Optimization of hammer grinder for white lupine “Dega” processing
Authors: Косолапов В.М. , Тютюнов С.И. , Ставцев А.Э. , Зверев С.В. 
Published: August 2021

Исследования проведены в 2019 году в лаборатории «Технология и техника мукомольно-крупяного производства» ВНИИ зерна и продуктов его переработки – филиала ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова» РАН. В качестве объекта исследований использовали зерно белого люпина сорта Дега. Эксперименты по изучению условий измельчения зерна проводились на лабораторной молотковой дробилке с регулируемой частотой вращения ротора. Рассматривалось влияние влажности зерна, скорости молотков и диаметра отверстий рабочего сита дробилки на выход крупки и содержание в ней недоруша (зёрен и частиц с остатками оболочки, крупных частей неотвеянной оболочки). Использование простой технологической схемы обрушения зерна белого люпина на базе молотковой дробилки позволило получить до 70% крупки с повышенным содержанием белка и низким содержанием клетчатки. С ростом скорости молотков и уменьшением диаметра отверстий рабочего сита дробилки выход крупки снижался, что объяснимо ростом доли мелкой фракции, которая отвеивается при пневмосепарации. Крупка представляет из себя частицы ядра с недорушем, а относы являются смесью дроблёной оболочки с мучкой — мелкой фракцией дробленого ядра. Основная доля мучки ядра была сосредоточена во фракции меньше 1,5–2,0 мм, в которой содержится больше белка. Данная фракция составляла около половины массы относов или около 15% от массы зерна. Наличие недоруша в крупке повышало содержание в ней клетчатки и снижало содержание белка. С ростом влажности и диаметра отверстий рабочего сита дробилки содержание недоруша возрастало, а при росте скорости — падало. При фиксированной влажности содержание недоруша можно снизить за счёт повышения скорости удара (увеличения числа оборотов) или уменьшения диаметра отверстий рабочего сита дробилки, но и тот и другой метод повышают энергозатраты. При возрастании скорости удара росла и производительность.

The research was conducted in 2019. Hammer grinder with adjustable rotor speed was used to crush the grain of white lupine “Dega”. The effects of grain water content, crushing speed and sieve size were analyzed on grain crushing and hulling as well as the proportion of unhulled grain. This technology resulted in up to 70% of crushed hulled grain rich in protein but poor in fiber. Increase in hammer speed and decrease in sieve size negatively affected the proportion of crushed grain due to the high content of fine fractions discarded further via pneumatic separation. Crushed hulled grain is normally combined with unhulled grain. The mixture of crushed hulls and fine particles of crushed grain are to be separated. Most of the bran was found in the fraction of 1.5–2.0 mm containing more protein. This fraction amounted to 15% of grain mass and 50% of the mass to be discarded. Unhulled grain mixed with crushed hulled grain increased fiber content in the mixture but reduced protein concentration. Higher grain water content and larger sieve size increased the amount of unhulled grain, while higher hammer speed decreased its fraction. Higher hammer speed as well as smaller sieve size reduce the content of unhulled grain but increased energy costs under constant grain water content. Increase in hammer speed improved the capacity of the grinder.