Влияние ориентации зерен риса шалы в межвалковом пространстве на работоспособность и эффективность шелушильной машины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Влияние ориентации зерен риса шалы в межвалковом пространстве на работоспособность и эффективность шелушильной машины

Рис -- одна из важнейших крупяных культур. Мировое производство риса приближается к производству пшеницы.

Производство риса выросло более чем вдвое за последние 40 лет. Причина увеличения производства риса - это результат повышенной урожайности полей. Площадь посевных полей риса увеличился примерно на 30 процентов.

Общеизвестно, что рис является самой популярной крупой в потребительской корзине в Казахстане. Среднедушевое потребление риса в Казахстане составляет 6,7 кг в год [1]. Согласно статистике [2], в республике ежегодно производится от 287 до 295 тыс. т риса-шала, или риса-сырца. Выход готовой крупы, в зависимости от технологии переработки составляет 4060%. Таким образом, общее производство риса-крупы в РК составляет порядка 167174 тыс. т. Потенциально же Казахстан может производить до 300 тыс. т рисовой крупы.

Но несовершенство технологических процессов, в частности, процесса шелушения, что приводит к повышенному содержанию в рядовом рисе трещиноватых и ломаных зерен, отрицательно влияющих на выход и качество крупы; значительная часть урожая превращаются в кормовую мучку и дробленый рис, увеличивая его выход до 1520 %. Основной задачей процесса шелушения зерна крупяных культур является максимальное разрушение связи наружных покровов с ядром при пропуске зерна через шелушильную машину при обязательном сохранении целостности ядра.

Различие физико-механических свойств крупяного зерна требует различного воздействия на него рабочих органов, чем и объясняется разнообразие в конструкции шелушильных машин, применяемых на современных крупяных заводах.

При воздействии рабочих органов шелушильных машин на наружные покровы зерна последние подвергаются сложной деформации -- сжатию и сдвигу.

В зависимости от прочности связей цветковых пленок, плодовых или семенных оболочек с ядром зерновые культуры можно разделить на две группы. К первой относятся культуры, у которых оболочки не срослись с ядром (гречиха, просо, рис, овес и др.), ко второй -- культуры, у которых оболочки срослись с ядром (ячмень, пшеница, кукуруза и др.).

Плод риса - зерновка, окруженная снаружи двумя цветковыми чешуями, выполняющими защитную функцию. Нешлифованный рис состоит из внешних слоев перикарпия, семенной оболочки и нуцеллуса; зародыша или эмбриона; эндосперма (рис. 1).

рис шелушильный эффективность

Рисунок 1 Строение зерновки риса

Для шелушения зерна каждой группы требуются различные виды воздействия рабочих органов машин. Шелушение риса, проса и гречихи возможно, например, при кратковременном действии на них сил сжатия и сдвига со стороны рабочих органов машины. Для шелушения овса требуется сочетание сил удара, трения и инерции при воздействии рабочих органов, а для шелушения ячменя нужно длительное и интенсивное трение в рабочих зонах.

Основное требование к шелушильным машинам -- высокая степень шелушения при максимальном сохранении целостности ядра. В настоящее время наиболее перспективными конструкциями машин для шелушения риса, проса, гречихи считают машины, воздействующие на зерно непродолжительными усилиями сжатия и сдвига. К ним относятся шелушильные машины с обрезиненными валками.

Машина A1-ЗРД-З предназначена для шелушения зерна риса (выпускается по ТУ 27-40-14 -- 82). Технологический процесс шелушения на на машина A1-ЗРД-З осуществляется по следующей схеме: зерно из бункера-питателя поступает равномерным потоком по всей длине валков в межвалковую рабочую зону, проходя через которую подвергается деформации сжатия и сдвига и шелушится. После выхода из рабочей зоны продукты шелушения поступают на наклонную стенку аспирационного канала, скатываются по ней вниз, где пронизываются воздушным потоком, который уносит отдельные пленки и пылевидные частицы через аспирационный канал, а смесь шелушеных зерен удаляется из машины.

Для нормальной работы машины необходимо, чтобы зерно поступало строго в межвалковый зазор, а не на валок, так как в этом случае валки будут изнашиваться неравномерно.

Резину на быстром валке обычно заменяют через 120--150 ч непрерывной работы, а на медленном -- через 190--200 ч. Износ валков допускается не более чем до 180 мм диаметра. Интенсивность шелушения зерна в станке ЗРД-2,5 регулируется величиной зазора между валками путем изменения положения медленновращающегося валка по отношению к быстровращающемуся. Величина рабочего зазора при шелушении риса составляет 0,6--0,75 мм.

Технологический режим работы станка устанавливают так, чтобы коэффициент шелушения за один пропуск через машину был в пределах 85--90%, а количество дробленых зерен было увеличено не более чем на 3,0%. При таком режиме валки изнашиваются менее интенсивно и на протяжении всего периода работы их поверхность остается гладкой.

Температура нагрева резиновой поверхности валков не должна превышать 45--50°С.

Рабочими органами шелушителя являются два обрезиненных вальца, вращающихся навстречу друг другу с разной скоростью. Зерно в зоне шелушения сжимается, и вследствие относительного движения поверхностей пленки сдвигаются, освобождая ядро. Скорость быстровращающегося вальца 9,2, медленновращающегося 6,2 м/с. Отношение окружных скоростей вальцов 1,45.

Более высокие скорости вальцов повышают производительность шелушителя, но увеличивают количество битых зерен, вызывают более значительный износ резины.

На эффективность шелушения влияют также величина рабочего зазора, механические свойства резины, качество зерна.

Уменьшение зазора между вальцами повышает эффективность шелушения зерна, но увеличивает выход дробленого ядра, а также вызывает больший износ резины, поэтому эффективность шелушения желательно устанавливать на уровне 92... 95 %.

Важную роль играют физико-механические свойства резины. Она должна быть достаточно твердой, эластичной и износоустойчивой. С повышением температуры твердость резины снижается. В начале работы отмечается повышенный выход дробленого ядра, так как охлажденная резина имеет более высокую твердость. По мере работы за счет выделения тепла вальцы разогреваются до 40... 50 °С, твердость резины снижается, и дробимость ядра уменьшается.

На эффективность шелушения влияет также состояние зерна -- влажность, трещиноватость ядра, тип, сорт и т. д.

К числу достоинств шелушителя следует отнести достаточно высокую эффективность шелушения, при которой дробится незначительная часть ядра, компактность машины, невысокий расход энергии. Но машина имеет ряд недостатков, среди которых отмечают быстрый износ валков, требующий постоянного контроля рабочего зазора и его регулировки, и недостаточную эффективность шелушения зерна, частая замена вальцов ввиду быстрого износа резины (один раз в течение трех - пяти суток), низкая работоспособность и их сравнительно высокая стоимость.

Причиной низкой работоспособности валков является неравномерно попадание зерна в межвалковой зазар.

а) б) в)

Рисунок 2 Шелушение риса воздействием обрезиненных валков

Размещено на Allbest.ru