Гидротермическая обработка зерна

10.11.2014

Основная задача гидротермической обработки (кондиционирования) зерна на мукомольных заводах — улучшение его мукомольных свойств, повышение способности дать больший выход готовой продукции (муки) высокого качества при меньших затратах энергии.
При переработке пшеницы и ржи и сортовую муку процесс размола зерна строится с расчетом максимально возможного выделения эндосперма в виде крупки С последующим измельчением его в муку. Оболочки зерна, которые содержат большое количество веществ, не усвояемых организмом человека, направляются в отруби.
Такому разделению во многом способствует правильно организованная гидротермическая обработка (ГТО) направляемой в помол зерновой массы, которая позволяет изменять структурно-механические свойства отдельных частей зерна (хрупкость эндосперма, вязкость оболочек) и улучшать его технологические свойства.
Процесс гидротермической обработки заключается в воздействии на зерно водой и теплом с последующим его отволаживанием в закромах в течение заданного периода, необходимого для правильного распределения добавленной в зерновую массу воды.
По виду обработки зерна различают следующие способы кондиционирования:
- «холодное» — зерно увлажняют водой с температурой 15—20°С и направляют в бункеры для отволаживания;
- «горячее» — увлажненное зерно подвергают тепловой обработке на специальных аппаратах кондиционерах. После тепловой обработки зерно направляют в бункеры для отволаживания;
- скоростное — зерно увлажняют на специальных аппаратах (ACK), в которых для обработки зерна используется пар. Порядок обработки зерна: скоростной кондиционер, бункер, моечная машина, влагосниматель, аппарат для увлажнения, бункер для отволаживания.
«Холодное» кондиционирование. Наиболее простой способ ГТО, не требующий специальных аппаратов. Схемы «холодного» кондиционирования при сортовом помоле пшеницы и ржи предусматривают обработку зерна на моечной машине, где, помимо увлажнения зерновой массы на 2—3%, происходит ее очистка от легких и тяжелых примесей. После моечной машины устанавливают увлажнительный аппарат водоструйного действия, который используется для добавления необходимого количества воды. Величина увлажнения определяется разностью между исходной влажностью зерна и рекомендуемой на I драной системе: для зерна I типа в размере 14—15%; для II — 15,5—16,5%; для III — 14,0—15,0%; для IV типа — 15—16,5%.
«Холодное» кондиционирование широко используется на мукомольных заводах и дает положительные результаты. Однако в зимнее время, когда на завод поступает зерно с минусовой температурой, необходимо его подогреть до 10—15°С.
«Холодное» кондиционирование требует длительного отволаживания, а для этого необходимы значительные емкости.
Время отволаживания зависит от типа пшеницы, стекловидности, влажности и вида кондиционирования. Твердые пшеницы при холодном кондиционировании требуют более длительного (до 24 ч) отволаживания, а для мягкой пшеницы достаточно 4—8 ч.
Продолжительность отволаживания зерна зависит от температуры воды, увлажнявшей его. Чем холоднее вода, тем больше требуется времени для отволаживания.
Ориентировочные показатели режимов «холодного» кондиционирования пшеницы при хлебопекарных подолах приведены в таблице 28.

Гидротермическая обработка зерна

Для отволаживания увлажненного зерна на мукомольных заводах приходится иметь несколько силосов для работы в следующей последовательности: в один силос направляют зерно на отволаживание; во втором силосе зерно проходит отволаживание; из третьего силоса зерно выходит для дальнейшей обработки по схеме.
Такой способ отволаживания требует тщательного контроля за соблюдением очередности заполнения и опорожнения силосов, приводит к нерациональному использованию их емкости. Кроме того, учитывая воронкообразное вытекание зерна из силоса, происходит неравномерное по времени отволаживание его.
Для устранения указанных недостатков на мукомольных заводах широко внедряется опыт московских заводов по реконструкции силосов для отволаживания, позволяющий осуществить беспрерывное прямоточное их заполнение и выпуск зерна.
Принцип реконструкции состоит в следующем.
В днищах силосов для отволаживания, кроме центрального выпускного отверстия, пробивают по углам еще по четыре отверстия и сквозь них также пропускают выпускные трубы.
Все пять труб каждого силоса соединяются в одном коллекторе, из которого зерно по общей трубе поступает на сборную колонку. К этой же колонке подводятся трубы и от остальных силосов. После сборной колонки весь объединенный поток зерна направляется в пневмоприемник, если мукомольный завод работает на пневмотранспорте, или на норию и дальше по схеме.
Все зерновые трубы оборудованы лючками и задвижками для регулирования количества проходящего по ним зерна.
Принцип работы силосов для отволаживания по этой схеме следующий: ,увлажненное зерно после моечной или увлажнительной машины поступает на смешивающий, а затем на распределительный шнек. Из распределительного шнека зерно через переходные патрубки поступает в силосы, которые работают на подпоре. Силосы загружаются одновременно. В них поступает зерна столько, сколько и выходит.
Зерно из всех силосов выходит одновременно и равномерно со скоростью, которую регулируют в зависимости от заданной продолжительности отволаживания. При этом отволаживание происходит в лучших условиях, а обслуживание процесса облегчается.
«Горячее» кондиционирование. Применяют на мукомольных заводах, оборудованных специальными аппаратами-кондиционерами ЗК(у)-6 для тепловой обработки увлажненного зерна. Схема горячего кондиционирования показана на рисунке 79.
Гидротермическая обработка зерна

Очищенное от примесей и увлажненное в моечной машине зерно поступает для тепловой обработки в воздушно-водяной кондиционер шахтного типа, где оно проходит через секции шахты, оборудованные чугунными радиаторами. В радиаторах циркулирует горячая вода с температурой 70—80°С. Зерно нагревается и частично подсушивается. Перед выходом из кондиционера зерно охлаждается в охладительной секции, затем поступает в бункера для отволаживания.
В таблице 29 приведены ориентировочные режимы увлажнения и отволаживания пшеницы, применяемые при «горячем» кондиционировании в воздушно-водяных кондиционерах.
Гидротермическая обработка зерна

Верхние пределы влажности пшеницы, указанные в таблице, относятся к зерну со стекловидностью выше 60%, нижние пределы — к зерну со стекловидностью менее 40%.
Скоростное кондиционирование. Основано на гидротермической обработке пшеницы паром, который увлажняет и нагревает зерно. Увлажнение происходит в результате конденсации пара на более холодной поверхности зерна. Тепло, выделяемое паром, позволяет нагреть зерно до 50—60°С в течение 30—50 с. Такой способ гидротермической обработки позволяет интенсифицировать процесс переноса влаги внутрь зерна и максимально сокращает время отволаживания.
Схема обработки зерна при скоростном кондиционировании показана на рисунке 80.
Гидротермическая обработка зерна

После обработки паром в аппарате ДСК для тепловой обработки зерно направляется в теплоизолированный бункер, где выдерживается до 10 мин. В результате тепловой обработки улучшаются свойства клейковины. После тепловой обработки зерно пшеницы температурой 45—60°С направляется в моечную машину, где охлаждается водой до 25—30°С. Резкое охлаждение зерна нарушает связь оболочек с эндоспермом, что облегчает процесс вымола и снижает расход электроэнергии на измельчение.
Если необходимо удалить часть полученной влаги, зерно направляют во влагосниматель, где оно продувается нагретым до 40—50°С воздухом.
Процесс скоростного кондиционирования зерна пшеницы завершается отволаживанием в течение 3—4 ч.
В связи с тем, что в процессе отволаживания зерна его оболочки несколько подсыхают и становятся хрупкими, на мукомольных заводах сортового помола пшеницы применяют дополнительный этап кондиционирования — увлажнение зерна на 0,3—0,5% перед I драной системой с отволаживанием в течение 20—30 мин.
Зерно увлажняют на увлажнительных машинах ЗУМ-2 и Т1-БУВ-10 распыливающего действия.
Добавленное к зерну небольшое количество влаги за короткое время отволаживания успеет проникнуть только в оболочки зерна, увлажнить их и сделать их эластичными, более стойкими для разрушения в процессе измельчения зерна на вальцовых станках.