Мокрая очистка зерна

22.01.2016

Процессы мокрой очистки. Процессом мойки зерна водой и последующим отжимом излишка влаги достигается отмывание грязи и пыли со всей поверхности зерна, вплоть до бороздки, в которой обычно залегает значительное кoличество пыли. Одновременно, вследствие механического воздействия рабочих поверхностей моечной машины, энергично перемешивающих зерно с водой и удаляющих затем с него поверхностную влагу, происходит также шелушение оболочек, ведущее к снижению зольности зерна.
В отличие от сухой очистки зерна мойкa повышает вязкость оболочек и предохраняет их от чрезмерного дробления при помоле.
Применение моечных машин позволяет уменьшить число пропусков зерна через наждачные обойки, производящих, как это показано, весьма интенсивное механическое воздействие на оболочки зерна, увеличивающее этим их хрупкость.

Мокрая очистка зерна

Помимо основной цели работы моечной машины — очистки зерна, — мойкой достигается также равномерное увлажнение оболочек, ведущее при последующем этапе подготовки зерна к помолу — отлежке, к получению зерна определенной влажности и физических свойств, необходимых для правильного ведения технологического процесса помола. Нужно отметить, что применение метода мокрой очистки для зерна с повышенной влажностью (свыше 12,5—13%) требует введения дополнительного оборудования (сушилок, кондиционеров) для доведения зерна до нормального состояния для помола.
Мокрая очистка зерна

Рабочий процесс мокрой очистки зерна можно подразделить на следующие операции: промывание зерна; выделение из зерна примесей, отличающихся удельным весом (камни); обезвоживание зерна (удаленно влаги) механическим и термическим способам.
Схематически этот процесс происходит следующим образом. Зерно поступает на первый этап мокрой очистки — каменеотделение. Существуют следующие типы камнеотделителей: однократного и многократного воздействия. Схема первого типа изображена на рис. 108. Навстречу потоку зерна, поступающего через конический патрубок (А), движется из-под колпака (В) вода, скорость которой достаточна для уноса зерна. Минеральные примеси, крупныe примеси и др., обладающие большим удельным весом, спускаются вниз конуса, откуда периодически удаляются. Зерно, отнесенное потоком воды, поступает в сборный ковш, откуда направляется на мойку.
Мокрая очистка зерна

Нa схеме (рис. 109) представлен камнеотделитель американского типа, в котором зерно подвергается трехкратному воздействию водяного потока, благодаря чему достигается большая вероятность отделения примесей.
На рис. 112 изображено камнеотделение в машине, одновременно производящей мойку зерна. В этом случае также имеет место многократное воздействие воды на зерновую массу.
Следующий этап — увлажнение в перемешивание зерна с водой, после чего зерно транспортируется шнеком в отжимную колонку, где происходит отжим влаги из зерна с одновременным частичным шелушением оболочек.
Из отжимной колодки зерно поступает либо в отлежные закрома или в кондиционер для термический обработки.
Различают два типа машин для мойки зерна — европейский и американский. Моечная машина европейского типа производит мойку зерна, камнеотделение и механическое обезвоживание зерна. Моечная машина американского типа производит лишь две операции — мойку зерна и механическое обезвоживание.
Мокрая очистка зерна

Мойка американского типа. Представленная схематически на рис. 107 и 110 мойка американского типа состоит из вращающегося бичевого барабана и неподвижного кожуха. Нижняя часть кожуха, за исключением небольших участков у приема и выхода зерна, имеет круглые или продолговатые отверстия.
Зерно, поступающее в приемный патрубок, подвергается здесь отмыванию струей воды и попадает в приемную часть машины, где подхватывается быстро вращающимися наклонными бичами, которыми отбрасывается к сплошной поверхности обечайки, передвигаясь по ее поверхности с ситовой поверхностью. В приемной части машины зерновая масса перемешивается с водой, и благодаря трению о поверхность обечайки и сопротивлению слоя воды зерно усиленно обмываемся и оболочки его шелушатся. Нa участки кожуха под влиянием центробежной силы происходит отжим влаги с зерна. Отделившаяся вместе с примесями влага поступает в сборное корыто. Механически обезвоженное зерно попадает далее в выпускную часть машины, откуда поступает в выходной патрубок.
Эффективность работы мойки должна характеризоваться основными показателями ее работы — степенью очистки зерна от вредных примесей (головни), грязи и (пыли, характером запыленности зерна по и после мойки, увлажнением зерна, количеством плотного остатка, уносимого отработанной водой, и содержанием минеральных примесей и органических частиц оболочек зерна, зародыша и даже эндосперма, что, безусловно, не должно иметь места.
Кроме того, так как моечная машина производит и шелушение оболочек, работа ее может характеризоваться снижением зольности зерна, прошедшего через мойку, причем значительное снижение зольности будет указывать на чрезмерно интенсивную работу мойки, могущую привести к сильному повреждению оболочек зерна.
В зерновой массе, поступающей на мойву, могут встречаться комочки земли и пыли, которые при работе машины разбиваются на мельчайшие частицы, находящиеся в воде во взвешенном состоянии. При недостаточном количестве отмывающей воды возможно оседание частиц грязи на самой поверхности зерна и забивание ею бороздки. Это может привести в увеличению зольности зерна после мойки и к получению продукции помола ухудшенного качества.
Технологический эффект работы мойки зависит от ее производительности, удельного расхода воды, температуры воды и степени ее жесткости, площади живого сечения ситовой поверхности кожуха и окружной скорости бичей. Большое влияние также оказывает место установки мойки в схеме очистки.
Пo проведенным исследованиям работы мойки повышение производительности машины данной конструкции при сохранении одинакового удельного расхода воды влияет на увеличение содержания влага в зерне. Это явление объясняется тем, что удаление излишков воды зависит от площади живого
сечения силовой поверхности мойки, величина которой постоянна, а следовательно, при абсолютном увеличении поступления воды и увеличении производительности количество воды, остающееся в зерне, увеличивается. Очевидно, что увеличение площади живого сечения приводит к уменьшению увлажнения зерна.
Мокрая очистка зерна

Большое значение имеет для обезвоживания и шелушения расположение отверстий сит по отношению к бичу. На рис. 111 показано расположение длины отверстий ситовой поверхности параллельно бичу (а) и наклонно (б). Очевидно, что при наклонном (б) расположении отверстий и бичу зерно будет подвергаться большему воздействию края отверстий, и следовательно, должны происходить большие обезвоживаете и шелушение, чем при расположении отверстий сит параллельно бичу.
По данным Пересечного, большее обезвоживание происходит при установке ситовой поверхности с длиной отверстий параллельно образующей обечайки.
С увеличением удельного расхода воды приращение влажности зерна растет в меньшей степени, чем с увеличением производительности. Например, удельный расход воды в 30% и выше почти не меняет количества влагосодержания в зерне (при постоянной производительности), в то время как с увеличением производительности (при постоянном удельном расходе воды) растет и влагосодержание.
Увеличение расхода воды приводит к лучшей очистке зерна и изменяет характер запыленности его поверхности. Пo данным Пересечного, увеличение удельного расхода воды увеличивает количество пыли и грязи, снимаемых водой с поверхности зерна. Нужно отметить, что относительное количество запыленности зерна, пропущенного через мойку, возрастает за счет образования, в результате шелушения зерна, органической пыли.
По этим же данным количество мыла на поверхности зерна да мойка составляет 0,5—1,25% при зольности ее 6,73—19,6%, после мойки 1,6—1,95% при зольности ее 2,72—5,23%.
Из приведенных данных следует, что пыль, покрывающая зерно до мойки, в значительной степени состоит из минеральных частиц, в то время как пыль зерна после мойки явно органического происхождения.
По этим же данным при расходе воды от 0,15 до 0,3 л/кг зерна и производительности около 200 т/сутки увлажнение зерна составляет примерно около 3—3,5%.
Отсюда следует, что яри сохранении одинаковой площади живого сечения ситовой поверхности перерабатываемое зерно с влажностью свыше 13% требует либо меньшего увлажнения, что может привести к неудовлетворительному качеству очистки, либо конечная влажность зерна достигает величины, вредно отражающейся при помоле зерна.
Для доведения зерна до влажности, требуемой технологическим процессомпомола (15—16%) обычно применяются специальные машины кондиционеры.
Работа мойки в значительной степени может характеризоваться количеством и качеством высушенного остатка отработанной воды мойки. Уманский и Резник производившие исследования работы мойки американского типа, получит следующие данные, характеризующие сточную воду мойки (табл. 24):
Мокрая очистка зерна

Увеличенная зольность плотного остатка по сравнению с зольностью обойки первого наждачного прохода, установленной до мойки, указывает на значительное содержание в отработанной воде минеральных примесей, удаленных с поверхности зерна.
Количество высушенного плотного остатка моечной воды находится в зависимости от степени чистоты зерна, а также от его предварительной обработки. При предварительном пропуске зерна через наждачную обойку, частично надрезающую плодовые оболочки, а местами семенные ободочки и алейроновый слой, мойка зерна благодаря интенсивному механическому воздействию рабочих поверхностей машин и влаги может производить дальнейшее шелушение оболочек и даже иногда выкрашивание затронутых обойкой частиц эндосперма, что совершенно недопустимо.
В последнем случае, в отходы мойки может попадать иногда значительное количество выкрошенных частиц эндосперма. Исследование отходов мойки, установленной после наждачной обойки при нагрузке ее около 80 т/сутки, показало содержание в высушенном плотном остатке помимо оболочек и минеральной примеси, также значительное количество частиц зерна размером 1—1,5 мм к крупинчатых частиц эндосперма. При общем количестве плотного остатка 0,21—0,35% к весу пропущенного зерна вольность остатка была около 4%, что указывает на значительное содержание в нем частиц эндосперма.
Мойка европейского типа. Мойка европейского типа представляет собой комбинированную машину (рис. 112), состоящую из ванны (M) с моечным шнеком (Г), шнеком (Д) для камнеотделения и отжимной колонки (E).
Мокрая очистка зерна

Зерно поступает через приемную коробку (В) на шнек (Г), погруженный в воду выше своей оси, под которым расположен шнек камнеотборника (Д). Промываемое водой зерно транспортируется шнеком (Г) в отжимную колонку (E). Примеси с большим удельным весом, чем зерно, опускаются на камне-отделительный шнек (Д) и выводятся наружу. Примеси, обладающие меньшим удельным весом, всплывают на поверхность и уносятся водой. Продолжительность пребывания зерна в моечной ванне регулируется перемещением приемной коробки вдоль по оси зернового шнека.
Зерно поступает в нижнюю часть отжимной колонки (E), где подхватывается лопастями (H) вращающегося барабана, снабженными гонками, и поднимается вверх по обечайке отжимной колонки (E), откуда, выходит наружу. Обечайка отжимной колонки имеет продолговатые отверстия, служащие для выхода веды, отжатой центробежной силой с поверхности зерна. Мойка может работать с большей или меньшей циркуляцией воды (обратным поступлением отработанной воды в моечную ванну) и без циркуляции, причем расход воды повышается в последней случае.
При работе мойки с циркуляцией воды расход ее достигает примерно 0,3—1,0 л на 1 кг зерна. В этом случае мойка зерна происходит примерно на 70—80% отработанной водой (так как расход воды без циркуляция составляет около 3 л на 1 кг зерна), что, безусловно, должно отравиться на степени очистки зерна. Применение повышенного расхода воды приводит хотя и к лучшему технологическому эффекту очистки зерна, но удорожает стоимость эксплоатации мойки.
По данным Кудрявцева, исследовавшего работу моечной машины, снижение зольности зерна доставляет от 0,02 до 0,07 при производительности в 150—160 т/сутки, расходе вода 0,3—0,7 л на 1 кг и увлажнении зерна примерно на 3%. К, сожалению Кудрявцев не определил характера и количества запыленности зерна до и после мойки. Приведенный же выше показатель снижения зольности зерна недостаточен для сравнения эффективности работы мойки американского и европейского типов. Количество высушенного плотного остатка в отработанной воде составляло около 0,5% при зольности не свыше 5,3%, что указывает на значительное содержание в нем частиц зерна.
Мокрая очистка зерна

Более интенсивному воздействию (обезвоживанию и шелушению) зерно подвергается на ситовой поверхности (рис. 113) при направлении движения зерновой массы по стрелке (а), а менее интенсивному воздействию — по стрелке (б).
Отсутствие параллельного испытания работы моечных машин обоих типов не позволяет сделать окончательное заключение о преимуществах качества работы но очистке зерна одного типа машин перед другим.
Нужно, однако, отмстить, что большим преимуществом моечной машины европейского типа является наличие камнеотделителя, дающего высокие показатели качества работы по отделению камешков, попадающихся в зерновой смеси.
Влияние температуры воды на мойку. Весьма значительное влияние на качество работы мойки оказывает температура воды. Повышение температуры (до 40°) воды ведет к лучшему отмыванию поверхности зерна и способствует при дальнейшем этапе — отлежке зерна — получению консистенции зерна, благоприятной для ломила.
По данным Левитина, при мойке холодного зерна теплой водой с последующей отлежкой можно сделать вывод, что при обработке холодного зерна с (t) = -7° не исключена возможность получения при отлежте явления смерзания влаги на поверхности зерна даже при условии введения воды с температурой 40°.
Во избежание замерзания поверхностной влаги зерна, а также для достижения лучшего эффекта при его отлежке зерно может прогреваться до и после койки. Подогрев зерна до мойки будет способствовать лучшему отмыванию поверхности зерна. Предварительный подогрев зерна может производиться специальным оборудованием — подогревателями разных типов и сушилками, с использованием тепла садовых установок (паровых машин, дизелей и пр.).