными хлебопекарными свойствами. Смешивая разнокачественное зерно, например сильную и слабую пшеницу, зерно со слабой и крепкой клейковиной, с различной стекловидностью, зольностью и т. д., не только получают муку со стабильными свойствами, но и добиваются рационального и эффективного использования сырья.

Формирование партий позволяет не только использовать для переработки зерно пониженного качества, из которого самостоятельно невозможно выработать кондиционную муку, но часто сопровождается эффектом смесительной ценности, приводящим к улучшению хлебопекарных свойств. Переработка высококачественного зерна без добавления партий пониженного качества приводит к нерациональному использованию сырья и получению муки со значительными колебаниями хлебопекарных свойств. Оптимальное соотношение отдельных компонентов в помольной партии устанавливают пробными лабораторными помолами смесей с различным соотношением компонентов и последующей оценкой их хлебопекарных свойств.

Формируют партии как на элеваторах, так и непосредственно в подготовительных отделениях мукомольных заводов. На крупных предприятиях партии формируют достаточными для бесперебойной работы в течение не менее чем 10 сут. Для небольших предприятий продолжительность переработки составленной смеси может быть значительно больше.

Очистка зерна от примесей. Содержащиеся в зерновой массе примеси ухудшают качество вырабатываемой муки, могут быть причиной поломки рабочих органов машин, поэтому при подготовке зерна к помолу необходимо удалить основное количество примесей, используя их отличия от зерна в физических свойствах.

Примеси от зерна могут отличаться: размерами (крупные и мелкие), одним размером -- длиной (короткие и длинные), аэродинамическими свойствами (легкие), плотностью (минеральные), поведением в магнитном поле (металломагнитные), формой, состоянием поверхности и т. д.

Выделяют крупные и мелкие примеси в машинах, рабочими органами которых являются сита или решета. Чаще всего применяют штампованные сита с круглыми или продолговатыми отверстиями. Определяющим размером частиц при сортировании зерна на ситах с круглыми отверстиями является ширина зерен, на ситах с продолговатыми отверстиями -- толщина. Для отделения крупных и мелких примесей в основном используют ситовые или комбинированные воздушно-ситовые сепараторы.

Зерно по ситам движется за счет их колебаний (возвратно-поступательных или круговых поступательных) и наклона в сторону движения продукта, в результате чего происходит самосортирование -- более мелкие частицы опускаются в нижние слои и проходят через отверстия, образуя проходовую фракцию, или проход, а более крупные удаляются с сита, образуя сходовую фракцию, или сход.

Размер и форму отверстий сит выбирают в зависимости от размеров зерна основной культуры и примесей.

Легкие примеси выделяют в воздушных сепараторах потоком воздуха, движущегося со скоростью, достаточной для уноса легких примесей и недостаточной для уноса зерна.

Короткие и длинные примеси выделяют в триерах, называемых при выделении коротких примесей куколеотборниками, длинных -- овсюгоотборниками. Рабочий орган цилиндрического триера -- цилиндрический барабан, на внутренней поверхности которого выштампованы ячеи. В триерах-куколеотборниках диаметр ячей меньше длины зерна, в овсюгоотборниках -- больше. При работе триера короткие частицы целиком размещаются в ячеях и при вращении барабана поднимаются выше кромки приемного лотка, попадают в него и выводятся шнеком. Более длинные частицы либо не захватываются ячеями, либо, попадая в них одним концом, вываливаются из них раньше, не достигнув кромки лотка, остаются на цилиндрической поверхности, постепенно продвигаются вдоль триера и выводятся из него.

Размер ячей триера зависит от размеров зерна, например, для выделения коротких примесей из пшеницы ячеи имеют размер 4...5 мм, а длинных -- 8...10 мм.

Наряду с цилиндрическими триерами широко применяют дисковые, рабочими органами которых являются диски, расположенные на горизонтальном валу.

Минеральные примеси выделяют по их плотности, которая примерно в 2 раза больше, чем у зерна. Для их разделения используют несколько типов камнеотделителей, наиболее совершенный из них -- вибропневматический.

Рабочий орган такого камнеотделителя -- вибрирующая воздухопроницаемая дека, при определенном угле наклона которой, амплитуде, частоте и направленности колебаний при отсутствии воздушного потока обеспечивается движение смеси вверх в результате воздействия рабочей поверхности.

При подаче воздуха более легкое зерно отрывается от опорной поверхности, переходит в псевдоожиженное состояние и стекает с деки вниз. Более тяжелые минеральные примеси не теряют связи с опорной поверхностью и продолжают перемещаться вверх.

Регулируют эффективность процесса отделения примесей, изменяя угол наклона, амплитуду колебаний деки, скорость воздушного потока.

Для повышения эффективности очистки зерна от примесей и разделения зерновой массы на фракции по плотности применяют концентратор, принцип действия которого основан на просеивании зерна на плоском наклонном сите в восходящем потоке воздуха. В ситовом корпусе последовательно установлены два сита: первое с диаметром отверстий 2 мм предназначено для предварительного расслоения смеси и просеивания мелких примесей, второе с диаметром отверстий 8...9 мм -- для получения различного по качеству зерна. Под влиянием вибраций и восходящего потока воздуха зерно на ситах самосортируется, при этом вначале просеивается находящаяся в нижних слоях потока тяжелая фракция зерна и только потом -- легкая. Низконатурные примеси (овсюг, частицы колосьев и т. д.) выделяются сходом с последнего сита. В легкую фракцию попадает легковесное, щуплое, проросшее зерно.

Металломагнитные примеси выделяют с помощью статических магнитов, реже -- электромагнитов. Обязательно устанавливают магнитные сепараторы перед машинами ударно-истирающего действия (обоечные, щеточные машины), машинами для измельчения зерна, а также на контроле готовой продукции. В качестве примера приведена схема сепаратора У1-БММ для контроля муки. Мука, проходя около магнитных полюсов, освобождается от магнитных примесей, которые притягиваются и удерживаются магнитами. Металломагнитные примеси из магнитных сепараторов удаляют периодически. Иногда применяют сепараторы с непрерывной очисткой магнитов.

Эффективность очистки зерна от примесей. Зерно, поступающее на мельницу, должно соответствовать промышленным кондициям. После очистки зерна в подготовительном отделении мельницы засоренность зерна должна быть значительно снижена (табл. 1).

Предельно допустимое содержание примесей в зерне, %, не более

Примесь

При поступлении на очистку

После очистки

для макаронных помолов

для

хлебопекарных

помолов

для

макаронных

помолов

для

хлебопекарных

помолов

Сорная

2,0

2,0

0,3

0,4

В том числе:

куколь

--

--

0,05

0,1

вредная

0,2

0,2

0,05

0,05

в том числе:

горчак, вязель

0,04

0,04

0,04

0,04

фузариозные зерна

1,0

1,0

0,6

0,3

Зерновая

4

5

--

4

В том числе проросшие зерна

2

3

2

3

Обработка поверхности зерна сухим и влажным способами. 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 %.

Влажным способом поверхность зерна обрабатывают в моечных машинах и машинах мокрого шелушения.

Наиболее эффективна очистка зерна в моечных машинах. В них удаляется пыль и грязь не только с поверхности зерна, но и из бороздки, кроме того, выделяются минеральные и легкие примеси.

Моечная машина состоит из моечной ванны и отжимной колонки. В моечной ванне двумя шнеками создается поток воды по направлению к отжимной колонке. Скорость потока такова, что при прохождении зерна через моечную ванну оно не опускается на дно, а передается в отжимную колонку, где удаляется избыток воды. Тяжелые примеси оседают на дно ванны и выводятся из нее двумя другими шнеками. Вертикальная отжимная колонка представляет собой цилиндрическое сито, внутри которого вращается ротор со специальными лопастями, перемещающими зерно вверх вдоль ситового цилиндра. Лишняя влага отделяется от зерна за счет возникающих центробежных сил и, пройдя через отверстия ситового цилиндра, стекает по его внешней стороне вниз. Зерно, достигнув верхнего уровня ситового цилиндра, через специальные отверстия выводится из машины.

Применение моечной машины дает хороший технологический эффект, однако большой расход питьевой воды -- до 2 л на 1 кг зерна и необходимость строительства дорогостоящих очистных сооружений значительно ограничивают их использование при подготовке зерна.

Несколько менее эффективными, но требующими почти в 10 раз меньшего расхода воды являются машины мокрого шелушения. Эти машины представляют собой, по сути, отжимную колонку с небольшой моечной ванной в ее нижней части. Зерно, попавшее в воду, практически тут же подхватывается бичами и транспортируется в верхнюю часть колонки. При этом избыток воды отделяется.

В отжимных колонках моечных машин, в машинах мокрого шелушения происходят не только очистка поверхности зерна за счет трения, но и частичное его шелушение.

Эффективность влажной обработки поверхности зерна оценивают по тем же показателям, что и машин сухой очистки. Снижение зольности зерна в результате обработки должно составлять 0,02...0,05 % при увеличении количества битых зерен не более чем на 1 %. При влажном способе очистки возможна переработка головневого зерна.

Гидротермическая обработка зерна. Технология производства сортовой муки основана на избирательном измельчении эндосперма и оболочек зерна. Оболочки, обладая большим сопротивлением измельчению, дробятся в меньшей степени, чем эндосперм, и чем больше разница их прочностных свойств, тем эффективнее последующее разделение. У сухого зерна различие в прочностных свойствах эндосперма и оболочек меньше, чем у влажного, поэтому перед размолом его необходимо увлажнять.

Увлажнение является основой так называемой гидротермической обработки зерна, т. е. обработки водой и теплом. Существует несколько способов обработки: холодное, горячее и скоростное кондиционирование. Наиболее распространено холодное кондиционирование как наиболее простое и достаточно эффективное.

Технологическая схема холодного кондиционирования включает всего две операции: увлажнение зерна и его отволаживание (отлежку) в бункерах.

После увлажнения влага постепенно проникает в зерно. Вначале она сосредоточена в оболочках. Проникая в эндосперм, влага способствует его разупрочнению, образуя в нем закритические напряжения вследствие градиента влажности и неравномерного набухания биополимеров. Так как влажность наружных и внутренних слоев эндосперма различна, набухают они неравномерно, что вызывает напряженное состояние материала. Кроме того, крахмал и белки в клетках эндосперма каждого слоя набухают также неравномерно. В результате при достижении критических значений напряжений в эндосперме начинается образование микротрещин. Трещины являются капиллярами, по которым влага проникает Внутрь зерновки с расклинивающим эффектом. Таким образом происходят предразрушение и разупрочнение эндосперма. Для завершения этого процесса требуется время -- от нескольких часов до суток и более.

По-иному изменяются свойства оболочек. С повышением влажности они пластифицируются, снижается их хрупкость. Это происходит вследствие набухания полисахаридов -- гемицеллюлоз, клетчатки и лигнина.

Таким образом, кондиционирование способствует усилению различий структурно-механических свойств оболочек и эндосперма, что облегчает проведение сортового помола и снижает дробимость оболочек.

Параметры холодного кондиционирования -- влажность зерна после увлажнения и продолжительность отволаживания.

После проведения гидротермической обработки влажность зерна возрастает до 14,0... 16,5 % в зависимости от его типа и стекловидности. Холодное кондиционирование наиболее эффективно при переработке зерна с влажностью до 13 %. Повышение исходной влажности приводит к уменьшению увлажнения зерна в процессе кондиционирования и соответствующему снижению эффекта. При переработке зерна с высокой исходной влажностью иногда вообще отказываются от проведения гидротермической обработки, что отрицательно сказывается на результатах помола.

Оптимальная влажность зерна после кондиционирования определяется его структурно-механическими свойствами. Чем выше стекловидность, тем больше требуется увлажнения зерна, поэтому зерно по стекловидности делят на три группы -- до 40 %, от 40 до 60 и более 60 %.

При переработке партий зерна со стекловидностью менее 40 или более 60 % его конечную влажность соответственно снижают или увеличивают от указанного значения на 0,5 % при одновременном сокращении или увеличении продолжительности отволаживания примерно в 1,5 раза.

На продолжительность отволаживания зерна влияет также его исходная влажность. Чем суше зерно, тем больше требуется воды для увлажнения и тем продолжительнее период отволаживания. Для зерна с влажностью менее 12 % увлажнение и отволаживание зерна рекомендуют проводить в два этапа, при этом количество добавляемой воды и продолжительность отволаживания на первом и втором этапах соотносятся как 3:1. Двухэтапное увлажнение и отволаживание зерна применяют в первую очередь при переработке высокостекловидного зерна.

Непосредственно перед измельчением зерно дополнительно увлажняют на 0,3...0,5 % с доведением его влажности до рекомендуемой правилами. Продолжительность отволаживания на заключительном этапе кондиционирования 20...30 мин. За столь небольшое время влага не успевает проникнуть в эндосперм, остается в оболочках, что способствует еще большей их пластификации.

Увлажняют зерно в моечных машинах, машинах мокрого шелушения и в специальных увлажнительных аппаратах. Последние представляют собой разновидности винтовых конвейеров -- шнеков, в которых зерно перемешивается с водой и транспортируется к выходу. В некоторых аппаратах вода подается в зерно в распыленном состоянии, что способствует более равномерному увлажнению его; применение высокооборотных шнеков позволяет вводить в зерно до 5 % влаги.

Помимо холодного кондиционирования известен способ обработки паром -- скоростное кондиционирование. Этот способ позволяет оказывать более интенсивное воздействие на зерно, а в отдельных случаях и улучшать хлебопекарные свойства вырабатываемой муки. Скоростное кондиционирование приводит к сокращению продолжительности обработки зерна, а следовательно, и емкости бункеров для отволаживания, однако в связи с большей сложностью и необходимостью автоматизации аппаратов на практике его применяют редко и в данном разделе не рассматривают.

Кондиционирование зерна при подготовке его к помолу приводит к повышению выхода и качества сортовой муки. Без кондиционирования муку высшего сорта получить практически невозможно.

При проведении обойных помолов гидротермическая обработка зерна не требуется, поскольку измельчаются все части зерна, в том числе и оболочки.

Схема подготовки зерна к помолу. Технологическая схема подготовки зерна пшеницы к сортовому помолу включает все рассмотренные выше операции.

Бункера для неочищенного зерна должны иметь вместимость, достаточную для непрерывной работы предприятия в течение 30...50 ч. Они необходимы для формирования помольных партий И стабильной работы мельницы. При работе в зимнее время зерно обрабатывают в специальных аппаратах-подогревателях, где прогревают его до температуры, близкой к комнатной. Для учета количества зерна, подаваемого на переработку, устанавливают автоматические весы.

Подготовку зерна начинают с выделения основной массы примесей в воздушно-ситовых сепараторах, камнеотделителях и триерах куколе- и овсюгоотборниках.

Следующий этап -- обработка поверхности зерна. Одна из типовых схем предусматривает обработку зерна в обоечных машинах, после которой применяют какой-либо воздушный сепаратор Для выделения свободных оболочек и пыли.

При влажном способе подготовки зерно направляют в машину мокрого шелушения, что одновременно является началом гидротермической обработки. Если достигнутое при этом увлажнение недостаточно, зерно дополнительно обрабатывают в увлажнительных машинах.

После увлажнения зерно направляют в бункера для отволаживания, причем схема предусматривает возможность направления всего зерна или его части на повторное увлажнение и отволаживание.

Прошедшее необходимую гидротермическую обработку зерно обрабатывают в обоечных или щеточных машинах, легкие примеси удаляют в воздушных сепараторах. В последнее время для уничтожения скрытой зараженности зерна вредителями хлебных запасов используют машины ударного действия -- энтолейторы.

Завершают процесс подготовки зерна к помолу дополнительное увлажнение и отволаживание непосредственно перед размолом.

На предприятиях производительностью свыше 150т/сут рекомендуют осуществлять подготовку зерна, включая гидротермическую обработку, двумя потоками. Раздельная подготовка зерна, отличающегося по типовому составу и стекловидности, позволяет применять оптимальные режимы кондиционирования, по завершении которого зерно смешивают и направляют на последующую переработку совместно.

Широко применяют «сухой» способ подготовки зерна, включающий увлажнение зерна в машинах интенсивного увлажнения. В этом случае в технологическую схему после камнеотделителя включают новую машину -- концентратор. Выделенную на нем тяжелую фракцию, в которой сосредоточены короткие примеси, обрабатывают в триерах-куколеотборниках, а легкую подвергают интенсивной обработке в обоечных машинах.

Контроль зерновых отходов и побочных продуктов. Полученные отходы и побочные продукты могут содержать довольно большое количество полноценного зерна, которое должно быть выделено в процессе контроля этих продуктов. Для этого применяют бураты и воздушные сепараторы.

Контролируют также сточные воды с моечных машин или машин мокрого шелушения. Из воды на специальных сепараторах-фильтрах выделяют отходы, обезвоживают их в прессах и окончательно высушивают.

Список литературы:

1. Личко Н.М. Технология переработки продукции растениеводства.-- М.: КолосС, 2008. -- 616 с: ил.

2. Карпов Б.А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна. -- М.: Агропромиздат, 1987. -- 288 с: ил.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.