Обработка зерна водой (часть 2)

См. начало...

Опыт эксплуатации увлажнительных машин показал, что вследствие высокой линейной скорости гонков необходимо принять все меры по исключению возможности попадания крупных посторонних предметов в шнек, а также случайного доступа обслуживающего персонала в зону ротора, что может привести к серьезным травмам. В месте поступления зерна в самотечных трубопроводах не должно быть лючков для ревизии, на расстоянии менее 0,5 м от корпуса шнека.

В месте выпуска зерна из шнека в силосы или на транспортные механизмы не рекомендуется устраивать какие-либо приспособления для доступа к ротору. Вследствие высокой линейной скорости гонков во избежание травмирования и боя зерна приемный патрубок расположен по касательной, а для гарантированного выпуска зерна из шнека после обработки выпускной патрубок имеет большие размеры. Несмотря на эти конструктивные особенности, в машине неизбежно происходит увеличение битых зерен (на 0,3...0,5 %) и некоторое шелушение зерна.

Опыт эксплуатации машин А1-БШУ-2 и А1-БШУ-1 показывает, что более интенсивно изнашиваются гонки в машине А1-БШУ-2, в которые поступает неувлажненное зерно. При этом наибольший износ гонков отмечается в зоне поступления зерна. Срок службы пластин с гонками, расположенными в передней части, составляет 6...7 мес, по истечении которых необходимо заменять пластины с гонками. Гонки, расположенные в конце ротора, имеют существенно больший срок службы (12...14 мес), и при первой замене передней группы гонков вторую группу демонтировать и заменять не рекомендуется.

На некоторых мукомольных заводах, учитывая простоту конструкции, в условиях ремонтных мастерских изготавливают машины А1-БШУ-2 и А1-БШУ-1. На мукомольном заводе в г. Запорожье разработана конструкция и изготовлены машины производительностью 30 т/ч, которые установлены на первом и втором этапах увлажнения зерна. Внутренний диаметр корпуса 460 мм, число пластин по окружности вала - 16. Общее число гонков - 640, линейная скорость кромки гонков 18,0...18,5 м/с, потребляемая мощность электродвигателей при производительности 30,0 т/ч и увлажнении зерна на 3,5% составляет 18 кВт.

Количество продуктов шелушения, представляющих собой наружные покровы зерна, составляет 0,02...0,03%. Столь небольшое количество продуктов шелушения и их высокая влажность (на первом этапе увлажнения зерна) позволяют направлять их совместно с зерном после обработки в машине А1-БШУ-2 в силосы для отволаживания, где в период отволаживания происходит миграция влаги в зерно. После этого продукты шелушения легко выделяют в пневмосепараторах. В машинах А1-БШУ-1, устанавливаемых на последнем этапе увлажнения, перед 1 драной системой, вследствие меньшей длины ротора и более высокой производительности (12 т/ч) количество продуктов шелушения невелико, так как зерно обрабатывают в обоечной машине с сетчатым цилиндром и аспираторе РЗ-БАБ.

При замене машин мокрого шелушения А1-БМШ и комбинированных моечных машин Ж9-БМА увлажнительными машинами А1-БШУ-2 необходимо провести ряд организационно-технических мероприятий, направленных на повышение эффективности работы зерноочистительных машин, установленных до машин А1-БШУ-2. Необходимо обеспечить эффективное выделение минеральных примесей, примесей органического происхождения, а также очистку поверхности зерна сухим способом. Это обусловлено тем, что в машине А1-БШУ-2 весьма эффективно выполняется одна технологическая операция - увлажнение зерна в широком диапазоне при расходовании воды в количестве, необходимом только для увлажнения. При использовании увлажнительных машин сточные воды отсутствуют, что существенно упрощает обработку зерна водой и снижает затраты электроэнергии.

Опыт работы мукомольных заводов, на которых полностью отказались от мокрой очистки поверхности зерна при подготовке к помолу, показал, что это техническое решение не во всех случаях является полезным мероприятием. Так, при высокой загрязненности поверхности зерна применяемые средства сухой очистки (обоечные машины) не обеспечивают достаточной степени отделения минеральных пылевидных примесей и поврежденных участков наружных покровов, микрофлоры. Отмечены случаи ухудшения белизны муки и ее хлебопекарных достоинств. Специалисты считают, что, несмотря на более сложную и более дорогостоящую схему очистки зерна с использованием машин мокрого шелушения А1-БМШ, ее следует применять, не исключая возможности обработки зерна в увлажнительных машинах типа А1-БШУ. Вопрос о включении в схему подготовки зерна машин мокрого шелушения или увлажнительных машин должен решаться на месте с учетом качества зерна. На некоторых предприятиях, учитывая вероятность отказа индикатора наличия зерна, что может привести к продолжению подачи воды в приемное отверстие шнека, несмотря на прекращение подачи зерна, применяют следующее приспособление. Корпус увлажнительной машины (устанавливают не строго горизонтально, а с некоторым положительным углом (2...3°).

В месте поступления зерна в шнек в передней стенке торцевой крышки корпуса делают три-четыре отверстия Æ4...5 мм, а под шнеком  в этом месте устанавливают воронку, покрытую сеткой (во избежание попадания зерна в трубопровод воронки). После воронки под небольшим углом, обеспечивающим отток воды, располагают трубопровод, соединяя его с канализационной системой. Приспособление работает следующим образом. В процессе подачи в приемное отверстие зерна и воды они активно смешиваются под воздействием гонков ротора и перемешаются к выходному отверстию. Вся поступившая влага уносится [вместе с зерном. Но при отсутствии зерна вода, поступившая в машину, будет перемещаться по наклонному днищу корпуса и через отверстие в передней стенке корпуса выводиться за его пределы. Необходимо периодически проверять состояние выводных отверстий для воды, а угол наклона корпуса уточнять по месту.

Изучение опыта работы мукомольных заводов показывает, что высокая и стабильная эффективность использования зерна в значительной мере зависит от строгого соблюдения режимов холодного кондиционирования, так как на мукомольном заводе других способов кондиционирования зерна не применяют. Система зерноувлажнительных машин, вместимость силосов для отволаживания, транспортные механизмы позволяют широко варьировать режимы холодного кондиционирования.

При необходимости интенсифицировать режим кондиционирования возможна обработка зерна подогретой водой (50...60°С). При работе подогревателей БПЗ в зерноочистительное отделение после них поступает зерно с температурой 8...10°С (в холодное время года). Дополнительный подогрев зерна происходит также в материалопроводах нагнетающих пневмоустановок, так как в процессе сжатия воздуха в воздуходувных машинах он нагревается на 25..30°С по сравнению с окружающим воздухом в помещении. Кроме того, производственные помещения отапливают. Вследствие контактирования зерна с воздушными потоками в машинах температура его также изменяется.

В результате взаимодействия воды с зерном в процессе отволаживания, как вследствие физико-химических процессов, происходящих в увлажненном зерне, всегда выделяется определенное количество теплоты, что способствует протеканию процесса разрыхления эндосперма. Измерение температуры воздуха межзернового пространства в начале подготовки зерна к помолу и в конце показывает, что она зависит от первоначальной температуры зерна. В большинстве случаев температура межзернового пространства 20...23°С.

Многочисленными исследованиями в СССР и за рубежом установлено, что эффективность холодного кондиционирования зерна в значительной степени зависит не от среднего уровня влажности зерновой массы, а от равномерности увлажнения отдельных зерен. Поэтому важное значение имеют способ ввода влаги в зерно и равномерность ее распределения на поверхности зерновок.

Высокая неравномерность увлажнения зерна наблюдается при вводе воды в зерно в виде плотной струи. В результате обработки зерна в моечных машинах или машинах А1-БМШ мокрого шелушения происходит равномерное увлажнение всей поверхности отдельных зерен. Однако вследствие существенного различия между величиной отношения поверхности зерновок разной крупности к их объему мелкие зерна поглощают больше влаги, чем крупные. Поэтому после обработки водой зерновой массы, состоящей из зерен разной крупности, в машинах такого типа наблюдается высокая неравномерность влажности зерен разной крупности, что снижает эффективность процесса измельчения.

Только в процессе длительного отволаживания зерна наблюдается миграция влаги от более увлажненных зерен к менее увлажненным. Это явление начинает наблюдаться через 6...8 ч после начала отволаживания, и выравнивание влажности между зернами разной влажности происходит через 12...18 ч. Длительность отволаживания зерновой массы, содержащей большое число фракций, отличающихся по крупности, следует увеличивать по сравнению с длительностью отволаживания партий зерна, выравненной по крупности. Поэтому большое значение приобретает операция выделения мелкой фракции зерна в элеваторе.

В зерноочистительном отделении установлены силосы для отволаживания вместимостью 380 т. Это позволяет обеспечить общую длительность отволаживания 36 ч и широко варьировать сроки первого и второго этапов отволаживания. Дополнительный ввод влаги в зерновую массу после моечных машин и машин мокрого шелушения следует осуществлять только в распыленном состоянии. Особенно важное значение это имеет на последнем этапе гидротермической обработки зерна, при направлении в силосы перед I драной системой. Это обусловлено тем, что увлажнение на последнем этапе обычно составляет не более 0,15... 0,20%. Кроме того, необходимо обеспечить возможно более равномерное увлажнение поверхности зерен.

Для выполнения такой операции применяют аппарат А1-БУЗ, в котором вода распыляется в результате подави в форсунку под давлением 0,4 МПа. Однако более эффективно использование увлажнительных машин А1-БШУ-1.

Расход воды в устройствах увлажнения зерна зависит от уровня давления в городской водопроводной сети. Поэтому в тех случаях, где наблюдаются суточные колебания давления воды, необходимо систематически контролировать расход зерна и воды. Конструктивные особенности выпускных устройств силосов для отволаживания (выпуск зерна одновременно через большое число отверстий в днище) в значительной мере способствуют соблюдению установленного периода отволаживания зерна. Зерновая масса при выпуске из силоса движется равномерно по всему сечению без образования воронок.

Большая вместимость силосов, наличие гибкой схемы транспортных механизмов в зерноочистительном отделении позволяют рационально использовать силосы с учетом многих технологических факторов. Однако это не означает, что все силосы должны быть заполнены зерном.

Многочисленные работы, выполненные в условиях мукомольных заводов, оснащенных высокопроизводительным оборудованием, позволяют утверждать, что длительность отволаживания и режимы увлажнения могут быть изменены в широких пределах с учетом конкретных физико-механических свойств зерновой массы. Так, длительность отволаживания при холодном кондиционировании может быть от 8 до 36 ч.

В производственных условиях на мукомольном заводе в г. Киеве  были проведены серии экспериментов по определению влияния длительности отволаживания на результаты помола. Для экспериментов была подобрана партия зерна IV типа со следующими показателями качества: общая стекловидность - 62%, зольность - 1,78, влажность - 11,5%, натура - 809 г/л, содержание сырой клейковины - 28%, качество клейковины - 75 ед. по прибору ИДК-1, содержание сорной примеси - 0,5%, зерновой - 2,4%.

Зерновую массу подготавливали к помолу, используя весь комплект оборудования зерноочистительного отделения, предусмотренный по технологической схеме. Вместо моечных машин и машин мокрого шелушения применяли увлажнительные машины А1-БШУ-1 и А1-БШУ-2.

2. Влияние продолжительности отволаживания на результаты помола пшеницы

В качестве контрольного режима холодного кондиционирования принимали параметры, приведенные в таблице 2, вариант 3. Как следует из таблицы 2, наилучшие результаты (по показателю К) получены при длительности отволаживания 13,5 ч. Учитывая интенсифицированный способ ввода влаги в зерно в результате применения увлажнительных машин типа А1-БШУ, можно считать, что срок отволаживания несколько (на 1,5...2,0 ч) больше, чем установлено при хронометраже. Несколько меньшая технологическая эффективность получена при длительности отволаживания 21,5 ч. Наихудшие результаты (К = 120) были получены при варианте холодного кондиционирования длительностью 40,5 ч (24+16 + 0,5 ч).

Однако в результате систематического наблюдения за ходом технологического процесса установлено, что процесс размола протекал более ритмично при длительности отволаживания 21,5 ч, чем при 13,5 ч. Так, интервал колебания общего выхода при отволаживании 13,5 ч составил 1,62%, а при отволаживании 21,5 ч - 1,02%, меньшие колебания были также по показателю зольности - соответственно 0,05 и 0,03%. Дальнейшее увеличение продолжительности отволаживания по сравнению с рекомендациями Правил дает меньшую эффективность. Увеличение длительности отволаживания иногда обусловлено специфическими параметрами помольной партии, например очень низкой влажностью зерна (9...10%) или его низкой температурой, что замедляет проникновение влаги в зерно.

Интенсивный ввод влаги в зерно, происходящий при использовании увлажнительных машин типа А1-БШУ, исключает необходимость установки длинных смесительных шнеков. При использовании машин А1-БМШ значительно расширена возможность обработки зерна водой по сравнению с моечной машиной. Так, при поступлении зерна влажностью 14,0... 14,4% влажность его после машин А1-БМШ не превышает 16,5%. При обработке такого зерна в моечной машине влажность его составила бы 17,0...17,5%, что привело бы к нарушению ведения технологического процесса. Организация одноступенчатого основного увлажнения и отволаживания не является лучшим вариантом процесса холодного кондиционирования.

Установлено, что более высокая технологическая эффективность достигается при трехэтапном кондиционировании (в том числе перед I драной системой), т.е. когда после каждого увлажнения осуществляют отволаживание зерна согласно рекомендациям Правил. Однако при недостаточной вместимости силосов для отволаживания, меньшем числе транспортных устройств можно рекомендовать одноступенчатое основное увлажнение и отволаживание с использованием машин А1-БШУ.