Влияние степени гидротермической обработки зерна в шнековом увлажнителе на выход и качество муки

Автор: Бузоверов С.Ю., Лобанов В.И.

Журнал: Международный журнал гуманитарных и естественных наук @intjournal

Статья в выпуске: 4-1 (55), 2021 года.

Бесплатный доступ

Экспериментальным путем доказано, что самой оптимальной влажностью зерна перед I драной системой является 17,0%, так как при этой влажности получили самые оптимальные показатели количества и качества готовой продукции: влажность муки высшего сорта - 15%, первого сорта - 14,8%, манной крупы - 15,4%, количество муки высшего сорта составило 20,5%, манной крупы - 4%, общий выход муки составил 75,5%. Исходя из этого можно сделать вывод, что отклонение влажности зерна перед I драной системой в большую или меньшую сторону приведет к снижению эффективности переработки зерна пшеницы в муку.

Перерабатывающая промышленность, мукомольная промышленность, гидротермическая обработка зерна, отволаживание зерна, интенсификация увлажнения зерна, шнековый увлажнитель

Короткий адрес: https://sciup.org/170188664

IDR: 170188664 | DOI: 10.24412/2500-1000-2021-4-1-32-35

Текст научной статьи Влияние степени гидротермической обработки зерна в шнековом увлажнителе на выход и качество муки

В современных экономических условиях агропромышленный комплекс нашей страны создает инфраструктуру – переработку сельскохозяйственного сырья в местах его производства на основе разработанных технологий хранения и переработки зерна.

Перерабатывающие предприятия сельского типа зачастую работают по сокращенной технологии, на устарелом, некомплектом оборудовании и выпускают продукцию с низким выходом и качеством, не соответствующую всем требования ГОСТов [1-4].

Производство пшеничной муки в нашей стране развито достаточно сильно и по информации Росстата на 1 января 2019 года производством муки в стране занималось 495 средних и 1662 малых предприятий. Выработано за прошедший, 2020 год, 10,8 млн. т муки. Для сравнения в США по данным на этот же период 180 предприятий вырабатывают 18 млн. т муки. По приведенным данным видно, что в нашей стране подавляющее большинство составляют предприятия малой мощности. На этих предприятиях актуальна проблема нехватки площадей под необходимое число бункеров для отволаживания зерна, следствием этого наблюдается снижение выхода муки, в результате чего снижается конкурентоспособность мельниц малой мощности. Одним из направлений исследований процесса гидротермической обработки пшеницы является поиск способов интенсивного увлажнения зерна, позволяющих сократить технологический цикл производства муки за счет уменьшения времени отволаживания, однако при этом нельзя допускать снижения выхода и ухудшения качества получаемой продукции [5-6].

В связи с этим экспериментальные исследования и дальнейшее развитие теории процесса увлажнения зерна актуальны для научного обоснования совершенствования процесса, оборудования и технологического режима переработки зерна, обеспечивающих высокое качество и выход готовой продукции.

Материал и методика исследований

Одним из путей решения данной проблемы видится в совершенствовании процесса увлажнения зерна перед помолом посредством улучшения производительности шнекового увлажнителя и повышения эффективности его работы [7-8].

Целью исследований послужило изучение влияния степени увлажнения зерна в шнековом увлажнителе на выход и основные показатели качества муки.

Результаты исследований

Эксперименты по определению основных показателей качества зерна и муки были проведены в условиях лаборатории ЗАО «Табунский элеватор» (табл. 1).

Из данных таблицы 1 видно, что самая оптимальная влажность зерна перед I драной системой равна 17,0%, так как при этой влажности получили самые оптимальные показатели количества и качества готовой продукции: влажность муки высшего сорта – 15%, первого сорта – 14,8%, манной крупы – 15,4%, количество муки высшего сорта составило 20,5%, манной крупы – 4%, общий выход муки составил 75,5%. Исходя из этого можно сделать вывод, что отклонение влажности зерна перед I драной системой в большую или меньшую сторону приведет к снижению эффективности переработки зерна пшеницы.

Также нами были проведены исследования по определению влияния влажности на угол внутреннего трения на спиральном шнеке в условиях лаборатории «Процессы и аппараты» кафедры «Механизация производства и переработки сельскохозяйственной продукции» Алтайского ГАУ. Для чего использовалась экспериментальная установка для формирования конуса из сыпучих материалов и замера параметров этого конуса. В соответствии с методикой проведения экспериментальных исследований [5] провели измерения, результаты которых представлены в таблице 2.

На основании проведенных измерений были построены графики влияния влажности зерна на угол внутреннего трения (φ) материала в увлажнителе (рис.).

Рис. Влияние влажности зерна на угол внутреннего трения

Таблица 1. Основные показатели качества зерна и муки (экспериментальные данные)

kJ 2 К О ^	Влажность зерна, %			Влажность продукции, %			Клейковина, %			Выход муки, %
kJ 2 К О ^	kJ & О Й со о о	К О S ^ S 2 со со a ^sК 1 к о	О & kJ И	& О )S S со	& О 2 & к kJ*'	kJ К & И И S	& U )S S со	& U 2 & к kJ*'	kJ & U а 2 со	kJ & U о & к	S	о
1	13,4	15,0	15,0	13,6	13,4	14,0	28,0	30,0	10,0	67,0	0,0	77,0
2	13,4	15,0	15,1	13,7	13,5	14,1	28,0	30,0	12,0	64,5	0,0	76,5
3	13,4	15,0	15,2	13,8	13,6	14,2	28,0	30,0	14,0	62,0	0,0	76,0
4	13,4	15,0	15,3	13,9	13,7	14,3	28,0	30,0	16,0	58,5	1,0	75,5
5	13,4	15,0	15,4	14,0	13,8	14,4	28,0	30,0	20,0	53,0	2,0	75,0
6	13,4	15,0	15,5	14,1	13,9	14,5	28,0	30,0	24,0	49,0	2,0	75,0
7	13,4	15,0	15,6	14,2	14,0	14,6	28,0	30,0	28,0	44,0	3,0	75,0
8	13,4	15,0	15,7	14,3	14,1	14,7	28,0	30,0	32,0	40,0	3,0	75,0
9	13,4	15,0	15,8	14,4	14,2	14,8	28,0	30,0	36,0	35,0	4,0	75,0
10	13,4	15,0	15,9	14,5	14,3	14,9	28,0	30,0	38,0	33,0	4,0	75,0
11	13,4	15,0	16,0	14,6	14,4	15,0	28,0	30,0	42,0	29,0	4,0	75,0
12	13,4	15,0	16,1	14,7	14,5	15,1	28,0	30,0	46,0	25,0	4,0	75,0
13	13,4	15,0	16,2	14,8	14,6	15,2	28,0	30,0	48,0	23,2	4,0	75,2
14	13,4	15,0	16,3	14,9	14,7	15,3	28,0	30,0	50,0	21,4	4,0	75,4
15	13,4	15,0	16,4	15,0	14,8	15,4	28,0	30,0	51,0	20,5	4,0	75,5
16	13,4	15,0	16,5	15,1	14,9	15,5	28,0	30,0	52,0	19,3	4,0	75,3
17	13,4	15,0	16,6	15,2	15,0	15,6	28,0	30,0	53,0	18,0	4,0	75,0
18	13,4	15,0	16,7	15,3	15,1	15,7	28,0	30,0	54,0	16,7	4,0	74,7
19	13,4	15,0	16,8	15,4	15,2	15,8	28,0	30,0	56,0	14,4	4,0	74,4
20	13,4	15,0	16,9	15,5	15,3	15,9	28,0	30,0	58,0	12,2	4,0	74,2
21	13,4	15,0	17,0	15,6	15,4	16,0	28,0	30,0	60,0	10,0	4,0	74,0

Таблица 2. Данные экспериментальных исследований и обработка результатов

Влажность зерна, %	Номер опыта	Н, мм	R ср , мм	f i	f ср	ϕ	Обработка результатов изме			рений
Влажность зерна, %	Номер опыта	Н, мм	R ср , мм	f i	f ср	ϕ	f i -f ср	(f i -f ср )²	S x	σ
11,3	1	70	157,5	0,444	0,454	27,1	-0,01	0,0001	0,018	0,01
	2	75	157,5	0,476			0,022	0,0008
	3	70	157,5	0,444			-0,01	0,0001
13,5	1	92	159	0,545	0,551	32,4	-0,01	0,0001	0,011	0,006
	2	94	159	0,561			0,01	0,0001
	3	92	157	0,547			-0,004	0,00002
15,0	1	110	164	0,642	0,653	37,4	0,011	0,0001	0,007	0,007
	2	112	160	0,658			0,005	0,0001
	3	110	169	0,659			0,006	0,0001
16,5	1	115	167,5	0,686	0,679	39,7	0,07	0,00005	0,0058	0,003
	2	115	170	0,676			-0,03	0,00001
	3	115	170	0,676			-0,03	0,00001
17,1	1	114	169	0,679	0,678	37,9	0,001	0,0001	0,001	0,001
	2	117	163	0,679			0,001	0,0001
	3	112	167	0,677			-0,001	0,0001

Из рисунка видно, что при повышении влажности материала происходит резкое нарастание угла внутреннего трения. Это можно объяснить тем, что увеличиваются силы сцепления между отдельными частицами. По достижении влажности зерново- го материала 15% угол внутреннего трения составляет 38,4 градуса. Затем, когда влажность повышаем до 16,5…17,1%, угол внутреннего трения не только не нарастает, а наблюдается его незначительное снижение. Вероятно, при дальнейшем по- вышении влажности материала, он будет проявлять свои адгезионные свойства и увеличиваются силы сцепления между отдельными частицами.

Выводы

1. Экспериментальным путем установ-
лено, что самая оптимальная влажность зерна перед I драной системой равна 17,0%, так как при этой влажности получились самые оптимальные показатели количества и качества готовой продукции: влажность муки высшего сорта – 15%, первого сорта – 14,8%, манной крупы – 15,4%, количество муки высшего сорта составило 20,5%, манной крупы – 4%, общий выход муки составил 75,5%. Исходя
2. Проведенные экспериментальные ис-
следования по определению влияния влажности на угол внутреннего трения на спиральном шнеке указывают на оптимальную влажность при максимальной производительности перед I драной системой ω = 15%. В этом случае угол внутреннего трения составил φ = 37,4º. Поэтому мы предлагаем для дальнейших расчётов ориентироваться на оптимальный угол внутреннего трения φ = 37º при ω = 15%.

из этого можно сделать вывод, что отклонение влажности зерна перед I драной системой в большую или меньшую сторону приведет к снижению эффективности переработки зерна пшеницы.

Список литературы Влияние степени гидротермической обработки зерна в шнековом увлажнителе на выход и качество муки

Бутковский В.А. Технология зерноперерабатывающих производств / В.А. Бутковский, А.И. Мерко, Е.М. Мельников. - М.: Интерграф сервис, 1999. - 472 с.
Бузоверов С.Ю. Влияние степени увлажнения зерна в процессе гидротермической обработки на качество и выход муки / С.Ю. Бузоверов, В.И. Лобанов, Н.С. Протасов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2018. - №1 (159). - С. 172-176.
Бузоверов С.Ю. Закономерности движения увлажненного зернового материала в камере спирального шнека-увлажнителя // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2019. - №1 (171). - С. 169-175.
Бузоверов С.Ю. Разработка устройства для увлажнения и отволаживания зерна пшеницы // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2019. - №2 (172). - С 161-167.
Технологические свойства пшеницы и качество продуктов ее переработки / Беркутова Н.С, Швецова И.А. - М.: Колос, 1984. - 223 с.

Статья научная