Лекция 4 Машины для подготовки зерна к помолу

Поступающее на мельничные заводы зерно, обычно с элеваторов, предварительно проходило лишь первичную очистку и имеет вредные примеси: (семена сорной растительности, минеральных частиц (камни), соломистые частицы, остатки оболочек, вредителей и продукты их жизнедеятельности). Поверхность зерна загрязнена пылью, почвой, плесенью, грибками и др. микроорганизмами. Чтобы эти вредные вещества не попадали в муку, перед переработкой они должны быть удалены, что и составляет содержание целого этапа технологии мукомольного производства – очистку зерна. Тщательная очистка зерновой смеси от примесей перед переработкой зерна в муку и крупу — непременное условие получения доброкачественной продукции.

Очистка зерна входит в состав операций по подготовке зерна к помолу (12 операций у традиционной типовой технологии и 17 у новой).

В состав операций очистки входят:

6. Очистка от лёгких примесей, отличающимися аэродинамическими свойствами.

7. Очистка от примесей, отличающимися размерами (длиной, шириной или толщиной).

8. Очистка от примесей, отличающихся плотностью (камни).

9. Чистка поверхности зерна от пыли и загрязнений.

10. Очистка от магнитных примесей.

Зерновую смесь очищают от примесей в машинах, работа которых основана на использовании различия физико-механических свойств зерна и примесей.

Для очистки зерна используются различные машины:

сепараторы, пневмосепараторы, аспираторы, аспирационные колонки, скальператоры, камнеотделители, концентраторы и др.

Примеси, отличающиеся от зерна аэродинамическими свойствами, удаляют в воздушных сепараторах (аспираторах);

шириной и толщиной — в ситовых сепараторах;

шириной, толщиной и аэродинамическими свойствами — в воздушно-ситовых сепараторах;

длиной — в триерах;

плотностью, упругостью и коэффициентом трения — в вибрационных и вибропневматических машинах;

магнитными свойствами — в магнитных сепараторах.

Эффективность очистки зерна (Е) определяют по формуле

Е =A(1-a/100)/B % ,

где А — масса отходов, кг; а — содержание полноценного зерна в отходах % от их массы; В — масса примесей в исходном зерне, подлежащих выделению на данной зерноочистительной машине,

Воздушные и пневматические сепараторы

Процесс механического разделения зерновой смеси на однородные по геометрическим параметрам и физико-механическим свойствам (фракции) называют сепарированием, а машины, применяемые для этого -сепараторами.

Пневматические и воздушные сепараторы (аспираторы) применяют для отделения воздушным потоком примесей, отличающихся от зерна основной культуры аэродинамическими свойствами. К таким примесям, которые называют легкими, относят цветочные оболочки, части стеблей и колосьев, полову, семена сорных растений, щуплые зерна основной культуры, пыль и т. д. Пневматические сепараторы наряду с очисткой выполняют функции циклонов-разгрузителей в сети пневмотранспорта, т. е. отделяют зерно от транспортирующего воздуха.

В зерноочистительных машинах применяют различные способы пневмосепарирования: в вертикальном, наклонном или поперечном воздушном потоке; с использованием поля центробежных сил; пневмоинерционное; пневмоситовое и др. Наибольшее распространение благодаря конструктивной простоте и компактности устройств получил способ сепарирования зерновой смеси в вертикальном воздушном потоке (рис. 2).

П ри этом на частицы действуют сила тяжести G и подъемная сила сопротивления Р

где К — коэффициент сопротивления, зависящий от формы, размеров и шеро­ховатости поверхности, частиц; F — миделево сечение (площадь проекции частицы на плоскость, перпендикулярную направлению воздушного потока), м2; р — плотность воздуха, кг/м3; v — скорость воздушного потока, м/с; g — уско­рение свободного падения, м/с2.

Направление перемещения частиц в воздушном потоке обусловливается соотношением сил Р и G в том случае, когда: G>P — частица перемещается вниз; G< P— частица уносится воздушным потоком; G=P— частица находится во взвешенном состоянии.

Скорость воздушного потока, при которой частица находится в состоянии равновесия, называют скоростью витания зерна Vвит.зерна. Этот показатель характеризует аэродинамические свойства частицы. Условие сепарирования зерновой смеси по аэродинамическим свойствам может быть выражено следующим соотношением:

Vвит.зерна >V> V вит.пр,

где V вит.зерна — скорость витания зерна, м/с; v — скорость воздушного потока, м/с; V вит.пр — скорость витания примесей, м/с.

Скорость витания зерна пшеницы колеблется в пределах (м/с) 8,9... 11,5, ржи 9,4 ... 9,9, скорость витания аэродинами­чески легких примесей не превышает 5. Исходя из этого скорость воздушного потока в пневмосепарирующем канале для уноса примесей устанавливают примерно 6 м/с.

Современные предприятия в основном оснащены различными модификациями машин, в которых зерновая смесь сепарируется в вертикальном воздушном потоке. К таким машинам относят сепараторы типа А1-БИС и А1-БПС, аспираторы и аспирационные колонки А1-БДЗ, А1-БВЗ, А1-БКА и А1-БДА, пневмосепарирующие устройства БПС, А1-БЗА и др.

Пневматические и воздушные сепараторы подразделяют на две группы с замкнутым и разомкнутым циклом воздуха.

Воздушные сепараторы с разомкнутым циклом воздуха называются аспнрационными колонками. Основным недостатком аспирационных колонок является большое влияние их работы на воздухообмен в рабочем помещении. К их достоинствам относится использование относительно чистого воздуха, забираемого из помещения для пневмосепарирования.

Воздушные сепараторы с замкнутым циклом воздуха носят название аспираторы. Достоинстово их - циркулирующий в машине воздушный поток не оказывает влияния на воздухообмен в помещении. Недостаток: с воздушным потоком циркулирует большая часть наиболее легкой примеси, не осевшей в относоосаждающем устройстве аспираторов; многократное использование загрязнённого воздуха способствует распространению микроорганизмов в зерновой массе.

В воздушных сепараторах с комбинированным циклом воздуха до 10% воздуха обновляется, они не оказывают большого влияния на воздухообмен в рабочем помещении, как это имеет место в аспирационных колонках, и в то же время процесс ппевмосепарирования осуществляется в них более чистым воздухом, чем в аспираторах. К воздушным сепараторам с комбинированным циклом воздуха относится сепаратор А1-БДК-2,5, применяемый на крупозаводах.

На мукомольных заводах, оснащенных комплектным оборудованием, используют воздушные сепараторы РЗ-БАБ, а для пневмосепарирования и отделения транспортирующего воздуха от зерна — цилиндрические пневмосепараторы РЗ-БСД. Они работают в режиме разомкнутого цикла воздуха.

В новых технологиях применяют воздушные сепараторы типа РЗ-БАБ