Гидротермическая обработка зерна на крупяных заводах

10.11.2014

Гидротермическая обработка зерна, кроме мукомольных заводов, за последние годы нашла широкое применение и на крупяных заводах, перерабатывающих гречиху, овес, горох.
В результате гидротермической обработки в зерновке происходят структурно-механические изменения, улучшающие условия отделения оболочек и зародыша от эндосперма, обеспечивается выпуск крупы с заранее обусловленной влажностью, повышается коэффициент шелушения, уменьшается оборот продукта в процессе переработки, увеличивается выход крупы и как следствие увеличивается производительность предприятия и уменьшается расход энергии.
Гидротермическая обработка зерна улучшает пищевые достоинства крупы, увеличивает набухание крупы и уменьшает срок ее варки.
В связи с разрушением некоторых ферментов исчезает горечь в овсяном ядре. Увеличивается срок хранения обработанной крупы, а также изменяется внешний вид и вкусовые свойства некоторых круп (гречневая ядрица, овсяное ядро).
При гидротермической обработке следует учесть, что в отличие от мукомольного производства, где время отволаживания увлажненного зерна является одним из важных технологических факторов, в крупяном производстве отволаживание является вспомогательным приемом, который продолжается от 30 мин до 1 ч.
Для лучшего технологического эффекта шелушения следует максимально сократить время между окончанием процесса гидротермической обработки (сушки и охлаждения) и направлением зерна на шелушильные машины.
При большом разрыве между этими процессами влага из ядра будет переходить к оболочкам, которые станут более вязкими и, следовательно, процесс шелушения ухудшится.
Процесс гидротермической обработки зерна на современных крупяных заводах состоит из следующих этапов: пропаривание (увлажнение и нагрев зерна паром), сушка зерна после пропаривания, охлаждение зерна после сушки.
Для выполнения этих операций применяют вертикальный пропариватель конструкции Неруша и горизонтальный пропариватель, вертикальную паровую сушилку ВС-10-49, вертикальную охладительную колонку.
Пропариватель конструкции Неруша. Для пропаривания зерна крупяных культур (главным образом, гречихи) на крупяных заводах применяется пропариватель периодического действия с автоматическим управлением конструкции Г. С. Heруша (рис. 99).

Гидротермическая обработка зерна  на крупяных заводах

Пропариватель представляет собой вертикальный сварной цилиндрический корпус (пропаривающая камера) 4 ∅ 1000 мм со сферической крышкой и конусным основанием. С горловиной. крышки соединен загрузочный 1,ас конусным основанием разгрузочный 11 затворы пропаривателя, которые тягами 12 и 13 связаны с исполнительными механизмами для автоматического управления 14.
Внутри корпуса пропаривателя размещен парораспределительный змеевик 6. Пар в змеевик поступает по трубе через кран подачи, связанный с механическим автоматом управления рычагом.
Зерно пропаривается насыщенным паром. Давление внутри корпуса сбрасывается (выпуск пара) через вертикальную трубу 5, вентиль которой соединен с переключателем парового крана.
На гидротермическую обработку направляют однородное по влажности зерно после очистки от посторонних примесей. Разница по влажности партий зерна, направляемого на пропариватель, не должна превышать 1,5—2%.
Пропариватель Неруша является аппаратом порционного действия. При закрытых кранах подачи и отвода пара и разгрузочном затворе открывается загрузочный затвор 1 и корпус аппарата заполняется очищенным зерном в количестве 660 кг. После заполнения емкости загрузочный затвор рычагами механического пульта управления автоматически плотно закрывается. Открывается вентиль 9 для подачи пара. Пар поступает в трубы змеевика 6 и по отверстиям в этих трубах проходит в зерновую массу, прогревает и одновременно увлажняет ее.
По истечении заданного срока пропаривания, который определяется заранее и регулируется автоматом управления, открывается вентиль 8 для выпуска пара, который выходит по трубе 5. После выхода пара открывается разгрузочный затвор 11, пропаренное зерно высыпается в бункер, затвор 11 закрывается, открывается загрузочный затвор 1, и цикл повторяется. Управление работой пропаривателя автоматическое.
Автомат управления предусматривает возможность установления продолжительности процесса самого пропаривания в течение 3—4—6 мин. Время, необходимое на загрузку и разгрузку зерна, впуск и выпуск пара, составляет 4 мин. Учитывая время пропаривания, продолжительность каждого цикла может составлять 7—8—10 мин.
Технологический эффект пропаривания гречихи характеризуется следующими показателями: повышение суммарной влажности на 4—4,5%, повышение влажности плодовых оболочек на 6,5—7% и ядра на 2—2,5%.
После гидротермической обработки (включая пропаривание, сушку и охлаждение) влажность зерна должна быть около 13,5%, а температура не должна превышать температуру воздуха производственного помещения больше чем на 6—8%.
В процессе эксплуатации пропаривателя Неруша, во избежание перерыва в работе, необходимо следить за бесперебойным поступлением и выходом зерна и пара, проверять соблюдение заданного режима пропаривания по продолжительности цикла и давлению пара (по манометру редукционного клапана).
Для устранения потери тепла и образования конденсата, а также для охраны обслуживающего персонала от ожогов корпус пропаривателя и паропроводы укрывают тепловой изоляцией.
Кроме вертикального пропаривателя конструкции Неруша, на крупяных заводах для пропаривания овса и гороха применяют горизонтальный пропариватель.
Горизонтальный пропариватель представляет собой стальной цилиндр длиной 1300 мм и 0 300 мм, внутри которого размещен шнек со спиралью 0 270 мм и шагом 50 мм. Между витками укрепляются металлические планки, увеличивающие прочность спирали и интенсивность перемешивания зерна в процессе его обработки.
Пар в цилиндр поступает по трубке, снабженной запорным вентилем для регулирования подачи пара и редукционным вентилем с манометром для регулирования давления.
Паровая вертикальная сушилка. На крупяных заводах зерно крупяных культур, прошедшее гидротермическую обработку пропариванием и кратковременным отволаживанием (гречиха, овес, горох), надо обязательно подсушить. Для этого применяют вертикальную секционную паровую сушилку BC-10-49, устройство которой показано на рисунке 100.
Гидротермическая обработка зерна  на крупяных заводах

Сушилка состоит из нескольких отдельных секций (8—14), попарно соединенных сварными рамами. Количество секций влияет на производительность сушилки. Нижняя секция является основанием сушилки и в ней расположено выпускное устройство. В остальных секциях расположены в шахматном порядке по 9 паровых труб. У левой торцовой стенки сушилки расположены два вертикальных канала: 2 для свежего пара, поступающего в сушилку, и 1 для сбора и отвода конденсата.
Паровые трубы, служащие для обогрева просушиваемого зерна, делают двойными. Наружная труба 0 50 мм одним концом соединена со стенкой канала 1, а второй ее конец заглушен специальной сферической крышкой. Внутренняя труба одним концом присоединяется к стенке канала 2, а второй конец открыт.
Пар из котельной через входной патрубок поступает в канал 2, затем проходит в отверстия внутренних труб, доходит до их конца и под сферической крышкой попадает в кольцевое пространство, образуемое трубами 4 и 3, и выходит в виде конденсата в канал 1.
Внутри секций расположены наклонные планки-скаты, которые составляют стенки сушильной камеры и служат для направления потока зерна. Через зазоры между этими планками внутрь секций проходит воздух, засасываемый вентилятором аспирационной сети через лючки в наружных съемных щитах.
Выпускное устройство, расположенное в нижней секции, состоит из конического бункера с задвижкой, лопастного валика-ворошителя, проходящего по всей длине сушилки, сборного желоба, в котором установлен шнек. Для удобства перемещения задвижка имеет рукоятку.
Пропаренное зерно, подлежащее сушке, заполняет всю емкость сушильной камеры, постепенно перемещаясь вниз, соприкасается с горячими стенками паровых труб и нагревается. Водяные пары, выделяемые при нагреве зерна, удаляются из камеры воздушным потоком, который отсасывается вентилятором аспирационной сети через отверстия, расположенные на противоположной стороне короба-сушилки.
Скорость прохождения зерна в сушилке, а следовательно, и время его обработки зависят от того, насколько нужно снизить влажность зерна за один пропуск. Это регулируется изменением положения задвижки.
Температуру и давление пара, поступающего в паровые трубы, устанавливают редукционным вентилем с манометром. Сушилка рассчитана на рабочее давление 4 атм.
Для того чтобы предохранить зерно от подгорания при прикосновении к горячим трубам, над каждой трубой устанавливают предохранительный металлический колпак в виде уголка вершиной вверх.
Влажность гречихи после сушилки должна быть не выше 13,5 %. Пропаренный овес сушат до влажности 10%, горох — до 14—15%.
Весьма важным для технологического процесса является получение после сушки зерна одинаковой влажности (расхождение допускается не более 0,5%).
Охладительная колонка. Шелушение просушенного, но не охлажденного зерна требует более интенсивного воздействия рабочих органов шелушильных машин, что снижает производительность и увеличивает количество дробленых частиц ядра.
Поэтому после сушки крупяного зерна на паровых вертикальных сушилках его обязательно следует охладить.
Для этого используют специальные охладительные колонки, где зерно не только охлаждается, но и частично (на 0,5—1,0%) подсушивается.
Охладительная колонка по конструкции несколько напоминает шахтную сушилку. Внутренние стенки шахт сделаны из штампованного сита с отверстиями размером 1,5х20 мм, а наружные — жалюзийные.
Горячее зерно после сушилки поступает в приемную воронку, затем в шахты, по которым медленно опускается вниз, подвергаясь интенсивному продуванию струей наружного воздуха, который нагнетается вентилятором в межшахтное пространство.
Продолжительность пребывания зерна в охладительной колонке регулируется выпускными клапанами.
Температура зерна после колонки не должна превышать температуру окружающего воздуха. В противном случае на поверхности зерна будет наблюдаться конденсация влаги. Для устранения этого явления в летний период необходимо увеличивать количество воздуха, пропускаемого через охладительную колонку.
Охлаждать зерно необходимо равномерно, чтобы не вызвать в ядре зерна трещин и не увлажнить оболочки. Охлаждение зерна атмосферным воздухом в сырую погоду будет способствовать увлажнению пленок и повышению их вязкости, что отрицательно скажется на процессе шелушения.