Переработка зерна

Размещено на http://www.allbest.ru/

План

1. Организация переработки зерна

2. Крупяное производство

3. Производство комбикормов

Список литературы

1. Организация переработки зерна

Зерно является основным продуктом сельского хозяйства. Из зерна вырабатывают важные продукты питания: муку, крупу, хлебные и макаронные изделия. Зерно необходимо для успешного развития животноводства и птицеводства, что связано с увеличением производства мяса, молока, масла и других продуктов. Зерновые культуры служат сырьем для получения крахмала, патоки, спирта и других продуктов.

Организация переработки сельскохозяйственной продукции, а именно, послеуборочная переработка зерна на току предусматривает следующие операции: первичная очистка; временное хранение влажного сырья; сушка зерна; вторичная очистка зерна; сортировка зерна.

Поступающее на зернотоки свежеубранное зерно характеризуется высоким уровнем влажности, средние показатели которого могут достигать 25%, а в отдельно взятые влажные годы и выше. Уровень влажности находящихся в зерновом ворохе сорных примесей может достигать более 45%. В процессе хранения подобного зерна в его составе происходит перераспределение уровня влажности между зерном и примесями, что в результате приводит к значительному увеличению уровня влажности зерна и, соответственно, провоцирует дополнительные затраты на его сушку.

Подготовка зерна к помолу. Для получения кондиционной муки необходима тщательная подготовка зерна, которая включает в себя следующие основные операции: формирование помольных партий, очистку от примесей, очистку поверхности зерна сухим или влажным способами, гидротермическую обработку зерна. Формирование помольных партий проводят для поддержания стабильности технологического процесса переработки зерна в течение длительного времени и получения с заданными хлебопекарными свойствами. Смешивая разнокачественное зерно, не только получают муку со стабильными свойствами, но и добиваются рационального и эффективного использования сырья. Формирование партий позволяет использовать для переработки зерно пониженного качества, при этом часто проявляется эффект смесительной ценности, приводящий к улучшению хлебопекарных свойств. Формируют партии либо на элеваторах, либо непосредственно в подготовительных отделениях мукомольных заводов.

Очистка от примесей. Содержащиеся в зерновой массе примеси ухудшают качество вырабатываемой муки, могут быть причиной поломки рабочих органов машин, поэтому при подготовке зерна к помолу необходимо удалить основное количество примесей, используя их отличие от зерна в физических свойствах. Примеси зерна могут отличаться по размеру, форме, аэродинамическим свойствам, плотности, поведению в магнитном поле, форме, состоянием поверхности и т.д. Крупные и мелкие примеси выделяют в машинах, рабочими органами которыми являются сита и решета. Чаще всего применяют штампованные сита с круглыми или продолговатыми отверстиями. Определяющим размером частиц при сортировании зерна на ситах с круглыми отверстиями является их ширина, на ситах с продолговатыми отверстиями - толщина. Для отделения крупных и мелких примесей в основном используют ситовые или комбинированные воздушно-ситовые сепараторы. Размер и форму отверстий сит выбирают в зависимости от размеров зерна основной культуры и примесей.

Легкие примеси выделяют в воздушных сепараторах потоком воздуха, движущегося со скоростью, достаточной для уноса легких примесей и недостаточной для уноса зерна. Короткие и длинные примеси выделяют на триерах. Рабочий орган цилиндрического триера - цилиндрический барабан, на внутренней поверхности которого выштампованы ячеи. Наряду с цилиндрическими триерами широко применяют дисковые, рабочими органами которых являются ячеистые диски, расположенные на горизонтальном валу. Минеральные примеси выделяют по их плотности, которая примерно в 2 раза выше, чем у зерна. Для их разделения используют несколько типов камнеотделителей, наиболее совершенный из которых - вибропневматический РЗ-БКТ. Рабочий орган такого камнеотделителя - вибрирующая воздухопроницаемая дека. Регулируют эффективность процесса отделения примесей, изменяя угол наклона, амплитуду колебаний деки, скорость воздушного потока. Для повышения эффективности очистки зерна от примесей и разделения зерновой массы на фракции по плотности применяют концентратор принцип действия которого основан на просеивании зерна на плоском наклонном сите в восходящем потоке воздуха. Металломагнитные примеси выделяют с помощью статических магнитов, реже - электромагнитов. Обязательно устанавливают магнитные сепараторы перед машинами ударно-истирающего действия, машинами для измельчения зерна, а также на контроле готовой продукции.

Очистка поверхности зерна сухим и влажным способом. На поверхности зерен, особенно в бородке и бороздке, всегда имеются не удаленная в зерноочистительных машинах пыль и прилипшая грязь, от которых необходимо по возможности избавиться. Сухим способом очищают зерно в основном в обоечных, реже - в щеточных машинах. В обоечных машинах зерно обрабатывают бичами, которые подхватывают его и отбрасывают к рабочей поверхности, выполненной из стального листа, абразивного материала или металлотканой сетки. Влажным способом поверхность зерна очищают в моечных машинах и машинах мокрого шелушения. Наиболее эффективна очистка зерна в моечных машинах. В них удаляется пыль и грязь не только с поверхности зерна, но и из бороздки, кроме того, выделяются минеральные и легкие примеси. Применение моечной машины дает хороший технологический эффект, однако, большой расход питьевой воды - до 2л на 1кг зерна и необходимость строительства дорогостоящих очистных сооружений значительно ограничивают их использование при подготовке зерна. Несколько менее эффективными, но требующими почти в 10 раз меньшего расхода воды, являются машины мокрого шелушения. В отжимных колонках моечных машин и машин мокрого шелушения происходят не только очистка поверхности зерна за счет трения, но и частичное его шелушение. [1]

Гидротермическая обработка зерна. Технология производства сортовой муки основана на избирательном измельчении эндосперма и оболочек зерна. Оболочки, обладая большим сопротивлением измельчению, дробятся в меньшей степени, чем эндосперм, и чем больше разница их прочностных свойств, тем эффективнее последующее разделение. У сухого зерна различие в прочностных свойствах эндосперма и оболочек меньше, чем у влажного, поэтому перед размолом его необходимо увлажнять. Увлажнение является основой гидротермической обработки зерна - обработки водой и теплом. Существует несколько способов обработки: холодное, горячее и скоростное кондиционирование. Наиболее распространено холодное кондиционирование как наиболее простое и достаточно эффективное. Технологическая схема холодного кондиционирования включает в себя всего 2 операции: увлажнение зерна и ее отлежку в бункерах. После увлажнения влага постепенно проникает в зерно. Вначале она сосредоточена в оболочках. Проникая в эндосперм, влага способствует его разупрочнению, образуя в нем закритические напряжения вследствие градиента влажности и неравномерного набухания биополимеров. Так как влажность наружных и внутренних слоев эндосперма различна, набухают они неравномерно, что вызывает напряженное состояние материала. Кроме того, крахмал и белки в клетках эндосперма набухают также неравномерно. В результате при достижении критических значений напряжений в эндосперме начинается образование микротрещин. Трещины являются капиллярами, по которым влага проникает внутрь зерновки с расклинивающим эффектом. Таким образом, происходит предразрушение и разупрочнение эндосперма. Для завершения этого процесса требуется время - от нескольких часов до суток и более. С повышением влажности снижается их хрупкость. Это происходит вследствие набухания полисахаридов. Таким образом, холодное кондиционирование облегчает проведение сортового помола и снижает дробимость оболочек. [2]

2. Крупяное производство

Для производства крупы широко используют такие культуры как рис, просо, гречиха. Так как основную массу зерна этих культур перерабатывают в крупу, их иногда называют крупяными. Кроме того крупу вырабатывают из овса, ячменя, пшеницы, гороха и кукурузы. В отдельных случаях перерабатывают в крупу сорго, чечевицу и другие культуры. Зерно крупяных культур существенно отличается по форме, размерам, строению. Его принято рассматривать как состоящее из двух частей: ядра и пленок. Наружные пленки представляют собой цветковые, семенные или плодовые оболочки. Особенности строения зерна отдельных крупяных культур в значительной степени определяют способы его переработки. Процесс переработки зерна в крупу состоит из трех основных этапов - подготовки зерна к переработке, переработки зерна в крупу, затаривания и отпуска готовой продукции.

Очистка зерна. Процесс очистки зерна от примесей на крупяных заводах основан на тех же принципах, что и на мукомольных заводах. Однако рабочие органы зерноочистительных машин имеют различные установочные и кинематические параметры, наиболее подходящие для зерна той или иной культуры. Обычно для выделения крупных мелких и легких примесей применяют две-три системы очистки зерна на воздушно-ситовых сепараторах. Размеры и форма зерна обуславливают и использование сит с различными отверстиями. Помимо сепараторов для очистки зерна могут быть использованы различные просеивающие машины - рассевы, крупосортировки. Выделение длинных и коротких примесей проводят в триерах. Минеральные, легкие и металломагнитные примеси выделяют на тех же машинах, что и на мукомольных заводах.

Гидротермическая обработка. Выбор способа гидротермической обработки зависит от строения зерна, ассортимента продукции, воздействие режима обработки на изменение внешнего вида крупы и т.д. Наиболее распространены два способа гидротермической обработки. Первый способ (пропаривание, сушка, охлаждение) применяют при переработке гречихи овса и гороха. Особенность его заключается в высокой (более 100°С) температуре нагрева зерна. Пропаривание производят при избыточном давлении. В результате прогрева ядро зерна пластифицируется, становится менее хрупким и меньше дробится при шелушении и шлифовании. Сушка после пропаривания приводит к повышению хрупкости наружных пленок. Которые в результате легче раскалываются при шелушении. Охлаждение после сушки дополнительно снижает влажность зерна и приводит к повышению хрупкости оболочек.

Калибрование и шелушение зерна. Шелушение представляет собой операцию отделения наружных пленок от зерна. Применяемые способы зависят от строения зерна, прочности связи оболочек и ядра, прочности ядра и ассортимента получаемой продукции. Существует три способа шелушения. Первый способ - сжатие со сдвигом - эффективен для зерна, у которого оболочки не срослись с ядром (просо, гречиха, овес). Основные машины, использующие этот способ - шелушильный постав, вальцедековый станок и шелушитель с обрезиненными валками. Второй способ - шелушение многократным или однократным ударом - применяют для зерна с прочным ядром и несросшимися пленками (овес), которое не дробится при ударе, либо при получении дробленой номерной крупы из зерна у которого пленки прочно срослись с ядром (пшеница, ячмень и т.д.). Шелушение однократным ударом рекомендуют для овса, его проводят в центробежном шелушителе. Многократный удар применяют для ячменя, пшеницы, кукурузы; для этого предназначены бичевые и обоечные машины. Третий способ шелушения - постепенное истирание (соскабливание) оболочек в результате трения зерна о движущиеся шероховатые поверхности. Такой способ используют для шелушения зерна у которого пленки плотно срослись с ядром (ячмень, пшеница, кукуруза, горох).

Шлифование и полирование крупы. Как правило, шелушеное зерно (ядро), за исключением гречневого ядра, не является готовой крупой. Ядро становится крупой после шлифования и полирования, т.е. удаления оставшихся плодовых, семенных оболочек, частично алейронового слоя и зародыша. Шлифование улучшает внешний вид крупы, например, темное ядро риса после шлифования становится белым. Шлифованная крупа быстро варится, увеличивается ее привар. При шлифовании постепенно истираются наружные части ядра в результате трения об абразивную или другую острошероховатую поверхность. Некоторые ядра при этом дробятся. Для шлифования крупы применяют шелушильно- шлифовальные машины (А1-ЗШН-3 и др.) и вальцедековые станки.

Упаковка. Упаковку, размещение и хранение продукции проводят в соответствии с ГОСТ 26791-89. Продукцию хранят в мешках, уложенных на деревянных поддонах в штабеля. Штабеля размещают на расстоянии 0,7 м от стены и 1,25 м друг от друга для обеспечения циркуляции воздуха. Предельные сроки хранения готовой продукции составляют в зависимости от вида крупы и района 4-24 мес. [3]

3. Производство комбикормов

Комбикорма приготавливают для кормления сельскохозяйственных животных всех видов. Для каждой возрастной и хозяйственной крупны животных (молочных коров, телят, откормочного скота или кур-несушек, ремонтных цыплят и молодняка, цыплят-бройлеров и т.д.) выпускают специальные комбикорма.

Технология производства комбикормов представляет собой совокупность операций, последовательное выполнение которых позволяет получить из кормового сырья, значительно отличающегося друг от друга по комплексу физико-механических свойств, питательности, химическому составу в соответствии с рецептурой корм с заданными параметрами. При этом конечный продукт в виде комбикорма учитывает вид, пол, возраст, состояние и цель кормления сельскохозяйственных животных.

Комбикорма приготавливают при строгом соблюдении режима работы оборудования в соответствии с зоотехническими требованиями нормативных документов, утвержденных для государственных предприятий Минсельхозпродом или по его поручению специальными лабораториями и учреждениями. сельскохозяйственный зерно крупа комбикорм

Структура комбикормового производства предусматривает основные и вспомогательные процессы. К основным процессам относят процессы, непосредственно связанные с превращением исходного сырья в комбикорм. Вспомогательные процессы непосредственно с выработкой комбикормов не связаны. К ним относят: транспортирование, прием, размещение и хранение сырья; хранение и отпуск готовой продукции; переработку отходов основного производства и т. п.

Виды комбикормов. Комбикормовые предприятия и цехи хозяйств вырабатывают полнорационные комбикорма, комбикорма-концентраты, кормовые смеси и белково-витаминно-минеральные добавки (БВМД).

Полнорационные комбикорма состоят из всех необходимых для организма животных и птицы питательных и стимулирующих физиологическую деятельность веществ без добавления в рацион других видов кормов.

Комбикорма-концентраты компенсируют недостаток питательных веществ в основном рационе животных и птицы. Скармливают их в дополнение к грубым и сочным кормам. Комбикорма-концентраты составляют основную часть вырабатываемых в настоящее время комбикормов.

Кормовые смеси состоят в основном из грубых (сено, солома, мякина, стержни початков кукурузы, сухой жом и др.) и концентрированных кормов, их используют для кормления взрослых жвачных животных.

Белково-витаминно-минеральные добавки содержат высокобелковые, витаминные, минеральные компоненты и служат для обогащения кормов с низким содержанием перечисленных элементов.

Приготовление комбикормов включает следующие операции: прием, взвешивание и хранение сырья; очистку сырья от посторонних примесей; шелушение овса и ячменя; влаготермическая обработка зерна, дробление зерна и других компонентов; сушку и измельчение минерального сырья; подготовку смеси микродобавок с наполнителем; ввод в комбикорма жидких добавок; дозирование компонентов согласно рецептам; смешивание компонентов; гранулирование или брикетирование смесей; учет и выдача комбикормов.

Последовательно-параллельная подготовка всех компонентов и одноразовое дозирование. Компоненты к дозированию готовят раздельно, в одних линиях последовательно, а в других -- параллельно. Размещают их в наддозаторных бункерах. Этот способ иногда называют классическим, распространен он во многих странах. Отличается большим числом наддозаторных бункеров, способных вместить запас компонентов на 8- 36 ч работы узла основного дозирования. Подготовительных линий в этом случае от 10 до 12 и более, коммуникации -- протяженные. Основной алгоритм работы можно сформулировать так:

- необходимость постоянного заполнения всех наддозаторных бункеров исходными компонентами на текущую выработку согласно исполняемому рецепту;

- параллельная подготовка дополнительных компонентов под следующую партию (рецепт) комбикормов, чтобы свести к минимуму потери времени при переходе с одного рецепта на другой.

К основным недостатком классического принципа построения технологической схемы следует отнести большие затраты времени на подготовительные операции в начале смены, если наддозаторные бункера были пустыми. Кроме того, при проведении сменных (декадных) зачисток очень сложно учесть массу остатков сырья в бункерах. Поэтому зачистку производственного корпуса проводят один раз в год. [4]

Формирование предварительных смесей зернового и белково- минерального сырья с повторным дозированием. Каждая из смесей обрабатывается в своем технологическом потоке. При использовании этого принципа могут возникать следующие варианты:

- создается одна (две) из упомянутых смесей, что связано с конкретными задачами развития производства и очередностью проведения работ по модернизации производства;

- остальные компоненты продолжают подготавливать на основе первого принципа;

- сформированную смесь (смеси) направляют в наддозаторные бункера и далее на повторное дозирование через линию основного дозирования -- смешивания. В этом случае предварительные смеси обрабатывают в потоке (измельчают, просеивают, отбирают металломагнитные примеси). Вместимость наддозаторных бункеров для предварительных смесей должна быть не менее 20- 30 т.

Формирование предварительных смесей зернового, белково-минерального сырья без повторного дозирования. Смесь (смеси) формируют в строгом соответствии с фактической вместимостью основного смесителя, т. е. порционно. Обработку в технологическом потоке проводят также порциями, всвязи с чем неизбежна работа молотковых дробилок в нестационарном режиме, с холостым ходом в каждом цикле. Полученную порцию (или порции) предварительных смесей минуя повторное дозирование через оперативный бункер малой вместимости (2-3 т) направляют непосредственно в основной смеситель. При таком построении технологического процесса бывшая основная линия дозирования упрощается, в ней остается 2-3 компонента (мучнистое сырье, шроты, возможно, кормовые фосфаты) и несколько бункеров, выходящих на один многокомпонентный дозатор.

Прямоточный метод. Все компоненты дозируют и обрабатывают в потоке вплоть до выпуска порции готовой продукции. Схема максимально прямоточна, рассчитана на использование очищенного технологического сырья. Строится она сверху вниз, хорошо вписывается в высотные здания, отличается минимум подъемов и малыми удельными энергозатратами на производство 1 т комбикорма. В схеме может быть реализовано одно и двухступенчатое измельчение; смеситель-усреднитель может отсутствовать, если конструкция молотковых дробилок позволяет одновременно с измельчением выполнять и смешивание. Достоинство - это полное использование принципа прямоточности в зданиях большой высоты. К недостаткам следует отнести необходимость применения полностью подготовленного, очищенного сырья. Общая тенденция в развитии технологии производства комбикормов - движение от схем первого принципа к схемам четвертого через различные варианты второго и третьего. Оценочным показателем в выборе той или иной схемы следует считать возможность создания надежного и простого управления технологическими процессами. При выборе технологической схемы предприятия нужно учитывать основные зональные факторы: объемы и ассортимент местного сырья, потребность и рецептуру необходимых комбикормов; возможность завоза недостающего сырья, его стоимость и удаленность производства; строительные и финансовые возможности хозяйства; стоимость строительства и эксплуатации предприятия. На предприятиях, работающих на готовых БВД, единовременные затраты на 7- 10 %, а текущие -- на 15- 20 % меньше, чем на предприятиях с полной технологической схемой.

Для хранения сырья и готовой комбикормовой продукции применяют склады следующих типов: ангарные, башенные, бункерные и специальные.

Ангарные склады используют для хранения сырья и готовой продукции, которые можно размещать россыпью или в таре (обычно в мешках). В этих складах погрузочно-разгрузочные работы можно выполнять вручную или с использованием стационарных и мобильных средств механизации.

Башенные склады применяют для хранения сырья и готовой продукции россыпью. В них используется вся их емкость и высок уровень механизации погрузочно-разгрузочных работ. Однако эти складские сооружения довольно дороги по капиталоемкости как строительные объекты.

Бункерные склады применяют в основном как емкости для размещения запасов сырья и готовой продукции на 2-3 дня. Бункера, как правило, выполняют из металла и оборудуют стационарными средствами механизации.

Специальные склады предназначены для хранения жидких компонентов, а также для кукурузы в початках. Хранилища для жидких компонентов выполняют из стали, дерева и монолитного железобетона. Последние, с внутренней стороны, подвергают железнению и покрывают двумя слоями жидкого стекла или щелочноупорным лаком. В состав таких складов входят приемный резервуар, насосная станция и система трубопроводов. [5]

Список литературы

1. «Мукомольное и крупяное производство»; под. Ред. Э.Д. Дойловского, Изд-во АСТ 2005.

2. Правила организации и ведения технологических процессов производства продукции комбикормовой промышленности. Воронеж, ВНПО «Комбикорм», 1997.

3. «Растениеводство с основами селекции и семеноводства»; под. Ред. Г.В. Коренева, ВО «Агропромиздат» 2001г.

4. «Технология переработки продукции растениеводства»; под. Ред. Н.М. Личко, Издательство «Колос» 2007г.

5. Черняев Н.П. Технология комбикормового производства. М.: Агропромиздат, 1992.

Размещено на Allbest.ru