Одним из основных технологических приемов, интенсифицирующих процесс помола, является предварительное рассортирование на сходовую и проходовую фракции продукта измельчения с вальцовых станков драных систем в специальных сепарирующих устройствах. При этом сходовои продукт направляют непосредственно на вальцовый станок следующей драной системы. Выделение фракции сходового продукта уменьшает потребность в просеивающей поверхности в драном процессе примерно на 50% и создает условия для четкого сортирования на фракции более однородного проходового продукта, что позволяет значительно сократить ситовеечный процесс при переработке зерна в хлебопекарную муку.
В качестве машин для разделения на две фракции продуктов после вальцовых станков, а также для вымола сходов с рассевов на мукомольных заводах с механическим внутрицеховым транспортом в СССР попользуют горизонтальные бичевые машины типа МБО-1 или ГПМ-3 с измененной схемой движения продукта в последней с целью повышения производительности. Для мукомольных заводов с пневматическим транспортом во ВНИИЗе разработана конструкция пневмобичевой машины типа ПВМ-3, используемая на предприятиях в гг. Челябинске, Новочеркасске, Ижевске и др. Машину ПВМ-3 устанавливают вместо циклона разгрузителя и при соответствующих значениях производительности, частоте вращения ротора, размере отверстий сит можно эффективно разделить продукт на две фракции.
Параметры работы пневмобичевой машины ПВМ-3 на отдельных системах драного процесса приведены в табл. 1.
Таблица 1
Таблица 1
В зависимости от конструкции машины продукт обрабатывается путем пропуска через два (ГПМ-3) или один (МБО-1) ротор, а в вертикальных бичевых машинах движение продукта может быть сверху вниз (ЗВО-1, ПВМ-3) или снизу вверх.
Принцип работы бичевых машин вертикального и горизонтального типов практически не имеет отличий, однако при перемещении продукта снизу вверх интенсивность обработки, при прочих одинаковых условиях, увеличивается.
С помощью скоростной киносъемки было установлено, что обработка продуктов в бичевой машине происходит следующим образом. В момент поступления продукта в машину вращающиеся бичи подхватывают и ударяют частицы, отбрасывая их по образующей цилиндра, изготовленного из штампованного сита с круглыми отверстиями. Далее вся масса частиц, прижатая центробежными силами к внутренней поверхности сетчатого цилиндра, движется по винтовой линии под действием бичей. При этом частицы взаимодействуют как между собой, так и с поверхностью ситовой обечайки, перемещаясь с разной скоростью. Частицы, размеры которых меньше отверстий сит, проходят сквозь него, а более крупные частицы скользят вдоль ситовой Обечайки и выводятся за пределы машины под действием бичей.
Установлено, что эффективность работы бичевых машин (количество проходовой фракции, зольность, белизна муки, величина вновь образованной поверхности, удельная энергоемкость процесса) зависит от многих факторов, важнейшими из которых следует считать окружную скорость, размер отверстий сит, величину на- j грузки на ситовую поверхность, длину пути продукта в машине.
Варьируя эти факторы, можно существенно изменять эффективность работы бичевой машины и в связи с этим ее назначением в драном процессе.
Установлено, что наибольшее количество проходовой фракции выделяется на первой трети длины сита, если принять длину ситового цилиндра 1 — 3,3D, где D — диаметр ситового цилиндра в мм.
Соотношение между крупной и мелкой фракциями регулируют путем изменения частоты вращения бичевого ротора и размеров отверстий сит.
В связи с тем, что мука, получаемая при обработке верхних сходов, имеет повышенную влажность и плохую сыпучесть, для просеивания этого продукта за рубежом используют просеивающие машины с вибрирующей ситовой обечайкой или типа турбосита.
Применение дифференцированных окружных скоростей (8-г 18 м/с) и размеров отверстий сит (3,5-Ы,2 мм) позволяет эффективно разделить в бичевой машине продукт на две фракции при небольшом приросте количества муки. На 40- 50% уменьшается нагрузка на рассевы драных систем, создаются предпосылки увеличения на 15—20% производительности мукомольного завода.
Рекомендуемые режимы кондиционирования и измельчения при двух- и трехсортных помолах пшеницы предусматривают увлажнение зерна до 15,5—16,5% с относительно коротким периодом отволаживания (6—8.ч), в результате чего влага не успевает проникнуть в глубокие слои эндосперма. При этом влажность наружных покровов составляет 22—26% (за рубежам до 35%).
Вследствие этого представляется возможным интенсифицировать режим измельчения на головных драных системах (извлечение на I драной системе 35—40%, на II—55—60%, на III драной 45—50%).
Установлено, что в процессе измельчения, пневмотранспортирования, сепарирования, движения по самотечным трубам верхние схода, содержащие в основном оболочечные частицы, в течение 5—6 мин пребывания в драном процессе интенсивно теряют влагу и приобретают хрупкие свойства, что обусловливает их повышенную дробимость и, как следствие, ухудшение качества муки.
Применение бичевых машин для обработки продуктов после I, II, III и IV драных систем в режиме сепарирования сокращает время пребывания верхних сходов в драном процессе в 2 раза, что способствует сохранению оболочками эластичных свойств и позволяет применять интенсифицированные режимы измельчения на вальцовых станках без чрезмерного дробления наружных покровов.
В радиально-бичевых машинах центробежные силы инерции, действующие на продукт, преобладают над гравитационными силами, что способствует интенсификации просеивания проходового продукта.
Во ВНИИЗе были проведены комплексные исследования по выявлению рациональных кинематических параметров бичевых машин, что позволило разработать рекомендации по совершенствованию технологического процесса на мукомольных заводах с недостаточным количеством технологического оборудования.
Для определения влияния различных факторов на процесс разделения продуктов I драной системы устанавливали:
извлечение на I драной системе — 40 и 50%;
диаметр отверстий сит — 2,0—2,5 мм;
окружная скорость бичевого ротора — 8; 11; 14; 17 м/с.
Для оценки процесса принудительного просеивания приняты следующие параметры (%):
количество прохода и схода сита РБМ; фракционный состав и зольность прохода; количество и зольность муки; величина недосева.
Только при извлечении 40% степень влияния размера отверстий сита и частоты вращения ротора на количество проходовой фракции были одинаковые. Частота вращения ротора уменьшает долю влияния диаметра отверстия сит, так как при увеличении частоты вращения ротора продукт не успевает просеяться даже через отверстия большого диаметра. Величина прохода продукта и окружная скорость ротора в интервале 8—14 м/с находятся в линейной зависимости, а в интервале 11 —17 м/с — в нелинейной и зависят от диаметра отверстий сит.
Физический смысл влияния окружной скорости ротора на количество прохода заключается в том, что в машине происходит два противоположно направленных процесса. С одной стороны, увеличение частоты вращения ротора приводит к ускоренному выводу продукта из машины — количество прохода уменьшается. С другой стороны, возрастание частоты вращения способствует некоторому дополнительному измельчению, т. е. увеличивается количество про- ходового продукта. Преобладание того или другого процесса обусловливает увеличение или уменьшение выхода проходового продукта.
С изменением окружной скорости от 8 до 11 м/с количество проходового продукта уменьшается, при 11,0 м/с продукт не успевает просеяться, с увеличением скорости от 11,0 до 17,0 м/с количество прохода непрерывно увеличивается за счет образования проходовых фракций, размеры частиц которых близки к размеру отверстий сит. Кроме того, крупитчатый продукт приобретает большую кинетическую энергию, которая при ударе способствует его измельчению. Однако эта причина не является основной, поскольку в машине трение продукта об обечайку преобладает над ударом.
Проведено комплексное изучение режимов работы радиально- бичевых машин, установленных после вальцовых станков II, III и IV драных систем, с целью выявления эффективности деления этих систем на крупные и мелкие. Необходимость разделения па крупную и мелкую фракции обусловлена не только большим различием формы, размеров и зольности частиц, поступающих на крупную и мелкую системы, но главным образом, неодинаковой способностью этих продуктов к размолу. Это позволяет применять более мягкий режим работы вальцовых станков для продуктов крупных систем с целью предотвращения измельчения оболочек, и более жесткий— для II, III драных систем мелких.
Даже при низком режиме измельчения извлечение круподунстовых продуктов на II и III драных крупных системах затруднено, поскольку продукт содержит большое количество отрубянистых частиц. Величина извлечения на этих системах чувствительна к нагрузкам— увеличение нагрузок резко снижает извлечение.
На II и III драные системы мелкие поступает продукт, содержащий больше эндосперма, и поэтому при более высоких режимах измельчения и нагрузках можно получать большие значения величины извлечения. Извлеченный продукт состоит, в основном, из мелких крупок и дунстов и небольшого количества муки.
Исходя из общего извлечения на системах — 50% (к системе), определены дифференцированные величины извлечения для крупных и мелких систем.
Рекомендуемые оптимальные режимы работы вальцовых станков в сочетании с бичевыми машинами на I—IV драных системах указаны в табл. 2.
Таблица 2
Таблица 2
Размер отверстий сит определяли, исходя из требований равномерности загружения крупных и мелких драных систем и максимального отличия схода РБМ от прохода формой, размером частиц и зольностью.
Следует отметить, что бичевые машины эффективно работают на трудноразделимых смесях (продуктах крупных систем), состоящих в основном из хлопьевидных оболочечных частиц, которые после разрыхления бичами и высеивания мелких крупитчатых и мучнистых частиц удаляются сходом. Сочетание указанных в табл. 2 сит с соответствующей окружной скоростью ротора бичевых машин обеспечивает мягкие режимы для продуктов I—IV драных систем.
Проведенные исследования показывают высокую эффективность применения при сокращенном сортовом помоле пшеницы радиально-бичевых машин для предварительного сортирования продуктов после вальцовых станков драных систем, а именно более рациональное использование просеивающей поверхности рассевов и повышение производительности мельницы на 15—20%.
Интенсификация процесса измельчения с применением бичевых машин для сортирования продуктов после вальцовых станков неизменно обусловливает повышение количества мелких фракций и, в частности, муки и дунстов. Обобщение данных выполненных во ВНИИЗе исследований, а также анализ работы многих мукомольных заводов с сокращенной схемой помола показывает, что повышение общего извлечения на вальцовых станках, а также режимы работы бичевых машин совместно способствуют образованию мелких фракций. При этом, как правило, наблюдается некоторое ухудшение качества мелких фракций вследствие неизбежного процесса истирания оболочечных частиц о поверхность ситовой обечайки бичевой машины.
Анализ балансов помола четырех мукомольных заводов, работающих с интенсифицированными режимами измельчения при сокращенной схеме с применением бичевых машин, показывает, что количество муки, получаемой в драном процессе, составляет 24,0 - 32,5%, а в размольном — 53,04-41,0% но отношению к I драной системе. Таким образом, по сравнению с сортовым помолом, рекомендуемым по традиционной схеме, количество муки в драном процессе существенно увеличивается.
Выход и зольность муки на отдельных этапах технологического процесса на четырех мукомольных заводах с сокращенной схемой помола представлены в табл. 3.
Таблица 3
Таблица 3
Было установлено, что повышение извлечения и применение бичевых машин без соответствующего изменения режимов кондиционирования при максимальном увлажнении зерна не дают положительных результатов.
Анализ данных работы бичевых машин при использовании их для разделения продуктов после вальцовых станков драных систем показывает, что образование дополнительного количества круподунстовых продуктов на I драной системе происходит за счет измельчения частиц крупнее 2,2 мм. Эго объясняется тем, что величина импульса ударной силы бичей, при прочих равных условиях, зависит от массы частицы продукта. При извлечении на I драной системе 15—20% крупные частицы содержат также большое количество эндосперма, прочность которого нарушена при обработке в вальцовом станке, что создает предпосылки дальнейшего выкрашивания частиц и измельчения в результате ударно-истирающего действия в бичевой машине. Изменение количества и качества мелких фракций продуктов измельчения драных систем с использованием бичевых машин для разделения продуктов после вальцовых станков показано в табл. 4.
Таблица 4
Таблица 4
