СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗЕРНА ПРИ ЕГО ПОДГОТОВКЕ К ПОМОЛУ
METHOD OF TREATMENT GRAIN FOR ITS PREPARATION FOR GRINDING

Изобретение относится к области мукомольной промышленности и касается процесса подготовки зерна к помолу.
Известен способ подготовки зерна к сортовому помолу, включающий очистку от примесей, обработку поверхности зерна сухим и мокрым способом, основной этап гидротермической обработки зерна (увлажнение в увлажнительных шнеках и последующее отволаживание), повторную обработку поверхности зерна в обоечных машинах, обработку в энтолейторе, пропуск после него через аспиратор и дополнительное увлажнение и отволаживание (Егоров Г.А. Технология муки. Технология крупы. - М.: Колос, 2005. - с.83-85; Бутковский В.А., Мерко А.И., Мельников Е.М. Технологии зерноперерабатывающих производств. - М.: Интерграф сервис, 1999. - с.82-86, 98-113). Изложенный выше способ обычно применяют при подготовке зерна для переработки в муку, при этом необходимо достичь максимального разрыхления эндосперма зерна с помощью гидротермической обработки.
Недостатками этого способа являются применение большого количества технологического оборудования, длительность операций на очистку и длительное время отволаживания (в зависимости от вида и качества зерна).
Известен способ обработки зерна (патент №2171568) перед закладкой на хранение либо при переработке зерна в муку, включающий распыление воды в зерно при помощи ультразвука, воду перед распылением в зерно подвергают ультразвуковой обработке в кавитационном режиме. Кроме того, воду перед обработкой в кавитационном режиме могут подвергать аэрации.
Недостатками данного способа являются длительность процесса отволаживания и недостаточное разрушение оболочки зерна.
2
Наиболее близким к заявленному является способ обработки зерна (прототип - Шестаков С.Д.. Ультразвуковая обработка зерна и воды и ее влияние на хлебопекарные свойства пшеничной муки./С.Д Шестаков, Т.П.Волохова.// Хлебопродукты. - 1999, №10. - с.22-24), включающий гидротермическую обработку зерна, состоящую из общеизвестных процессов увлажнения (путем помещения зерна в воду) и отволаживания зерна (Бутковский В.А. Мукомольное производство. - 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Колос, 1983. - с.116-117.). Согласно прототипу зерно, помещенное в воду, проедворительно обрабатывают источником ультразвука, в качестве которого используют ультразвуковой технологический комплект типа УЗТК 18/22-0,63 ТУ 3444-001-01172039-95. Обработку осуществляют в реакторе (УЗТК 18/22-0,63 ТУ 3444-001-01172039-95) порционно. В процессе обработки зерна ультразвуковые волны в воде порождают акустическую кавитацию, плотность мощности которой составляет ≈2,5 Вт/см. При этом указанная плотность мощности создается источником ультразвука мощностью 1 кВт и частотой колебаний ультразвука 22 кГц. Акустическая кавитация проявляется в виде колебаний парогазовых пузырьков, сопровождающихся возникновением периодического несинусоидального звукового поля, с высокими пиковыми значениями давления и колебательной скорости. После обработки ультразвуком производят отволаживание зерна в течение 8 часов, при этом плодовые оболочки зерна оказываются хорошо подготовленными к вымалыванию (отделение оболочки от зерна и ее удаление).
Недостатками данного способа являются медленный процесс отволаживания зерна и недостаточное разрушение оболочки зерна.
Технической задачей способа является сокращение времени отволаживания зерна, повышение степени отделения оболочки от зерна.
2
Техническая задача достигается тем, что в способе обработки зерна при его подготовке к помолу, включающем увлажнение зерна путем помещения его в воду, обработку зерна в воде при помощи ультразвука, отволаживание зерна и его очистку от оболочки за счет ее отделения и удаления, согласно изобретению увлажнение, обработку ультразвуком и отделение оболочки осуществляют одновременно в ламинарном потоке воды в течение 15 секунд перед отволаживанием, при этом плотность мощности акустической кавитации, создаваемой источником ультразвука, устанавливают равной не менее 3 Вт/см, а отволаживание производят в течение от 1 до 2,5 ч.
2
Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что увлажнение, обработку ультразвуком и отделение оболочки осуществляют одновременно в ламинарном потоке воды в течение 15 секунд перед отволаживанием, при этом плотность мощности акустической кавитации, создаваемой источником ультразвука, устанавливают равной не менее 3 Вт/см, а отволаживание производят в течение от 1 до 2,5 ч.
2
Способ осуществляют следующим образом. Создают ламинарный поток воды, в котором задают плотность мощности акустической кавитации, равной не менее 3 Вт/см. Указанную мощность акустической кавитации создают, применяя, в частности, источник ультразвука мощностью 4 кВт и частотой 22 кГц. Помещают зерно в ламинарный поток воды, в котором оно одновременно увлажняется, обрабатывается источником ультразвука и отделяется от оболочки. Оптимальное время нахождения зерна в ламинарном потоке воды подобрано авторами изобретения экспериментально и составляет 15 секунд. За это время происходит увлажнение зерна, отделение оболочки от зерна. Примерно 90% оболочек, отделившихся от зерна, всплывают на поверхность воды, их удаление возможно ручным способом, либо специальным механическим приспособлением. Затем производят отволаживание в течение от 1 до 2,5 ч, помещая зерно в бункер, предназначенный для отволаживания. После процесса отволаживания с помощью специального оборудования производят очистку зерна от не отделившихся оболочек.
Способ апробирован в учебном хозяйстве "Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И.Вавилова".
2
Пример 1. Навеску пшеницы массой 2 кг, мягкой породы, II типа, стекловидностью 40% и влажностью 13% поместили в ламинарный поток на 15 секунд, в котором плотность мощности акустической кавитации, создаваемая ультразвуковым источником, составила 3 Вт/см. Отволаживание производили в течение 1 ч. Была достигнута технологическая влажность 15,5%, которая соответствует "Правилам организации и ведения технологического процесса на мукомольных предприятиях", а процент отделившейся оболочки от зерна составил 90%.
2
Пример 2. Навеску пшеницы массой 2 кг, мягкой породы, II типа, стекловидностью 60% и влажностью 12,5% поместили в ламинарный поток на 15 секунд, в котором плотность мощности акустической кавитации, создаваемая ультразвуковым источником, составила 3 Вт/см. Отволаживание производили в течение 2 ч. Была достигнута технологическая влажность 15,5%, а процент отделившейся оболочки от зерна составил 90%.
2
Пример 3. Навеску пшеницы массой 2 кг, мягкой породы, II типа, стекловидностью 75% и влажностью 11,5% поместили в ламинарный поток на 15 секунд, в котором плотность мощности акустической кавитации, создаваемая ультразвуковым источником, составила 3 Вт/см. Отволаживание производили в течение 2,5 ч. Была достигнута технологическая влажность 15,5%, а процент отделившейся оболочки от зерна составил 90%.
В таблице 1 представлена сравнительная характеристика процента отделения оболочки от зерна при различных показателях плотности мощности акустической кавитации.
2
2
Как видно из таблицы 1, при плотности мощности акустической кавитации, меньшей чем 3 Вт/см, не в достаточной мере оболочка отделяется от зерна, а при плотности мощности акустической кавитации, равной и более 3 Вт/см, процент отделившихся оболочек остается неизменным.
В таблице 2 представлена сравнительная характеристика времени отволаживания, необходимого для достижения технологической влажности.
Как видно из таблицы 2, за время отволаживания в течение от 1 до 2,5 часов зерно с различными характеристиками достигает рекомендуемой технологической влажности перед I дранной системой 15,5%, которая соответствует "Правилам организации и ведения технологического процесса на мукомольных предприятиях".
В таблице 3 представлена сравнительная характеристика прототипа и предлагаемого способа на затрачиваемое время отволаживания и по степени отделения оболочки от зерна.
Как видно из таблицы 3, время, затрачиваемое на отволаживание зерна, сокращается с 8 часов до 1-2,5 часов; отделение оболочки от зерна во время осуществления способа по прототипу отсутствует, а в процессе проведения предлагаемого способа 90% оболочек отделяются от зерна.
В таблице 4 представлена сравнительная характеристика качества отделения оболочек от зерна в зависимости от времени нахождения зерна в ламинарном потоке воды.
Как видно из таблицы 4, нахождение зерна в ламинарном потоке воды менее 15 секунд снижает степень отделения оболочки от зерна.
Таблица 1
Сравнительная характеристика процента отделения оболочки от зерна при различных показателях плотности мощности акустической кавитации
Показатели
Плотность мощности акустической кавитации, Вт/см<sup>2</sup>
2,9
3,0
3,5
4,0
<4,0
Отделение оболочки от зерна, %
82%
90%
90%
90%
90%
Таблица 3
Сравнительная характеристика затрачиваемого времени отволаживания и степени отделения оболочки от зерна по способу прототипу и по предлагаемому способу
Показатели
Прототип
Предлагаемый способ
Время отволаживания, ч
8
1-2,5
Степень отделения оболочки от зерна
0
90%
Таблица 4
Сравнительная характеристика времени нахождения зерна в ламинарном потоке воды от степени отделившихся оболочек от зерна
Показатели
Время нахождения зерна в ламинарном потоке воды, с
12
13
14
15
16
17
18
Отделение оболочки от зерна, %
70%
79%
85%
90%
90%
90%
90%