Определение геометрических параметров зерна гречихи Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Возможны два варианта использования этого критерия:

при переработке зерна новой партии определяются оптимальные значения степени увлажнения и времени отволаживания для осуществления ГТО зерна;

контроль эффективности ГТО путем анализа соотношения этих частиц в извлеченных круподунстовых продуктах.

ЛИТЕРАТУРА

1. Егоров Г.А. Влияние и тепла и влаги на процессы переработки и хранения зерна. - М.: Колос, 1913.

2. Гинзбург А.С., Дубровский В.П., Казаков Е.Д. Влага в зерне. - М.: Колос, 1980.

3. Егоров Г.А. Технологические свойства зерна. - М.: Аг -ропромиздат, l985. - 334 с.

Кафедра пищевой инженерии и высоких технологий

Поступила 11.07.05 г.

664.182

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЗЕРНА ГРЕЧИХИ

О.Н. ЧЕБОТАРЕВ, А.Ю. ШАЗЗО, М.П. БАХМЕТ,

Н.В. ПАЛАГИН, О.А. ГОЛУБЕВА, А.В. РЫБАЧУК

Кубанский государственный технологический университет

Одними из основных операций в технологии производства крупы из гречихи являются шелушение зерна и сортирование продуктов шелушения [1, 2]. Шелушение гречихи осуществляется в вальцедековых станках. При этом зерно, попадая в клиновидный зазор, поворачивается с грани на грань, в конечном счете, принимает необходимое положение, в котором как бы заклинивается. Из этого положения его выводит вращение валка, который своей абразивной поверхностью стремится завершить перекатку зерна и тем самым отколоть сжимаемый лепесток от остальных двух. Таким образом, процесс шелушения основан на сжатии грани зерна гречихи и затрудняется существенной вариацией его размеров. При некотором рабочем зазоре валец-дека часть зерен может быть прошелушена в оптималь -ном режиме, более крупные зерна будут раздроблены, а мелкие - останутся не отшелушенными. Соответственно эффект шелушения будет низким из-за повышенной дробимости и невысокой степени шелушения. Крупоотделение с разделением ядра и зерна осуществляют ситовым сепарированием на ситах с круглыми отверстиями благодаря значительной разности между диаметрами описанных окружностей вокруг миделева сечения зерна Б3 и ядра Бя. Задача усложняется из-за большой вариации по этим показателям товарного зерна. По многолетним наблюдениям зерно гречихи по величине Вз варьирует от 5 до 3 мм, а величина Вз - Вя составляет более 0,5 мм. Таким образом, в продуктах шелушения крупные ядра и мелкие зерна будут иметь одинаковые размеры по диаметру описанной окружности вокруг миделева сечения. Поэтому такая смесь классифицируется как трудноотделимая. Величина качественного критерия делимости 1 0,2-0,3. Для организации шелушения и крупоотделения смесь делят на п фракций с таким расчетом, чтобы в каждой фракции самые крупные ядра были меньше самого мелкого зерна. На величину п существенное влияние оказывает выравненность зерна по крупности. Очевидно, что построение технологии, крупность и определение опти-

мальных рабочих зазоров шелушителей напрямую зависят от количества выделенных при предварительном сортировании фракций. В связи с этим определение оптимального значения количества фракций в технологии крупы из гречихи имеет как теоретическое, так и практическое значение. Это особенно важно с внедрением в технологию новых сортов гречихи, которые отличаются по геометрии от своих предшественников. Поэтому для повышения эффективности технологии требуется корректировка размеров отверстий сит, уточнение количества систем, что связано с определением основных геометрических параметров зерен.

Цель исследования - разработка надежного метода определения основных геометрических параметров зерновок гречихи, позволяющего вносить эффективные изменения в технологию на гречезаводах.

Определение геометрических параметров зерна и ядра гречихи возможно расчетным путем. Для этого необходимо замерить длину граней зерна и ядра в ми-делевом сечении (рис. 1).

Затем путем математических подстановок и вычислений определить радиус окружности Я, описанной вокруг зерна и ядра, по формуле

R

abc, ~4S ’

где а Ь, с — длина граней зерна и ядра в миделевом сечении, мм; £ — площадь треугольника, мм, вычисляют по формуле Герона.

Этот способ позволяет лишь косвенно определить необходимые характеристики.

Рис. l

Крупность фракции, мм Экспериментальная линия

Рис. 4

- Теоретическая кривая

Рис. 2

Ориентация зерна в калибровочные отверстия

Удерживание зерна в пластине -калибровщике Шелушение

Ориентация ядра в пластине-калибровщике

Удерживание ядра в пластине-калибровщике

Рис. 3

Для определения геометрических параметров зерна и ядра гречихи прямым путем было сконструировано устройство (рис. 2), состоящее из набора пластин (40 штук), размером 30 х 40 мм.

В центре каждой пластины расположено калибровочное отверстие круглой формы. Пластины зафиксированы в пазах деревянного корпуса 1 на расстоянии 5 мм одна от другой в порядке уменьшения диаметра. В совокупности образуется конус-воронка с максимальным диаметром 6 мм и минимальным 2 мм. Размер отверстий в соседних пластинах отличается на

0,1 мм. При измерении Вз и Вя (в соответствии с рис. 3) зерно или ядро опускали в воронку и перемещали в свободном падении до пластины, диаметр отверстия в которой совпадает с диаметром описанной окружности вокруг зерна или ядра в миделевом сечении.

За величину диаметра описанной окружности вокруг ядра или зерна принимали диаметр отверстия в пластине, в которой задерживался измеряемый объект. Таким образом, точность измерений в приборе составила 0,1 мм.

Определение величин А и В я проводили для зерна, разделенного на 9 фракций крупности (по условиям ситового анализа). При этом было установлено, что величина Вз - В я изменяется от 0,75 до 1,35 мм, причем с увеличением крупности зерна величина Вз - Вя возрастает (рис. 4).

Изменение этого показателя от крупности зерна гречихи описывается уравнением

йз -йШ =0,38393 в0'2011 к,

где К - крупность фракции, ж = (Ц, + Ц + 1)/2;В; , В + 1 - размер отверстия сита, сходом с которого или проходом которого получена данная фракция, мм.

График изменения Вз - Вя от крупности позволяет определить оптимальное число фракций, на которое необходимо разделить зерно в операции предварительного сортирования. Для этого сравнивают крупность зерна К и величину Вз - Вя по графику. При этом последняя должна быть больше, чем разность между размерами самого крупного Кб и самого мелкого Км зерен фракции, т. е. необходимо выполнение условия

В3 - Вя > Кб - Км.

При ограниченном наборе сортирующего оборудования, например, на малых предприятиях, технологию крупы можно организовать при предварительном сортировании зерна на минимальное число фракций, при этом

Вз - Вя = Кб - Км.

ВЫВОДЫ

1. Сконструированный прибор позволяет определить параметры Вз и Вя с точностью 0,1 мм с пределами измерений от 6 до 2 мм.

2. По закономерности изменения Вз - Вя от крупности зерна можно определить предельное значение размеров зерна фракции, обеспечивающих крупоотде-ление ситовым способом.

3. Количество зерна каждой фракции можно опре -делить по кривой распределения, полученной ситовым анализом.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гинзбург М.Е. Технология крупяного производства. -М.: Колос, 1981. - 208 с.

2. Козьмина Е.П. Технологические свойства крупяных и зернобобовых культур. - М.: ЦИНТИ Г оскомзага, 1963. - 294 с.

Кафедра пищевой инженерии и высоких технологий

Поступила 11.07.05 г.