CC BY
238
УДК 664.8.022.6
Вед. науч. сотрудник A.A. Шаззо, зам. директора Е.П. Викторова,
(Краснодарский НИИ хранения и переработки с/х продукции) отдел хранения и комплексной переработки с/х сырья, тел. (861)252-06-40 профессор A.A. Мхитарьянц
(Кубанский гос. технол. ун-т) кафедра технологии жиров, косметики, товароведения, процессов и аппаратов, тел. (861)275-24-93
Инновационная технология фракционирования и обрушивания семян подсолнечника кондитерских сортов
Установлена эффективность применения на стадии фракционирования семян по параметру «ширина семян» рассевов марки AI БРУ, а на стадии обрушивания - шелушителей модели DRH-6S. Разработана инновационная технология фракционирования и обрушивания семян подсолнечника кондитерских сортов, обеспечивающая высокий коэффициент целостности ядра.
The efficiency of use in the fractionation step seed in the parameter width plansifters brand Al BRU, and at the stage of falling in - Peelers model DRH-6S. Has developed an innovative technology fractionation and falling in confectionary sunflower seeds, and to provide high integrity kernel.
Ключевые слова: семена подсолнечника, кондитерские сорта, фракционирование, обрушивание, ядро, технология, эффективность.
Одним из перспективных направлений развития пищевой промышленности является расширение ассортимента и повышение качества продуктов питания. При этом особое внимание уделяется безопасности и качеству сырья, применяемого для создания таких продуктов.
Семена подсолнечника являются полноценным сырьем для получения ряда пищевых и кормовых продуктов. Следует отметить, что особый интерес представляют семена подсолнечника кондитерских сортов, используемого для получения обжаренного ядра в виде самостоятельного продукта, а также в производстве кондитерских изделий (козенак, халва).
Указанные кондитерские изделия получают из подсолнечного ядра, практически не содержащего лузги (не более 0,3 %).
Получить практически чистое ядро по существующей технологии переработки семян подсолнечника в масложировой отрасли достаточно сложно.
Основными технологическими операциями по получению ядра с низким содержанием лузги являются обрушивание семян и отделение ядра от оболочки.
(сШаззо A.A., Викторова Е.П., Мхитарьянц A.A., 2014
Важнейшей задачей процесса обрушивания семян является получение ру-шанки, содержащей максимальное количество целого ядра с минимальным содержанием целых и недообрушенных семян (фракция недоруша), сечки (дробленого ядра) и масличной пыли.
Эффективность процесса обрушивания семян в настоящее время оценивается показателем:
П
Кобр. ' Кц.я.
100
где Кобр. - коэффициент обрушивания семян, %; ки/г1, - коэффициент целостности ядра, %.
Коэффициент обрушивания семян рассчитывают по формуле:
т2
где т\ - масса целых и недообрушенных семян, г; ггъ - масса рушанки, г. Коэффициент целостности ядра рассчитывают по формуле:
ггъ
где шз - масса целого ядра в рушанке, г; пи - масса всего ядра, включая целое ядро, сечку и масличную пыль, г.
В настоящее время на предприятиях масложировой отрасли для обрушивания семян подсолнечника используют способ удара, который реализуется в бичевых рушках (способ многократного удара) и в центробежных рушках (способ однократного удара), причем преимущественно используются бичевые рушки.
Несмотря на многочисленные усовершенствования указанных обрушивающих машин, качество рушанки остается очень низким, особенно по показателю «содержание целых и недообрушенных семян». Коэффициент обрушивания семян в этих рушках колеблется в пределах от 0,52 до 0,65 [1].
Анализ геометрических характеристик семян подсолнечника: длины, ширины, толщины, величины поверхности, размера воздушной полости между ядром и оболочкой - позволил нам при выборе способа обрушивания отдать предпочтение способу сжатия, совмещенному со сдвигом.
Этот способ может быть реализован в шелушителях с обрезиненными валками модели ВКН-бЭ, используемых в крупяной отрасли для шелушения риса-зерна [2].
Шелушитель состоит из двух валков с заменяемым резиновым покрытием. Привод валков осуществляется от одного электродвигателя через клиноременную передачу. Зазор между валками регулируется с помощью пневмоцилиндра. Нажимное усилие между валками создается сжатым воздухом давлением 6-8 бар. В нижней части корпуса смонтированы два вентилятора, предназначенные для охлаждения валков. Шелушильная машина полностью герметизирована.
Равномерное распределение семян по всей длине шелушильных валков осуществляется с помощью питающего валика. Шелушильная камера в процессе работы постоянно аспирируется.
Для выявления эффективности обрушивания семян подсолнечника кондитерского сорта СПК на шелушителе модели ВКН-бЭ нами были проведены эксперименты. Эффективность обрушивания семян оценивали по качеству рушанки: содержанию в ней целых и недообрушенных семян, сечки и масличной пыли,
а также по коэффициентам: обрушивания, целостности ядра и эффективности обрушивания.
В качестве контроля использовали рушанку, полученную при обрушивании семян подсолнечника указанного сорта на бичевой семенорушке.
Из данных табл. 1 видно, что обрушивание семян подсолнечника в шелуши-теле обеспечивает получение рушанки более высокого качества по сравнению с бичевой рушкой: в рушанке, полученной в шелушителе, существенно снижается содержание целых и недообрушенных семян, сечки и масличной пыли.
Таблица 1
Влияние способа обрушивания семян подсолнечника на состав получаемой рушанки
Значение показателя для рушанки, полученной с применением
Наименование показателя многократного удара (известный) сжатия, совмещенного со сдвигом (предлагаемый)
Массовая доля компонента в рушанке, %:
целых и недообрушенных семян (недоруш) 32,2 28,7
сечки 10,1 8,9
масличной пыли 9,2 8,0
Коэффициенты, %:
обрушивания (кьбр.) 67,8 71,3
целостности ядра (гсц.я.) 59,3 66,2
эффективности обрушивания (И) 40,2 47,2
Так, содержание целых и недообрушенных семян в рушанке, полученной в шелушителе, составляет 28,7 %, в то время как в рушанке, полученной в бичевых рушках, 32,2 %, содержание сечки составляет 8,9 и 10,1 % и масличной пыли - 8,0 и 9,2. Однако несмотря на некоторое улучшение качества рушанки, полученной в шелушителе, оно остается ниже уровня, предъявляемого технологическим регламентом (не более 3 % целых и недообрушенных семян и не более 5 % дробленого ядра).
Известно, что одним из способов повышения эффективности обрушивания семян подсолнечника является их предварительное фракционирование.
Ранее проведенными исследованиями было установлено, что осуществление предварительного фракционирования семян подсолнечника перед обрушиванием на бичевых рушках на две фракции улучшает качество рушанки.
Однако результаты этих исследований по ряду причин до настоящего времени в производство не внедрены. Объясняется это, прежде всего, тем, что для фракционирования семян по размерам были рекомендованы воздушно-ситовые сепараторы с круглыми отверстиями, наиболее широко применяемые на предприятиях масложировой отрасли. К сожалению, они не обеспечивали четкого разделения семян на фракции. Эффективность фракционирования составляла всего 35-40 % [3].
Разработка новой дисковой калибровочной машины, предназначенной для фракционирования семян, также не решила этой проблемы из-за ряда ее технических недоработок. Таким образом, вопрос предварительного фракционирования семян перед обрушиванием остается открытым.
Учитывая это, на следующем этапе исследования изучали влияние фракционирования семян подсолнечника кондитерских сортов на эффективность их обрушивания.
Нами была изучена возможность проведения процесса фракционирования семян подсолнечника на рассеве А1 БРУ, а также исследовано влияния такого
фракционирования на эффективность обрушивания семян на шелушителях.
Дополнительной целью этой части исследования было выявление оптимального количества фракций, на которые должна делиться партия семян по геометрическому размеру перед обрушиванием.
Анализ геометрических размеров семян кондитерских сортов: длины, ширины и толщины позволил нам выбрать в качестве основного параметра, по которому осуществляется фракционирование, ширину семян [4].
Фракционирование семян по ширине проводили на рассеве А1 БРУ [5], который представляет собой разборную конструкцию шкафного типа, разделенную на четыре секции, с выдвижными ситовыми рамками. Рассев подвешивается с помощью стальных канатов к потолочной раме. В каждой секции установлено по четырнадцать ситовых рамок с поддонами. Очистка ситовых рамок осуществляется резиновыми шариками.
Принцип работы рассева заключается в параллельном и последовательном просеивании семян через набор горизонтальных ситовых рамок, совершающих круговое поступательное движение.
Фракционирование семян по ширине проводили на ситах с различным диаметром отверстий от 6,0 до 7,0 мм. При этом фракционирование осуществляли на две, три и четыре фракции.
При фракционировании семян использовали сита с диаметром отверстий:
- на две фракции - 6,5 мм;
- три фракции - 6,0 и 7,0 мм;
- четыре фракции - 6,0; 6,5 и 7,0 мм.
При этом в первом случае получали две фракции семян с размером по ширине более 6,5 мм и менее 6,5 мм, во втором - три фракции семян с шириной менее 6,0 мм, от 6,0 до 7,0 мм и более 7,0 мм, а в третьем случае - четыре фракции семян с шириной менее 6,0 мм, от 6,0 до 6,5 мм, от 6,5 до 7,0 мм и более 7,0 мм.
Выход фракций составил:
- при фракционировании на две фракции: фракция шириной более 6,5 мм -68 % и менее 6,5 мм - 32 %;
- фракционировании на три фракции: фракция шириной более 7,0 мм - 36 %, от 6,0 до 7,0 мм - 52 % и более 6,0 мм - 12 %;
- фракционировании на четыре фракции: фракция шириной семян более 7,0 мм - 36 %, от 6,5 до 7,0 мм - 32 %, от 6,0 - 6,5 мм - 20 % и менее 6,0 мм - 12 %. Каждую выделенную фракцию семян обрушивали отдельно.
Как следует из данных табл. 2, предварительное фракционирование семян по ширине позволяет повысить эффективность обрушивания. Так, фракционирование семян даже на две фракции повышает коэффициенты обрушивания семян и целостности ядра. Указанные коэффициенты возрастают с 71,3 % (без фракционирования) до 76,4 % (с фракционированием) и с 66,2 до 69,4 %.
Содержание целых и недообрушенных семян, а также содержание сечки и масличной пыли в рушанке, полученной с предварительным фракционированием семян, снижается по сравнению с этими показателями рушанки, полученной без фракционирования.
Лучшие результаты получены при обрушивании семян, разделенных по параметру «ширина семян» на четыре фракции.
Так, содержание целых и недообрушенных семян в рушанке, полученной при обрушивании всех четырех фракций, снижается до 15,3 %, содержание сечки до 3,8 %, а масличной пыли до 3,6 %.
Самое высокое содержание этих нежелательных фракций отмечено в рушанке, полученной при обрушивании мелкой фракции семян (шириной менее 6,0 мм): 20,2 % целых и недообрушенных семян, 5,2 % сечки и 4,8 % масличной пыли, а самое низкое - в рушанке из крупных семян (шириной более 7,0 мм): 12 % целых и недообрушенных семян, 3,2 % сечки и 3,0 % масличной пыли.
Аналогично, коэффициенты обрушивания и целостности ядра также самые высокие для крупной фракции семян - 88,0 и 89,9 %, а самые низкие для мелкой
Г < . 4
АПК - продукты здорового питания, № 3, 2014
фракции семян - 79,8 и 82,1 %.
Усредненный коэффициент обрушивания фракционированных семян с учетом выхода каждой фракции составил 84,7 %, коэффициент целостности ядра -87,5 % против 71,3 и 66,2 % для семян без предварительного фракционирования.
Таким образом, полученные данные подтверждают эффективность применения для обрушивания семян подсолнечника кондитерского сорта шелушителей с обрезиненными валками с обязательным проведением предварительного фракционирования семян по параметру «ширина семян» на четыре фракции.
Таблица 2
Влияние фракционирования семян подсолнечника кондитерского сорта СПК по ширине на эффективность их обрушивания
Наименование образца Наименование и значение показателя
Массовая доля компонента в рушанке, % Коэффициент
Целые и недообру-шенные семяна Сечка Масличная пыль обрушивания семян (Кобр.) целостности ядра (ГСц.я.) эффективности обрушивания (Г1)
Шелушение (без фракционирования семян) (контроль) 28,7 8,9 8,0 71,3 66,2 47,2
Шелушение с предварительным фракционированием семян на две фракции: 1>6,5 мм (68 %) П<6,5 ММ (32 %) усредненные показатели для 2 фракций
23,2 8,4 7,9 76,8 69,6 53,4
24,4 8,5 8,0 75,6 68,8 52,0
23,6 8,4 7,9 76,4 69,4 53,0
Шелушение с предварительным фракционированием семян на три фракции: 1>7,0 мм (36 %)
12,0 3,2 3,0 88,0 89,9 79,1
II 6,0-7,0 мм (52 %) Ш<6,0 мм (12 %) 20,4 5,1 4,5 79,9 83,3 67,0
20,2 5,2 4,8 79,8 82,1 65,5
усредненные показатели для 3 фракций 16,9 4,6 4,2 83,1 84,9 71,2
Шелушение с предварительным фракционированием семян на четыре фракции:
1>7,0 мм (36 %) II 6,0-7,0 мм (32 %) III 6,0-6,5 мм (20 %) 1У<6,0 мм (12 %) усредненные показатели для 4 фракций 12,0 3,2 3,0 88,0 89,9 79,1
15,1 3,4 зд 84,9 89,0 75,6
18,6 4,1 3,5 81,4 86,7 70,6
20,2 5,2 4,8 79,8 82,1 65,5
15,3 3,8 3,6 84,7 87,5 74,1
На основании комплекса проведенных исследований разработана высокоэффективная инновационная технология фракционирования семян подсолнечника кондитерских сортов на 4 фракции по параметру «ширина семян» и технология обрушивания фракционированных семян с применением способа сжатия, совмещенного со сдвигом.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лисицын, А.Н. Особенности технологических свойств отечественных сортов и гибридов семян подсолнечника современной селекции [Текст] / А.Н. Лисицын, С.Ф. Быкова, Е.К. Давнденко [и др.] // Масложировая промышленность.- 2006. -No 4. -С. 34-37.
2. Машина для шелушения риса модели DRH-6S. Руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию. Изготовитель и поставщик: Южно-Корейская фирма DAEWON-GSI СО, LTD, 2007. -24 с.
3. Деревенко, В.В. Научное обоснование разработки ресурсосберегающих процессов производства растительных масел и создание конкурентоспособной промышленной аппаратуры [Текст] : автореф. дисс. докт. техн. наук / В.В. Деревенко. - СПб, 2006. - 48 с.
4. Шаззо, A.A. Экспресс-способ идентификации современных сортов и гибридов семян подсолнечника на основе спектрального анализа контура изображения [Текст] / A.A. Шаззо, Е.П. Корнена, Е.В. Кабалина // Известия вузов. Пищевая технология.- 2009.-№ 1. - С. 111-112.
5. Рассевы для рисовой крупы моделей RS - 7A, RSL - 7А. Руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию. Изготовитель: Южно-Корейская фирма DAEWON - GSI СО, LTD, 2007.-21 с.
1. Lysizin, A.N. Features of the technological properties of native varieties and hybrids of sunflower seeds of modern plant breeding [Text] / A.N. Lisitsyn, S.F. Bykov, E.K. Davidenko et al. // Fats industry.- 2006. -№ 4. -P. 34-37.
2. Rice hulling machine model DRH-6S. Manual operation and maintenance. Manufacturer and supplier of: South Korean firm DAEWON-GSI CO, LTD, 2007. -24 p.
3. Derevenko, V.V. The scientific rationale for the development of re source-saving production processes vegetable oils and create a competitive industrial equipment [Text] : Author, diss.. Doctor, tehn. Science / V.V. Derevenko. St. Petersburg, 2006 - 48 p.
4. A.A. Shazzo Express way idertifikatsii modern varieties and hybrids of sunflower seeds on the basis of spectral analysis of the image outline [Text] / A.A. Shazzo, E.P. Kornena, E.V. Kabalina // Proceedings of the universities. Food technology.- 2009. -№ 1. - P. 111-112.
5. Sieving of rice for models RS - 7A, RSL - 7A. Manual operation and maintenance. Manufactured by: South - Korean firm DAEWON - GSI CO, LTD, 2007. -21 p.
REFERENCE
