Шелушение зерна

10.11.2014

В технологическом процессе крупяного завода шелушение является основной операцией, в результате которой удаляются цветочные пленки, плодовые и семенные оболочки на шелушильных машинах.
При воздействии рабочих органов шелушильных машин на наружные покровы зерна последние подвергаются сложной деформации — сжатию и сдвигу.
Основной задачей процесса шелушения зерна крупяных культур является максимальное разрушение связи наружных покровов с ядром при пропуске зерна через шелушильную машину при обязательном сохранении целостности ядра.
Различие физико-механических свойств крупяного зерна требует различного воздействия на него рабочих органов, чем и объясняется разнообразие в конструкции шелушильных машин, применяемых на современных крупяных заводах. В число шелушильных машин входят двух- и однодековые вальцедековые станки 2ДШС-3 и СВУ-2, шелушильные постава, станки с резиновыми валками ЗРД-2,5, вертикальные шелушильные машины ЗШН. На ячменозаводах для этой цели также применяются обоечные машины с абразивным цилиндром.
Двухдековые станки (рис. 103). Выпускают в двух вариантах: 2ДШС-ЗА для переработки проса и 2ДШС-ЗБ для переработки гречихи. В станке объединены два прохода процесса шелушения без промежуточного отбора ядра.

Станок состоит из станины 5, внутри которой расположен валок 11 и работающие в паре с ним две деки — верхняя 13 и нижняя 20, укрепленные в специальных обоймах — декодержателях. Деки устанавливают по отношению к горизонтальной плоскости валка под углом 45°.
При работе станка на просе применяются сборные абразивные валки. При работе на гречихе применяются песчаниковые валки из естественного камня мелкозернистой кварцевой породы. Необходимо следить за тем, чтобы песчаник имел достаточную прочность, твердость и однородность структуры, так как в противном случае валки будут изнашиваться неравномерно.
Форма дек и материал их рабочей поверхности в зависимости от того, на какой культуре они будут работать, различны. Поверхность деки при переработке гречихи песчаниковая, а при переработке проса ее набирают из кордовой резины. Применение вальцедековых станков с деками, имеющими резиновую поверхность, позволило отказаться от сортирования проса на фракции до его шелушения.
Продукт, подлежащий шелушению, из приемного бункера, с помощью питающего валика 14 направляется по первому направляющему лотку 18 в рабочую зону между валком и верхней декой, далее по второму лотку 19 во вторую рабочую зону, после чего выводится из машины через выпускной бункер 21.
Проходя рабочую зону, зерно подвергается воздействию сдвигающих усилий со стороны валка и тормозящих усилий со стороны деки, в результате чего плодовые оболочки гречихи разламываются по граням, а цветочные пленки проса раскалываются.
Поступление зерна в машину регулируют изменением зазора между регулировочной заслонкой 17 и питающим валком 14. Величина зазора фиксируется на шкале регистратора производительности 3. Зерно из бункера должно выходить лентой одинаковой толщины по всей длине питающего валика.
Эффективность шелушения достигается регулированием рабочего зазора между абразивным валком и декой. Положение каждой деки по отношению к валку регулируют механизмами со штурвалами 7 и 9. Минимальный зазор между валком и декой должен быть больше размеров ядра, в противном случае неизбежно его дробление.
При необходимости быстрого отвода деки валка (примерно на 10 мм) пользуются рукоятками 6 и 8. На рисунке 103 эти рукоятки показаны в рабочем положении.
При контроле качества шелушения в каждой рабочей зоне пробы отбирают поочередно из-под одной из дек. Другую деку на это время надо отвести рукояткой 6 или 8.
Степень загрузки станка во время работы контролируют по показаниям подсоединенного к машине амперметра. Во избежание перегрузки на шкале амперметра красной чертой наносят отметку максимальной на грузки.
Завод-изготовитель поставляет станки 2ДШС-3, отлаженные для переработки проса, с дополнительными узлами для его переналадки при работе на гречихе.
Кроме вальцедековых станков типа 2ДШС-3, на крупяных заводах применяют однодековые станки типа СВУ-2 и ЗМШ.
Технологический эффект работы вальцедековых станков характеризуется количеством шелушеных зерен после пропуска зерна через машины. Установлены следующие нормы технологической эффективности.
При переработке проса. Просо шелушат двукратным пропуском через двухдековые или четырехкратным пропуском через однодековые станки. Окружная скорость валков — двухдекового 15,6 м/с и однодекового 15,2 м/с. Количество шелушеных зерен должно составлять не менее 90—95% после 1-й шелушильной системы двухдекового станка или двух систем однодековых; не менее 99,7% после 2-й шелушильной системы двухдекового станка или четырех систем однодековых станков.
При переработке гречихи. Шелушению гречихи следует уделять особое внимание, так как ее ядро легко раскалывается. При неточной работе вальцедековых станков уменьшается выход наиболее ценного продукта — ядрицы в результате увеличения выходов продела и мучки. После пропуска через вальцедековые станки количество шелушеных зерен (в процентах по каждой фракции) должно составить не менее норм, приведенных в таблице 38.
Количество дробленого ядра по отношению к массе гречихи, поступающей на вальцедековый станок, не должно превышать следующих норм (табл. 39).

Эффективность работы станков в полной мере проявляется лишь при правильной его наладке и при постоянном наблюдении. Без особой необходимости не следует самостоятельно вносить изменения в конструкцию станка, так как это может сократить срок его службы.
Шелушитель ЗРД-2,5 с резиновыми валками. Предназначен для шелушения зерна риса и проса (рис.104). Основными узлами машины являются: корпус 16, бункер-питатель 19 с реечной заслонкой 11, клапаном S и грузовой заслонкой 9 с брезентовым фартуком, два резиновых валка 7 и 13, которые вращаются навстречу друг другу, с разной скоростью, механизм 21 регулирования рабочего зазора между валками, механизм 22 привала и отвала валков, расположенный внутри корпуса машины аспирационный канал с патрубком 6 для присоединения к аспирационной сети крупяного завода.

Процесс шелушения на станке ЗРД-2,5 осуществляется между двумя резиновыми валками 0 200 мм длиной 400 мм. Валки состоят из стальной гильзы, жестко смонтированной на валу и покрытой сверху слоем вулканизированной резины толщиной 20 мм. Твердость резины 70—85 единиц по Шору.
Резиновые валки приводятся в движение от электродвигателя 5 через редуктор 3. Быстровращающийся валок 7 соединен с валом редуктора через упругую муфту 1, а медленновращающийся — с валом редуктора через карданный вал 2.
Зерно, подлежащее шелушению и очищенное от посторонних примесей, поступает в бункер-питатель 19 станка через патрубок 10 по самотеку. К наклонной плоскости приемного бункера-питателя крепится брезентовый фартук, который вместе с шарнирной заслонкой 9 автоматически закрывает выпускное отверстие питателя при отвале валков, прекращая поступление зерна в рабочую зону.
Технологический процесс шелушения на станке ЗРД-2,5 осуществляется по следующей схеме: зерно из бункера-питателя поступает равномерным потоком по всей длине валков в межвалковую рабочую зону, проходя через которую подвергается деформации сжатия и сдвига и шелушится. После выхода из рабочей зоны продукты шелушения поступают на наклонную стенку аспирационного канала 6, скатываются по ней вниз, где пронизываются воздушным потоком, который уносит отдельные пленки и пылевидные частицы через аспирационный канал, а смесь шелушеных зерен удаляется из машины.
Для нормальной работы станка необходимо, чтобы зерно поступало строго в межвалковый зазор, а не на валок, так как в этом случае валки будут изнашиваться неравномерно.
Резину на быстром валке обычно заменяют через 120—150 ч непрерывной работы, а на медленном — через 190—200 ч. Износ валков допускается не более чем до 180 мм диаметра.
Температура нагрева резиновой поверхности валков не должна превышать 45—50°С.
Интенсивность шелушения зерна в станке ЗРД-2,5 регулируется величиной зазора между валками путем изменения положения медленновращающегося валка по отношению к быстровращающемуся. Величина рабочего зазора при шелушении риса составляет 0,6—0,75 мм.
Технологический режим работы станка устанавливают так, чтобы коэффициент шелушения за один пропуск через машину был в пределах 85—90%, а количество дробленых зерен было увеличено не более чем на 3,0%. При таком режиме валки изнашиваются менее интенсивно и на протяжении всего периода работы их поверхность остается гладкой.
Вертикальная шелушильная машина ЗШН. Машина непрерывного действия. Применяется на крупяных заводах для шелушения зерна ячменя, гороха, пшеницы, а также для шлифования и полирования крупы, получаемой при переработке этих культур.
Кроме крупяных заводов, машины ЗШН в настоящее время широко применяются на мукомольных заводах для шелушения зерна (главным образом ржи) при производстве ржаной (обойной и сортовой) муки.

Машина (рис. 105) состоит из вертикального корпуса 7, установленного на станине 18. Внутри корпуса расположен цилиндр из сита толщиной 1,2 мм с отверстиями прямоугольного сечения. В средней части через всю машину проходит вертикальный пустотелый (в верхней части) вал 15, на который насажены семь абразивных дисков 5. Между этими дисками расположены металлические аспирационные обечайки 4, соединенные с отверстиями (окнами) пустотелого вала. Аспирационные обечайки по окружности имеют по шесть—восемь отверстий ∅ 20 мм.
Вертикальный вал с абразивными дисками и аспирационными обечайками — основной рабочий орган машины и от его технического состояния зависит технологический эффект работы всей машины.
В верхней части машины расположена крышка со сферической' головкой и приемный патрубок 14. Внизу размещены выпускной канал 16 с клапаном для регулирования выпуска из машины обработанного продукта (клапан поворачивается вручную за рукоятку с указателем) и вентилятор 3, ротор которого насажен на вертикальный вал шелушителя. Всасывающее отверстие вентилятора соединено с зоной между ситовым цилиндром и наружными стенками корпуса. Привод вертикального вала осуществляется от электродвигателя 17 через клиноременную передачу.
Продукт обрабатывают в кольцевом пространстве (рабочей зоне) между абразивными вращающимися дисками и ситовой поверхностью.
Продукт, подлежащий обработке, через приемный патрубок 14 поступает на коническую часть верхнего диска, скатывается под действием центробежной силы по его поверхности, теряет скорость и заполняет рабочую зону машины. На выход ядра и качество его обработки влияют в основном окружная скорость дисков, расстояние между дисками и ситовым цилиндром, крупность абразива дисков, состояние их поверхности и время пребывания в машине, которое колеблется в пределах 12—18 с. Обязательным условием нормальной работы машины является наличие в рабочей зоне подпора продукта, который в процессе работы надо тщательно регулировать так, чтобы количество выпускаемого продукта не превышало количество поступающего и наоборот. В противном случае будет нарушен установленный режим работы. Подпор регулируют клапаном, установленным в выпускном патрубке 16.
При небольшой толщине слоя продукта (10 мм) и плотном заполнении этого объема рабочей зоны масса продукта в машине составляет около 13 кг. Продукт в рабочей зоне машины движется по винтовой линии против часовой стрелки. Наиболее высокий эффект работы машины достигается при соблюдении параметров, приведенных в таблице 40.

Кроме механического воздействия рабочих органов машины, продукт в процессе обработки также подвергается интенсивному продуванию воздушным потоком, создаваемым вентилятором 3. Воздух из помещения вентилятором засасывается в машину через щели в верхней части головки 12, поступает в полость пустотелого вала, затем в аспирационные обечайки 4, проходит сквозь слой продукта, находящегося в рабочей зоне, в отверстия ситового цилиндра, захватывая при этом из продукта мучную пыль, мучку, мелкие частицы оболочек. Из зоны между ситом и стенками корпуса воздух попадает во всасывающее отверстие вентилятора, который и направляет этот воздух для очистки в циклоны.
Воздушный поток частично охлаждает и очищает зерно и несколько сдерживает скорость опускания продукта в рабочей зоне, что способствует увеличению интенсивности обработки. Струю воздуха регулируют полукруглым воздушным затвором.
Шелушильный постав (рис. 106). Применяется на крупяных заводах для снятия цветочных пленок с зерна риса и овса. Зерно шелушится в рабочем пространстве между двумя дисками — неподвижным верхним 6 и вращающимся Нижним 5. Диски чугунные, покрытые сверху слоем абразивной массы толщиной 45 мм.
Верхний неподвижный диск вместе с поддоном 3 укреплен на кронштейнах станины, а нижний посажен на конусный конец вертикального вала 2, который вращается в двух подшипниках и нижним концом опирается на подпятник 14.

Положение нижнего диска по отношению к верхнему (расстояние между ними) регулируется подъемным механизмом 15.
Зерно в рабочую зону подают через приемный патрубок 9, укрепленный при помощи стоек на неподвижном диске.
Для выпуска из машины обработанного зерна в поддоне 3 имеется отверстие, к которому присоединяется выпускной патрубок. Для подачи продукта к этому отверстию нижний диск имеет два гонка 4, прикрепленных к нему болтами.
На эффективность работы шелушильного постава существенно влияют толщина слоя продукта в рабочей зоне, выравненность зерна по крупности и его влажность, состояние поверхности рабочих дисков. Поэтому зерно перед направлением на шелушильный -постав следует рассортировать на 2—3 фракции и каждую фракцию шелушить отдельно.
Очень важно, чтобы рабочая поверхность дисков была ровной, без бугров или впадин, а сами диски установлены строго параллельно. Параллельность Проверяют специальными шаблонами (планками разной толщины) через окна в корпусе машины.