CC BY
41
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ
УДК 664.6 М.А. Мирчук
Курганский государственный университет
СОВРЕМЕННОЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ОЧИСТКИ ЗЕРНА
Аннотация. Рассмотрены основные принципы очистки зерна от примесей, в том числе один из наиболее прогрессивных - фотосепарация.
Ключевые слова: зерно, примеси, очистка, фотосепарация.
M.A. Mirchuk Kurgan State University
THE MODERN PROCESS EQUIPMENT FOR IMPROVEMENT OF CLEARING GRAIN QUALITY
Annotation. Main principles of grain clearing from impurity, including one of the most progressive, such as photoseparation are considered.
Key words: grain, impurity, cleaning, color sorting.
Согласно статистическим исследованиям, ежегодно население нашей страны потребляет более 3 млн т круп. Велика доля зерновых культур и в экспорте продовольственных продуктов. По данным Министерства сельского хозяйства объем экспорта зерновых культур нашей страной в 2006 г составил 11151,6 тыс. т, в 2007 г - 16673 тыс. т, в 2008 г - 13593,9 тыс. т, в 2009 г - 27778,5 тыс. т. В 2010 г произошел рост объема производства круп на 5,9%. В целом, Россия входит в пятерку крупнейших поставщиков зерна. В настоящее время перед производителями сельскохозяйственной продукции стоит задача повышения качества зерна как товара для реализации, что требует применения современных технологий и техники.
Качество зерна как объекта переработки и хранения зависит от его видовых и сортовых особенностей [1]. Кроме того, потребительские и технологические свойства зерна формируются в процессе его послеуборочной обработки, хранения и переработки. Зерновая масса, поступающая на предприятия и элеваторы, содержит в своем составе не только зерна основной культуры, но и сорные и зерновые примеси, минеральные и металлические частицы, пыли и микроорганизмы. Наличие этих примесей ухудшает в первую очередь потребительские свойства продукта, так как присутствие семян ядовитых растений, мелких камней и металлических частиц вызывает поражение пищеварительных органов человека. Кроме того, сорные примеси имеют физиологические особенности, существенно уменьшающие сроки хранения зер-
на. Минеральные и металлические примеси могут вызвать повреждения рабочих органов перерабатывающих машин, искрообразование и, как следствие, взрыв зерновой пыли. Поэтому при обработке зерна огромное влияние уделяется очистке зерновой массы.
Технология очистки зерновой смеси включает предварительную (от грубых примесей), основную и дополнительную очистку на специальных технологических машинах. В зерноочистительных машинах применяют различные рабочие органы, работа которых основана на использовании различия физико-механических свойств компонентов разделяемой смеси [1]. В табл. 1 приведены основные виды примесей, способы их удаления и примеры оборудования.
Таблица 1
Основные примеси и способы их удаления
Примеси Способ удаления Применяемое оборудование
Крупные и ^лкие (по ширине и толщине) Сепарирование на ситах с круглыми или продолговатыми отверстиями Ситовые сепараторы с плоскими и цилиндрическими ситами, воздушно-ситовые сепараторы, барабанные скаль пера торы
Легкие и мелкие (по аэродинамическим свойствам) Пневмосепари-рование Воздушные сепараторы, пневмосепарирующие каналы, аспирационные колонки
Короткие и длинные Ячеистое сепарирование Цилиндрические и дисковые триеры.
Металломаг-нитные Сепарирование в магнитном поле Магнитные сепараторы с постоянным магнитом или электромагнитные
Минеральные и другие тяжелые пр имеси Сепарирование по плотности Вибропневматические кам-неотделительные машины, гидравлические сепараторы
Все приведенные в таблице машины широко распространены как в нашей стране так и во всем мире. Эффективность очитки в данных машинах различна, например: в воздушно-ситовых сепараторах - около 85%; в барабанных скальператорах - почти 100%; в пневмосе-параторах - до 95%; в камненотделительных машинах -до 98%; в триерах - не ниже 80%. В данном случае показатели эффективности относятся именно к тем примесям, которые возможно удалить, используя принципы, реализованные в данном оборудовании. Поэтому, чтобы эффективно удалить из зерновой массы разнообразные примеси, данные машины компонуют в линии. Зерно последовательно перемещается от одной машины к другой и из него выделяются сначала грубые примеси, затем крупные, длинные и так далее.
При этом важной проблемой остается присутствие в зерновой массе так называемых трудноотделимых примесей, которые мало отличаются от зерен основной культуры геометрическими размерами, аэродинамическими и другими свойствами. Их невозможно отделить с помощью сит, триеров и воздушного потока. К таким примесям относятся проросшие и недоразвитые зерна; зерна, зараженные вредителями и болезнями; некоторые сорные примеси.
Наиболее прогрессивным методом выделения трудноотделимых примесей является фотосепарация. Фотосепарация - сортировка сыпучих материалов по цвету. Фотосепарация позволяет эффективно выделять из зер-
114
ВЕСТНИК КГУ, 2011. №1
новой массы зерна, пораженные вредителями и болезнями, так как они отличаются прежде всего по цвету. Например, зерна, пораженные клопом-черепашкой, имеют на своей поверхности темные точки от укуса, окруженные желтыми пятнами [1], а зерна, пораженные головней, имеют темный грязный цвет.
Методика фотосепарирования была предложена еще в середине прошлого века. Принцип работы фотосе-парационного оборудования основан на технологии высокоскоростного линейного сканирования и фотообработки сортируемого материала[3].
Исходный продукт поступает в приемный бункер А в верхней части машины (рис. 1). Под ним находятся вибрирующие лотки В. Они регулируют скорость подачи и количество зерна, поступающего в распределительные лотки С. Их основная задача - рассредоточить частицы равномерно и в один слой. Благодаря такому распределению, фотосепаратор способен сканировать каждую частицу продукта в отдельности. После того как частицы проходят путь по распределительным лоткам, они попадают в зону сканирования. Здесь под светом ярких светодиодов частицы с двух сторон осматриваются высокочувствительными CCD камерами F. Данные, полученные с камер, преобразуются в электронный сигнал. Он меняется в зависимости от цвета частицы, ее размера или плотности. Благодаря этому устройство контроля может проводить сравнительный анализ полученного сигнала с заданными заранее параметрами сортировки. В случае, когда сиг-
В А
Ж ш
1 n I
Прнмеси Очищенный продукт
Рис.1. Принципиальная схема фотосепаратора
нал не соответствует эталону, устройство контроля дает команду на срабатывание пневмосистемы D. Тогда на выходе из зоны сканирования некачественная частица попадает под воздушную струю соответствующего эжектора и отбрасывается в патрубок отходов. В это время качественный продукт продолжает движение в патрубок годного продукта E [3].
Фотосепарация является одним из самых перспективных методов очистки зерна. Существующие фотосепараторы имеют ряд существенных приемуществ: высокая эффективность очистки (до 99,9%), высокая производительность (до 30 т/ч), высокие эксплуатационные качества и универсальность (возможность разделения широкого спектра пищевых и непищевых продуктов).
В настоящее время фотосепараторы широко применяются в пищевой промышленности западных стран. Для России эта технология является относительно новой. На российском рынке преобладают фотосепараторы корейского, китайского и итальянского производства, но появляются и отечественные модели.
Широкое применение современного технологического оборудования позволяет повысить качество зерна как товара для реализации и эффективность отечественных зерноперерабатывающих предприятий.
Список литературы
1. Вобликов Е.М. Технология элеваторной промышленности: Учебное
пособие. - Ростов н/Д: Издательский центр «МарТ», 2001. - 192 с.
2. Бутковский В.А., Мерко А.И., Мельников Е.М. Технологии зерноперера-
батывающих производств. - М.: Интеграф сервис, 1999. - 472 с.
3. Сортировка семян, зерна [Электронный режим] Режим доступа: http://
asmaaro.ru/index.DhD/ru/Drintsip-sortirovki. Загл. с экрана.
УДК 631.365.22
В.Г. Чумаков, А.С. Жанахов Курганская государственная сельскохозяйственная академия имени Т.С. Мальцева
ИНВЕРСИЯ ЗЕРНОВОГО СЛОЯ В КАМЕРНОЙ ЖАЛЮЗИЙНОЙ ЗЕРНОСУШИЛКЕ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
Аннотация. Представлены экспериментальные данные процесса сушки зерна по слоям в камерной жа-люзийной зерносушилке непрерывного действия, показывающие необходимость проведения инверсии зернового слоя.
Ключевые слова: зерно, сушка, влажность, температура нагрева, интенсивность сушки, инверсия зернового слоя.
V.G. Chumakov, A.S. Zhanahov
INVERSION LAYER IN THE GRAIN CHAMBER LOUVER CONTINUOUS FLOW DRYERS
Annotation. Experimental data of grain drying in layers in a chamber louver Continuous flow dryers, showing the need for an inversion layer of the grain.
СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 6
115
