Переработка ячменя шелушильно-шлифовальной машиной

 

Процесс переработки зерна в крупу состоит из трех основных этапов – подготовки зерна к переработке, переработки зерна в крупу, затаривания и отпуска готовой продукции.

     Очистка зерна. Процесс очистки зерна от примесей на крупяных заводах

основан на  тех же принципах, что и на мукомольных заводах. Однако рабочие

органы зерноочистительных машин имеют различные установочные и кинематические параметры, наиболее подходящие для зерна той или иной культуры. Обычно для выделения крупных мелких и легких примесей применяют две-три системы очистки зерна на воздушно-ситовых сепараторах Размеры и форма зерна обуславливают и использование сит с различными отверстиями. Помимо сепараторов для очистки зерна могут быть использованы различные просеивающие машины – рассевы, крупосортировки. Выделение длинных и коротких примесей проводят в триерах.

Минеральные, легкие и металломагнитные примеси выделяют на тех же машинах, что и на мукомольных заводах.                           

     Гидротермическая обработка. Выбор способа гидротермической обработки зависит от строения зерна, ассортимента продукции, воздействие режима обработки на изменение внешнего вида крупы и т.д. Наиболее распространены два способа гидротермической обработки. Первый способ (пропаривание, сушка, охлаждение) применяют при переработке гречихи овса и гороха. Особенность его заключается в высокой (более 100°С) температуре нагрева зерна. Пропаривание производят при избыточном давлении. В результате прогрева ядро зерна пластифицируется, становится менее хрупким и меньше дробится при шелушении и шлифовании. Сушка после пропаривания приводит к повышению хрупкости наружных пленок.

 

 Которые в результате легче раскалываются при шелушении. Охлаждение после сушки дополнительно снижает влажность зерна и приводит к повышению хрупкости оболочек.

     Калибрование и шелушение зерна. Шелушение представляет собой операцию

отделения наружных пленок от зерна. Применяемые способы зависят от строения зерна, прочности связи оболочек и ядра, прочности ядра и ассортимента получаемой продукции. Существует три способа шелушения. Первый способ – сжатие со сдвигом – эффективен для зерна, у которого оболочки не срослись с ядром (просо, гречиха, овес). Основные машины, использующие этот способ – шелушильный постав, вальцедековый станок и шелушитель с обрезиненными валками.

Второй способ – шелушение многократным или однократным ударом – применяют для зерна с прочным ядром и несросшимися пленками (овес), которое не дробится при ударе, либо при получении дробленой номерной крупы из зерна у которого пленки прочно срослись с ядром (пшеница, ячмень и т.д.). Шелушение однократным ударом рекомендуют для овса, его проводят в центробежном шелушителе. Многократный удар применяют для ячменя, пшеницы, кукурузы; для этого предназначены бичевые и

обоечные машины.

Третий способ шелушения  – постепенное истирание

(соскабливание) оболочек  в результате трения зерна  о движущиеся шероховатые поверхности. Такой способ используют для шелушения зерна у которого пленки плотно срослись с ядром (ячмень, пшеница, кукуруза, горох).

 

 

Описание ценности круп

Ячмень – очень ценная крупяная культура: около 15 % вырабатываемых круп составляют ячневая и перловая. Ценность крупы из этой культуры определяется не только высокой ее калорийностью (1361 кДж, или 325 ккал), но и достаточно высоким содержанием белка (около 11 %) с хорошим аминокислотным составом. Перловая крупа имеет самый высокий коэффициент разваримости из всех видов круп – 6-6,5.

 

Для изготовления крупы целесообразнее использовать яровой ячмень со светлой  окраской семенных оболочек. Благодаря  прочной структуре эндосперма он обеспечивает высокий выход крупы, которая меньше разваривается при приготовлении пищи. Зерно с сине-зелеными оболочками не перерабатывают.

Перловая крупа  представляет собой чистый эндосперм  зерна, прошедший специальную обработку: шлифование и полирование. Ячневая  крупа – это дробленое до определенной крупности ядро. В зависимости  от крупности перловую крупу делят  на пять номеров, ячневую – на три (табл. 11). Выравненность перловой крупы должна быть не менее 80 %, ячневой – не менее 75 %. Выпускают также крупу смежных номеров (смесь), например, № 1 и 2, 3 и 4.

 

 

 

 

 

Таблица 11

Крупность ячменной крупы

№ крупы	Диаметр отверстий   смежных сит, мм		№ крупы	Диаметр отверстий   смежных сит, мм
	проход	сход		проход	сход
Перловая крупа			Ячневая крупа
1	4,0	3,0	1	2,5	2,0
2	3,0	2,5	2	2,0	1,5
3	2,5	2,0	3	1,5	0,56
4	2,0	1,5
5	1,5	0,56

Требования  к качеству ячменных круп указаны  в таблице 12.

Таблица 12

Нормы качества ячменных круп

Показатели	Перловая крупа	Ячневая крупа
Цвет	Белый с желтоватым, иногда   зеленоватым оттенком
Влажность, %, не более	15,0	15,0
Доброкачественное ядро, %, не менее	99,6	99,0
в т. ч. недодир  в % (для перловых круп № 1, 2 и ячневой крупы № 1)	0,7	0,9
Сорная примесь, %, не более	0,3	0,3
Мучка, %, не более	0,2	0,4

 

Зерно ячменя отличается от остальных пленчатых культур  плотно сросшимися с зерновкой цветковыми пленками, поэтому для их удаления при шелушении требуется особенно сильное механическое воздействие. Кроме того, сильно развит алейроновый слой, обычно он состоит из трех-пяти рядов клеток; при производстве перловой крупы он также должен быть удален в результате шлифования.

Зерно очищают  от примесей на 2-3 системах воздушно-ситовых сепараторов, камнеотделительных машинах и триерах-куколеотборниках. В отдельных случаях применяют фракционное сортирование – калибрование зерна на сите № 2,4×20; мелкий ячмень (проход сита № 2,2×20) плохо шелушится, поэтому его удаляют и используют на фуражные цели. Некормовые отходы выделяют проходом через подсевное сито № 1,6×20.

При производстве перловой крупы этап ГТО очень  важен. При пропаривании под давлением 0,2 МПа в течение 3 минут заметно  улучшаются технологические свойства зерна и потребительские достоинства крупы, особенно повышается выход наиболее ценной крупы, крупных размеров.

Особенность подготовки ячменя – предварительное шелушение  зерна для удаления цветковых  пленок, плотно сросшихся с ядром. Для этого зерно пропускают последовательно несколько раз через магнитные колонки, обоечные машины с последующим отвеиванием лузги после каждой системы на аспираторах.

 

 

Окружная скорость бичей обоечных машин составляет 19-22 м/с, зазор между бичами и абразивной поверхностью – 15-20 мм. Вместо обоечных машин могут быть установлены шелушильно-шлифовальные машины ЗШН.

 В результате удаления  цветковых пленок ячменя получают  полуфабрикат – пенсак. Он должен содержать не более 5 % нешелушеных зерен и не более 50 % дробленых.Перловая крупа представляет собой шлифованный и полированный пенсак. Для ее получения пенсак направляют на шлифовально-полировальные машины А1-ЗШН-3, в которых его трехкратно шлифуют. Полученную смесь крупы разделяют по номерам на ситах.Ячневая крупа – дробленый до определенной крупности пенсак. Так как ячневая крупа обрабатывается менее интенсивно, чем перловая, пенсак перед дроблением дополнительно шлифуют в машине А1-ЗШН-3. Дробят пенсак в вальцовых станках. Плотность нарезки рифлей составляет от 3 до 5 на 1 см, уклон – 8-10 %, отношение скоростей вальцов – 2,5:1, расположение рифлей – «острие по острию» (ос/ос). Получаемую на рассевах крупную и мелкую крупу (иногда только крупную) шлифуют раздельно на машине А1-ЗШН-3, а затем сортируют по номерам.

Установленные нормы выхода готовой продукции при переработке ячменной крупы приведены в таблице 13. 

Нормы выхода готовой  продукции при переработке ячменя

Продукт	Выход при производстве крупы, %		Продукт	Выход при производстве крупы, %
	перловой	ячневой		перловой	ячневой
Крупа перловая:			Мучка кормовая	40,0	18,0
№ 1-2	36,0	-	Лузга	7,0	7,0
№ 3-4	8,0	-	Мелкий ячмень	5,0	5,0
№ 5	1,0	-	Отходы І  и ІІ категорий	1,0	3,0
Крупа ячневая
№ 1	-	15,0	Отходы ІІІ  кат. и механич. потери	0,7	0,7
№ 2	-	43,0
№ 3	-	7,0	Усушка	1,3	1,3
Итого	45,0	65,0	Всего	100	100

2.2 Расчёт и  подбор характеристики машины  А1-ЗШН-3

Из ячменя на современном крупяном заводе вырабатывают два вида крупы: перловую и ячневую. В зависимости от размера крупинок (частиц) перловая крупа делится  на пять номеров, а ячневая — на три.

Для сортирования крупы применяют набор сит  с отверстиями Ø 4,0; 3,5; 3,0; 2,5; 2,0; 1,5 мм и № 056. Крупу получают сходом с этих сит.

При выработке  ячневой крупы шелушеный ячмень (пенсак) последовательно дробят на четырех системах вальцовых станков и затем сортируют на ситах с отверстиями Ø 2,0; 1,5 мм и № 056, сходом с которых получают крупу трех номеров крупности.

Типовой технологический  процесс выработки перловой крупы  состоит из трехкратной последовательной очистки ячменя от сорной и зерновой примесей на зерноочистительных сепараторах, в которых используют сита с отверстиями (Ø 15, 10 и 1,6 мм и размером 4,5 х 20; 4,2 х 20; 2,4 х х 20; 2,2 х 20 мм.

 

Одновременно  на ситах с отверстиями размером 2,4 х 20 мм сходом выделяют крупную фракцию ячменя, направляемую на овсюгоотборочные машины для выделения овсюга и других примесей, мелкий ячмень отбирают сходом с сит с отверстиями размером 2,2 х 20 мм, из которого на куколеотборочных машинах выделяют куколь, вьюнок, гречишку вьюнковую и др., а на просеивающих машинах — отходы. Если в ячмене содержится минеральная примесь, его направляют на камнеотделительную машину.

 

Шелушат ячмень на трех-четырех системах машин, причем на первых двух используют обоечные машины, а на остальных системах — машины, в которых обработка происходит за счет интенсивного трения продукта о рабочие органы. Применяемые на этой операции только шелушильно-шлифовальные машины типа А1 -ЗШН-З должны иметь на первых системах абразивные круги зернистостью 160; 125, на остальных — 100 и 80 (окружная скорость 20 м/с).

Продукт, получаемый после  каждого прохода шелушения, провеивают на аспираторах для отделения  лузги. Шелушеный ячмень (пенсак) направляют на три шлифовальные и три полировальные  системы. После шелушения в пенсаке  содержание нешелушеных зерен должно быть не более 5 %, а дробленых - не более 50 %. К нешелушеному зерну относят ячмень, полностью сохранивший цветковую пленку.

После шлифовальных и полировальных систем продукт  провеивают и просеивают. На шлифовании применяют абразивные круги с зернистостью 125 и 100, а на полировании — 100 и 80.

Лузгу контролируют на металлотканых либо штампованных ситах с отверстиями Ø 1 мм. Проход этих сит является мучкой. Лузгу  перед направлением в бункера  дважды провеивают в аспираторах  для отделения целого и дробленого ядра.

Готовую перловую крупу сортируют  на рассевах по крупности (номерам) , затем  провеивают и после магнитного контроля направляют в бункера для хранения готовой продукции.

Мучку контролируют на просеивающих машинах, где проходом металлотканого сита № 1 получают мучку, направляемую в бункер после магнитной сепарации. Извлекаемое на этих машинах целое ядро поступает на шлифование и полирование. Содержание частиц ядра в мучке не должно превышать 5 %, а в лузге — 1,5 % от их массы.

При переработке  ячменя базисных кондиций Правилами  организации и ведения технологического процесса на крупяных предприятиях установлены  следующие нормы выхода перловой крупы (%): № 1 и 2-28,0; № 3 й 4 — 10; № 5 — 2; всего  крупы 40 и кормовой мучки 40; остальное — лузга, мелкий ячмень и отходы — 18.

Для ячневой  крупы эти нормы следующие (%): № 1 — 15; № 2 - 42 и № 3 — 5; всего крупы 62; мучки кормовой 19,3; остальное —  лузга, мелкий ячмень и отходы всех категорий — 18. В последнее время  базисные выходы перловой и ячневой крупы увеличены соответственно до 53 и 69 %.

Особенность технологической  схемы производства перловой крупы с использованием машин А1-БШМ-2,5 заключается в том, что ячмень (получение пенсака) шелушат на обоечных машинах ЗНП-10 путем пятикратного последовательного пропуска и отвеивания лузги.

Пенсак обрабатывают на четырех шлифовальных и четырех  полировальных системах с просеиванием продуктов после каждой системы  на рассевах. Частота вращения абразивных роторов в машинах А1-БШМ-2,5 находится в пределах 18,3...22,5 с^-1 (1100...1365 об/мин). Ситовые цилиндры в них используют с прямоугольными (1,2 х 15 мм) и круглыми ф3,0 мм отверстиями. Всего в процессе используют 16 машин А1-БШМ-2,5.

По этой схеме  вырабатывают перловую крупу трех номеров (№ 1, 2 и № 3) с базисным выходом 53 % при фактической производительности 136,5 т/сут.

Пенсак (шелушеный  ячмень) с применением машин A1-ЗШН-З  обрабатывают последовательно на трех шлифовальных и трех полировальных  системах. Всего в процессе используют 14 машин. По этой схеме вырабатывают четыре номера перловой крупы (№ 1; 2; 3 и 4) с базисным выходом 53 % при фактической производительности 100 т/сут.