Помол зерна, его сортировка и получение кукурузной крупы

Министерство образования и науки российской федерации

Московский государственный университет пищевых производств

Кафедра: Технология переработки зерна

Контрольная работа

Помол зерна, его сортировка и получение кукурузной крупы

Работу выполнил:

студент группы

07-ЗАЭ-31

Сутягина О.В.

Работу проверил:

доц. Изосимов В.П.

Москва 2010

Подготовка зерна к помолу с использованием традиционного оборудования

Построение схемы и число используемого оборудования зависят от вида перерабатываемой культуры, ее физико-технологических свойств, особенности засоренности, типа помола, производительности мукомольного завода и других факторов. Технологические схемы составляются для зерна базисных кондиций.

Базисными кондициями называют нормы качества зерна, обеспечивающие его сохранность и получение продукции высокого качества. Эти нормы устанавливают по влажности, зольности, натуре, засоренности, содержанию клейковины и другим показателям.

На зерноперерабатывающих предприятиях на основании базисных кондиций рассчитывают выход готовой продукции. Базисное качество зерна пшеницы и ржи, поступающего на мукомольный завод для переработки в муку, определено следующими показателями: влажность 14,5%, зольность в чистом зерне (без сорной примеси) 1,97%; содержание сорной примеси 1%, в том числе минеральной 0,1 %, вредной 0,1 % (в числе вредной горчак или вязель — 0,05%), содержание зерновой примеси 1 %, натура пшеницы 750 г/л, ржи — 700 г/л. Процесс очистки и подготовки зерна к помолу состоит из следующих трех этапов:

первый — очистка зерновой массы, т. е. отделение примесей по ширине, толщине, длине и аэродинамическим свойствам, а также очистка поверхности зерна;

второй — кондиционирование зерна — подогрев, мойка или мокрое шелушение, обработка теплом, увлажнение, отволаживание, а также снижение зольности;

третий — окончательная очистка — снижение зольности, отделение примесей по ширине, толщине, плотности; до увлажнение зерна перед I др. с.

В зерноочистительном отделении, кроме технологического оборудования, необходимо устанавливать автоматические весы в начале и конце технологического процесса. Весы служат для учета зерна, поступающего в размольное отделение, а также для учета на всех после дующих операциях подготовки зерна к помолу.

Подготовка зерна ржи к помолу

По Правилам схемы процесса подготовки зерна к сортовым помолам предусматривали: сепарирование зерна в воздушно-ситовых сепараторах, отделение коротких и длинных примесей в триерах, холодное кондиционирование, очистку поверхности зерна в обоечной машине с абразивным цилиндром и щеточной машине, отделение минеральной примеси в камнеотделительной машине.

Почти на всех мукомольных заводах не применяют мойку зерна ржи. А вместе с тем повсеместно наблюдается тенденция увеличения выхода так называемой светлой муки, что обусловливает повышение требований к чистоте поверхности зерна ржи, направляемого в переработку.

Шелушение ржи в машинах непрерывного действия типа ЗШН обеспечивает не только съем требуемого количества наружных слоев на и более загрязненных и непрочных оболочек, но и снижение содержания клетчатки в зерне на 0,5...0,8 %.

При снятии оболочек в количестве 2,5...3,5 % массы зерна уменьшается автолитическая активность на 5...8 %, зольность на 0,07...0,12 %. Натура при этом повышается на 20...30 г/л. В результате значительных механических усилий, которые испытывает зерновая масса в шелушильных машинах, наблюдается разрушение менее прочных, чем зерно ржи, примесей (овсюга, чернушки и других пленчатых сорняков). Последующая обработка зерновой массы в пневмосепараторах обеспечивает высокую эффективность очистки зерна от посторонних примесей.

Хлеб из муки, полученной из шелушеного зерна, имеет больший объемный выход, мякиш его более светлый, структура значительно лучше, чем из муки, полученной из нешелушеного зерна.

Как для пшеницы, так и для ржи основой подготовки зерна к помолу служит гидротермическая обработка. В связи с тем, что рожь очень чувствительна к переувлажнению, оптимальной ее технологической влажностью принято считать 14...15%, продолжительность отволаживания зерна при холодном кондиционировании 3...6 ч, при горячем — 2...3 ч при температуре нагрева зерна не более 55...60°С. Способ кондиционирования зерна ржи определяется типом помола.

Продолжительность кондиционирования ржи определяется не только ее структурно-механическими свойствами, но и зависит от исходной влажности зерна и степени его шелушения

Чрезмерное увлажнение зерна сказывается на эффективности его шелушения: снижается производительность шелушильной машины А1-ЗШН-3, уменьшается количество снятых оболочек, повышается расход электроэнергии.

Шелушение и кондиционирование — основные технологические операции в подготовке к помолу — содействовали достижению эффективных результатов: целенаправленному улучшению мукомольных и хлебопекарных свойств обрабатываемого зерна ржи; снижению его зольности; увеличению натуры; уменьшению содержания сор ной примеси.

Технологические схемы подготовки ржи к помолу предусматривают: одно- или двукратное сепарирование зерна, его очистку в триерах, увлажнение и отволаживание, отделение минеральной примеси, одно- или двукратное шелушение. Существуют два способа предварительного отделения оболочек: мокрый и сухой; наибольшее распространение получил сухой способ шелушения зерна.

Технологическая схема подготовки ржи к помолу, прошедшая производственную проверку (рис. V-3) на мелькомбинате им. А. Д. Цюрупы, отличается сокращенным процессом очистки зерна, что связано с применением интенсивного шелушения в машинах А1-ЗШН-3. Зерно очищают в сепараторах, камнеотделительных, куколеотборочных машинах. После обработки в шелушильных машинах оно поступает в воздушно-ситовой сепаратор, в котором отбирают оставшиеся снятые оболочки. Затем зерно увлажняют и отволаживают.

В схеме подготовки зерна предусматривают автоматические дозаторы и весы. Они служат для строгого учета зерна, поступающего на мукомольный завод, а также для обеспечения стабильной постоянной нагрузки на последующее оборудование. Результат взвешивания зерна — это основной показатель, по которому составляют документы, определяющие учет сырья и продукции на мукомольном заводе. Наличие весового дозатора, перед обеспечивает стабильную работу размольного отделения. Если часовой расход зерна равнозначен и соответствует расчетной производительности завода, то работа идет ритмично.

Мукомольный завод, оснащенный комплектным оборудованием

Применение комплектного оборудования связано с некоторыми особенностями переработки зерна.

Выделение минеральных примесей. Минеральные при меси, а также металлические примеси с немагнитными свойствами, оставшиеся в зерновой массе после обработки зерна в воздушно-ситовых и магнитных сепараторах, выделяют в камнеотделительных машинах. Их установка после обработки зерна в триерах, обоечных машинах или после отволаживания нецелесообразна, так как наблюдается повышенный износ рабочих органов технологического и транспортного оборудования. Кроме того, возможно искрообразование, которое может вызвать взрывоопасную ситуацию.

В машине типа РЗ-БКТ выполняется только одна технологическая операция — выделение минеральных примесей— в отличие от машин А1-БОК в комплекте с машиной А1-БКР, где одновременно проводятся выделение мелких примесей и фракционирование, зерновой массы по плотности. Поэтому при установке машин типа РЗ-БКТ вместо А1-БОК и А1-БКР необходимо использовать соответствующее оборудование (триеры, концентра торы и др.).

Разделение зерновой массы по плотности и составу примесей. Концентратор типа А1-БЗК устанавливают после камнеотделительной машины. В концентраторе зерновую массу разделяют на четыре фракции. В результате псевдоожижения зерновой массы за счет подачи воздуха снизу через ситовую поверхность наиболее добротные, хорошо выполненные зерна опускаются в нижний слой, а частицы, имеющие меньшую плотность по сравнению с зерном пшеницы (овес, овсюг, ячмень, части стеблей растений и др.), перемещаются (всплывают) в верхние слои.

Гидротермическая обработка зерна. Оптимальная влажность зерна всех типов, передаваемого на мукомольный завод, позволяющая эффективно провести его гидротермическую обработку, составляет 11,5...12,0 %. Поэтому при наличии зерносушилок следует довести влажность зерна до рекомендуемой величины.

Для мокрой очистки поверхности зерна и его увлажнения вместо моечных машин можно использовать машины для мокрого шелушения А1-БШМ.

Для интенсификации ввода влаги в зерновую массу на основном этапе увлажнения можно использовать машину интенсивного увлажнения зерна типа А1-БШУ-2. В машине интенсивного увлажнения выполняется только одна операция — увлажнение зерна. Поэтому при установке машины А1-БШУ-2 вместо моечной машины или машины для мокрого шелушения необходимо до машины А1-БШУ-2 обязательно обеспечить выделение легкой и минеральной примесей.

Очистка поверхности зерна сухим способом. Для очистки поверхности зерна на этапе до или после отволаживания, устанавливают обоечные машины РЗ-БМО-6 (производительность 6 т/ч) или РЗ-БМО-12 (производительность 12 т/ч) с вертикально расположенным ротором или с горизонтально расположенным ротором.

Выделение непрочных и неполноценных зерен (поврежденных вредителями). Энтолейтор РЗ-БЭЗ (производительность 12,0 т/ч) применяют для уничтожения взрослых особей: личинок и куколок зерновых вредителей, которые могут находиться в зерновой массе, подготовленной к помолу. Одновременно при обработке зерновой массы в энтолейторе РЗ-БЭЗ разрушаются изъеденные зерна, а также зерна, имеющие меньшую прочность, чем нормальное зерно. Энтолейтор РЗ-БЭЗ устанавливают перед подачей зерна на размол.

Аспирационные установки. Они обеспечивают обеспыливание технологического и транспортного оборудования, а также создают условия для нормального технологического режима работы оборудования: камнеотделительных машин, концентраторов, воздушно-ситовых и воздушных сепараторов, ситовеечных и других машин.

Технологические схемы рассевов

Рассевы относят к основному оборудованию размольного отделения мукомольного завода, так как они выполняют одну из важнейших технологических операций.

В результате измельчения зерновых продуктов на различных этапах технологического процесса образуется значительное количество разных по размерам продуктов и их смесей, которые необходимо разделить на определенные фракции. Для достижения максимальной эффективности разделения нужно подбирать соответствующие технологические схемы сортирования этих продуктов, отличающихся по крупности, добротности и другим показателям. Так, в одних смесях преобладают частицы эндо сперма в виде крупок и дунстов, в других — частицы оболочек, в третьих — тонкоизмельченные частицы эндо сперма. Для каждого из этих продуктов необходимо подбирать специальные, характерные для него технологические схемы сортирования. Итак, технологическая схема сортирования представляет собой определенную последовательность движения сортируемых продуктов по ситам рассева.

Сита в рассевах обычно компонуют группами, каждая из которых имеет свое назначение. Движение продукта по ситам в группе может быть параллельным, последовательным или комбинированным. При параллельном движении сортируемый продукт поступает сразу на несколько сит данной группы и сортируется параллельными потоками. При последовательном движении продукт поступает последовательно с первого сита на второе и т.д.

Соединение двух указанных схем движения продукта в одной группе сит называют комбинированным, оно находит широкое применение.

Каждая группа сит, сортирую продукт, разделяет его на две функции: сход и проход- и в соответствии со своим назначением выходит из рассева одну фракцию, а вторую направляет на следующую группу сит для дальнейшего сортирования. Передача фракций сортируемого продукта с одной группы сит на последующую происходит по двум схемам : сортирование прохода и сортирование сходами. Если с предыдущей группы сит на последующую направляют проходы, то такой способ(схему) называют сортированием проходами. Размеры последующей группы сит по отношению к первой при этом убывают. Если с предыдущей группы сит на последующую направляют сходовые продукты, то такой способ называют сортированием сходами, и размеры сит последующей группы возрастают.

Таким образом, существующие схемы сортирования различных продуктов дают возможность, сочетая разные варианты, создавать определенные схемы рассевов для различных этапов технологического процесса сортовых помолов зерна.

Каждая группа сит имеет рациональную высоту. Это обеспечивает большую производительность и пропускную способность рассевов. В каждой секции рассева установлено 16 ситовых рам. Общая площадь ситовой поверхности в рассевах ЗРШ-4М—17 м², ЗРШ-6М — 25,5 м². Очистка сит осуществляется трехлопастными инерционными щетками (см. рис. VII-3,)или резиновыми очистителями. Отличительная особенность рассевов типа ЗРШ-4М состоит в возможности регулирования кинематических параметров, что позволяет повысить эффективность и производительность сортирования (табл. VII-4).

Рассевы РЗ- БРБ и РЗ-БРВ имеют три пипа технологических схем (рис. VII-5). В пределах одного типа технологические схемы различаются числом ситовых рам в каждой группе сит и направлением движения продукта по рамам (последовательным или параллельным).

Рис. VII- 3.Очестители сил:

рассева типа ЗРШ-М; б- рассева РЗ- БРБ и

РЗ- БРВ; в- сепаратора- фракционера А1- БСФ

Рис. VII-5. Технологические схемы рассевов РЗ-БРБ и РЗ-БРВ: а — I типа; б — II типа; в — III типа; — группа сит

Рис. VII-5. Технологические схемы рассевов РЗ-БРБ и РЗ-БРВ: а — I типа; б — II типа; в — III типа; — группа сит

Измельчение зерна и промежуточных продуктов

НАЗНАЧЕНИЕ И СТРУКТУРА ПРОЦЕССА

При производстве муки процесс измельчения зерна и промежуточных продуктов является одним из главных, так как в значительной мере влияет на выход и качество готовой продукции, на эффективность и стабильность работы последующего оборудования для сортирования продуктов размола. Измельчение зерна — одна из наиболее энергоемких операций.

Измельчением называют процесс разрушения твердых тел под действием ударных или ударно-истирающих внешних сил. Различаются два вида измельчения;

-простое измельчение, при котором все составляющие твердое тело части разрушаются равномерно для получения однородной смеси;

-избирательное измельчение, при котором твердые тела, неоднородные по составу, разрушаются для извлечения определенных частиц, входящих в состав данных тел. В этом случае измельчение происходит многократно, с тем чтобы достигнуть более полного извлечения указанных частиц.

В мукомольной промышленности при простых помолах зерна пшеницы и ржи, например в обойную муку, используют метод простого измельчения, при сложных помолах для получения сортовой муки высокого качества — метод избирательного измельчения. Избирательность измельчения связана с необходимостью выделения максимально го количества эндосперма как наиболее ценной части зерновки.

Основные требования, предъявляемые к процессу измельчения при сортовых помолах зерна пшеницы и ржи, сводятся к получению максимального количества промежуточных продуктов в виде крупок и дунстов высокого качества, обогащению полученных промежуточных продуктов, последующему их измельчению в муку и вымолу оболочек от оставшихся частиц эндосперма.

Основной измельчающей машиной в процессе производства муки, определяющей режим работы, производительность и эффективность последующего технологического и транспортного оборудования, служит вальцовый станок. Дополнительные (вспомогательные) операции измельчения осуществляют в результате ударного воздействия в вымольных машинах, энтолейторах, деташерах.

Учитывая избирательность процесса измельчения при сортовых помолах зерна пшеницы и ржи, заключающуюся в стремлении получить максимальный выход наиболее ценной части зерновки — эндосперма, технологическую оценку эффективности процесса измельчения проводят по двум показателям одновременно: количественным и качественным.

На различных этапах производства муки наряду с основным измельчением и сортированием используют вспомогательные операции в машинах ударно-истирающего действия: вымольная машина Al-БВГ (рис. VI-4) , энталейтор РЗ-БЭР, деташер А1-БДГ, виброцентрофугал РЗ-БЦА. Как правило, такие машины устанавливают после основных, они функционально связаны с последующими технологическими операциями.

Энтолейторы применяют для дополнительного измельчения продуктов с относительно малым содержанием оболочечных частиц.

Вымольная машина Al-БВГ и виброцентрофугал РЗ-БЦА сочетают ударно-истирающее воздействие бичей различной интенсивности с процессом просеивания. Ударное воздействие бичей в совокупности с трением между частицами и о ситовую поверхность нарушает связь между оболочками и эндоспермом, способствует измельчению частиц эндосперма. Виброцентрофугал РЗ-БЦА (рис, VI-5) предназначен для высевания муки из трудносыпучих промежуточных продуктов раз мола зерна.

При просеивании через ситовой цилиндр под действием центробежных сил инерции, возникающих от вращения ротора, продукты измельчения разделяются на две фракции: сходовую, содержащую относительно крупные частицы отрубей, и проходовую с большим содержанием эндосперма.

Основными механико-технологическими параметрами бичевых просеивающих машин служат окружная скорость бичевого ротора и размер отверстий сит. Важную роль играют нагрузка, продолжительность обработки продукта и степень использования ситовой поверхности.

Эффективность работы деташера состоит в изменении гранулометрического состава продуктов измельчения и соответственно дополнительном извлечении муки (15... 20%). После обработки в деташерах разрушаются агрегатированные частицы до размеров дунста и муки .

Сортирование продуктов измельчения зерна по крупности нумерация сит

В процессе поэтапного последовательного измельчения зерна образуются частицы, различающиеся по размерам, форме, плотности, фракционным и аэродинамическим свойствам. Сортирование промежуточных продуктов размола зерна по размерам происходит на ситах рассевов. Сита представляют собой плоскую рабочую поверхность с отверстиями определенных форм и размеров.

Сита характеризуются следующими параметрами: расстоянием между осями двух соседних нитей, называемым шагом; шириной отверстия в свету; диаметром нити; коэффициентом живого сечения, который представляет собой отношение площади всех отверстий сита в свету (так называемое живое сечение) ко всей площади сита и показывает степень полезного использования площади сита.

Чем больше значение коэффициента живого сечения, тем большесевкость сита, т, е. интенсивность просеивания продукта через определенную величину площади сита в единицу времени и, следовательно, его производительность.

Металлотканые сита изготавливают из стальной низкоуглеродистой и нержавеющей стальной проволоки (табл. VII-1).

Капроновые сита изготавливают из монокапроновых нитей. Для сохранения конфигурации ячеек сита покрывают полиметилметакриловой эмульсией.

VII-1.металлические сетки для сит мельнечных рассевов (ТУ 14-4-1063-80)

Капроновые и полиамидные сита могут быть крупочными (для сортирования крупок и дунстов) и мучными (для высева муки).

Номер металлотканого сита соответствует размеру стороны отверстия сита. Например, если сторона равна 0,990 мм, то ситовая ткань соответствует № 0,990. Номер капронового и полиамидного сита определяет число отверстий на 1 см. Взаимозаменяемость капроновых и полиамидных сит (по размеру отверстий) приведены в (табл. VII-2).

Рассортированные в рассеве продукты измельчения зерна подразделяют на две группы; не извлекаемые на данной системе, или сходовые, продукты, которые направляются на последующие системы измельчения; и извлекаемые на данной системе, или промежуточные, продукты. Промежуточные продукты условно классифицируются на отдельные фракции.

Основные требования, предъявляемые к процессу сортирования измельченных зерновых продуктов, сводятся к четкости разделения фракций по крупности. Введем следующиепонятия:

исходнаясмесь — смесь измельченных зерновых продуктов, поступающая в рассев для разделения на фракции;

проходовый продукт (проход) — масса частиц, содержащихся в исходной смеси или выделенных из нее, которые по своим размерам (толщина и ширина) меньше размеров отверстий данного сита;

сходовый продукт (сход) — масса частиц, содержащихся в исходной смеси или выделенных из нее, которые по своим размерам (толщина и ширина) больше размеров отверстий данного сита.

Полученные в результате сепарирования фракции по своему составу более однородны, чем исходная смесь. Однородность полученных фракций и характеризует эффективность разделения. Однако в производственных условиях невозможно добиться полного выделения проходового продукта из исходной смеси и достигнуть высокой его однородности.

Для оценки эффективности процесса сортирования измельченных зерновых продуктов в рассевах используют следующие показатели: коэффициент извлечения прохода и коэффициент недосева.

Недосев проходовых продуктов, оставшихся в сходе, отрицательно влияет на эффективность последующих систем, увеличивая нагрузку на измельчающие и сортирующие машины, что повышает оборот продуктов по системам и энергоемкость процесса в целом. Поэтому величина недосева нормируется Правилами. Допускаются следующие величины недосевов: в верх них сходах крупообразующих систем не более 5...10%; в нижних сходах крупообразующих и размольных систем не более 10...15 %; в дунстах должно быть не более 10...20%.

Пользуясь нормами, можно оперативно определять эффективность сортирования в рассевах по величине недосева в тех или иных продуктах просеиванием 100-граммовой навески сходового продукта на сите того же номера, сходом с которого получен данный продукт, или дунста на мучном сите.

Характеристика крупяного сырья

На крупяных заводах перерабатывают различные виды крупяных культур. Крупу и крупяные продукты изготавливают из зерна овса, ячменя, пшеницы, кукурузы, гороха. Ассортимент крупяной продукции достаточно широк — это крупа из целого или дробленого ядра, хлопья и т. д.

Зерно крупяных культур весьма разнообразно по форме, размерам, строению. Оно состоит из двух