Основные операции размола зерна в муку

Основные операции производства муки: измельчение зерна и промежуточных продуктов, сортирование продуктов измельчения по крупности - просеивание, сортирование продуктов измельче­ния подобротности, т. е. по содержанию в них эндосперма.

Измельчение.Одна из важнейших операций при производстве муки. Различают простое и избирательное измельчение.

При простом измельчении стремятся весь продукт измельчить одинаково до определенной крупности, при избирательном - пре­имушественно наименее прочные его части. Это дает в дальнейшем возможность разделить составные части материала по размерам.

В мукомольной промышленности простое измельчение приме­няют при производстве обойной муки, когда необходимо измель­чить и эндосперм, и оболочки до одинаковой крупности.

При производстве сортовой муки осуществляют избирательное измельчение, т. е. стремятся измельчить эндосперм, сохранив обо­лочки в виде крупных частиц, с тем чтобы в дальнейшем разделить эти компоненты смеси просеиванием. Полученные при этом мел­кие фракции продукта содержат меньше оболочек. На этом основа­на технология производства сортовой муки.

Существуют разные способы измельчения: ударом, ударом и ис­тиранием, срезом, сжатием, сжатием и сдвигом и т. Д.

При производстве обойной муки можно при менять любой спо­соб измельчения, при котором эффективно измельчаются эндос­перм и оболочки.

При выработке сортовой муки нужно использовать те способы, которые позволяют измельчать эндосперм зерна при максималь­ном сохранении оболочек.

Так как определить средний размер частиц достаточно сложно, в мукомольной промышленности результаты измельчения оценива­ют так называемым извлечением (И), которое представляет собой количество фракции в про центах, полученной проходом через сито со сределенным размером отверстий.

При использовании нескольких систем измельчения возникает необходимость оценить извлечение продуктов на данной системе по отношению к первой системе:

Ип=ИG,

где с- нагрузка на данную систему по отношению к первой, %.

Общее извлечение по нескольким последовательно расположен­ным системам

где И₁, И₂, ИЛ - извлечение на соответствующих системах по отношению к первой системе.

измельчение в вальЦовых станках. Рабочие органы вальцовых станков - чугунные вальцы с упрочненным вер­хним слоем, диаметр которых обычно равен 250 мм, а длина­1000 ... 800 мм. Однако существуют станки с вальцами других разме­ров, например длиной 400 мм и диаметром 185 мм, соответственно 600 и 250 мм, 600 и 300 мм и т. д.

Вальцы в станке располагают либо по горизонтали, либо по диа­гонали. В каждой паре вальцы вращаются навстречу друг другу с разными скоростями, продукт, поступающий в рабочий зазор, под­вергается деформациям сжатия, сдвига и измельчается.

Применяют два типа вальцов - с рифленой и микрошероховатой поверхностью. .

Рифленые вальцы на своей поверхности имеют нарезанные риф­ли (рис. 1.12), которые характеризуются профилем, плотностью на­резки и уклоном. Профиль рифлей на технологических схемах вы­ражают углами острия и спинки рифлей, например < 30/600. Плот­ность нарезки выражают числом рифлей (Р) на 1 см длины окруж­ности вальца, обычно она составляет от 3 .. .4 до 10 ... 12 рифлей на 1 см. Чем выше плотность нарезки, тем мельче рифли.

Рис. 1.12. Профиль Рифлей вальцов:

ос - грань острия; сп - грань спинки; р - полочка; (- шаг; а - угол острия; ~ - угол спинки; у - угол заострения; б - угол резания; h - высота рифли

Рифли нарезают с некоторым уклоном к образующей вальца.

Уклон (У) принято выражать в процентах. Обычно он изменяется в пределах от 2 .. .4до 8 ... 10 %, но может быть и больше.

Так как вальцы работают только парой, важное значение имеет взаимное расположение рифлей быстро- и медленновращающихся вальцов. Существует четыре варианта взаимного расположения рифлей (рис. 1.13). Наиболее часто при меняют расположения «ост­рие по острию» (ос/ос) И «спинка по спинке» (сп/сп).

Работу вальцов характеризуют кинемати­ческими параметрами - скоростью вальцов и отношением скоростей. Скорость (у) быстро­вращающегося вальца обычно составляет 4 ... 6 м/с; отношение скоростей (К) - 1,25 ... 2,5

(до 3,0). -

Каждый из перечисленных факторов влияет на степень и характер измельчения. Его интенсивность возрастает с увеличением плотности нарезки, поэтому для крупных продуктов при­меняют вальцы с небольшой плотностью на­резки, а для мелких - с высокой. С увеличени­ем уклона возрастает количество мелких фрак­ций в продуктах измельчения.

Очень важное значение имеет взаимное рас­положение рифлей. При расположении риф­лей «острие по острию» получают больше круп­Hыx фракций и меньше мелких, в том числе муки. Однако при таком расположении оболочки измельчаются наиболее интенсивно. Поэтому при сортовых хлебопекарных по­молах обычно рифли располагают «спинка ПО спинке», при обой­ных - «острие ПО острию».

Большое влияние на степень и характер измельчения оказывает отношение скоростей вальцов. С увеличением отношения скорос­тей возрастает степень измельчения, но за счет большего влияния деформации среза повышается дробимость оболочек.

Степень измельчения продуктов в станке обычно регулируют из­менением межвальцового зазора. Его значение зависит от характе­ристик измельчаемого и получаемого продуктов, в первую очередь от их крупности, ассортимента вырабатываемой муки. 3азор изме­няют в диапазоне от 1 мм до значения, близкого к нулю. В реальных условиях значение межвальцового зазора не определяют, а режим измельчения устанавливают в соответствии с рекомендуемым из­влечением.

Рифленые вальцы используют для размола зерна и промежуточ­ных продуктов, для последних также применяют вальцы с микро­шероховатой поверхностью, которую получают в результате абра­зивной обработкой шлифованных вальцов либо за счет применения вальцов с соответствующей структурой металла. Чаще всего такие вальцы используют для размола са­мых мелких промежуточных про­дуктов в муку. Отношение скорос­тей вальцов принимают 1,25 : 1. Наиболее распространены вальцовые станки 3М, БВ и А1-Б3Н. 7 Рассмотрим работу вальцового станка на примере станка А1-Б3Н (рис. 1.14).

Станок состоит из двух автоном­но работающих секций, разделен­ных перегородкой. Продукт посту­пает через приемную трубу и равно­мерно распределяется питающим механизмом по всей длине мелю­щих вальцов, вращающихся на­встречу друг другу с различными скоростями, попадает в рабочую зону и измельчается.

Вальцовый станок имеет специ­альное привально-отвальное уст­ройство, которое автоматически регулирует положение мелющих вальцов и работу питающего меха­низма в зависимости от поступле­ния продукта.

Вальцы находятся в рабочем положении, т. е. в приваленном состоянии, только при на­личии продукта в приемном патрубке. При отсутствии продукта пи­тающий механизм отключается и срабатывает устройство автомати­ческого отвала вальцов. С поступлением продукта на станок вальцы приваливаются и продолжают работу.

Значительное преимущество данного станка - наличие водяного охлаждения вальцов, что позволяет поддерживать постоянную тем­пературу поверхности вальцов и предохраняет продукты измельче­ния отперегрева и чрезмерного усыхания. Рабочая поверхность валь­цов очищается при помощи специальных щеток или ножей.

Рис. 1.14. Техиолоmческая схема вальцового станка АI-БЗН:

1- щетки-очистители; 2 - мелющие валь­цы; 3 - механизм подачи продукта; 4­чувствительный элемент сигнализатора уровня; 5 - приемная труба; 6 - шторки­датчики; 7- заслонка; 8 - ножи-очисти­тели; 9- выпускной конус; 1и 1l- исходное и измельченное зерно

Сортирование продуктов измельчения. После измельчения зерна или промежуточных продуктов получают смесь частиц различной крупности. Самые мелкие частицы представляют собой готовую муку, которая должна быть выделена и направлена в соответствующий сорт. Остальные фракции различаются между со­бой не только по крупности, но и по качеству, т. е. по содержанию эндосперма и оболочек.

Поэтому продукты измельчения разделяют на несколько фрак­ций, каждую из которых направляют на те или иные технологичес­кие процессы.

Сортируют продукты по крупности в просеивающих машинах, чаще всего в рассевах.

Прежде чем рассмотреть этот процесс, необходимо .ознакомить­ся с рабочими органами этих машин - ситами, а также классифи­кацией промежуточных продуктов.

Для сортирования применяют разнообразные тканые сита, раз­мер отверстий которых изменяется от 2,5 дО О, 1 мм. Тканые сита из­готавливают из металлической проволоки, шелковых; капроновых или полиамидных нитей. Отверстия в ситах квадратные и лишь в самых мелких ситах слегка продолговатые. Каждое сито имеет свой размер, который прямо или косвенно связан с размером отверстий.

Так, металлотканые сита имеют номер, представляющий собой номер отверстия в миллиметрах.' Шелковые сита бывают двух ти­пoB: облегченные (мучные) и утяжеленные (крупочные). Номер первых сит представляет собой число нитей или отверстий на 1 см ширины сита, а вторых - на 1 дм ширины сита. Номер капроновых или полиамидных сит указывает число нитей на 1 см.

При необходимости сравнить размеры отверстий различных сит или разных номеров однотипного сита следует пользоваться специ­aльHыMи таблицами, а при их отсутствии размер отверстия можно определить (точно или приблизительно) по номеру.

Размер отверстий металлотканых, а также полиамидных сит можно определить точно, если номер записан полностью. Так, пол­Hый номер полиамидного сита 24,7 ПЧ-150 или 24,7 ПА-150 озна­чает, что сито имеет 24,7 нитки на 1 см (10 мм), а толщина нитей 150М'км (0,15 мм). Размер отверстия Ь= 10j24,7-0,15 =0,255 мм или 255 мкм.

Для капроновых или шелковых мучных сит, когда неизвестна толщина нитей, размер отверстия можно вычислить приблизитель­но по формулам, мм: .

для номера сита-20 Ь= (10/N)0,75; для номера сита> 20 Ь = (10/ N)0,65.

Для шелкового крупочного сита формулы будут теми же, только в числителе вместо 10 необходимо подставить 100, а ограничение в применении той или иной формулы - 200.

КлассификаЦия проДуктов измельчения. При сортовых помолах пшеницы зерно измельчают постепенно на не­скольких системах вальцовых станков, поэтому наряду с мукой по­лучают так называемые сходовые и промежуточные продукты.

Сходовые продукты являются самыми крупными и предназначе­ны для последующего измельчения и получения промежуточных продуктов. Последние делят на крупки - крупные, средние и мел­кие, а также на дунсты - жесткие и мягкие. Промежуточные про­дукты после соответствующей обработки размалывают в муку.

Просеивание в рассевах. Основной машиной для просеивания промежуточных продуктов является рассев, рабочие органы которого - набор горизонтально установленных ситовых рамок. Число ситовых рамок в рассевах разных марок составляет от 14 до 22. Большое число рамок позволяет увеличить просеиваюшую поверхность и разделять продукты на четыре-пять фракций.

Рассевы могут быть пакетными и шкафными. В пакетном рассе­ве каждая ситовая рамка является одновременно частью ситового корпуса (пакета), который представляет собой набор ситовых ра­мок. Недостаток таких рассевов - сложность обслуживания и ре­монта сит и других деталей ситовыIx рамок. Например, если требует­ся отремонтировать одну из нижних рамок, приходится предвари­тельно снять все вышележащие достаточно тяжелые рамки.

В шкафных рассевах рамки отделены от корпуса, открыв дверь шкафа, можно вынуть и отремонтировать любую рамку, не трогая другие.

В последнее время промышленность выпускает только шкафные рассевы, ХОТЯ В эксплуатации находится достаточно много пакет­ных рассевов. Шкафные рассевы марки ЗРШ - М имеют один или два ситовых корпуса. Одно корпусный рассев имеет четыре секции, каждая из которых может работать самостоятельно. Двухкорпусный рассев имеет шесть секций по три в каждом корпусе.

Более современные рассевы марки БРБ имеют два корпуса, со­стоящие из двух или трех секций.

Площадь сит рассевов 13,5 ... 28,0 м²• Привод обеспечивает круго­вое поступательное движение рассева, которое характеризуют амп­литудой и частотой колебаний. При определенных параметрах ко­лебаний возникающие инерционные силы превышают силы тре­ния и начинается перемещение продукта по ситу, происходит его само сортирование и просеивание проходовых фракций. Оптималь­ные параметры рассевов: частота колебаний - 220 ... 240 мин-¹, ра­диус - 35 ... 50 мм.

В корпусах рассева имеются каналы, позволяющие передавать продукты с одних сит на другие, выводить полученные фракции. Каждая ситовая рамка имеет под ситом специальные очистите­ли - пластины из полимерных материалов или хлопчатобумаж­Hыx ремней (бельтинг) для очистки от застрявших в отверстиях сит частиц.

Ситовой корпус рассева имеет ту или иную технологическую схему, которая представляет собой порядок движения продукта по ситам. Различные технологические схемы применяют, исходя из крупности продуктов. Если продукт крупный, то на фракции его