Технология производства гречневой крупы

В 1968 — 1975 гг. ВНИЭКИпродмаш предложил и осуществил при участии Миргородской МИС новый способ (технологию) выработки гречневой крупы.

Новый способ выработки гречневой крупы включает очистку и шелушение несортированного по размерам на фракции зерна. Шелушеные зерна от нешелушеных отделяются на ячеистых сортировочных столах после предварительного удаления оболочек, мучки и дробления.

Чтобы улучшить качество и сортность крупы, а также увеличить ее выход, несортированное по размерам зерно последовательно четырехкратно шелушат на обрезиненных валках. На последующие машины после шелушения подают верхние сходы, полученные после сортирования зерна, а крупу извлекают последовательно в несколько этапов, сортируя обогащенную смесь на крупоотделительных машинах. При этом верхний сход, полученный после сортирования, направляют на контроль, а нижний сход последнего этапа крупоотделения — в первую зону сортирования. Кратность шелушения и соответственно число этапов крупоотделения равны четырем.

Такой способ выработки гречневой крупы позволяет значительно уменьшить внутризаводской оборот продукта, повысить производительность и эффективность технологического процесса выработки крупы.

На чертеже изображена схема для осуществления способа (рис. 1). Обрабатываемое зерно (гречиха) поступает на 1-ю систему шелушения 1У включающую машины с обрезиненными валками типа ЗРД. С 1-й системы продукты шелушения направляются на рассев 2.

С сит с отверстиями ф 4 мм рассева 2 после провеивания на аспираторе 3 продукт направляют на сортировочную машину 4 с возвратно-поступательным движением сит для отделения посторонних примесей и дополнительного выделения шелушеного зерна.

Рис. 1. Новая технологическая схема производства гречневой крупы:

1, 5, 13, 19 - соответственно 1-, 2-, 3-, 4-я системы шелушения; 2, 10, 16, 21 - рассевы; 3, 11, 17 - аспираторы с замкнутым циклом воздуха; 4, 12, 18 - сортировочные машины; б, 7, 8, 14, 15, 20, 22 - крупоотделительные машины

С сит с отверстиями ф 4 мм сортировочной машины 4 продукт поступает на 2-ю систему шелушения 5. Сход с сит с отверстиями размером 1,7 х 20 мм рассева 2 и сортировочной машины 4, обогащенный продуктами шелушения (содержание ядра 90...95 %), полученными после сита с отверстиями ф 4 мм, направляется на крупоотделительные машины 6 с ячеистыми столами (I этап отделения ядрицы), колеблющимися с частотой не более 3,3 с-1(200 об/мин). Выделенная ядрица направляется на контрольные крупоотделительные машины 7, а продукт, получаемый нижним сходом с крупоотделительных машин 6, направляется на крупоотделительные машины 8 (II этап отделения ядрицы). Продукт верхнего схода крупоотделительных машин 6 и 8 идет для дополнительного контроля на сортировочную машину 9, откуда сход с сита с отверстиями размером 1,7 х 20 мм поступает на контрольные крупоотделительные машины 7. После 2-й системы шелушения 5 продукты направляются на рассев 10. Сход с сита с отверстиями 0 4 мм рассева 10 после провеивания на аспираторе 11 и просеивания на сортировочной машине 12 поступает на 3-ю систему шелушения 13. Продукт, идущий сходом с сит с отверстиями размером 1,7 х 20 мм рассева 10, направляется на крупоотделительные машины 14. После крупоотделения продукт верхнего схода (ядрица) поступает на контрольные системы крупоотделительных машин 7, а нижние схода — на крупоотделительные машины 15. После 3-й системы шелушения 13 продукты поступают на рассев 16. Сход с сита с отверстиями ф4 мм рассева 16 после провеивания на аспираторе с замкнутым циклом воздуха 17 и просеивания на сортировочной машине 18 поступает на 4-ю систему шелушения 19. Сход с сита с отверстиями размером 1,7 х 20 мм рассева 16 вместе с продуктом, поступающим от сортировочной машины 12, направляется на крупоотделительные машины 20 (III этап крупоотделения). После крупоотделения продукт верхнего схода (ядрица) поступает на контрольные крупоотделительные машины 7, а нижние схода — на крупоотделительные машины 15 либо 22. Продукты шелушения машины 19 направляются на рассев 21. Сход с сита с отверстиями ф 4 мм рассева 21 возвращается на рассев 2. Сход с сита с отверстиями размером 1,7 х 2,0 мм рассева 21 поступает на крупоотделительные машины 22. После крупоотделительных машин 22 продукт верхнего схода (ядрица) направляется на выбой, а нижнего схода—на рассев 2. Лузга, отвеиваемая на аспираторах 3, 11 и 17, направляется на контроль (на чертеже не показан). Мучка и дробленка, высеиваемые на рассевах 2, 10, 16 и 21 и сортировочных машинах 4, 9, 12 и 18, также поступают на контроль.

Ввиду того что размеры зерен гречихи колеблются в широких пределах, технологический процесс гречезавода в настоящее время предусматривает обязательное сортирование (предварительное и окончательное) гречихи на шесть фракций с помощью рассевов или крупосортировочных машин с последующим шелушением каждой фракции гречихи отдельно на вальцедековых станках. Ядрицу выделяют также пофракционно на рассевах, что требует развитого технологического процесса. В этом заключаются основные особенности существующего технологического процесса выработки гречневой крупы.

При подготовке зерна гречихи к переработке в крупу после очистки ее подвергают гидротермической обработке, включающей операции пропаривания, сушки, охлаждения.

Аппарат для пропаривания зерна с автоматическим управлением А9-БПБ предназначен для обработки паром гречихи, проса, овса, пшеницы, риса и др.

Корпус аппарата служит сосудом для пропаривания зерна. Внутри корпуса расположен змеевик для равномерного распределения пара. Корпус смонтирован на станине. На крышке установлен загрузочный затвор. Загрузочный и разгрузочный затворы снабжены самостоятельными приводами. Электрооборудование аппарата состоит из электроприводов затворов, конечных выключателей, фиксирующих поворот пробок затворов на 90°, сигнализатора уровня, контролирующего верхний и нижний уровни зерна при загрузке и выгрузке аппарата, двух клапанов с электроприводами для подачи и выпуска пара, пульта управления.

Пульт управления предназначен для дистанционного автоматического управления основными операциями. Электросхемой предусмотрены два режима управления работой аппарата: ручной и автоматический. Ручной режим служит для наладки работы аппарата, отработки операций, доработки продукта в аварийных ситуациях и для управления работой аппарата при отказе автоматики. Основной режим работы — автоматический.

Зерно загружается в сосуд аппарата, пропаривается в течение 1 ...6 мин в зависимости от вида зерна и выгружается через разгрузочный затвор.

Приемочные испытания аппарата А9-БПБ проведены в гидротермическом отделении гречецеха Брянского комбината хлебопродуктов. При испытаниях аппарат был настроен на режим работы, рекомендованный по результатам первого этапа испытаний: отсчет времени пропаривания проводился с момента пуска пара в сосуд аппарата. Кроме того, продолжительность цикла была сокращена за счет более рационального совмещения операций: открытие клапана впуска пара и пропаривание; пропаривание и закрытие клапана впуска пара; открытие клапана выпуска пара, выпуск пара. Время цикла при этом составило 492 с. Испытания показали, что при давлении в паропроводе 6 • 105 Па набор заданного давления в сосуде происходит за 1 мин 45 с.

Качество пропаривания на заданном режиме в ходе испытаний аппарата А9-БПБ контролировали как по равномерности нагрева и увлажнению зерна, так и по цвету, вкусу и запаху полученной крупы.

Проведенные испытания подтвердили, что неравномерность (отклонение между крайними значениями показателей) распределения влажности в зерне изменяется в пределах 0,3...1,6%. Этот же показатель по среднеарифметическому значению не превышает 0,2...0,3 %. Влажность гречихи в результате пропаривания в среднем увеличилась на 3,7...4,4% (размах колебаний от 3,4 до 4,9 %). Следовательно, увлажнение зерна по всему объему сосуда аппарата происходит достаточно равномерно. Данные, полученные при испытаниях, приведены в таблице 6.

Годовой экономический эффект от использования одного аппарата А9-БПБ взамен пропаривателя Г.С. Неруша составляет 4 тыс. р.

Другой эффективный аппарат в схеме гидротермической обработки гречихи — сушилка паровая А1-БС2-П.

Сушилка паровая А1-БС2-П предназначена для сушки зерна крупяных культур, прошедшего гидротермическую обработку. Сушилка состоит из следующих основных частей: зерноприемника, секций нагревательных, разгрузочной секции с приводом.

1. Сводные данные результатов испытаний пропаривателей

Зерноприемник служит для равномерного распределения зерна по длине сушилки. Он представляет собой стальной короб размерами 198 х 376 х  650 мм. На крышке зерноприемника расположены два приемных патрубка. Для поддержания постоянного уровня зерна имеются электронные датчики уровня.

Нагревательные секции служат для сушки зерна теплом, отдаваемым паром через поверхность нагрева. Каждая секция состоит из коллектора, имеющего две камеры - паровую и конденсационную, в которые вварены в шахматном порядке цилиндрические и овальные трубы (по 21 трубе на секцию). Цилиндрические бесшовные трубы, проходящие внутри овальных, связаны с паровой, а овальные — с конденсационной камерами.

Коллекторы нагревательных секций соединены между собой патрубками-калачами, подающими пар и конденсат из верхних секций в нижнюю. С обеих сторон внутри нагревательных секций расположены наклонные скатные плоскости, которые предотвращают высыпание зерна из сушилки и одновременно образуют каналы для циркуляции воздуха.

Для осмотра, очистки и ремонта деталей, находящихся внутри сушилки, в секциях с двух сторон расположены дверки. Каждая нагревательная секция имеет с одной стороны 60 отверстий ф 20 мм (по 15 на одной дверке) для подсоса в сушилку наружного воздуха, а с противоположной стороны — диффузоры, для удаления увлажненного воздуха из сушилки. Количество отсасываемого воздуха из каждой нагревательной секции регулируют, изменяя размеры выходной щели. Секция разгрузочная служит основанием, на котором монтируются нагревательные секции.

Несущей конструкцией всех десяти нагревательных секций служат две опоры, находящиеся на раме по обе стороны сушилки. В разгрузочной секции предусмотрены восемь бункеров и цепной конвейер, который состоит из двух цепей, соединенных между собой скребками. Верхние ветви конвейера движутся по направляющим, а нижние - по дну, представляющему собой выдвижные поддоны. Привод цепного конвейера осуществляется от электродвигателя через червячный редуктор. Скорости цепного конвейера регулируют вариатором посредством маховичка.

После гидротермической обработки зерно поступает в зерноприемник, откуда под действием силы тяжести опускается вниз в нагревательные секции. Для удаления влаги из зерна в сушилке используется принцип контактной сушки, т. е. тепло передается зерну непосредственно от нагретой поверхности овальных труб, между которыми оно движется. Испарившаяся из зерна влага поглощается воздухом и вместе с ним удаляется из сушилки. Пройдя нагревательные секции, просушенное зерно поступает в бункера разгрузочной секции и выходит на площадки, с которых снимается скребками цепного конвейера и нижней его ветвью транспортируется к выходному отверстию.

Производительность сушилки и экспозиция сушки зерна зависят от скорости движения цепного конвейера, регулируемой клиноременным вариатором.

Для нагрева труб нагревательных секций используют сухой насыщенный пар. Давление пара в трубах и его температуру регулируют редукционным клапаном. Давление пара в сушилке контролируют манометром. Отработанный пар и конденсат из сушилки выводятся через конденсатоотводчик.

Техническая характеристика сушилки А1-БС2-П

Производительность на зерне с натурой 570 г/л при         56...60

снижении влажности пропаренного зерна на 7...9 %, т/сут

Расход пара на 1 т %, кг/ч            5 5 0.. .65 0

Давление пара, Па           До 3,43 • 105

Расход воздуха на 1 т%. влагосъема, м3/ч    200

Аэродинамическое сопротивление, Па          137,2

Скорость движения цепи конвейера при проектной          0,061...0,067

производительности, м/с

Электродвигатель привода вентилятора ВЦП № 6:

мощность, кВт         7,5

частота вращения, с-1 (об/мин)  24,3 (1460)

Электродвигатель привода конвейера:

мощность, кВт         1,1

частота вращения, с-1 (об/мин) 15,5 (930)

Редуктор:

тип      РЧУ-80

передаточное число         31

Габариты, мм:

длина 3730

ширина         810

высота          8100

Масса, кг       5760

Новый способ выработки гречневой крупы испытывали на крупяном заводе Брянского мелькомбината хлебопродуктов. Плановая суточная производительность завода в период испытаний была 125 т/сут при базисном выходе крупы 66 %.

Во время испытаний кинематические параметры основного технологического оборудования характеризовались следующими величинами:

шелушильные машины с обрезиненными валками А1-ЗРД (четыре системы) — окружная скорость быстроходных валков 9... 12 м/с и отношение окружных скоростей быстроходных валков к тихоходным 2,0... 2,25;

рассевы ЗРМ (четыре системы) — частоты колебаний ситовых корпусов 2,3...2,6 с-1 (140...156 об/мин) и радиусы круговых колебаний корпусов 25 мм;

крупосортировки А1-БКГ (три системы) — частота колебаний ситовых корпусов 5,3...5,6 с-1 (320...340 об/мин) и амплитуда 9 мм;

крупоотделители А1-БКО-1,5 (шесть основных систем и две контрольные) -частота колебаний сортировочных дек 2.8...3 с-1 (170... 185 об/мин) и амплитуда 28 мм.

Технологические показатели работы машин А1-ЗРД на шелушении зерна гречихи свидетельствуют о том, что коэффициент шелушения был не ниже достигаемого в практике при шелушении гречихи на вальцедековых станках. В то же время количество дробленого ядра по отношению к массе продукта, поступающего в машину, на всех системах не превышало 1,14%, что значительно ниже получаемого в практике (2...3%) и предусмотренного Правилами организации и ведения технологического процесса на крупяных заводах (1,5...2,5 %) при шелушении гречихи на вальцедековых станках. Коэффициент цельности ядра в среднем составил 0,96.

Количество продукта, поступающего на машины А1-ЗРД при работе их с производительностью до 3000 кг/ч, на качество шелушения практически не влияет.

Продукты шелушения после машины А1-ЗРД каждой системы поступают на рассевы для выделения ядра, продела и мучки. Кроме этих продуктов, на рассевы 1-й, 2-й и 3-й систем поступали нижние схода соответствующих крупоотделительных машин.

После сортирования на рассевах проходом через сита с отверстиями ф 4,0 мм и сходом с сит с размерами отверстий 1,7 х 20 мм получали продукт с незначительным содержанием нешелушеного зерна, который после провеивания направляли для отделения ядрицы на крупоотделительные машины А1-БК0. Продукт, полученный сходом с сит с отверстиями ф 4,0 мм и содержащий значительное количество нешелушеного зерна, после провеивания и дополнительного просеивания на крупосортировках, где от него отбирали еще некоторое количество ядра, подавали на машины А1-ЗРД последующей системы шелушения.

Работа рассевов на сортировании продуктов шелушения гречихи характеризуется тем, что сходом с сит с отверстиями Ø4,0 мм получают 65,8... 74,9 % продукта от общего количества с содержанием в нем 26...34,24 % ядра. Продукт, полученный сходом с сит с отверстиями размером 1,7 х х 20 мм, состоит в основном из ядра с содержанием в нем нешелушеного зерна до 9,6 %.

При сортировании продуктов шелушения на рассевах и крупосортировках содержание нешелушеных зерен и сорной примеси возрастает по мере движения продукта по системам.

Из схода (сита с отверстиями Ф4 мм) рассевов после предварительного провеивания дополнительно выделяли на крупосортировках от 10 до 19,3 % ядра. Содержание нешелушеных зерен в этом продукте в зависимости от системы составляло от 5,36 до 7,68%. Схода сит с отверстиями Ø 4 мм, поступившие на машины А1-ЗРД, составляли 80...90% и содержали 27,80...30,00% ядра, что свидетельствует о возможностях дальнейшего совершенствования процесса сортирования продуктов шелушения.

Ядрицу из продукта, полученного сходом с сит с отверстиями размером 1,7 х 20 мм на рассевах и проходом через сита Ø4,0 мм, на крупосортировках извлекали на крупоотделительных машинах А1-БКО. При этом машины б, 14, 20, 8 и 15 работали на предварительном извлечении ядра, а машины 7 и 22 — на окончательном контроле крупы.

Технологические показатели, характеризующие работу крупоотделительных машин на предварительном извлечении ядра и окончательном контроле крупы, показывают, что в верхний сход поступало 40,0...58,8 % (коэффициент извлечения) от исходного продукта. При этом содержание нешелушеных зерен в верхнем сходе находилось в пределах 0,32...0,52 %.

Анализ работы крупоотделительных машин показывает, что имеются определенные резервы в повышении эффективности их работы. Работавшие на контроле верхних сходов крупоотделительные машины обеспечивали получение гречневой крупы, отвечающей требованиям первого сорта. При этом извлекалось до 51 % крупы от общего количества продукта, поступавшего на эти крупоотделители. Необходимо отметить, что при работе крупоотделительных машин А1-БКО на предварительном и окончательном контроле крупы в верхний сход поступало незначительное количество сорной примеси, несмотря на большое ее содержание в исходном продукте. Основное количество сорной примеси поступало в нижние схода.

В результате длительных технологических испытаний и определения качественно-количественных показателей работы основного оборудования установлено, что главное преимущество нового способа выработки крупы по сравнению с применяемой технологией — уменьшение дробления

ядра в процессе переработки гречихи в крупу и увеличение ее общего выхода.

Это подтверждается также сравнением выходов крупы (табл. 2), полученных при переработке близкой по качеству гречихи (новый способ и существующая технология).

2. Сравнительные данные выходов крупы, %

 Повышенный выход крупы первого сорта и общий выход крупы при новом способе ее выработки получен за счет уменьшения дробления ядра.

Используя данные, полученные при сравнительных испытаниях существующей и новой технологий выработки гречневой крупы, можно определить итоговую разницу всех видов круп, полученных из одной тонны гречихи (табл. 3). Из таблицы следует, что в результате улучшения сортности крупы и увеличения общего ее выхода стоимость крупы при новом способе возрастает на 16,75 р. (367,82 - 351,07). За сопоставимый годовой объем переработки гречихи в сравниваемых вариантах принято 37770 т.

3. Экономические показатели сравниваемых процессов

 Экономический эффект в результате улучшения сортности и увеличения выхода крупы составит 37 770 • 16,75 • 0,692 = 437 792 р. в год. Одновременно с этим эксплуатационные расходы в результате замены изнашиваемых обрезиненных валков на шелушильных машинах А1-ЗРД (из расчета срока службы одной пары валков в течение лишь 70 ч) увеличиваются на 40832 р. Общий экономический эффект от использования нового способа выработки гречневой крупы на одном крупяном заводе производительностью 125 т/сут составит 396 960 р. (437792—40832).

На основе проведенных испытаний нового способа выработки гречневой крупы Харьковский ПЗП разработал проект реконструкции грече- завода с увеличением его производительности до 160 т/сут и выхода крупы до 70 %, в котором использованы шелушильные машины с обрезиненными валками А1-ЗРД, крупоотделительные машины А1-БКО, аспираторы с замкнутым циклом воздуха, рассевы, крупосортировки и др.