25 Машины для шелушения зерна. Назначение и место в технологической схеме; устройство и технологический процесс работы; эффективность работы и техническая характеристика.

Шелушение зерна сжатием и сдвигом

Шелушение зерна в шелушильном поставе. Эта машина используется в основном для шелушения овса и риса (рис.1). Рабочими органами машины являются два диска с вертикальной осью. Верхний диск неподвижен, нижний вращается на вертикальном валу. Зерно через центральное отверстие в верхнем диске поступает на нижний диск, под действием центробежной силы перемещается в рабочей зоне между дисками к периферии. Так как расстояние между дисками меньше размеров зерна, происходит его сжатие, оболочки раскладываются, а вследствие вращения нижнего диска происходит сдвиг оболочек и освобождение от них ядра.

Рабочая поверхность дисков выполняется обычно из абра­зивного материала с различной зернистостью, она должна быть острошероховатой. В отдельных случаях, обычно для шелушения риса, рабочая поверхность верхнего диска набира­ется из резино-тканевых пластин или полимерных материалов. Это обеспечивает более мягкое воздействие на зерно и предо­храняет ядро от значительного дробления. Эффективность шелушения зерна регулируется изменением междискового расстояния.

Недостатком постава можно считать необходимость хоро­шей подготовки зерна, заключающейся в существенном сни­жении его влажности до 8... 10% (для овса).

Шелушение зерна в двухвалковых шелушителях.

Рабочими органами двухвалковых шелушителей являются вальцы длиной 400 и диаметром 200 мм, покрытые специаль­ной резиной или полиуретаном. Вальцы вращаются навстре­чу друг другу с отношением скоростей 1,45:1. Скорость быстровращающегося вальца 9,5 м/с. В рабочей зоне зерно сжимается, пленки раскалываются, а вследствие разных скоростей рабочих поверхностей оболочки сдвигаются и освобождают ядро. Данные шелушители имеют высокую производительность и эффективность шелушения без сущес­твенного дробления ядра. Недостатком резиновых покрытий является их быстрый износ (до трех суток), что не только требует частой их замены, но и усложняет конструкцию межвалковой передачи.

При работе приходится использовать весь ресурс резино­вого покрытия, при этом диаметр вальцов уменьшается с 200 до 180 мм, т. е. межвальцовый зазор меняется на 20 мм, что не позволяет использовать прямую зубчатую передачу для вращения тихоходного вальца. В первых конструкциях шелу­шителей А1-ЗРД-3 этот недостаток компенсировался примене­нием карданной передачи от вала зубчатого колеса привода тихоходного вальца к его валу (рис.2). Подобный привод оказался не очень надежным в эсплуатации. Кроме того, конструкция установки самих вальцов не обеспечивает ее жесткости, так как каждый валец крепится на двух полуосях с целью более удобной замены гильз с резиновым покрытием. При износе резины требуется постоянная регулировка рабочего зазора.

В последующей конструк­ции шелушителя У1-БШВ привод каждого вальца осу­ществляется от индивидуаль­ного электропривода, причем двигатель привода медленно вращающегося вальца работа­ет в режиме генератора. Зазор между вальцами стабилизиру­ется посредством прижатия тихоходного вальца к быстро­ходному системой рычагов и наборных грузов, подвешен­ных на тросах.

С целью удлинения сроков работы покрытия вальцов его стали изготавливать из полиуретана, более износостойкого материала.

За рубежом обычно изготавливают шелушители с мень­шей длиной вальцов (200.. .250 мм), что позволяет устанавливать их консольно, а это, в свою очередь, существенно облегчает замену гильз с покрытием. Конструкция привода и механизма стабилизации межвальцового зазора шелушителя, изготавливаемого фирмой «Бюлер», представлена на рисунке 3. Необходимый уровень сжатия зерна в рабочей зоне обеспечивается массой электродвигателя и пневматическим устройством.

Шелушение зерна многократным или однократным ударами

Шелушение зерна многократным ударом. Основны­ми машинами, в которых зерно шелушится многократным ударом, являются бичевые (обоечные) машины. Эти машины либо такие же, как на мукомольных предприятиях, обычно машины с абразивной поверхностью или со стальной повер­хностью, причем в последних машинах гладкая стальная поверхность заменяется на ребристую, которая образуется при укладке вдоль цилиндра профильных уголков или круглых стержней. Вращающийся ротор обычно имеет продольные бичи, установленные под некоторым углом к образующей цилиндра, что обеспечивает перемещение зерна от приема к выходу. Эффективность шелушения зерна может регулиро­ваться изменением скорости вращения ротора, а также уровня зерна в рабочей зоне, который, в свою очередь, зависит от угла наклона бичей и положения заслонки на выходном отверстии цилиндра. Достоинства бичевых машин: их простота, большая производительность, возможность шелушения зерна с высо­кой влажностью (до 13... 14 %). Основным недостатком машин является довольно высокий выход дробленого ядра.

Шелушение зерна однократным ударом. Шелушение зерна однократным ударом производится в центробежных шелушителях. Принцип работы шелушителя основан на ударе зерен, разгоняемых центробежной силой в роторе с радиаль­ными или наклоненными с некоторым углом к радиусу ротора каналами, об отражательную поверхность, выполненную в виде кольца с радиусом несколько большим, чем радиус ротора (рис.4). В таком шелушителе можно шелушить зерно с пластичным ядром и несросшимися с ним пленками. Из всех перерабатываемых культур такую характеристику имеет зерно овса, для шелушения которого и применяют этот шелушитель.

Скорость удара зерна об отражательное кольцо регулиру­ется изменением частоты вращения ротора и зависит от влажности зерна, способа его подготовки, сортовых особен­ностей и достигает 40...50 м/с.

Достоинством таких шелушителей является высокий эф­фект шелушения зерна, сравнительно низкий расход энергии, компактность, возможность шелушить зерно практически с любой влажностью выше 12...13%. Недостатком можно считать довольно быстрый износ лопастей и отражательного кольца вследствие высокой абразивной способности цветко­вых пленок овса. В связи с этим лопасти, образующие каналы, делают сменными, а зона удара зерна об отражательное кольцо расширяется за счет его гармонических движений вверх и вниз. Такое движение обеспечивается в результате вращения отражательного кольца, опирающегося на специальный копир, от собственного двигателя.

Шелушение зерна длительным истиранием оболочек

Основной машиной для шелушения зерна таким способом является вертикальная шелушильно-шлифовальная машина А1-ЗШН-3 или первый аналог А1-ЗШН (1,5).

Рабочими органами машины являются 6...7 абразивных дисков, вращающихся на вертикальном валу в ситовой непо­движной обечайке, которая, в свою очередь, заключена в стальной, также неподвижный, корпус (рис. 5).

Исходное зерно поступает в рабочую зону шелушителя между вращающимися дисками и ситовой обечайкой, где в результате истирания вращающимися абразивными дисками, трения о обечайку, а также взаимного трения зерен постепен­но отделяются наружные пленки.

При трении, как известно, выделяется большое количество тепла, а при шелушении указанным способом значительная часть отделенных наружных слоев представляет собой мелкий продукт в виде мучки, мелкой дробленки и измельченных пленок. Поэтому зона продувается воздушным потоком, кото­рый входит из отверстий между дисками пустотелого вала и выходит через отверстия ситовой обечайки, отводя тепло и за­хватывая мелкие фракции отходов. Интенсивность обработки продуктов в машине зависит от длительности его пребывания в рабочей зоне. При полном заполнении рабочей зоны длитель­ность обработки прямо пропорциональна объему рабочей зоны и обратно пропорциональна производительности машины.

Настройка скорости движения продукта в рабочей зоне, обеспечивающей неразрывность потока при заданной его производительности, производится клапаном, установленном на выходе продукта.

Качество обработки зависит также от крупности абразив­ного материала, применяемого для изготовления дисков.

Достоинством машины является ее универсальность, так как она может применяться не только для шелушения, но и шлифования продуктов. В последнее время, например, ее стали применять для шелушения и шлифования проса, есть возможность использовать ее и для риса. Недостатками машины можно считать повышенный расход энергии, относительно быстрый износ рабочих органов, в первую очередь перфори­рованного цилиндра.

26 Машины для сортирования продуктов шелушения и крупоотделения. Назначение и место в технологической схеме; устройство и технологический процесс работы; эффективность работы и техническая характеристика.

Крупосортировку А1-БКГ-1 применяют для сортирования зерна по крупности и продуктам шелушения, контроля пшена и овсяной крупы. Рабочими органами машины являются два ситовых кузова 1, 2 (рис.1), подвешенных на подвесках к кар­касу 14. Каждый кузов разделен продольной перегородкой на две равные части, в которых расположены в одной плоскости три ситовые рамы 6, под ними металлический поддон. Ситовые кузова установлены наклонно. Угол наклона верхнего кузова до 5°, нижнего до 4°. Возвратно-поступательное движение си­товых кузовов осуществляется от электродвигателя 11 посред­ством клиноременной передачи на главный вал 19, соединен­ный эксцентриковыми механизмами 18 и тягами с ситовыми ку­зовами. Очистка сит производится щеточно-очистительным ме­ханизмом, его рама с шестью щетками посредством роликов 7 опирается на направляющие боковины каркаса и приводится в движение от главного вала посредством клиноременной переда­чи и двухступенчатого цилиндрического редуктора.

Процесс сортирования продуктов шелушения происходит следующим образом. После пуска крупосортировки открывают заслонку в самотеке, продукт через приемный патрубок посту­пает в питатель 3 и посредством грузового клапана 5 равно­мерно распределяется по всей ширине сита тонким слоем. Скольжение продукта вдоль сита должно происходить без от­рыва от него, это достигают регулировкой наклона подвесок 8 навинчиванием фигурных гаек на резьбу подвесок.

Сортирование продукта в крупосортировке может происхо­дить по двум схемам. По одной схеме сход с сита верхнего кузова — сорная примесь выводится из машины, а проход по­ступает на сито нижнего кузова, сход сита — крупа через па­трубок 13 и проход — мучка по поддону и патрубку 12 удаля­ются из машины. Для отделения шелушеного зёрна от нешелушеного схема сортирования продукта предусматривает последовательное просеивание продукта в верхнем и нижнем ситовых кузовах, при этом сход сита верхнего кузова поступает на сито нижнего, с которого нешелушеные зерна выводятся из машины, а проходом сит получают продукты шелушения зерна (крупу).

Техническая характеристика крупосортировки А1-БКГ-1

Производительность, т/ч:

на процессе предварительного контроля

пшена 5

овсяной крупы 2,2

на процессе окончательного контроля

пшена 2,5

овсяной крупы 1,5

Просеивающая поверхность сит, 3,2

Частота колебаний кузова, кол/мин 390

Амплитуда колебаний кузова, мм 8

Привод щеточного механизма Кривошипношатунный

Ход щеточной рамы, мм 280

Расход воздуха на аспирацию, м³/ч 734

Масса, кг 750

Крупоотделительная машина А1-БКО выделяет шелушеные зерна риса из смеси с не шелушеными зернами. Рабочими органами машины служат сортирующие столы 6_У расположенное в три яруса и закрепленные на подвижной ра­ме 8. Столы имеют продольный наклон 3°30', а в поперечном направлении угол наклона можно регулировать от 8 до 24°. Дно сортирующих столов выполнено из листовой стали со штампо­ванными ячейками.

Рама 8 состоит из двух боковин, выполненных из листовой стали. Боковины рамы соединены стяжами, изготовленными из труб, со стороны поступления продукта на сортирующие столы. Колеблющаяся рама опирается на оси рычагов механизма ре­гулирования наклона столов, а с противоположной стороны на оси угольников, связанных с приводом. Угол наклона столов регулируют, вращая штурвал 11 червячного редуктора. Сорти­рующим столам сообщается возвратно-поступательное движе­ние эксцентриковыми механизмами, вал 10 которых приводит­ся в движение от электродвигателя 12 через клиноременную пе­редачу. На валу электродвигателя (1,1 кВт) установлен раз­движной вариаторный шкив, позволяющий плавно изменять частоту вращения вала от 170 до 200 об/мин (амплитуда коле­баний 29 мм).

Крупоотделительная машина работает следующим образом. Смесь шелушеного и нешелушеного зерна поступает в аспирационную колонку, она установлена на стойках, укрепленных на станине. В корпусе колонки имеется несколько наклонных плос­костей. Зерно, перемещаясь по плоскостям, подвергается воздей­ствию воздушного потока, которым уносятся пыль, цветковые оболочки и другие легкие примеси. Из аспирационной колонки зерно поступает в питатель 5 и по патрубку 7 направляется тремя параллельными потоками на сортирующие столы 6. В ре­зультате возвратно-поступательного движения столов продукт подвергается самосортированию. Шелушеные зерна, обладаю­щие большей плотностью, образуют слой продукта, непосредст­венно прилегающий к ячеистой поверхности столов, а не шелушеные зерна, имеющие меньшую плотность, попадают наверх.

Шелушеные зерна, имеющие больший коэффициент трения_; перемещаются вдоль днища к каналу 4 и выводятся из маши­ны, Не шелушеные зерна, имеющие меньший коэффициент тре­ния, скользят по слою шелушеных зерен, скатываются в попе-, речном направлении к низкой стороне стола и через щель между краем дна и бортом выводятся из машины по лотку 2. Незначительное количество не рассортированного продукта вы­ходит из машины по лотку 3. Этот продукт повторно направля­ют на сортирование. Эффективность сортирования зависит от числа колебаний и поперечного наклона столов. Если в резуль­тате сортирования фракции шелушеного зерна содержат не ше­лушеные зерна, следует увеличить поперечный наклон столов и число их колебаний.

Поперечный наклон столов регулируют штурвалом 11. Он через червячный редуктор 12 вращает вал 10, на концах кото­рого сделаны правая и левая нарезки. Гайки, навинченные на вал, смещаются в противоположном направлении и посредст­вом рычагов 9, шарнирно соединяющих гайки с рамой 5, изме­няют поперечный наклон столов. Число колебаний столов ре­гулируют, изменяя размеры шкива на электродвигателе 1. Уве­личение числа колебаний не должно вызывать подпрыгивание зерна над днищем, так как это ухудшает эффективность сор­тирования.

Технологическая эффективность работы крупоотделительной машины характеризуется следующими показателями: содержа­ние нешелушеных зерен должно быть снижено до 1 % с учетом повторного сортирования фракции шелушеных и нешелушеных зерен, полученных при первом сортировании в крупоотдели­тельной машине, коэффициент извлечения ядра составляет 67% при содержании нешелушеных зерен 0,47%; содержание неше­лушеных зерен в направляемом на повторное шелушение сос­тавляет до 27,5%.

27 Машины для шлифования и полирования крупы. Назначение и место в технологической схеме; устройство и технологический процесс работы; эффективность работы и техническая характеристика.

Шлифование улучшает внешний вид крупы, напри­мер, темный рис после шлифования становится белым. В ре­зультате удаления наружных слоев и зародыша, содержащего много жира, повышается стойкость крупы при хранении. Шлифованная крупа быстрее варится, увеличивается ее при­вар.

Процесс шлифования заключается в постепенном истира­нии наружных частей ядра в результате интенсивного трения его об абразивную или другую острошероховатую поверх­ность, а также взаимного трения ядер. В процессе шлифования ядра испытывают большие нагрузки, что приводит к неизбеж­ному дроблению некоторых из них. Так, при шлифовании рисового ядра образуется основное количество дробленки. Поэтому от технического состояния машин, их правильного регулирования, использования оптимальных режимов работы зависит эффективность процесса.

Для шлифования крупы применяют шелушильно-шлифо­вальные машины А1-ЗШН-3 и вальцедековые станки (для пшена). Однако наибольшее распространение получили спе­циальные шлифовальные машины, которые применяют в ос­новном для шлифования рисового и овсяного ядра. К таким машинам относят шлифовальные поставы РС-125 либо шлифо­вальные машины А1-БШМ.

Рабочие органы шлифовального постава представляют собой вращающийся на вертикальном валу конический бара­бан, покрытый сверху абразивной массой, и неподвижную ситовую, также коническую обечайку (рис.1). Ядро находится в рабочей зоне между барабаном и обечайкой, постоянно перемещается сверху вниз, соприкасается с движу­щейся абразивной поверхностью, которая обрабатывает ядро со всех сторон. Для повышения эффективности шлифования вдоль образующей ситовой обечайки сделаны продольные пазы, в которые входят распределительные колодки, выпол­ненные из пищевой резины. Их назначение — задерживать продукт, предотвращать его круговое движение вместе с барабаном.

Эффективность шлифования можно регулировать подня­тием или опусканием барабана, что увеличивает или уменьшает зазор между барабаном и обечайкой, а также положением резиновых колодок, которые могут приближаться и отодви­гаться от абразивного барабана. Недостатки шлифовальных машин: их большие габариты, сложность обслуживания и ремонта, невысокая производительность, образование значи­тельного количества битого ядра.

Более производительной и компактной считают шлифо­вальную машину А1-БШМ-2,5 (рис. 2). Ее рабочими органами являются два горизонтальных вала, набранных из отдельных корундовых колец, и ситовая обечайка, состоящая из двух разъемных полуцилиндров. С внутренней стороны верхнего полуцилиндра обечайки крепятся под углом неболь­шие пластины — гонки, которые способствуют перемеще­нию продукта от приема к выходу. Подача продукта в рабочую зону производится шнеком, на выходе продукт задерживается грузовым клапаном, перекрывающим выходное кольцевое отверстие. Усиливая или ослабляя прижим клапана, регулиру­ют эффективность шлифования.

К сожалению, кроме достоинств, о которых говорилось выше, машина имеет и крупный недостаток: по сравнению с машиной РС-125 машина А1-БШМ-2,5 в большей степени дробит ядро.

Машины типа ЗШН предназначены в основном для шлифо­вания и полирования дробленой крупы — перловой, ячневой, пшеничной, кукурузной, а также гороха. Важность этой операции, особенно для рисовой крупы (при шлифовании образуется до 10... 15 % дробленки), заставляет зарубежные фирмы и российских исследователей искать новые способы и средства для шлифования ядра.

Так, фирма «Бюлер» предлагает для шлифования несколь­ко новых машин, хотя принцип их действия не является оригинальным. Одна из машин представляет собой установку типа ЗШН, в которую внесен ряд изменений. В частности, привод машины осуществляется сверху (рис.3), что дает возможность выпускать продукт по всему объему рабочей зоны равномерно, наличие пружинного или грузового клапана позволяет регулировать эффективность обработки. Для ее повышения вдоль образующей ситовой обечайки устанавлива­ют резиновые или стальные колодки, назначение которых аналогично их назначению в машинах РС-125.

Эта же фирма изготавливает и горизонтальные шлифо­вальные машины с шестигранными обечайками, что, по мнению представителей фирмы, улучшает эффективность. Кроме того, машина снабжена собственным вентилятором, с помощью которого машина аспирируется. Аналогичные машины пред­лагаются и известной японской фирмой «Сатаке». Для более «мягкого» шлифования машины имеют полый вал, через который в рабочую зону подается теплый влажный воздух, что снижает дробимость ядра и облегчает его шлифование в результате небольшого повышения влажности ядра.

Основной недостаток всех перечисленных машин заключа­ется в достаточно большом силовом воздействии на ядро, что приводит к его дробимости.

Был также предложен ряд конструкций шлифовальных машин, где силовое воздействие обеспечивается силой тяже­сти продукта. Однако такого силового воздействия явно недостаточно, эффективность таких машин была мала. Уси­лить силовое воздействие можно в поле центробежных сил. . Степень шлифования может оцениваться изменением золь­ности крупы, а также ее белизной. Однако определение зольности — анализ длительный и трудоемкий, а оптические свойства крупы часто не коррелируют с ее качеством. Эти свойства зависят и от исходной характеристики зерна. Кроме того, воспроизводимость показаний приборов невелика из-за разной укладки крупы в кювете и т. д., а сами приборы недостаточно надежны.

В результате шлифования изменяется химический состав крупы, в крупе снижается содержание белка, витаминов, минеральных веществ. В то же время повышается содержание крахмала. Снижение биологической ценности крупы компен­сируется ее лучшей усвояемостью в результате удаления оболочек, не усваиваемых организмом человека.

Полирование крупы. Кроме шлифования, крупу также и полируют. Полирование улучшает в основном внешний вид крупы. При полировании с поверхности ядра удаляется мучка, оставшаяся после шлифования, заглаживаются царапины, крупа становится более светлой и яркой. Для полирования применяют те же шлифовальные машины, в которых исполь­зуют более мелкий абразивный материал.

28. Ударно-истирающие и сортирующие машины. Назначение и место в технологической схеме; устройство и технологический процесс работы; эффективность работы и техническая характеристика.

Деташеры и энтолейторы – машины ударно-истирающего действия, применяемые в размольном и шлифовочном процессах для дополнительного измельчения и разрыхления продуктов размола, полученных поле вальцовых станков. На завершающих стадиях размола оболочечных продуктов для их просеивания наряду с рассевами применяют виброцентрофугалы. Виброцентрофугал РЗ-БЦА (рис.1) предна­значен для высеивания муки из трудносыпучих промежуточ­ных продуктов размола зерна. Основной рабочий орган — вращающийся бичевой ротор 2, установленный в неподвижном ситовом цилиндре 3 из капроновой ткани. Исходный продукт / поступает через приемный патрубок 1 внутрь ситового цилиндра 3. Вращающиеся бичи ротора 2 подхватывают про­дукт и отбрасывают его к поверхности сита. Мучнистая смесь /// проходит через отверстия сита и сбрасывается с него в выпускной патрубок 5 в результате высокочастотных колеба­ний ситового цилиндра. Сходовая фракция — отрубянистые частицы // — под действием вибрации выводится через пат­рубок 4.

Отличительные особенности машины заключаются в том, что высокочастотные колебания ситового цилиндра активизи­руют просеивание и транспортирование трудносыпучей фрак­ции, а также обеспечивают самоочистку отверстий сит.

Производительность виброцентрофугала зависит от ско­рости вращения ротора, которая изменяется при замене шкивов на электродвигателе, а также от зазора между кромкой бичей и ситовой поверхностью. Изменяют зазор, передвигая бичи в радиальном направлении, в пределах 12…13мм.

Эффективность работы машины оценивается сопостав­лением зольности исходного продукта и полученных фрак­ций. Соотношение проходовой и сходовой фракций 1... 1,3. Зольность сходовой фракции в 2,5...2,8 раза выше, чем проходовой.