Дипломная работа: Разработка проекта зерноочистительного отделения мукомольного завода сортового помола пшеницы производительностью 200 т/сут

Показатели, характеризующие общее состояние зерновой массы, регламентируют качество направляемого в переработку зерна по общим признакам его пригодности для выработки муки. По этим показателям введены ограничительные кондиции, т.е. такое предельное качество зерна, ниже которого его нельзя направлять на мукомольные заводы. Цвет, запах, и вкус должны быть нормальными, характерными для зерна. Зерно с посторонними запахом и вкусом в переработку не допускается.

Показатели для оценки мукомольных свойств зерна характеризуют поведение зерна в процессе переработки в муку, оказывают основное влияние на выход и качество муки, а также удельный расход энергии на размол зерна. К ним относят: стекловидность, крупность и выравненность, массу 1000 зерен, плотность, зольность, размолоспособность и др.

Стекловидность. Консистенция эндосперма пшеницы оказывает основное влияние на структурно-механические свойства зерна, которые предопределяют условие его подготовки и переработки в муку, т.е. мукомольные свойства. в зависимости от консистенции эндосперма зерно мягкой пшеницы подразделяют по стекловидности на три группы: 1-я группа - стекловидность свыше 60%; 2-я группа - стекловидность 40... .60%; 3-я группа - стекловидность менее 40%. Зерно 1-й группы стекловидности обладает наибольшей прочностью, требует наибольшего удельного расхода энергии на измельчение, из этой пшеницы получают высокий выход промежуточных продуктов лучшего качества. Зерно 3-ей группы стекловидности имеет в основном мучнистую консистенцию эндосперма, обладает пониженной прочностью, требует минимального удельного расхода энергии на измельчение, из зерна пшеницы этой группы стекловидности получают при измельчении максимальный выход муки при относительно небольшом выходе промежуточных продуктов. Зерно 2-й группы стекловидности занимает промежуточное положение. Консистенция эндосперма пшеницы оказывает также существенное влияние на увлажнение и отволаживание зерна в процессе его подготовки к помолу. По совокупности технологических достоинств лучшим считают зерно 2-й группы стекловидности. Поэтому подбирают несколько исходных партий зерна с различной стекловидностью, чтобы при их смешивании получить в общей партии стекловидность 50...60%.

Крупность и выравненность по крупности. Крупность зерна характеризуется совокупностью его размеров, а выравненность - одинаковыми размерами зерен. При переработке крупной фракции получают больший выход промежуточных продуктов и муки, а качество их лучше, чем при переработке мелкой фракции. Поэтому мелкую фракцию зерна стремятся выделить и направить для производства комбикормов. Очистка зерна от примесей, увлажнение и отволаживание, измельчение протекают более эффективно при высокой выравненности зерна по крупности.

Натура. Зерно пшеницы с большой натурой, как правило, хорошо выполнено, содержит больше эндосперма и обеспечивает высокий выход муки при его переработке. Поэтому этот показатель используют при расчете выходов муки.

Масса 1000 зерен. Характеризует непосредственно крупность зерна и его выполненность. Поэтому показатель 1000 зерен косвенно характеризует мукомольные свойства зерна. Зерно с большей массой 1000 зерен позволяет получить больший выход муки лучшего качества.

Плотность. Этот показатель комплексно характеризует технологические свойства зерна, так как зависит от стекловидности, массы 1000 зерен, крупности, а также от химического состава зерна, поскольку различные биополимеры имеют разную плотность. Так, наибольшая относительная плотность у крахмала (1,46...1,63), несколько меньшая плотность у белков (1,35), а наименьшая - у жиров (0,84...0,98).

Относительная плотность зерна пшеницы 1,33...1,53. С повышением плотности зерна выход промежуточных продуктов первого качества возрастает. Мукомольные свойства зерна с повышением плотности улучшаются. На плотность существенно влияют влажность зерна, температура и другие факторы.

Зольность. Этот показатель характеризует количество содержания минеральных веществ, макро - и микроэлементов. Макроэлементы представлены солями и окислами калия, фосфора, натрия и кальция, а микроэлементы - солями и окислами магния, железа, меди, марганца, кобальта и элементов. Основу минеральных веществ зерна составляют микроэлементы (около 95%). Минеральные вещества распределены по различным анатомическим частям зерна неравномерно. Наибольшее их количество находится в алейроновом слое, оболочках и зародыше, т.е. в периферических частях, а наименьшее - в мучнистом ядре эндосперма.

Зольность зерна изменяется в довольно широких пределах и зависит как от сортовых особенностей, так и от почвенно-климатических условий выращивания. Как относительный показатель качества зольность используют при расчете выходов муки.

Размолоспособность. Определяется технологическими показателями, такими как выход и качество промежуточных продуктов, качество муки 75 %-ного выхода, вымалываемость зерна, удельный расход энергии на помол и др. Указанные показатели считают прямыми и поэтому они наиболее полно отражают мукомольные свойства зерна. Показатели размолоспособности зерна определяют, размалывая небольшое количество зерна (1,5...5,0 кг) на лабораторных мельницах по определенной схеме помола. Выход и качество промежуточных продуктов размола зерна в виде крупок, дунстов и муки характеризуют его крупообразующую способность. Чем больше крупок лучшего качества получается при размоле зерна, тем выше его крупообразующая способность и выше мукомольные свойства.

При оценке мукомольных свойств зерна для сортовых помолов чаще всего используют муку 78%-ного выхода. В этом случае высокое качество муки по зольности, цвету и другим показателям свидетельствует о хороших мукомольных свойствах зерна.

Вымалываемость определяют по общему выходу и качеству муки, а также по наличию остатков мучнистого ядра эндосперма в отрубях. Удельный расход электроэнергии характеризует структурно-механические свойства зерна, его находят при лабораторных помолах образцов зерна либо в производственных условиях. Применяют два показателя удельного расхода электроэнергии: удельный расход электроэнергии на размол единицы массы зерна и удельный расход электроэнергии на получение единицы массы муки. Оба этих показателя взаимоувязаны, однако первый показатель больше характеризует структурно-механические свойства, а второй вымалываемость зерна.

Микротвердость зерна. Под твердостью тела понимается способность его поверхностных слоев сопротивляться местным деформациям. Микротвердость зерна оценивают по величине отпечатка алмазной пирамидки на поверхности среза зерна.

Микротвердость оболочек воздушно-сухого зерна пшеницы находится в пределах 50-70МПа, а эндосперма 70...170МПа. при повышении влажности до 16...17% микротвердость снижается: оболочек до 20...30МПа, эндосперма до 40...70МПа. при влажности около 25% микротвердость эндосперма зерна разных культур становится одинаковой.

При понижении температуры микротвердость зерна возрастает, что соответствует повышению хрупкости зерна. в пределах 60...90% стекловидности микротвердость зерна пшеницы возрастает почти прямолинейно от 70 до 140МПа.

Твердозерность пшеницы. Твердозерность является условным показателем структурно-механических свойств зерна. Она отражает особенности измельчения зерна, связана со структурой и прочностью эндосперма.

Таким образом, твердозерность является в известной мере показателем мукомольных свойств зерна. Ценность показателя твердозерности состоит также в том, что это свойство является сортовым признаком. Зерно пшеницы, независимо от того, является оно стекловидным или мучнистым, проявляет свойство твердозерности или мягкозерности в зависимости от особенностей структуры эндосперма, генетически обусловленной принадлежностью к определенному сорту: важное значение имеет, в частности, связь крахмальных гранул с белковыми матрицами.

Показатели для оценки хлебопекарных свойств зерна считают определяющими при оценке технологических свойств зерна. К этим показателям относят количество и качество клейковины, газообразующую, газоудерживающую способности, показатели качества по пробной выпечке хлеба.

Количество и качество клейковины. Сырая клейковины зерна представляет собой гидратированный белок и состоит из нерастворимых в воде фракций белка, а также небольшого количества крахмала, жиров и других веществ, прочно удерживаемых белками. Поскольку клейковина состоит в основном из белков, то ее выход и качество зависят от количества и качества белков зерна.

По содержанию клейковины в муке зерно пшеницы подразделяют на четыре группы: с высоким содержанием клейковины (свыше 30%), со средним содержанием клейковины (от 26 до 30%), с содержанием клейковины ниже среднего (от 20 до 25%), с низким содержанием клейковины (ниже 20%).

Важным для оценки хлебопекарных свойств зерна является качество клейковины, определяемое по ее цвету, упругости и растяжимости и влияющее на качество хлеба. Клейковину по качеству разделяют на три группы: I - хорошая, II - удовлетворительная, III - слабая.

Содержание и качество клейковины учитывают в технологии мукомольного производства при направлении зерна на мукомольные завода различных типов помолов и при составлении помольных партий зерна. так, на сортовые помолы пшеницы направляют зерно с содержанием клейковины не менее 25% с качеством клейковины не ниже II группы.

Газообразующая способность. Это важный показатель хлебопекарных свойств зерна и полученной из него муки. он характеризуется образованием углекислого газа в процессе брожения теста и выпечки хлеба.

Дисперсный состав муки. Он зависит как от качества перерабатываемого зерна, так и от условий его переработки в муку. Известно, что из твердозерных стекловидных сортов пшеницы получают муку с большим условным размером частиц, чем из мягкой пшеницы.

Размер частиц муки колеблется в значительных пределах: в сортовой муке 1...250 мкм. Дисперсный состав муки оказывает существенное влияние на условие тестоведения, и поэтому он нормируется (по крупности) действующими стандартами на муку различных сортов.

Физические свойства теста дают наиболее полную характеристику хлебопекарных свойств зерна и полученной из него муки. физические свойства пшеничного теста определяют на альвеографе, валориграфе, фаринографе им других приборах, действие которых основано на нахождении реологических свойств теста в процессе его замеса, таких как упругость, вязкость, эластичность, способность к газоудерживанию, водопоглощение и др. В зависимости от качества теста по указанным показателям зерно пшеницы классифицируют на пять групп: отличный улучшитель, хороший улучшитель, удовлетворительный улучшитель, хороший наполнитель, слабая пшеница.

Показатели пробной выпечки хлеба. К показателям пробной выпечки хлеба относят: объемный выход формового хлеба, расплываемость подового хлеба, качество мякиша хлеба по пористости, кислотность и др. Эти показатели комплексно и наиболее полно оценивают хлебопекарные свойства зерна и являются решающими при технологической оценке его качества.

Поступающие на мельницу партии зерна различаются по качественным показателям: типу, стекловидности, содержанию клейковины, зольности и т.д.

Переработка таких разнокачественных партий зерна по отдельности потребует постоянной перестройки режимов работы машин и аппаратов зерноочистительного отделения и особенно вальцовых станков размольного отделения мельницы. Так как вырабатываемая мука должна строго соответствовать требованиям стандарта, и могут встретиться такие партии зерна, самостоятельная переработка которых не обеспечит выпуск стандартной муки. Все это обусловливает необходимость смешивания нескольких партий зерна, находящихся на мельничном элеваторе и складах. Установлено, что при смешивании сильной и слабой пшеницы существенно улучшаются хлебопекарные свойства муки. Под смесительной ценностью понимают способность сильной пшеницы улучшать слабую путем смешивания, т.е. подсортировки.

Смешивание разнородных партий зерна перед размолом способствует стабилизации его свойств, посредством подбора компонентов можно обеспечить для перерабатываемых партий постоянное значение стекловидности, зольности, содержание сырой клейковины и других показателей качества зерна.

Эффективность смешивания заключается в том, что повышается стабильность технологических свойств зерна.

3.2 Проектирование и описание технологической схемы подготовки зерна к помолу. Анализ ее особенностей

Графическое изображение последовательности использования в технологическом процессе зерноочистительного отделения мукомольного завода оборудования и транспортных механизмов с указанием их характеристик называют схемой технологического процесса. Построение схемы и число используемого оборудования зависят от вида перерабатываемой культуры, ее физико-технологических свойств, особенно засоренности, типа помола, производительности мукомольного завода и других факторов. Технологические схемы составляются для зерна базисных кондиций.

Базисными кондициями называют нормы качества зерна, обеспечивающие его сохранность и получение продукции высокого качества. Эти нормы устанавливают по влажности, зольности, натуре, засоренности, содержанию клейковины и другим показателям.

Для бесперебойной работы размольного отделения при возможных колебаниях его производительности зерноочистительное отделение мукомольного завода должно иметь производительность, превышающую суточную переработку зерна на 10-20%. Технологическое оборудование по принятой схеме рассчитывают согласно его паспортной производительности.

С элеватора зерно поступает в закрома для неочищенного зерна зерноочистительного отделения мельницы.

Подготовка зерновой массы сводится к очистке от примесей, снижению зольности зерна, обеспечению оптимальной его влажности при подаче в размольное отделение (на I др. с). Последовательность построения технологической схемы диктуется необходимостью достичь максимальной эффективности очистки зерновой массы при условии оптимальной работы машин.

Процесс очистки и подготовки зерна к помолу состоит из следующих этапов:

первый - очистка зерновой массы, т.е. отделение примесей по ширине, толщине, длине и аэродинамическим свойствам, а также очистка поверхности зерна;

второй - кондиционирование зерна - подогрев, мойка или мокрое шелушение, обработка теплом, увлажнение, отволаживание, а также снижение зольности;

третий - окончательная очистка - снижение зольности, отделение примесей по ширине, толщине, плотности; доувлажнение зерна перед I др. с.

Подготовка зерна к помолу будет производиться раздельно в два потока, так как имеются компоненты помольной смеси различной исходной характеристики. Установлено, что раздельная подготовка компонентов помольной смеси при многосортных помолах пшеницы в хлебопекарную муку обеспечивает повышение общего выхода муки до 0,5%, а муки высоких сортов до 5%.

Технологическая схема подготовки зерна пшеницы к помолу приведена на плакате 2.

Предварительная очистка примесей до гидротермической обработки (ГТО), осуществляется последовательно на воздушно-ситовом сепараторе А1-БИС-12, камнеотборнике Р3-БКТ-6, триере-куколеотборнике А9-УТК-6, триере-овсюгоотборнике А9-УТО-6. Затем осуществляется холодное кондиционирование зерна в два этапа. Для тщательной очистки поверхности зерна после ГТО его пропускают вновь через обоечную машину Р3-БГО-12. Далее зерно обрабатывают на энтолейторе Р3-БЭЗ для уничтожения клещей и скрытой зараженности; при этом вследствие интенсивного механического воздействия на зерно в рабочей зоне энтолейтора, происходит дополнительное разрыхление эндосперма и на первых системах измельчения заметно возрастает извлечение крупок и дунстов 1-го качества. Завершается очистка зерна на аспираторе 8.

Перед измельчением обязательно проводится доувлажнение зерна на 0,3-0,5% и отволаживают в течение 20-40 минут. В результате этого влажность оболочек повышается до 20-23%, их прочность возрастает и при измельчении, они образуют крупные частицы и легко выделяются в отруби при сортировании продуктов в рассевах.

Для увлажнения зерна на всех этапах ГТО применяются шнеки интенсивного увлажнения. После закромов устанавливают дозаторы и шнеки-смесители, что позволяет формировать помольную смесь в заданном соотношении компонентов.

Перед обоечными машинами установлены магнитные аппараты для удаления ферромагнитных примесей. В начале и конце очистки контролируют массу зерна на автоматических весах.

Проектируемая мельница будет располагаться в северном регионе Республики Казахстан, где возможно поступление на мельницу зерна с пониженной температурой, поэтому в самом начале схемы подготовки зерна к помолу, перед первым сепаратором, необходимо установить подогреватели зерна БПЗ.

3.3 Расчет вместимости и количества бункеров

Потребная вместимость бункеров зависит от натуры зерна и времени хранения, а число их - от расчетной вместимости, формы и размеров бункера.

Объем бункеров для неочищенного зерна и бункеров для отволаживания зерна рассчитывается по формуле:

(5)

где Qзад - заданная суточная производительность мукомольного завода, т/сутки;  - количество часов работы размольного отделения мельницы, на которое рассчитывается запас зерна или продолжительность отволаживания (от 30 до 36 часов);  - объемная масса зерна, т/м3;  - коэффициент заполнения бункеров.

Вместимость бункеров для неочищенного зерна следует принимать не менее, чем на 30 часов работы мельзавода, для отволаживания принимаем в зависимости от типа пшеницы и стекловидности от 6 до 12 часов.

Объемная масса зерна:

для пшеницы - 0,75 т/м3;

Коэффициент заполнения бункеров (К) обычно принимают 0,75-0,85. Коэффициент следует принимать в зависимости от соотношения вертикального "h" и горизонтального "b" размера бункера при:

= hab;

h/b =3 К=0,85

h/b =1,5К=0,70

h/b =1,0К=0,60

Число бункеров рассчитывают исходя из общего объема бункеров (V) и объема одного бункера:

(6)

где a, b, h - ширина, длина и высота одного бункера, м.

По конструктивным соображениям при новом строительстве зданий с использованием сборного железобетона при сетке колонн 6х6 или 9х6 метров размеры бункеров в плане принимают 3х3 м.

При реконструкции действующих предприятий с использованием монолитных железобетонных конструкций могут применяться бункера для отволаживания другого сечения, желательно квадратного, с размером сторон не менее 1,5 м.

В стандартных зданиях из сборного железобетона высота этажей принимается кратной 1,2 м, то есть 3,6; 4,8; 6,0; 7,2 м.

Бункера над вальцовыми станками I драной системы чаще всего проектируют на 20-30 минут отлежки зерна.

Полученные значения h округляют до целого числа. При устройстве бункеров для отволаживания из сборного железобетона h должно быть кратно четырем, так как бункер с размерами в плане 1,5х1,5 м получают делением бункера с размерами 3х3 м перегородками на четыре одинаковые секции.

Рассчитаем необходимое количество бункеров для неочищенного зерна:

Рассчитываем количество бункеров для основного отволаживания зерна (принимаем = 36 ч для помолов с выработкой хлебопекарной муки согласно Правилам организации и ведения технологического процесса на мельницах).

;

Рассчитываем количество бункеров для отволаживания перед I драной (принимаем =4ч согласно Правилам организации и ведения технологического процесса на мельницах).

 1 бункер

Таким образом, по расчетам получаем, что для неочищенного зерна необходимо 5 закромов, а для отволаживания зерна общее количество бункеров составляет 7 (для I-го этапа увлажнения - 6 бункеров, для II-го этапа увлажнения - 1, доувлажнение перед I-о1 др. с - 1).

3.4 Расчет и выбор технологического оборудования по проектируемой схеме

Основанием для определения потребного количества оборудования является разработанная схема подготовки зерна к помолу.

При подсчете числа машин и аппаратов производительность подготовительного отделения обычно принимают на 10-20% больше заданной производительности, т.е. с запасом по сравнению с производительностью размольного отделения. Производительность транспортных механизмов должна быть на 10% больше производительности

технологического потока. Увеличение производительности производят для:

бесперебойной работы размольного отделения при возможном повышении производительности мельницы в результате совершенствования приемов и способов в технологическом процессе или изменения качества перерабатываемого сырья, внедрения более совершенного оборудования;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8