Анализ процесса измельчения на мельницах оборудованных жерновыми поставами

29.10.2014

Великий русский ученый Д. И. Менделеев в опубликованной им в 1862 г. «Технологии», первая часть которой была посвящена переработке сельскохозяйственных продуктов, впервые сформулировал задачи производства сортовой муки. «Хорошая мельница, — писал он, — должна по возможности хорошо отделять непитательную оболочку от питательного мучнистого содержания зерен... Помол зерен имеет главной целью раздробление зерен и отделение наружной клетчатки... Ближайшая практическая, или правильнее, промышленная цель, к которой стремится мучное производство, особенно пшеницы, состоит в том, чтобы из данного количества зерен получить, по возможности, большее количество белой или тонкой муки».
Несмотря на то, что с момента опубликования «Технологии» прошло свыше 90 лет, выдвинутые ее автором задачи мукомольного производства сохраняют свое значение и в наши дни.
Менделеев также излагает основы процесса подготовки зерна к помолу: «Разные части семени, дающие муку, — говорит он, — смотря по тому, ближе ли они лежат к наруже или дальше отстоят от нее, обладают не одинаковой хрупкостью или не одинаковым сцеплением. Вязкость оболочек и наружного слоя белкового вещества семени, особенно если семя было смочено водой или паром, благоприятствует тому, что они под жерновом не измельчаются столь мелко, как внутренние части семени. Потому-то столь часто зерна перед помолом смачиваются».
Далее Менделеев, касаясь основ процесса измельчения зерна в сортовую муку, считает способы, применявшиеся в то время русскими крупчатниками, «экономическими», т. е, рациональными. Им же приводятся данные о степени использования зерна: «Из 100 частей зерна обыкновенно получается от 85 до 75 частей муки».
Для получения муки такого качества и выхода применялись уже более развитые технологические схемы по сравнению с приведенными на рис. 1. Для «крупного» измельчения требовалось не менее 4 систем (рис. 2).

Анализ процесса измельчения на мельницах оборудованных жерновыми поставами

Крупки получали не с одной системы, а с трех, т, е. в значительно большем количестве и лучшего качества, Зерно измельчали постепенно. Крупки очищали раздельно и измельчали также раздельно. Это давало возможность повышать качество всех сортов муки и достигать сравнительно большего выхода муки первых сортов.
Рассмотрим элементы сложного повторительного помола пшеницы в жерновых поставах, описанного П. А. Афанасьевым.
Для получения полного представления о методах измельчения в тот период приводим технологическую схему, разработанную на основе данных П. А. Афанасьева, рассматривая следующие стадии процесса (рис. 3):
— шелушение зерна и образование крупок;
— обработка крупных, средних и мелких сходов («отсевок»);
— измельчение крупок и дунстов высшего, среднего и низшего качества;
— вымол конечных продуктов.
Анализ процесса измельчения на мельницах оборудованных жерновыми поставами

Как показано на рисунке, образование крупок происходило на пяти драных системах. Афанасьев указывает, что число «крупяных помолов» иногда доходило до семи. Все продукты, за исключением муки и сходов, очищались в ситовейках. Крупные, средние и мелкие сходы обрабатывались раздельно.
Измельчение крупок и дунстов производили раздельно по качеству и крупности: шесть систем предназначались для измельчения крупок высшего качества (№0, 1, 2, 3, 4 и 5), пять систем для измельчения крупок среднего качества (№ 0 и 1 измельчались на одной системе) и четыре системы — для крупок низшего качества (№1 и 2, 3, 4 и 5). Следовательно, для размола крупок служили 15 систем.
Для измельчения дунстов («дроби») отведено четыре системы — две для дунстов высшего качества и по одной системе для дунстов среднего и низшего качества.
Вымольный процесс («перемалывание» оболочек) осуществляли на семи системах. Следовательно, для процесса измельчения использовали 31—33 системы. Очевидно, в действительности систем было больше, так как дунсты среднего и низшего качества (№ 0, 1 и 2) измельчались раздельно.
Из схемы видно, что помол очень сложен, включал, как указывал П. А. Афанасьев, более 30 «размельчающих» систем и требовал поэтому большого уменья.
Заслуживают внимания принципы формирования отдельных сортов муки. Мы насчитали 47 потоков с различных систем. Возможно, их было и больше, однако учесть все потоки муки не представилось возможным. Муку с одной системы часто направляли в два сорта: «верхнюю» — в один сорт, а «нижнюю» — в другой. В результате измельчения по приведенной схеме получалось девять сортов муки: № 00, 0, 1, 2, 2 1/2, 3, 4, 5 и 6.
Афанасьев предупреждает, что ассортимент и наименование сортов даже на одной и той же мельнице были различными. На некоторых мельницах высший номер муки обозначали № 0, на других — № 00. Нередко бывало, что № 00 оказывался хуже, темнее № 0. В приведенной схеме потоки муки направляли: в сорт № 00 — три потока муки с систем №4 и 5 для измельчения крупок высшего качества и с систем размола дунстов высшего качества;
— в сорт № 0 — потоки с систем крупочных № 4 и 5 и двух систем для дунстов высшего качества;
— в сорт № 1 — потоки с систем № 3 для крупок высшего качества, № 4 и 5, а также с системы для дунстов среднего качества;
— в сорт № 2 — потоки с систем № 1 и 2 для крупок высшего качества, №3 для крупок среднего качества, №4 и 5, а также с дунстовой системы, измельчавших продукты низшего качества;
— в сорт № 2 1/2 — потоки с III драмой системы, № 2 для измельчения крупок среднего качества, Ns 3 для крупок низшего качества;
— в сорт № 3 потоки с I и II драных систем, крупной и средней сходовых систем, крупочных систем № 0 и 1 для крупок высшего качества, а также №0 и III для измельчения крупок среднего качества;
— в сорт № 4 — потоки с I, II, III и IV драных систем, крупной, средней и мелкой сходовых, № 0 для измельчения крупок высшего качества, № 0 и 1 — среднего качества и № 1 и 2 — низшего качества;
— в сорт № 5 — потоки муки, полученной в результате грубого измельчения, т. е. «шелушения», с систем вымола «крупных» и «белых» оболочек, а также систем № 1 и № 2 для измельчения крупок низшего качества;
— в сорт № 6 — потоки муки, полученной в результате «шелушения», с систем вымола грубых, мелких и темных оболочек.
На основе анализа работы мельниц в различных странах П. А. Афанасьев пришел к выводу, что в России качество муки лучше и выход больше, чем в Австрии, Венгрии и Пруссии.
Выход муки крупичатой и «мякотных» сортов составлял свыше 68%, темной («отрубяной») свыше 16%, т. е. всего 84—85%. На мельницах Вены и Будапешта общий выход муки достигал 75—76%, а в Германии — 71,5%
По данным К. К. Вебера, при «высоком» повторительном помоле выход муки по отношению к весу зерна, направлявшегося на I драную систему, составлял:
Анализ процесса измельчения на мельницах оборудованных жерновыми поставами

Следует отметить, что в выход муки часто включали мелкие оболочки «межеумок», «краски», «месятку», («межиситку»), представлявшие собой сходы с последних систем.
С. Ф. Чиж сообщает, что постановлением Военного Совета от 30 декабря 1889 г. был установлен следующий выход муки при сортовом помоле пшеницы, предназначавшемся для военнослужащих:
Анализ процесса измельчения на мельницах оборудованных жерновыми поставами

Первые сорта предназначались для военных госпиталей, выпекавших булки. Третий сорт («краски») состоял преимущественно из частиц оболочек.
По данным П. А. Афанасьева, при сортовых помолах пшеницы на русских мельницах применяли сита следующих номеров и размеров (табл. 1).
Анализ процесса измельчения на мельницах оборудованных жерновыми поставами

Из таблицы видно, что муку, получали в основном на ситах с отверстиями, размеры которых мало отличались от размеров сит, применяемых в настоящее время.
О выходе пшеничной муки различных сортов па ряде лучших по тому времени (в период 1831—1861 гг.) мельниц дают представленные данные Е. С. Эйноха, приведенные в табл. 2.
Анализ процесса измельчения на мельницах оборудованных жерновыми поставами

Как показывают использованные нами материалы, на мельницах России в конце первой и в начале второй половины XIX в. выход муки был довольно высок (70,8—85,5%). Заслуживает сожаления отсутствие каких бы то ни было сведений о качестве муки.
Подытоживая сказанное, следует отметить, что технологический процесс производства сортовой муки в тот период был довольно сложен и требовал большого искусства мастеров-крупчатников. Достоинством мельниц, оборудованных жерновыми поставами, являлась возможность раздельного измельчения крупок и дунстов по крупности и качеству. В то же время па таких мельницах нередко бывали простои, что объяснялось конструктивными недостатками жерновых поставов, производительность которых вообще была низка.
Измельчение между двумя плоскими шереховатыми поверхностями на относительно длинном - пути приводило к многократному воздействию их на продукт и, следовательно, к чрезмерному дроблению оболочек и к невозможности их отделения от частиц эндосперма. Поэтому даже мука высоких сортов содержала значительное количество частиц оболочек. Промежуточные продукты в процессе измельчения на жерновах значительно нагревались; это в отдельных случаях ухудшало качество, муки. Рабочие поверхности жерновов быстро изнашивались, их часто приходилось вновь насекать вручную, что обходилось довольно дорого. Износ поверхностей жерновов приводил к засорению муки минеральными примесями.
Расход энергии на процесс измельчения был очень велик. Все это послужило поводом для изыскания новых средств измельчения зерна и продуктов помола. На смену жерновому поставу пришел вальцевый станок, который, как указывалось, не сразу завоевал главенствующее положение на мукомольных предприятиях.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: