Технология хранения и переработки подсолнечника

Wp = 0,623 ф>14

Такая зависимость  справедлива при ф = 45...85%, и она  не учитывает химического состава  высокомасличных сортов семян подсолнечника.

М. И. Игольченко и В. М. Копейковский установили зависимость между равновесной влажностью семян подсолнечника с содержанием жира до 50% при температуре атмосферного воздуха от 14 до 30°С и относительной влажности от 9 до 82%. Она выражается соотношением

Wp= 2,133 е0,017549- ф \

Где е —  основание натурального логарифма.

При всех равных условиях равновесная влажность масличных культур в 2 раза меньше, чём зерновых. Это объясняется меньшим содержанием в семенах масличных культур гидрофильных коллоидов и наличием большого количества жира. С увеличением содержания масличности в семенах равновесная влажность подсолнечника уменьшается, так как с повышением масличности уменьшатся содержание гидрофильных веществ и соответственно увеличивается содержание гидрофобных.

Значительное  содержание оболочки в подсолнечнике  и ее высокая гигроскопичность являются предпосылками для разработки рациональных осциллирующих режимов — чередования сушки, охлаждения и отволаживания. Например, применение чередования интенсивной продувки и отволаживания, во время которого влага концентрируется в оболочке, приводит к интенсификации влагоотдачи при сушке, так как влагопроводность оболочки выше, чем ядра, и зона испарения находится у поверхности.

Равновесная влажность составных частей семян  неодинакова: она больше у оболочки (лузги) и меньше у ядра. Равновесная влажность семян занимает промежуточное положение. Содержащиеся в массе семян подсолнечника органические и сорные примеси обладают большой гигроскопичностью. При одной и той же относительной влажности и температуре воздуха равновесная влажность органических сорных примесей больше равновесной влажности семян в 1,8 раза.

Основными теплофизическими характеристиками, определяющими теплообменные свойства масличных семян, являются теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и температуропроводности. Теплофизические характеристики, определяющие скорость протекания процессов нагрева и охлаждения, различны для отдельных семянок и семенной массы, но в обоих случаях зависят прежде всего от размеров семянок, их влажности, химического состава, масличности, лузжистости и температуры. На теплофизические показатели семенной массы большое влияние оказывают количество и состав содержащихся в ней примесей.

При увеличении влажности семян подсолнечника  до 17,8% теплоемкость возрастает по линейному  закону. Повышение влажности да 11 % приводит к увеличению коэффициента теплопроводности, дальнейшее повышение влажности не влияет на изменение величины этого коэффициента. Коэффициент температуропроводности семян при увеличении влажности до 11% возрастает, а при дальнейшем увеличении снижается.

Значение  теплофизических характеристик  семенной массы гораздо ниже, чем отдельных семянок, вследствие значительного содержания в ней воздуха.

Технология  сушки семян подсолнечника

Для семян  подсолнечника различают четыре состояния по влажности: сухое до 7,0%, средней сухости свыше 7,0 до 8,0%, влажное свыше 8,0 до 9,0%, сырое свыше 9,0%. В семенах сухих и средней сухости почти нет свободной влаги, и хранить их можно длительное время.

Семена подсолнечника  при поступлении на хлебоприемные  предприятия и маслозаводы по качеству должны отвечать требованиям базисных или ограничительных кондиций (табл. 1.).

1. Базисные и ограничительные  кондиции семян подсолнечника

Базисная  влажность,% Ограничительная влажность,%

TOC \o "1-3" \h \z Южная 12 15

Центральная 13 17

Восточная 14 19

* Сорная примесь  1%, маслиничная 3%.

** То же, 10 и 7%.

Специфические свойства семян подсолнечника как  объекта сушки, неоднородность семянки (наличие ядра, плодовой и семенной оболочек), естественная неоднородность семян по размерам, массе и влажности, низкая прочность плодовой оболочки, влагоинерционность, низкая теплопроводность, термолабильность белковой и липидной частей системы, повышенная пожарная опасность предъявляют особые требования к способу сушки и к конструкции сушильных устройств. При сушке не должно ухудшаться качество и уменьшаться выход масла, не должно происходить растрескивания лузги и увеличения масличной примеси. Не допускается увеличение в процессе сушки кислотного и йодного чисел жира, изменение вкусовых и пишевых достоинств подсолнечного масла.

Одним из наиболее рациональных методов улучшения  технологических своцств, сохранения качества и повышения стойкости семян подсолнечника в процессе хранения является тепловая сушка. 6

При сушке  семян подсолнечника большое значение имеет не только температура нагрева семян, но и продолжительность ее воздействия. Значения коэффициентов теплопроводности, температуропроводности для единичной семянки значительно отличаются от тех же показателей для плотного слоя. Для быстрого нагрева семян необходима такая конструкция сушильного аппарата, в котором бы обеспечивался нагрев каждой единичной семянки в отдельности. В этом случае можно значительно поднять температуру агента сушки при снижении продолжительности нагрева до нескольких секунд. Кратковременное высушивание семян подсолнечника при более высокой температуре предпочтительнее, чем медленное высушивание при низкой.

Чтобы превратить 1 кг воды в пар, необходимо затратить  около 2680 кДж тепла. При сушке  фактически затрачивается на испарение 1 кг воды 5020. .6280 кДж в шахтных сушилках и 3670. .4490 кДж в рециркуляционных. При сушке семян подсолнечника необходим обоснованный выбор температурных режимов. Сушка должна протекать с минимальными затратами тепла и электроэнергии, с максимальной скоростью удаления влаги при наилучших технологических свойствах высушенного материала.

Сушка представляет собой комплекс одновременно протекающих и влияющих друг на друга явлений. Это — перенос тепла от агента сушки к высушиваемому материалу через его поверхность, испарение влаги, перемещение влаги внутри материала, перенос влаги с поверхности материала в сушильную зону.

На испарение  влаги влияют в основном два процесса: влаго - проводность и термовлагопроводность, которые характеризуют внутренний тепло - и влагоперенос во влажном материале. При испарении влаги поверхностные слои подсушиваются. Создается градиент влагосодержания, т. е. внутри материала влаги больше, чем на поверхности. Это явление приводит к перемещению влаги из внутренних слоев к поверхностным слоям и называется вла - гопроводностью. Причем это перемещение тем интенсивнее, чем выше температура материала. Отсюда вытекает основное правило сушки: необходимо в начале сушильного процесса поддерживать максимально допустимую температуру материала, при которой не наблюдается ухудшения пищевых, технологических, семенных и других достоинств семян подсолнечника.

Но влага  перемещается не только благодаря градиенту  влагосодержания, она перемещается и благодаря градиенту температур (термовлагопроводности), т. е. влага перемещается от малонагретого участка к более нагретому, или, иными словами, влага перемещается по направлению потока тепла.

Применение  того или иного способа сушки  может способствовать в одном случае совпадению направления перемещения влаги как в результате влагопроводности, так и термовлагопроводности, а в другом случае процесс испарения влаги в результате влагопроводности тормозит процесс испарения влаги в результате термовлагопроводности. В первом случае процесс испарения влаги будет протекать значительно интенсивнее, чем во втором. Для того чтобы эти процессы испарения влаги совпадали по направлению, необходимо, чтобы температура поверхности семянки подсолнечника была ниже температуры внутри ядра. Сушка будет значительно тормозиться, когда температура поверхности семянки выше температуры внутри ядра.

При сушке  семян подсолнечника в шахтных  прямоточных сушилках явление термовлагопроводности  препятствует перемещению влаги изнутри к поверхности и интенсивность потока влаги равна разности между интенсивностью потока влаги в результате влагопроводности и интенсивностью потока влаги в результате термовлагопроводности. При рециркуляционной сушке влага испаряется как под воздействием процесса влагопроводности, так и под воздействием термовлагопроводности.

Температура материала в процессе сушки не, равна температуре агента сушки. В первом периоде сушки температура материала равна температуре смоченного термометра, поэтому можно применять высокие температуры агента сушки. Например, при температуре воздуха 200° С и влагосодержании его 0,008 кг/ кг температура смоченного термометра, а следовательно, и температура материала равна 47° С. При повышении температуры воздуха до 350° С при данном влагосодержании температура смоченного термометра увеличивается до 60° С.

При кратковременном  нагреве материала температуру  агента сушки можно значительно  повысить. Пределом является температура, при которой температура испарения (температура смоченного термометра) будет равна или близка к допустимой температуре нагрева материала.

При высокой  температуре агента сушки прогрев  семян до допустимых температур и  испарение влаги с поверхности  происходят в течение нескольких секунд. Дальнейший подвод тепла нецелесообразен. Таким образом, для максимального использования тепла и сохранения качества семян рекомендуется применять максимально возможные температуры агента сушки при небольшой продолжительности нагрева.

Хранение подсолнечника разделяется на три режима, или типа хранения, которые в свою очередь определяют строк хранения подсолнечных семян:

1). Хранение  подсолнечника, когда он находится в сухом состоянии (пониженная влажность семян);

2). Хранение подсолнечника,  когда он находится в охлажденном  состоянии (при этом подавляются  все функции, которые необходимы для жизни семян подсолнечника);

3). Хранение подсолнечника  в герметичных хранилищах.

Кроме этих трех типов, на строк хранения семян подсолнечника  влияют технологические приемы, которые  способны качественно дополнить  любой из трех режимов, что были перечислены выше. Это такие приемы:

• Активное вентилирование помещений (хранилищ);
• Очистка зерновой массы от примесей и её сушка;
• Обеззараживание от вредителей подсолнечника;
• Химический способ консервирования.

На практике всего  сельского хозяйства, применяются первые два способа хранения семян подсолнечника с применением перечисленных технологических приемов. Необходимо учитывать, что выбор того или иного режима его хранения семян подсолнечника и строк хранения должны быть осуществлены с учётом ряда главных условий:

• Тип хранилища;
• Условия климата той местности, в которой будет осуществляться хранение подсолнечника;
• Технические характеристики предприятия, в котором будет проведено хранение подсолнечника;
• Качественные характеристики партии семян подсолнечника;
• Экономические характеристики приемов, которые необходимы при обработке и хранение семян подсолнечника (строк хранения семян подсолнечника влияет на эти факторы).

В разных регионах, которые  характеризуются различными климатическими условиями, применяются различные способы хранения семян подсолнечника, при этом и строк хранения разный. Например, в южных регионах, которые характеризуются сухим климатом, можно применить хранение без тепловой обработки семян. Так как уборочная влажность семян подсолнечника может быть ниже стандартной влажности или находится в критических пределах. Необходимо учитывать погодные условия, при которых проводилась уборка подсолнечника. Если отнестись с пренебрежением к данным условиям, то можно получить гибель партии семян при хранении.

Самых лучших результатов  можно достигнуть при комплексном  хранении, например, хранение подсолнечника, когда его семена находятся в сухом состояние и при режиме пониженной температуры.

2. Выбор, обоснование  и описание технологической схемы переработки подсолнечника (с указанием графика заготовки подсолнечника, рецептуры продукции, ГОСТов на сырье и готовую продукцию, векторной технологической схемы).

Технологический процесс  подготовки различных масличных  семян к прессованию отличается друг от друга. Наиболее сложным является процесс подготовки подсолнечных семян, т.к. необходимо отделить лузгу. Технологический процесс подготовки подсолнечных семян заключается в следующих операциях:

- промежуточное хранение  семян перед переработкой (бункер);

- взвешивание; 

- очистка от сора;

- обрушивание; 

- отвеивание;

- контроль лузги; 

- контроль недоруша;

- контроль перевея; 

- измельчение ядра;

- контроль ядра.

Технологический процесс  подготовки рапсовых семян заключается  в следующих операциях:

- промежуточное хранение  семян перед переработкой (бункер);

- взвешивание; 

- очистка от сора;

- измельчение семян. 

Процесс прессования  подсолнечных и рапсовых семян не отличается в аппаратурном оформлении. Отличие состоит в температурном  и влажностном режимах отжима.

Состав производства:

Сооружения по приему и хранению семян перед подачей  в производство:

- железнодорожные (автомобильные)  весы;

- железнодорожные (автомобильные) приемные устройства;

- сушилка семян (в  случае необходимости);

- склад семян; 

- эстакада подачи семян  в производственный корпус.

Главный производственный корпус (цех):

- рушально-веечное отделение; 

- прессовое отделение; 

- отделение гидратации масел;

- вспомогательные помещения  (электрощитовая, щитовая КИПиА,  венткамеры, бытовые, лаборатория,  теплопункт, механическая мастерская  и др.).

Вспомогательные сооружения:

- склады лузги, жмыха,  масла, котельная, сооружения  водоснабжения и др.

Подсолнечное масло применяется для пищевых, технических и медицинских целей. На пищевые цели используются сорта подсолнечного масла согласно ГОСТ 1129-93. 
Семя подсолнечника состоит из твердой плодовой оболочки (в обрушенном состоянии ее называют лузгой), очень тонкой семенной оболочки (пленки) и двух белковых семядолей. Семядоли представляют собой главный резервуар масла и белка. 
Состав семян подсолнечника колеблется в зависимости от сортовых особенностей, условий выращивания, количества и качества азотных удобрений, а так же от послеуборочной обработки семян. Содержание ядра в семени колеблется от 50 до 80%, оболочки от 20 до 50%. 
Семена подсолнечника - горючий материал и склонны к самовозгоранию. Температура самовоспламенения 335°С. температура воспламенения 305°С. Пыль, образующаяся при их переработке подсолнечных семян, может вызвать развитие пневмокониозов и заболевания дыхательных путей. Предельно допустимая концентрация пыли семян подсолнечника ПДК - 4мг/м³. 
Масличные семена являются источником получения чрезвычайно ценных пищевых и кормовых продуктов. В подавляющем большинстве случаев такие ценные группы веществ, как липиды и протеины, локализуются в ядре семени. Другие морфологические части семян содержат значительно меньшее количество ценных компонентов, а покровные оболочки (плодовая и семенная) служат источником многих нежелательных веществ, которые в условиях маслодобывания переходят в масла. Содержание сырой клетчатки и безазотистых экстрактивных веществ в оболочках гораздо выше, чем в ядре.