Современная технология подготовки зерна к помолу

 

Введение

В последние десятилетия в мукомольной промышленности различных стран преобладает тенденция вырабатывать не строго регламентированные схемы технологического процесса сорта муки, а по заказам потребителей - отдельные сорта муки и смеси из различных сортов муки с добавлением различных компонентов.

Эта тенденция позволяет, с одной стороны, наиболее рационально использовать потенциальные возможности зерна, заложенные в нём природой, а с другой стороны - обеспечить спрос потребителей на более ценную и сбалансированную по составу продукцию мукомольного и хлебопекарного производства.

Современный мукомольный завод включает участок фракционирования зерна на элеваторе и высокоэффективное и размольное отделение, а также отделение готовой продукции с бестарным хранением муки, с современным транспортным, весовым, весовыбойным и фасовочным оборудованием. Важнейшее значение приобретает создание цехов по производству смесей из различных сортов муки и других компонентов, в том числе витаминов и микроэлементов.

Исходя из современных требований, многие действующие мукомольные заводы нуждаются в глубокой реконструкции или техническом перевооружению на основе нового поколения оборудования и средств автоматизации.

Практика показывает, что сегодня в России современная мукомольная промышленность может производить около тридцати видов муки, отличающихся друг от друга по содержанию белка, зольности, белизны и другим показателям.

В данном проекте применяется современное оборудование итальянского производства, что способствует лучшему очищению зерна от примесей, лучшему кондиционированию и лучшему качеству зерна. Так как качество зерна улучшается, то следовательно увеличивается выход муки высших сортов.

1. Технологическая часть

1.1Технологические свойства  пшеницы

Для производства хлебопекарной муки используют мягкую пшеницу I, II, III типов.

Мукомольные свойства зерна выявляются в процессе переработки зерна в муку и характеризуется следующими показателями:

- общим выходом муки  и её качеством;

- выходом и качеством  муки высоких сортов;

- количеством извлечённых  крупок и дунстов;

- степенью вымалываемости  оболочек;

- расходом энергии на  выработку 1 тонны муки.

Эти показатели напрямую зависят от свойств зерна – стекловидности, влажности, зольности, прочности, твёрдости, выравненности, объёмной массы и другие.

Чем выше стекловидность зерна, тем больше промежуточных продуктов измельчения, а значит больший выход муки. При хлебопекарных помолов  измельчают партии зерна со стекловидность 50-55 %. Влажность зерна при измельчении на мукомольных заводах должна составлять 14,5-16,5 %, т.к. при переработки сухого зерна оболочки чрезмерно дробятся, повышается зольность готовой продукции,  а при переработки зерна с влажностью 17 % и зерно более плющится, будет уменьшаться выход крупок и дунстов, а значит и выход готовой продукции. Зольность зерна служит важнейшим показателем мукомольных свойств зерна, т.к. она характеризует качество конечных продуктов переработки. Крупная выполненная зерновка имеет меньше оболочек, а значит имеет меньшую зольность, в таком зерне развит эндосперм, поэтому измельчают крупную и среднею по крупности пшеницу, (а мелкое, щуплое зерно отбирают с сит 1,7х20 и направляют на комбикормовые заводы) таким образом, чем крупнее зерно тем больше можно получить муки при переработки зерна с

 

 

 меньшей зольностью. Также  зерно перед помолом нужно  выравнить, т.к. выравненое зерно  легче очистить от примесей, а  также отрегулировать рабочие  зазоры в измельчающих машинах, а это влияет на выход и  качество готовой продукции. Натура, увеличивает Мукомольные свойства  зерна, т.к. высоко натурное зерно  содержит больше эндосперма, меньше  оболочек.

Хлебопекарные свойства зерна пшеницы оцениваются:

- по количеству и качеству  сырой клейковины, содержащийся  в муке;

-  по газообразующим  и газоудерживающим способностям  муки;

- по упругости растяжимости  и расплываемости клейковины;

- деформации теста.

Чтобы получить муку  с хорошими хлебопекарными свойствами необходимо измельчать партии зерна в средне 25% клейковины.

По хлебопекарным свойствам мягкую пшеницу делят на три группы:

- сильную, которая является  улутчшителем, её добавляют в  пшеницу, которая имеет пониженные  хлебопекарные свойства (также её  можно использовать самостоятельно  в переработку);

-  среднею пшеницу пригодная  для самостоятельного использования, но она не является улутшителем;

- слабую  пшеницу –  её нельзя использовать самостоятельно  в муку, обязательно нужно смешивать  с сильной.

1.2 Качество зерна, поступающего  в зерноочистительное отделение  мукомольного завода и на I драную систему.

Зерно направленное из зернохранилища в зерноочистительное отделение мукомольного завода, имеет следующие показатели качества:

- исходная влажность при  многосортных помолах пшеницы  должна быть до 13,0%;

- содержание сорной примеси  – не более 2 % в том числе  испорченных

 зёрен не более 1 %, вредной  примеси – не более 0,2 %, содержание  фузариозных зёрен – не более 3 %, содержание зерновой примеси  – не более 5 %,в том числе  проросших зерен – не более 3 %;

Также зерно должно быть доброкачественным, не затхлым, не плесневым, не испорченным самосогреванием и сушкой, не иметь солодового и других посторонних запахов.

 Зерно поступающее  на I драную систему не должно превышать предельно допустимое содержание примесей в зерне:

- сорная примесь –  не более 0,4 %, в том числе: куколь – не более 0,1 %;

- вредная примесь (головня, спорынья) – 0,05 %, в том числе: горчак, вязель – 0,04 %;

- содержание фуразиозных  зерен не более 0,3 %.

Наличие в зерне семян гелиотропа опушенноплодного, триходесмы седой  и минеральной примеси не допускается.

1.3 Характеристика технологической  схемы подготовки зерна к помолу

Процесс подготовки зерна к помолу состоит из трёх этапов:

- предварительная очистка  зерновой массы- это отделение примесей отличающихся от зерна по ширине, толщине, длине и аэродинамическим свойствам, снижение зольности зерна и отделение минеральной примеси;

- кондиционирование зерна- это обработка зерна теплом, водой с последующим отволаживанием;

- окончательная очистка- это снижение зольности зерна, уничтожение скрытой зараженности, отделение примесей по аэродинамическим свойствам.

На мукомольном заводе производительностью 220 Зерна из элеватора подают конвейерами и распределяют в пять бункером общей вместимостью 648 . Каждый бункер вместимостью 129,6 имеет 16 выпускных отверстий, соединённых самотёчными трубами с выпускным

 

устройством в виде воронки.

Зерно из бункеров поступает в автоматические дозаторы, где производится составление помольной смеси, которая перемещается по транспортному шнеку Р3-БКШ-200, одновременно перемешивается, и норией поднимается на верхний этаж зерноочистительного отделения. Далее зерно проходит магнитный сепаратор У1-БМЗ-01, взвешивается на автоматических весах АВ-50-ЗЭ и поступает в воздушно-ситовой сепаратор А1-БИС-12 производительностью 12 .

За счёт работы сепаратора обеспечивается эффективное выделение крупных, мелких и легких примесей. Сходом с сортировочного сита ( решетное с прямоугольными отверстиями размером 4,25 по ширине и 25 по длине) выделяются крупные примеси и отправляются на контроль отходов,  проходом выделяется зерно с мелкой примесью. Мелкая примесь выделяется проходом подсевного сита ( круглое с диаметром 2 мм.), а очищенное зерно выделяется сходом с подсевного сита. Во время работы зерно продувается воздухом, за счёт этого уносятся лёгкие примеси в осадочную камеру, где воздух очищается от примесей, которые в свою очередь направляются на контроль отходов.

Выделившее очищенное зерно направляется в камнеотборник классификатор ТSС-092 производительностью 16 , для отделения минеральных примесей. В камнеотборнике классификаторе верхнее сито покрыто перфорированной металлической пластинкой, разделяет продукт на две фракции тяжёлую (около 70 %) и лёгкую (около 30 %). Нижнее сито покрыто стальной металлической сеткой, отделяет камни и минеральные примеси от зерна. После камнеотборника классификатора тяжёлая и легкая фракция зерна раздельно направляются на дальнейшею очистку, что позволяет снизить нагрузку на оборудование и производить более эффективную очистку зерна.

Очищенное зерно отправляется в цилиндрические триера куколе и овсюго отборникиCSA производительностью 8 ,где отделяются примеси

 

отличающиеся от зерна по длине. Затем зерно поступает в обоечную машину

СИГ-3010 производительностью 7 , где очищается поверхность зерна от пыли, песка, плодовых оболочек и зародыша зерна. Далее зерно направляетсяв воздушный сепаратор TRC-12R производительностью 14 , где отделяются

от зерна легкие примеси.

После отчистки зерно поднимают пневматическим транспортом на верхний этаж на второй этап - кондиционирование, кондиционирование - холодное. Зерно поступает в вертикальный шнековый увлажнительSCV-35C производительностью 13 , в результате центрифугирования происходит мягкое шелушения зерна, в результате отделяются наружные оболочки зерна. Это обеспечивает последующие равномерное поглощение воды каждой зерновки. Шнековый увлажнитель подключён к аспирационной сети, которая обеспечивает выделение мелких частиц и пыли. В результате увлажнения зерна влажность повышается на 6-8 %.Увлажнение является основным фактором под воздействием, которого изменяются свойства зерна. Зерно увлажняют тёплой водой. Вода вступает во взаимодействие с органическими веществами эндосперма пшеницы (белком и крахмалом) в результате чего нарушаются внешние цепи белков происходит частичный распад крахмала в эндосперме появляются микротрещины, по которым вода проникает внутрь эндосперма и эндосперм разрыхляется.

Далее зерно непрерывно отволаживается в восьми бункерах вместимостью 259,2 , один бункер вместимостью 32,4 . Зерно отволаживается в течении 16 часов.

Затем зерно с помощью пневмотранспорта поднимается на верхний этаж, где вторично увлажняется в наклонном шнековом увлажнители Р1-БУС производительностью 10 . Для придания оболочкам требуемой эластичности очищенного зерна. Потом зерно вторично отволаживается в четырёх бункерах вместимостью 129,6 и 32,4 каждый, зерно отволаживается в течении 8 часов. Сущность гидра - термической обработки –

 

это улучшить хлебопекарные и мукомольные свойства зерна. После отвола-

живания зерно с помощью пневмотранспорта поднимается на верхний этаж и повторно поверхность зерна очищается в обоечной машине и отделяются плодовые оболочки, а так же дополнительно отделяются лёгкие примеси в воздушных сепараторах TRC-12R. Перед I драной системой зерно дополнительно увлажняют в шнеках интенсивного увлажнения Р1-БУС и отволаживают в бункерах в течении 30 минут. Затем его взвешивают на автоматических весах АВ-50-ЗЭ (вместимостью ковша 50 кг.) и через магнитный сепаратор У1-БМЗ-01 направляют на I драную систему. Для очистки зерна от мелких и лёгких примесей установлен комбинированный сепаратор TRC-12R, где в рабочем режиме аэрированное зерно расслаивается на две фракции: тяжёлая (примерно 70 %), которая «тонет», и лёгкая (30 %), она всплывает в верхний слой. Таким образом зерно эффективней очищается от примесей.

Так же технологическая схема предусматривает контроль отходов и кормовых зернопродуктов. Отходы отбираются на первом этапе подготовки зерна к помолу, а кормовые зернопродукты на третьем этапе. Их контроль осуществляется на отдельных линиях.

На буратах используют металлотканые сита, что позволяет более эффективно извлечь из примесей дроблёные частицы зерна.

На бурате № 1 контроля отходов первым проходом выделяют продукт с большим содержанием минеральной примеси. Его направляют в ёмкость для оперативного хранения отходов без проведения каких – либо дополнительных операций. Вторым проходом выделяют битое зерно, которое подлежит дроблению на линии кормовых зерно продуктов.

На бурате № 2 кормовых зернопродуктов первым проходом выделяют мелкие дроблёные частицы зерна и направляют без дробления в ёмкость для оперативного хранения кормовых зерно продуктов. Второй проход – это крупные дроблёные частицы зерна, мелкие зёрна основной культуры,

 

неядовитые семена сорных растений и тому подобные, которые так же направ-

ляются в ёмкость для кормовых зерно продуктов, после дробления. Сходы с сит с буратов (ЦМБ-3) – основное зерно и крупные примеси после пневмо – сепарирования возвращаются в технологическую линию подготовки зерна к помолу, где ощущается гидротермическая обработка. А отходы после дуоаспиратора направляются в бункера для отходов.

Особенности технологической схемы заключаются в том, что в данной технологической схеме применяется высокоэффективное итальянское оборудование. За счёт этого уменьшаются затраты электро энергии- снижается стоимость продукции, и улучшается качество выпускаемой продукции.

 

 

2 Расчетно-технологическая часть

2.1 Расчет оперативных ёмкостей для зерна и отходов

2.1.1 Расчёт оперативных  ёмкостей для неочищенного зерна

Общий объём бункеров Vобщ , м3, определяем по формуле

Vобщ. = ,        (1)

где Q – производительность мукомольного завода; Q= 220 ;

- время нахождения зерна  в бункерах для не очищенного  зерна, принимаем 50 ч.;

- объемная масс зерна  для пшеницы,;;

k – коэффициент заполнения бункеров, k = 0,90 – при размере бункеров3 х 3 м.

Vобщ. = 679= м3

Бункера для не очищенного зерна в плане квадратного сечения, размером 3 х 3 м, высотой в три этажа.

Объем одного бункера V’, м3, определяем по формуле

V’ = ,          (2)

где – размеры бункеров в плане, м;

h – высота бункеров, м.

V’ = м3

Количество бункеров n, определяем по формуле

n =  ,         (3) 
n== 5,2

Для обеспечения бесперебойной работы предприятия в течении нормативного времени, устанавливаем 5 бункеров для неочищенного зерна.

 

 

Фактический объем бункеров Vф., м3, определяем по формуле

Vф. = V’n ,          (4)

Vф. =

2.1.2 Расчет оперативных  ёмкостей для первого отволаживания.

Общий объем бункеров  Vобщ, м3, определяем по формуле (1), k= 0,75, часов

Vобщ == 266м3

Бункера для отволаживания в плане запроектированы высотой на 3 этажа, размером 1,5 1,5.

Объем одного бункера V’, м3, определяем по формуле (2).

V’ = 1,5 1,5 14,4 = 32,4 м3

Количество бункеров n определяем по формуле (3).

=8,2

Для обеспечения бесперебойной работы предприятия в течении нормативного времени, устанавливаем 8 бункеров первого отволаживания.

Фактический объём бункеров Vф, м3, определяем по формуле (4).

Vф = 32,4 х 8 = 259,2 м3.

2.1.3 Расчет оперативных ёмкостей для второго отволаживания

Общий объем бункеров  Vобщ, м3, определяем по формуле (1), k= 0,75, часов.

Vобщ = = 130 м3

Объем одного бункера V’, м3, определяем по формуле (2).

V’ = 1,5 1,5 14,4 = 32,4 м3

 

Количество бункеров n определяем по формуле (3)

n = =4,0

Для обеспечения бесперебойной работы предприятия в течении нормативного времени, устанавливаем 4 бункера для второго отволаживания.

Фактический объём бункеров Vф, м3, определяем по формуле (4).

Vф = 32,4 х 4 = 129,6 м3.

2.1.4 Расчет оперативных  ёмкостей перед I драной системой.

Общий объем бункеров  Vобщ, м3, определяем по формуле (1), k= 0,75, часов.

Vобщ = = 8,1м3

Бункера для отволаживания перед I драной системой запроектированы на 1 этаж , размеры бункеров 1,5 х 1,5 м, в плане квадратного сечения.

Объем одного бункера V’, м3, определяем по формуле (2).

V’ = 1,5 1,5 4,8 = 10,8 м3

Количество бункеров n определяем по формуле (3)

n= =0,8

Для обеспечения бесперебойной работы предприятия в течении нормативного времени, устанавливаем 1 бункер для  отволаживания перед I драной системой.

Фактический объём бункеров Vф, м3, определяем по формуле (4).

Vф = 10,8 х 1 = 10,8 м3.

2.1.5 Расчет оперативных  ёмкостей для кормовых зерно продуктов

Количество кормовых зерно продуктов Q’, , определяем по формуле

 

Q’ = ,         (5)

где Сn’ – количество кормовых зерно продуктов в %, Сn’ = 2,2 %

Q’ =   =4,8

Общий объем бункеров  Vобщ, м3, определяем по формуле (1), k= 0,85, часов,

Vобщ = м3

Бункера для зерно продуктов расположены на 1 этаж, размеры бункеров в плане 1,5 х 1,5 м.

Объем одного бункера V’, м3, определяем по формуле (2).

V’ = 1,5 1,5 4,8 = 10,8 м3

Количество бункеров n определяем по формуле (3)

 

Принимаем один бункер.

Фактический объём бункеров Vф, м3, определяем по формуле (4).

Vф = 10,8 х 1 = 10,8 м3.

2.1.6 Расчёт оперативных ёмкостей для некоторых отходов

Количество отходов   Определяем по формуле(5),

1,54

Общий объём бункеров определяем по формуле (1)

==

Объём одного бункера , определяем по формуле (2).

 

 

Количество бункеров n определяем по формуле (3).

n= =0,2

Принимаем один бункер.

Фактический объем бункеров , определяем по формуле (4).

=10,8 х 1 = 10,8

2.2 Расчёт и подбор технологического  оборудования

Расчётную производительность мукомольного завода , определяем по формуле

k х Q ,                    (6)

где k- коэффициент запаса, k=1,2

1,2 х 220 = 264

Часовую расчётную производительность , определяем по формуле

= ,          (7)

= = 11

Необходимое число оборудования n для очистки зерна и кондициони-рования определяем по формуле

n = ,           (8)

где - паспортная производительность машины, .

Подбор магнитных аппаратов первого прохода

n = = 1

Устанавливаем по одному магнитному аппарату У1-БМЗ-01 в начале очистки после бункеров для неочищенного зерна, перед обоечными машинами

 

первого прохода.

Подбор магнитных аппаратов для третьего этапа.

n = = 1

Устанавливаем по одному магнитному аппарату У1-БМП-01 перед обоечными машинами второго прохода и перед I драной системой.

Подбор воздушно-ситового сепаратора

n = = 0,9

Устанавливаем один воздушно ситовой сепаратор А1-БИС-12.

Подбор триеров.

n = = 1,4

Устанавливаем два блока цилиндрических триеров CSAUN.

Подбор камнеотборника- классификатора

n = = 0,7

Устанавливаем один камнеотборник- классификатор TSC 092

Подбор вертикального шнекового увлажнителя

n = = 0,9

Устанавливаем один вертикальный шнековый увлажнитель SCV 35С перед бункерами для первого отволаживания.

Подбор наклонного шнекового увлажнителя.

n = = 1,1

Устанавливаем по одному наклонному шнековому увлажнителю Р1-БУС перед бункерами для второго отволаживания и перед бункерами для отволаживания зерна перед I драной системой.

Подбор обоечных машин.

 

n = = 1,6

Устанавливаем по две обоечных машины СИГ 3010 на каждом проходе.

Подбор комбинированного вертикального пневмоканала с рециркуляцией воздуха.

n = = 0,9

Устанавливаем по одному вертикальному пневмоканалу с рециркуляцией воздухаTRC-12R после обоечных машин на каждом проходе.

Подбор весового оборудования n производим по формуле

n = ,        (9)

где – количество продукта, поступающего на взвешивание, %, =100%;

a – вместимость ковша, кг, а=50 кг;

 – число взвешиваний в час, при а = 50 кг,n = 180.

n = = 1,2 

Устанавливаем двое весов АВ-50-3Э, одни в начале, другие в конце очистки.

Для оценки эффективности использования оборудования, необходимо определить его фактическую нагрузку , %, по формуле

=х 100% ,                (10)

где n- фактически установленное число оборудования на одном проходе.

Определяем  для магнитного аппарата У1-БМЗ-01

 

=х 100 =100%

Для остального оборудования определяем аналогично.

 

Таблица-1 Эффективность работы оборудования.

Оборудо-

вание

Марка

машины

Количест-

во машин

Производит.,

Фактическая

загрузка, %

1

2

3

4

5

Магнитный аппарат

У1-БМЗ-01

1

11

100%

Магнитный аппарат

У1-БМЗ-01

1

11

100%

Воздушно-

ситовой сепа-ратор

А1-БИС-12

1

12

90%

Триер

CSA UN

1

8

140%

Камнеотборник классификатор

TSC 092

1

16

70%

Обоечная маши

на

СИГ 3010

2

7

90%

Воздушный сепаратор

TRC-12R

1

14

90%

Вертикальный шнековый увлажнитель

SCV 35C

1

13

90%

Наклонный шнековый увлажнитель

Р1-БУЗ

1

10

110%


 

Всё технологическое оборудование для подготовительного отделения мукомольного завода работает эффективно, за исключением камнеотборника

 

классификатора, т.к. его недогруз составляет более чем 25 %.

2.3 Расчёт помольной партии  зерна по стекловидности

Расчёт помольной партии сводим в таблицу 2.

Таблица- 2 Расчёт помольной партии по стекловидности.

Элементы расчёта

Составные части

первая

вторая

третья

1

2

3

4

Стекловидность,%

60

54

40

Отклонение по стекловидности при смешивании,%;

 

 

 

 

 

 

Первой и второй составных частей

 

60-55=5

 

55-54=1

 

-

Первой и третьей составных частей

 

60-55=5

 

-

 

55-40=15

Расчётное соотношение компонентов в смеси при наличии составных частей

      

Первой и второй

1

5

-

Первой и третьей

15

-

5

Расчётное соотношение каждой составной части смеси

 

 

1+15

 

 

5

 

 

5

       

 

 

Продолжение таблицы 2- Расчёт помольной партии по стекловидности.

1

2

3

4

Сумма частей помольной партии

 

16+5+5=26

Масса каждой составной части в помольной смеси,

т.

      

 

Для определения массы каждой составной части смеси () массу помольной партии зерна умножаем на показатель соотношения его частей в помольной смеси и делим на сумму частей смеси. В данном случае:

= =1353,9 т.

= =423,1 т.

= =423,1 т.

Для проверки правильности проведённого расчёта по показателю стекловидности, каждую составную часть выражаем в тонно-процентах:

1353,960=81234

423,154=22847,4

423,140=16924

Для всей помольной смеси

81234+22847,4+16924=120999,4

Средневзвешенная стекловидность составляет

= 55%

В результате проверки средне взвешивания стекловидность составила 55% , значит расчёт произведён верно, т.к. требовалось составить помольную

партию со средневзвешенной стекловидностью 55%.

3 Строительно-монтажная  часть

3.1 Характеристика основных  частей мукомольного завода

Здание железобетонное шести этажное. Высота каждого этажа здания составляет 4,8 м., за исключением верхнего этажа, высота которого составляет 6 м. Сетка колон 6 х 9, ширина здания составляет 18 м., длина 24м. Здание двух пролётное ширина пролётов в поперечном направлении 9 м., в продольном 6 м.

Здание состоит из следующих частей: фундамента, стен, колон, балок, ригелей (главных балок), междуэтажных перекрытий, перегородок, покрытия (крыши), лестниц, окон, дверей и бункеров для зерна, отходов и готовой продукции. 

Фундамент - это подземная конструкция, предназначенная для передачи нагрузки от здания на грунт.

Стены – назначение наружных стен защищать внутреннее помещение от погодных условий и поддерживания в них определённой температурно - влажностный режим.

Перегородки – это лёгкие внутренние стены, которые не несут нагрузки. Они служат для разделения помещений находящихся между капитальными стенами.

Покрытия –состоит из кровельных настилов, утеплителя, многослойного гидроизоляционного крова и защитного слоя. Основное требование к покрытию это водонепроницаемость.

Лестничные покрытия – состоят из маршей представляющие собой наклонные ступеньки и горизонтальных площадок. При высоте этажа 4,8 м., размещаем четыре марша, по 7 ступеней.

Оконные проёмы – с одинарным остеклением. Они служат для освещения и для аэрации производственных помещений. Размещены оконные проёмы по длине здания.

 

Бункера для неочищенного зерна расположены со стороны элеватора, количество бункеров составляет пять штук, расположены бункера в 1 ряд, в плане размеры бункеров 3 3 метра с шестнадцатью выпускными отверстиями. Бункера расположены на три этажа. Количество бункеров для отволаживания составляет 12 штук. Расположены бункера на три этажа, в плане бункера размером 1,5 1,5 метра. Расположены бункера для отволаживания рядом с бункерами для неочищенного зерна в два ряда. Бункера изготовлены из железобетона с толщиной стен 100-120 мм. В бункерах 5 выпускных отверстий.