Спосіб одержання борошна і установка для його здійснення

Изобретение относится к производству муки из пшеницы для хлебопекарной и макаронной промышленности. Известны традиционные методы обработки зерна и получения муки (Егоров Г.А. и др. Технология муки, крупы и комбикормов. - М.: Колос, 1984; Птушкин Г.Е. и др. Высокопроизводительное оборудование мукомольных заводов. - М.: Агропромиздат, 1987), включающие очистку его поверхности от прилипшей пыли и минеральных частиц, отделение плодовых оболочек, бороздки и зародыша зерна, многостадийный сортовой помол, состоящий из драного процесса (3 стадии), в котором зерно измельчают на вальцевых станках для получения частиц эндосперма в виде крупок и дунстов, сортирование (обогащение) крупок и дунстов по крупности и качеству: по крупности - в рассевах, по качеству - в ситовеечных машинах, измельчение крупок и дунстов на размольных системах с просеиванием, отделением муки от продуктов 2 - го качества, измельчение в муку продуктов 2 - го качества, вымол на размольных системах эндосперма из продуктов помола (Егоров Г.А. и др. Технология муки, крупы и комбикормов. - С.129 - 140). Существенными недостатками этой технологии являются ее громоздкость, использование большого количества разнообразного оборудования с большими энергетическими затратами, необходимость в больших производственных помещениях. Известен способ производства муки (А.с. СССР №1579561, кл. B02C9/04) из мягкой пшеницы, включающий выделения из зерновой массы примесей, очистку покровов зерна, движение с одновременным отволаживанием, размол зерна, сортирование измельченных продуктов с обогащением крупок и дунстов и формирование сортов муки. Способ предусматривает разделение зерна на 15 потоков с определением границ стекловидности в каждом потоке по графику, дальнейшим объединением в зависимости от стекловидности в 3 - х одинаковых сортах, каждый из которых подвергается дальнейшей переработке с получением макаронной крупы, хлебопекарной муки и комбикормов. Недостатками приведенного способа являются сложность осуществления процессов, связанная с разделением зернена большое количество потоков, необходимостью определения аналитических зависимостей границ предела требуемой стекловидности для каждого потока и определение их сортности и невозможностью обеспечения требуемого качества сортов муки. Известен способ производства муки из ржи, выбранный в качестве прототипа, предусматривающий подготовку зерна к помолу, включающий очистку от посторонних примесей, увлажнение, отволаживание, многоэтапное измельчение с сортированием продуктов измельчения после каждой операции, притом на первом этапе измельчение осуществляют последовательно в вальцевом станке с выделением муки по крупности, соответствующей получаемому сорту и в ударной дробилке оставшейся части продукта, на второй этапе измельчение в вальцевом станке с выделением муки аналогично первому этапу и оставшейся части продукта - в ударной дробилке с увеличенной скоростью вращения ротора, а на третьем этапе измельчают оставшуюся часть продуктов размола в зависимости от требований общего выхода муки (А.с. СССР №1645001) заявляемой установки. Известна установка получения муки из зерна ржи, выбранная в качестве прототипа, содержащая по ходу технологического процесса устройства очистки, термовлажностной обработки, измельчения зерна, сепарирования и классификации (А.с. СССР №1645001). Окончательное выделение муки осуществляется на просеивающей машине на ситах с отверстиями менее 450мкм, а в качестве машины для выделения готовой фракции муки между двух этапов измельчения используется воздушный классификатор. Способ включает отволаживание в течение 3 6ч и размол на вальцевых машинах с параметрами рифлей валков: число рифлей по длине окружности валка в 1см 4,5 - 5,5, уклон рифлей 8 - 10%, углы нарезки 25°/65°, расположение рифлей "ос/ос". Существенные недостатки известного способа заключаются в том, что они предусматривают использование старой неэффективной технологии с длительным отволаживанием 3 - 6ч, которая не обеспечивает получение высококачественной муки. Известная установка требует постоянного обслуживания, заключающегося в периодической насечке рифлей (через каждые 24 - 36 часов), восстановлении поверхности вальцев и не обеспечивает высокое качество муки вследствие ее загрязнения продуктами деструкции (разрушения) рабочих поверхностей вальцовых станков и ударных дробилок. Кроме того, применение на 1 этапе измельчения в вальцевом станке и ударной дробилке, а на втором - в ударной дробилке не обеспечивает очистки зерна, в частности от пыли, которая попадает в муку и ухудшает ее сортность (качество). В основу изобретения поставлена задача создания способа получения муки, в котором путем предварительной термовлажностной обработки зерна паром с температурой 110 130°C в течение 30 - 60сек с последующей очисткой и измельчением в две стадии в акустически-вихревых камерах обеспечивается качественная очистка зерна от оболочек, обогащение крупки, получение частиц муки требуемого гранулометрического состава и за счет этого высокого качества муки с улучшенными хлебопекарными, вкусовыми и макаронными свойствами. В основу изобретения поставлена задача создания установки получения муки, в которой, путем использования в качестве устройства очистки и измельчения зерна ряда акустическивихревых камер с шероховатой внутренней поверхностью плазменного напыления абразивного материала с различной степенью шероховатости обеспечивается качественная очистка зерна от оболочек, получение обогащенной крупки, частиц муки требуемого гранулометрического состава и за счет этого высококачественной сортовой муки с улучшенными хлебопекарными, вкусовыми и макаронными свойствами. Поставленная задача решается тем, что в способе получения муки, включающем очистку зерна, увлажнение, измельчение зерна с сортированием продуктов, измельчения согласно изобретению перед измельчением производят предварительную обработку зерна паром при температуре 110 - 130°C в течение 30 - 60сек с последующей очисткой от оболочек в две стадии в акустически-вихревых камерах, причем на I стадии при давлении до 0,30кг/см2, а на II стадии производят доочистку с разворачиванием зерна по бороздке, а измельчение зерна осуществляют в акустически-вихревом потоке с частотой самовозбуждающихся колебаний 6 - 15кГц в течение 1 - 2мин в две стадии; на I - ой ст. - до получения обогащенной крупки, а на II - ой ст. измельчают крупку до получения муки с последующей классификацией в поле центробежных сил по крупности частиц и возвращением крупных частиц на доизмельчение на вторую стадию. Поставленная задача решается тем, что в установке получения муки, содержащей установленные по ходу технологического процесса устройства очистки термовлажностной обработки, измельчения зерна, его сепарирования и классификации, согласно изобретению устройства очистки и измельчения зерна выполнены в виде ряда акустически-вихревых камер с шероховатой внутренней поверхностью плазменного напыления из абразивного материала с различной степенью шероховатости, причем первые камеры содержат спиралевидные вставки с максимальной закруткой их по оси камеры и патрубками отвода обрабатываемого материала в зоне пониженного давления и соединенных с устройствами сепарирования, выполненными в виде развернутых большим основанием вниз конусов с патрубками, соединяющими устройства сепарирования с акустически-вихревыми камерами и емкостями для продуктов, а последняя камера соединена с устройством классификации муки по крупности на сорта, снабженным системой возврата в нее крупных частиц. Предварительная обработка зерна паром при температуре 110 - 130°C в течение 30 - 60сек и последующая очистка от оболочек в две стадии в акустически-вихревых камерах, причем на первой стадии - в мягком режиме при давлении до 0,30кг/см2, на второй стадии - доочистка с разворачиванием зерна по бороздке с частичным разделением его на частицы с открытым эндоспермом, позволяют наиболее полно очистить его от оболочек. Измельчение очищенного зерна в акустически-вихревом потоке с частотой самовозбуждающихся колебаний 6 15кГц в течение 1 - 2мин в две стадии позволяет получить: на первой стадии - обогащенную крупку за счет отделения остатков оболочек и алейронового слоя от частиц эндосперма, а на второй стадии - высококачественную муку требуемого гранулометрического состава из эндосперма обогащенной крупки. Последующая классификация муки в поле центробежных сил обеспечивает разделение ее по крупности частиц на сорта и возвращение крупных частиц на доизмельчение. Таким образом за счет качественной очистки зерна обеспечивается получение высокого качества муки, т.е. достигается ожидаемый технический результат. Кроме этого, измельчение зерна в акустически-вихревом воздушном потоке позволяет улучшить хлебопекарные, вкусовые и макаронные свойства за счет получения "воздушной муки", т.е. обогащенной воздухом. Выполнение акустически-вихревых камер с шероховатой внутренней поверхностью из абразивного материала и устройства сепарирования в виде развернутых большими основами вниз конусов с патрубками обеспечивает очистку зерна от оболочек и пыли и тем самым получение высококачественной муки. Использование для очистки от оболочек и измельчения зерна ряда малогабаритных акустичеки-вихревых камер вместо традиционного энергоемкого габаритного оборудования позволяет создать новый класс высокоэффективных машин для получения муки. Таким образом обеспечивается качественная очистка зерна, т.е. достигается ожидаемый технологический результат. На чертеже (фиг.) представлена принципиальная схема установки получения муки и поперечные разрезы по А - А и Б - Б. Согласно способу получения муки, предусматривающему подготовку зерна к измельчению, включающую очистку от посторонних примесей, предварительную обработку зерна паром при температуре 110 130°C в течение 30 - 60сек с последующей очисткой от оболочек в две стадии в акустическивихревых камерах, на первой стадии очистку зерна осуществляют в мягком режиме при давлении 0,3кг/см2 с сепарированием оболочек, а на второй стадии - доочистку с разворачиванием зерна по бороздке с частичным разделением его на частицы с открытым эндоспермом и удалением оставшихся оболочек; измельчение зерна в акустически-вихревом потоке с частотой самовозбуждающихся колебаний 6 - 15кГц в течение 1 - 2мин в две стадии, на первой стадии получают и обогащают крупку, отделяя остатки оболочек и алейронового слоя от частиц эндосперма, а на второй - измельчают крупку до получения муки с последующей классификацией по крупности частиц в поле центробежных сил и возвратом крупных частиц на доизмельчение на вторую стадию. Сепарирование и удаление оболочек на каждой стадии очистки и измельчения мелкой фракции продукта на первой стадии измельчения позволяет обеспечить более оптимальные условия обдирки и измельчения зерна в камерах, т.к. энергия затрачивается непосредственно на образование новых частиц муки требуемого гранулометрического состава, а не на переизмельчение мелких частиц оболочек и эндосперма, содержащихся в продуктах обработки на первых трех стадиях. Удаление оболочек и мелких частиц алейронового слоя, которые не содержат клейковины, позволяет повысить качество муки, что улучшает ее хлебопекарные, вкусовые и макаронные свойства. Установка содержит установленное по ходу технологического процесса устройство очистки зерна от посторонних примесей 1 с патрубками подачи материала 2, воздуха 3, удаления аспирационного воздуха 4, материала 5, термовлажностной обработки зерна 6, очистки зерна от оболочек в виде акустически-вихревой камеры 7 с резонаторами 8, патрубком подачи энергоносителя 9, причем камера выполнена с шероховатой внутренней поверхностью из абразивного материала, полученного методом плазменного напыления, с различной степенью шероховатости со спиралевидной вставкой 10 с максимальной закруткой ее по оси камеры (разрез А - А) и патрубком отвода обрабатываемого материала в зоне пониженного давления 11, соединенным с устройством сепарирования 12, выполненным в виде развернутого большим основанием вниз конуса с патрубком 13, соединяющим устройство с емкостью для оболочек, и патрубком 14, соединяющим устройство с акустически-вихревой камерой доочистки с разворачиванием зерна по бороздке и частичным разделением его на частицы с открытым эндоспермом 15 с резонаторами 16, с патрубком подачи энергоносителя 17, выполненной с шероховатой поверхностью с вставкой 18 в виде лопаток, разрез Б - Б, и патрубком отвода обрабатываемого материала в зоне пониженного давления 19, соединенным с устройством сепарирования 20, выполненным в виде развернутого большим основанием вниз конуса с патрубком 21, соединяющим устройство с емкостью для оболочек и патрубком 22, соединяющим устройство с акустически-вихревой камерой получения обогащенной крупки 23 с резонаторами 24, патрубком подачи энергоносителя 25, патрубком отвода обрабатываемого материала в зоне пониженного давления 26, соединенным с сепарирующим устройством 27, с патрубком 28, соединяющим устройство с емкостью для оболочек и мелких частиц алейронового слоя, и патрубком 29, соединяющим устройство с акустически-вихревой камерой получения муки 30 с резонаторами 31, патрубком подачи энергоносителя 32. патрубком отвода муки 33 в зоне пониженного давления, соединенным с устройством классификации муки по сортам 34, снабженным системой возврата в камеру 30 крупных частиц, соединенным с емкостями сортной муки 35. Устройство работает следующим образом. Зерно подают в устройство 1 через патрубок подачи материала 2, очищают от посторонних примесей путем продувки воздухом через патрубок 3 и удаления 4, отводят через патрубок 5 в устройство термовлажностной обработки 6, в котором производят обработку зерна паром при температуре 110 - 130°C в течение 30 - 60сек, направляют в устройство очистки зерна от оболочек 7, в которое через патрубок 9 подается энергоноситель, очистку ведут в мягком режиме под давлением до 0,3кг/см2. При обтекании острых кромок камеры 7 и резонаторов 8 возникают самовозбуждающиеся акустические колебания с частотой 6 - 15кГц, которые накладываются на закрученный газовый поток, образуя акустическивихревое поле, в котором материал подвергается его воздействию. Благодаря наличию шероховатости на стенках камеры 7 и спиралевидной вставки 10 с максимальной закруткой ее по оси камеры происходит очистка зерна от оболочек и отвод обрабатываемого материала в зоне пониженного давления через патрубок 11 в устройство сепарирования 12, где происходит отделение оболочек от предварительно очищенного зерна, которые через патрубок 13 отводятся в емкость для оболочек, а зерно через патрубок 14 направляют в акустически-вихревую камеру 15 с резонаторами 16 и патрубком подвода энергоносителя 17, где благодаря ее шероховатой внутренней поверхности в форме расположения лопаток 18 и под действием акустически-вихревого потока камеры и резонаторов производят доочистку с разворачиванием зерна по бороздке с частичным разделением его на частицы с открытым эндоспермом сепарируются в зоне пониженного давления, которые через патрубок 19 направляются в устройство сепарирования 20, где происходит отделение оболочек от очищенного зерна, которые через патрубок 21 отводятся в емкость для оболочек, а зерно через патрубок 22 направляют в акустически-вихревую камеру 23 с резонаторами 24 и патрубком подачи энергоносителя 25, где под воздействием акустически-вихревого поля с частотой колебаний 6 - 15кГц в течение 1 - 2мин получают обогащенную крупку, которую направляют из зоны пониженного давления через патрубок 26 в сепарирующее устройство 27, где отделяют остатки оболочек и мелких частиц алейронового слоя от крупки и отводят через патрубок 28 в емкость, а обогащенную крупку через патрубок 29 направляют на вторую стадию измельчения акустически-вихревую камеру 30 с резонаторами 31 и патрубком подвода энергоносителя 32, где под воздействием акустически-вихревого поля с частотой колебаний 6 - 15кГц в течение 1 - 2мин получают муку, которую из зоны пониженного давления через патрубок 33 отводят в устройство классификации 34, где под воздействием поля центробежных сил происходит разделение муки по сортам, которую отводят в емкости сортной муки 35, а крупные частицы возвращают на доизмельчение на вторую стадию - камеру 30. Пример 1. Зерно пшеницы, подготовленное к помолу, после очистки и кондиционирования направляли на предварительную обработку паром при температуре 110°C в течение 30сек и далее на последующую очистку от оболочек в две стадии в акустически-вихревых камерах с различной шероховатостью абразивного материала, полученной методом плазменного напыления порошка сверхтвердого материала. На первой стадии очистку зерна проводили в мягком режиме при давлении 0,30кг/см2 с очисткой оболочек 58%, а на второй стадии проводили доочистку с разворачиванием зерна по бороздке с частичным разделением его на частицы с открытым эндоспермом до 89%. На первой стадии очистку вели в акустически-вихревой камере, которая содержит спиралевидную вставку с максимальной закруткой ее по оси камеры и отводом обрабатываемого в центральной зоне пониженного давления, а на второй стадии доочистку зерна вели в акустически-вихревой камере, содержащей спиралевидную вставку с лопаточными направляющими элементами. Измельчение зерна проводили в акустическивихревом потоке с частотой самовозбуждающихся колебаний 6кГц в течение 1мин при давлении энергоносителя 0,8кг/см2 в две стадии. На первой стадии получили обогащенную крупку, при этом остатки оболочек и алейроновый слой отделили от частиц эндосперма и направили в емкость для продуктов; на второй стадии обогащенную крупку измельчили до получения муки и направили на классификацию в поле центробежных сил, крупные частицы возвращены на доизмельчение на вторую стадию с целью выделения из продуктов измельчения крупок и муки, размер частиц которой и качество соответствует нормативным показателям на тот или иной сорт. Пример 2. Зерно пшеницы, подготовленное к помолу, после очистки и кондиционирования направляли на предварительную обработку паром при температуре 130°C в течение 60сек и далее на последующую очистку от оболочек в две стадии в акустически-вихревых камерах с различной шероховатостью внутренней поверхности №800 абразивного материала, полученной методом плазменного напыления. На первой стадии очистку зерна проводили в мягком режиме при давлении 0,25кг/см2 с очисткой оболочек 60%, а на второй стадии проводили доочистку с разворачиванием зерна по бороздке с частичным разделением его на частицы с открытым эндоспермом до 90%. На первой стадии очистку вели в акустически-вихревой камере, которая содержит спиралевидную вставку с максимальной закруткой ее по оси камеры и отводом обработанного материала в зоне пониженного давления, а на второй стадии доочистку вели в акустически-вихревой камере, содержащей спиралевидную вставку с лопаточными направляющими элементами. Измельчение зерна проводили в акустическивихревом потоке с частотой самовозбуждающихся колебаний 12кГц в течение 2мин при давлении энергоносителя 0,8кг/см2 в две стадии. На первой стадии получили обогащенную крупку; при этом остатки оболочек и алейроновый слой отделили от частиц эндосперма и направили в емкость для продуктов; на второй стадии обогащенную крупку измельчили до получения муки и направили на классификацию в поле центробежных сил, крупные частицы были возвращены на доизмельчение на вторую стадию, с целью выделения из продуктов измельчения потока муки, размер частиц которой соответствует нормативным показателям на тот или иной сорт (например, обойная, I - й, II - й, высший) муки. Таким образом, преимуществами предлагаемых способа и установки получения муки является то, что заявляемое малогабаритное оборудование позволяет осуществлять энергосберегающую технологию, эффективную для малых и фермерских хозяйств с получением крупок и высококачественной сортовой муки, что в конечном итоге дает важный народнохозяйственный эффект, заключающийся в возможности переработки зерна на местах сбора урожая без капитальных затрат на перевозки и др. материальных и финансовых ресурсов.