Переработка зернa
Рассмотрим операции послеуборочной переработки зерна на току. Основной процесс переработки зерна в крупу. Основные и вспомогательные процессы производства комбикормов.
Зерно является основным продуктом сельского хозяйства. Из зерна вырабатывают важные продукты питания: муку, крупу, хлебные и макаронные изделия. Зерно необходимо для успешного развития животноводства и птицеводства, что связано с увеличением производства мяса, молока, масла и других продуктов. Зерновые культуры служат сырьем для получения крахмала, патоки, спирта и других продуктов.
Организация переработки сельскохозяйственной продукции, а именно, послеуборочная переработка зерна на току предусматривает следующие операции: первичная очистка; временное хранение влажного сырья; сушка зерна; вторичная очистка зерна; сортировка зерна.
Поступающее на зернотоки свежеубранное зерно характеризуется высоким уровнем влажности, средние показатели которого могут достигать 25%, а в отдельно взятые влажные годы и выше. Уровень влажности находящихся в зерновом ворохе сорных примесей может достигать более 45%. В процессе хранения подобного зерна в его составе происходит перераспределение уровня влажности между зерном и примесями, что в результате приводит к значительному увеличению уровня влажности зерна и, соответственно, провоцирует дополнительные затраты на его сушку.
Подготовка зерна к помолу
Для получения кондиционной муки необходима тщательная подготовка зерна, которая включает в себя следующие основные операции: формирование помольных партий, очистку от примесей, очистку поверхности зерна сухим или влажным способами, гидротермическую обработку зерна. Формирование помольных партий проводят для поддержания стабильности технологического процесса переработки зерна в течение длительного времени и получения с заданными хлебопекарными свойствами. Смешивая разнокачественное зерно, не только получают муку со стабильными свойствами, но и добиваются рационального и эффективного использования сырья. Формирование партий позволяет использовать для переработки зерно пониженного качества, при этом часто проявляется эффект смесительной ценности, приводящий к улучшению хлебопекарных свойств. Формируют партии либо на элеваторах, либо непосредственно в подготовительных отделениях мукомольных заводов.
Очистка от примесей
Содержащиеся в зерновой массе примеси ухудшают качество вырабатываемой муки, могут быть причиной поломки рабочих органов машин, поэтому при подготовке зерна к помолу необходимо удалить основное количество примесей, используя их отличие от зерна в физических свойствах. Примеси зерна могут отличаться по размеру, форме, аэродинамическим свойствам, плотности, поведению в магнитном поле, форме, состоянием поверхности и т.д. Крупные и мелкие примеси выделяют в машинах, рабочими органами которыми являются сита и решета. Чаще всего применяют штампованные сита с круглыми или продолговатыми отверстиями. Определяющим размером частиц при сортировании зерна на ситах с круглыми отверстиями является их ширина, на ситах с продолговатыми отверстиями — толщина. Для отделения крупных и мелких примесей в основном используют ситовые или комбинированные воздушно-ситовые сепараторы. Размер и форму отверстий сит выбирают в зависимости от размеров зерна основной культуры и примесей.
Легкие примеси выделяют в воздушных сепараторах потоком воздуха, движущегося со скоростью, достаточной для уноса легких примесей и недостаточной для уноса зерна. Короткие и длинные примеси выделяют на триерах. Рабочий орган цилиндрического триера — цилиндрический барабан, на внутренней поверхности которого выштампованы ячеи. Наряду с цилиндрическими триерами широко применяют дисковые, рабочими органами которых являются ячеистые диски, расположенные на горизонтальном валу. Минеральные примеси выделяют по их плотности, которая примерно в 2 раза выше, чем у зерна. Для их разделения используют несколько типов камнеотделителей, наиболее совершенный из которых — вибропневматический РЗ-БКТ. Рабочий орган такого камнеотделителя — вибрирующая воздухопроницаемая дека. Регулируют эффективность процесса отделения примесей, изменяя угол наклона, амплитуду колебаний деки, скорость воздушного потока. Для повышения эффективности очистки зерна от примесей и разделения зерновой массы на фракции по плотности применяют концентратор принцип действия которого основан на просеивании зерна на плоском наклонном сите в восходящем потоке воздуха. Металломагнитные примеси выделяют с помощью статических магнитов, реже — электромагнитов. Обязательно устанавливают магнитные сепараторы перед машинами ударно-истирающего действия, машинами для измельчения зерна, а также на контроле готовой продукции.
Очистка поверхности зерна сухим и влажным способом. На поверхности зерен, особенно в бородке и бороздке, всегда имеются не удаленная в зерноочистительных машинах пыль и прилипшая грязь, от которых необходимо по возможности избавиться. Сухим способом очищают зерно в основном в обоечных, реже — в щеточных машинах. В обоечных машинах зерно обрабатывают бичами, которые подхватывают его и отбрасывают к рабочей поверхности, выполненной из стального листа, абразивного материала или металлотканой сетки. Влажным способом поверхность зерна очищают в моечных машинах и машинах мокрого шелушения. Наиболее эффективна очистка зерна в моечных машинах. В них удаляется пыль и грязь не только с поверхности зерна, но и из бороздки, кроме того, выделяются минеральные и легкие примеси. Применение моечной машины дает хороший технологический эффект, однако, большой расход питьевой воды — до 2л на 1кг зерна и необходимость строительства дорогостоящих очистных сооружений значительно ограничивают их использование при подготовке зерна. Несколько менее эффективными, но требующими почти в 10 раз меньшего расхода воды, являются машины мокрого шелушения. В отжимных колонках моечных машин и машин мокрого шелушения происходят не только очистка поверхности зерна за счет трения, но и частичное его шелушение.
Гидротермическая обработка зерна
Технология производства сортовой муки основана на избирательном измельчении эндосперма и оболочек зерна. Оболочки, обладая большим сопротивлением измельчению, дробятся в меньшей степени, чем эндосперм, и чем больше разница их прочностных свойств, тем эффективнее последующее разделение. У сухого зерна различие в прочностных свойствах эндосперма и оболочек меньше, чем у влажного, поэтому перед размолом его необходимо увлажнять. Увлажнение является основой гидротермической обработки зерна — обработки водой и теплом. Существует несколько способов обработки: холодное, горячее и скоростное кондиционирование. Наиболее распространено холодное кондиционирование как наиболее простое и достаточно эффективное. Технологическая схема холодного кондиционирования включает в себя всего 2 операции: увлажнение зерна и ее отлежку в бункерах. После увлажнения влага постепенно проникает в зерно. Вначале она сосредоточена в оболочках. Проникая в эндосперм, влага способствует его разупрочнению, образуя в нем закритические напряжения вследствие градиента влажности и неравномерного набухания биополимеров. Так как влажность наружных и внутренних слоев эндосперма различна, набухают они неравномерно, что вызывает напряженное состояние материала. Кроме того, крахмал и белки в клетках эндосперма набухают также неравномерно. В результате при достижении критических значений напряжений в эндосперме начинается образование микротрещин. Трещины являются капиллярами, по которым влага проникает внутрь зерновки с расклинивающим эффектом. Таким образом, происходит предразрушение и разупрочнение эндосперма. Для завершения этого процесса требуется время — от нескольких часов до суток и более. С повышением влажности снижается их хрупкость. Это происходит вследствие набухания полисахаридов. Таким образом, холодное кондиционирование облегчает проведение сортового помола и снижает дробимость оболочек.
Крупяное производство
Для производства крупы широко используют такие культуры как рис, просо, гречиха. Так как основную массу зерна этих культур перерабатывают в крупу, их иногда называют крупяными. Кроме того крупу вырабатывают из овса, ячменя, пшеницы, гороха и кукурузы. В отдельных случаях перерабатывают в крупу сорго, чечевицу и другие культуры. Зерно крупяных культур существенно отличается по форме, размерам, строению. Его принято рассматривать как состоящее из двух частей: ядра и пленок. Наружные пленки представляют собой цветковые, семенные или плодовые оболочки. Особенности строения зерна отдельных крупяных культур в значительной степени определяют способы его переработки. Процесс переработки зерна в крупу состоит из трех основных этапов — подготовки зерна к переработке, переработки зерна в крупу, затаривания и отпуска готовой продукции.
Очистка зерна
h2>Шлифование и полирование крупы
Как правило, шелушеное зерно (ядро), за исключением гречневого ядра, не является готовой крупой. Ядро становится крупой после шлифования и полирования, т.е. удаления оставшихся плодовых, семенных оболочек, частично алейронового слоя и зародыша. Шлифование улучшает внешний вид крупы, например, темное ядро риса после шлифования становится белым. Шлифованная крупа быстро варится, увеличивается ее привар. При шлифовании постепенно истираются наружные части ядра в результате трения об абразивную или другую острошероховатую поверхность. Некоторые ядра при этом дробятся. Для шлифования крупы применяют шелушильно- шлифовальные машины (А1-ЗШН-3 и др.) и вальцедековые станки.
Производство комбикормов
Комбикорма приготавливают для кормления сельскохозяйственных животных всех видов. Для каждой возрастной и хозяйственной крупны животных (молочных коров, телят, откормочного скота или кур-несушек, ремонтных цыплят и молодняка, цыплят-бройлеров и т.д.) выпускают специальные комбикорма.
Технология производства комбикормов представляет собой совокупность операций, последовательное выполнение которых позволяет получить из кормового сырья, значительно отличающегося друг от друга по комплексу физико-механических свойств, питательности, химическому составу в соответствии с рецептурой корм с заданными параметрами. При этом конечный продукт в виде комбикорма учитывает вид, пол, возраст, состояние и цель кормления сельскохозяйственных животных.
Комбикорма приготавливают при строгом соблюдении режима работы оборудования в соответствии с зоотехническими требованиями нормативных документов, утвержденных для государственных предприятий Минсельхозпродом или по его поручению специальными лабораториями и учреждениями. сельскохозяйственный зерно крупа комбикорм
Структура комбикормового производства предусматривает основные и вспомогательные процессы. К основным процессам относят процессы, непосредственно связанные с превращением исходного сырья в комбикорм. Вспомогательные процессы непосредственно с выработкой комбикормов не связаны. К ним относят: транспортирование, прием, размещение и хранение сырья; хранение и отпуск готовой продукции; переработку отходов основного производства и т. п.
Виды комбикормов
Комбикормовые предприятия и цехи хозяйств вырабатывают полнорационные комбикорма, комбикорма-концентраты, кормовые смеси и белково-витаминно-минеральные добавки (БВМД).
Полнорационные комбикорма состоят из всех необходимых для организма животных и птицы питательных и стимулирующих физиологическую деятельность веществ без добавления в рацион других видов кормов.
Комбикорма-концентраты компенсируют недостаток питательных веществ в основном рационе животных и птицы. Скармливают их в дополнение к грубым и сочным кормам. Комбикорма-концентраты составляют основную часть вырабатываемых в настоящее время комбикормов.
Кормовые смеси состоят в основном из грубых (сено, солома, мякина, стержни початков кукурузы, сухой жом и др.) и концентрированных кормов, их используют для кормления взрослых жвачных животных.
Белково-витаминно-минеральные добавки содержат высокобелковые, витаминные, минеральные компоненты и служат для обогащения кормов с низким содержанием перечисленных элементов.
Приготовление комбикормов включает следующие операции: прием, взвешивание и хранение сырья; очистку сырья от посторонних примесей; шелушение овса и ячменя; влаготермическая обработка зерна, дробление зерна и других компонентов; сушку и измельчение минерального сырья; подготовку смеси микродобавок с наполнителем; ввод в комбикорма жидких добавок; дозирование компонентов согласно рецептам; смешивание компонентов; гранулирование или брикетирование смесей; учет и выдача комбикормов.
Формирование предварительных смесей зернового, белково-минерального сырья без повторного дозирования. Смесь (смеси) формируют в строгом соответствии с фактической вместимостью основного смесителя, т. е. порционно. Обработку в технологическом потоке проводят также порциями, в связи с чем неизбежна работа молотковых дробилок в нестационарном режиме, с холостым ходом в каждом цикле. Полученную порцию (или порции) предварительных смесей минуя повторное дозирование через оперативный бункер малой вместимости (2-3 т) направляют непосредственно в основной смеситель. При таком построении технологического процесса бывшая основная линия дозирования упрощается, в ней остается 2-3 компонента (мучнистое сырье, шроты, возможно, кормовые фосфаты) и несколько бункеров, выходящих на один многокомпонентный дозатор.
Прямоточный метод. Все компоненты дозируют и обрабатывают в потоке вплоть до выпуска порции готовой продукции. Схема максимально прямоточна, рассчитана на использование очищенного технологического сырья. Строится она сверху вниз, хорошо вписывается в высотные здания, отличается минимум подъемов и малыми удельными энергозатратами на производство 1 т комбикорма. В схеме может быть реализовано одно и двухступенчатое измельчение; смеситель-усреднитель может отсутствовать, если конструкция молотковых дробилок позволяет одновременно с измельчением выполнять и смешивание.
