Обработка сырья для производства круп

Для достижения высокого уровня развития зерноперерабатывающей промышленности в стране развёрнута широкая программа нового строительства, реконструкции и технического перевооружения действующих предприятий с использованием нового высокопроизводительного оборудования и передовой технологии.

В этих условиях значительно повышаются требования к качеству разрабатываемых проектов, которые в научно — технологическом прогрессе должны обеспечить высокий технический и экономический уровень производства.

В сложившихся условиях необходимо существенно повысить производительность труда проектировщиков, улучшить качество проектов, снизить себестоимость. Этого можно достичь только на основе применения новых прогрессивных методов проектирования, среди которых ведущее место принадлежит системе автоматического проектирования (САПР), широко использующей математические методы и вычислительную технику.

Центральное место в САПР, как при обычном проектировании, занимает проектировщик — пользователь ПК, требования, к профессиональной подготовке которого резко возрастают. Освобождая проектировщика от выполнения значительной части ручного труда, формальных и рутинных операций, САПР создаёт реальную основу для стимулирования его творческой деятельности и повышения производительности труда. Развитие и широкое использование САПР в зерноперерабатывающей промышленности связано с подготовкой высококвалифицированных специалистов в этой области. Проекты крупяных заводов, состав и размещение оборудования должны соответствовать действующим правилам, нормам инструкциям и указаниям.

Одним из современных направлений развития пищевой промышленности является производство функциональных продуктов питания и их компонентов, обусловленное возрастающим спросом потребителей в большинстве стран, включая Россию. Горох принадлежит к семейству бобовых и давно известен человеку. Родиной гороха учёные считают южные регионы России, Крым и Кавказ. Здесь горох до сих пор встречается в диком виде. Любимые народные кушанья в России была гороховая похлёбка с ветчиной. В постные дни наши предки пекли пироги с горохом, готовили гороховый сыр и гороховую лапшу. Сегодня горох не утратил своей актуальности — многие отдают предпочтение именно этому виду бобовых. Горох является хорошим источником одной из дефицитнейших аминокислот — лизина. А так же эта крупа играет немаловажную роль в лечебном питании, показанную в рационе людей с сердечными заболеваниями. Семена зернобобовых являются источником многих функциональных ингредиентов: пищевых волокон, растительных белков, полисахаридов, витаминов группы В. Во многих источниках литературы приводятся доказательства о важности включения зернобобовых в рацион питания для профилактики хронических заболеваний. Однако большинство зернобобовых обладает неудовлетворительными технологическими свойствами: плохой развариваемостью, длительностью всех этапов кулинарной обработки — замачивания, варки. Практически все они являются источниками антиалиментарных веществ (фазина, фитатов, лектинов, раффинозы, стахиозы, вербаскозы). Вышеперечисленное является причиной ограничительного использования зернобобовых в рационе питания населения.

1. Обзор литературы

Крупы, используемые в нашем питании, поставляют организму углеводы (в различных крупах их содержание от 65 до 77%), растительные белки: 7−12%, жиры: до 6%, минеральные вещества, среди которых фосфор, железо, калий, магний, кальций, такие витамины, как В1, В2, РР и др.

С точки зрения диетологии крупы можно назвать универсальными продуктами и использовать при любом заболевании. Одна и та же крупа годится для приготовления различных блюд при самых разных недугах. Используя различную кулинарную обработку, можно обеспечить максимально щадящий режим органам пищеварения (жидкие и протёртые каши) либо вызвать активизацию моторной функции кишечника (рассыпчатые каши).

Горох можно смело назвать исконно русским продуктом. Горох всегда был очень любим и почитаем на Руси. Современные научные исследования подтверждают целебные свойства, издавна приписываемые гороху. Горох содержит большое количество полезных и необходимых для организма человека веществ.

В. Спиридонова в своей статье (2007) рассмотрела пищевую и биологическую ценность гороховой крупы. Углеводы в горохе представлены главным образом крахмалом, однако его содержится в горохе меньше, чем в других крупах из злаковых и бобовых культур. Количество сахаров в гороховой крупе выше, чем в других крупах, и состоят они в основном из сахарозы. По содержанию клетчатки (пищевого волокна) горох занимает среднее положение среди других видов круп. В её составе имеется до 4% пентозанов и небольшое количество пектиновых веществ. Горох характеризуется высоким содержанием белков (25−30%), основным из которых являются глобулины. Суммарное содержание глобулинов и альбуминов достигает 80%. Белки богаты всеми незаменимыми аминокислотами, за исключением метионина. Липиды гороха в основном из ненасыщенных жирных кислот, среди которых преобладает линолевая кислота. Гороховая крупа относится высокозольным крупам. В составе минеральных веществ много Fe, P, Ca, K, Mg, Zn. На долю фитинового фосфора приходится около 50%. В крупе из гороха содержится значительное количество Bi, Bг, РР, каротина, токоферола и биотина.

В. Каминский в статье (2004) рассмотрел вклад в развитие науке о крупе. 7Он указал, что основными задачами крупяной лаборатории является исследование процессов переработки зерновых культур в крупу и дальнейшего их совершенствования, расширение ассортимента крупяной продукции с использованием новых технологических примеров, повышение качества выпускаемой продукции, разработка и пересмотр, по мере необходимости нормативно — технической документации на крупяную продукцию, а так же разработка предложений по использованию отходов крупяного производства.

В. Иунихина рассмотрела в своей статье (2005) химический состав крупяных продуктов для здорового питания. Она показала классификацию крупяных продуктов в соответствии с назначением и технологией производства. А так же первостепенное значение для потребителя и для производства имеет качество и пищевая ценность продуктов. Пищевая ценность крупы определяется природными особенностями перерабатываемого зерна, технологией производства, химическим составом и усвояемостью.

В статье приведён химический состав круп. На основе данных сделан вывод о том, что крупяные продукты являются источником крахмала, растительного белка, пищевых волокон, некоторых макрои микроэлементов витаминов группы В, обеспечивающих организм человека биологически важными. Это свидетельствует о высокой пищевой и энергетической ценности крупяных продуктов и позволяет с полным основанием отнести данную группу к продуктам здорового питания[6].

А. Таланкин в статье (2006) целебные свойства гороха говорит о том, что горох содержит пиридоксин, участвующий в расщеплении и синтезе аминокислот. Недостаток этого витамина вызывает дерматит и судороги. За большое содержание селена горох рассматривают, как антиканцерогенное средство.

Горох блокирует поступление в организм радиоактивных металлов. В народной медицине отвар ботвы и плодов гороха применяют, в качестве мочегонного средства, способствующего растворению камней в почках. Гороховую крупу (муку) используют в качестве припарок для размягчения фурункулов и карбункулов. Горох снижает вероятность онкологических заболеваний, инфаркта, гипертонии. Употребление гороха, в любом виде, замедляет процесс старения кожи и всего организма в целом. Белок гороха содержит незаменимые, для нашего организма, аминокислоты: лизин, метионин, триптофан, цистин и др.

Н. Фролов (2007) в статье пишет о лечебных свойствах круп и фитокомпонентов каш. Этот щелочной овощ выдающийся источник витаминов А, В и С. В стручках очень много хлорофилла, железа и веществ, контролирующих содержания в организме кальция. Шелушенный горох лишается витаминов и важных микроэлементов.

Свежий садовый горох обладает лёгким мочегонным свойством. Он также даёт облегчение при язвенных болях желудка, потому что помогает избавляться от кислот в желудке. Но при язве горох нужно есть в виде пюре.

Народная медицина использует горох при диабете как сахаропонижающее средство, как мочегонное — при почечнокамневой болезни и рассасывающее средство — при твёрдом инфильтрате. Отвар всего растения выводит камни из почек и мочевого пузыря. Гороховая каша из гороха, с маслом, как продукт богатый белковыми веществами, очень полезен при язве желудка и двенадцатиперстной кишки. Гороховая каша улучшает питание клеток головного мозга, нормализует обмен веществ, лечит атеросклероз.

Е. Вобликов в статье (2003) рассмотрел контроль за количеством и качеством не только поступающего зерна, но и вырабатываемой продукции и отходов на крупяном предприятии. Нестандартную продукцию складируют отдельно. Если проводится зачистка производственного корпуса, то составляется акт о зачистке производственного корпуса и результатах переработки зерна в форме № 117. Благодаря такому контролю исключается выпуск нестандартной продукции, которое имеет низкое качество.

О. Чебатарев в своей статье (2004) уделил большое внимание сырью для производства крупы. Товарная партия зерна, поставляемая на крупозавод, должна обеспечивать получение крупы заданного качества и ассортимента с регламентом технологии. Поэтому качество зерна должно быть не ниже показателей, предусмотренных стандартами на зерно для переработке в крупу.

При этом учитываются органолептические показатели: цвет, запах, вкус, так же массовая доля ядра, влажность, содержание примесей и т. п. Соблюдение данных показателей качества зерна позволит получить крупу, соответствующую по качеству стандарту.

Д. Шилов в статье (2005) предложил использовать бункерные весы «ПОТОК 1000−300», «ПОТОК 2000;400» для решения задачи автоматического учёта зерна, поступающего непрерывным потоком. Они рассчитаны на установку в неотапливемых помещениях элеваторов, на крупозаводах. Данные весы имеют следующие режимы работы: поточное перемешивание, т. е. учёт суммарной порции продукта, прошедшего через весы; отпуск ограниченной дозы, т. е. весы пропустят заранее заданную порцию продукта и остановятся; работа с заданной производительностью.

Н. Личко (2000) в своей статье указал сроки хранения крупяных продуктов. Описал процессы, протекающие в крупе при её хранении. Автор выделил продолжительность хранения каждого вида крупы при определённой температуре и влажности.

2. Характеристика сырья, используемого для производства определённого вида продукции

Для крупяных продуктов в пищевом рационе человека от общего потребления зерновых невелика в сравнении с продукцией мукомольных мельниц и в среднем составляет по различным оценкам от 7 до 13%. Однако в некоторых районах специфика питания такова, что потребление крупяных продуктов может достигать значительно больших величин.

Товарная партия зерна, поставляемая на крупозавод, должна обеспечить получение крупы заданного качества и ассортимента в соответствии с регламентом технологии. Поэтому качество зерна должно быть не ниже, показателей, предусмотренных стандартами на зерно для переработки в крупу. При этом технические условия на крупяное зерно включают органолептические показатели, определяющие цвет, запах и вкус, а также показатели, определяемые объективными методами анализа, такие как массовая доля ядра, влажность, содержание примесей в процентах, предельные нормы заражённости амбарными вредителями и т. п.

Цвет и запах крупяного зерна должны соответствовать нормальному зерну. При этом должны быть исключены любые посторонние запахи, в том числе затхлый, солодовый, нефтепродуктов. Массовая доля ядра — один из специфических показателей качества, показывающий относительное содержание ядра к массе зерна с примесями.

Влажность зерна для производства крупы колеблется в значительных пределах и должна быть не более 14,5−16,0%.

Зараженность зерна амбарными вредителями не допускается, кроме зараженности клещом не выше первой степени.

1. Типы В зависимости от назначения, а также цвета семян горох подразделяют на типы и подтипы, указанные в табл. 1.1

Таблица 1.1 — Типы и подтипы семян гороха

Горох, содержащий примесь гороха другого типа или подтипа более норм, указанных в таблице 1, определяют как «смесь типов» или «смесь подтипов» с указанием типового состава в процентах.

2.Технические требования Базисные нормы, в соответствии с которыми проводят расчет за заготовляемый горох, указаны в табл. 1.2

Таблица 1.2

Ограничительные нормы для заготовляемого гороха, который в зависимости от качества подразделяют на три класса, указаны в табл. 1.3

По согласованию заготовительной организации и поставщика допускается влажность семян и содержащие сорной примеси в заготовляемом горохе более ограничительных норм при наличии возможности доведения семян до кондиции, обеспечивающих их сохранность.

Ограничительные нормы для гороха, поставляемого для переработки в крупу табл. 1.4

Таблица 1.4

Класс заготовляемого и доставляемого гороха определяют по наихудшему значению одного из показателей качества семян, установленного, соответственно, в табл. 3 и 4.

Горох 1-го и 2-го классов предназначен для переработки в крупу, а горох 3 — го класса на кормовые цели и для переработки в комбикорма.

К 1-му классу заготовляемого и поставляемого гороха относят семена наиболее ценных по качеству сортов. Перечень наиболее ценных по качеств} сортов гороха утверждает Госкомиссия Совета Министров СССР по продовольствию и закупкам.

Заготовляемый поставляемый горох должен быть в здоровом негреющемся состоянии; иметь свойственные здоровому зерну нормальные цвет характерный для данного сорта, и запах (без затхлого, солодового, плесневого, постороннего запахов).

Содержание токсичных элементов, микотоксинов и пестицидов в горохе не должно превышать допустимые уровни, установленные медико — биологическими требованиями и санитарными нормами качества продовольственного сырья и пищевых продуктов Минздрав СССР. 2.11. Осиновые семена, сорная и зерновая примеси:

К основным семенам относят целые и поврежденные семена гороха, по характеру их повреждений и выполненности не отнесенные к сорной или зерновой примеси, а также целые семядоли и битые семена, если осталось более половины семени, в количестве до 10% включительно (свыше 10% целые семядоли и битые семена относят к зерновой примеси).

К сорной примеси относят: весь проход, полученный при просеивании через сито с отверстиями диаметром 2.5 мм; в остатке на сите с отверстиями диаметром 2.5 мм: минеральную примесь — гальку, комочки земли, частици шлака, руды и т. п.; органическую примесь — семенную кожуру, части стеблей, листьев, створки бобов и т. п.; вредную примесь — спорынью, головню, семена, пораженные нематодой, плевел опьяняющий, горчак ползучий, софору лисохвостную, термопсис ланцентный, вязель разноцветный, гелиатроп опущенноплодный, триходесму седую; семена дикорастущих растений; испорченные семена гороха, фасоли, гута, чины, чечевицы — все с явно испорченными семядолями и (или) полностью измененным их цветом; в горохе 1 — го и 2-го классов — зерна и семена культурных растений, кроме неиспорченных семян фасоли, нута, чины и чечевицы; в горохе 3-го класса — зерна и семена культурных растений, отнесенные согласно стандартам на эти культуры по характеру их повреждений к сорной примеси.

К зерновой примеси относят в остатке на сите с отверстиями диаметром 2.5 мм семена гороха: целые семядоли и битые семена, если осталось более половины семени, содержащиеся в количестве более 10%; битые семядоли; давленные; проросшие — с вышедшим наружу корешком и (или) ростком; недоразвитые — целые семена, прошедшие через сито с отверстиями диаметром 4 мм; поврежденные гороховой зерновкой, имеющие внутри семени жука или личинку или следы их пребывания в виде свободной полости, и (или) лестоверткой; поврежденные — с частично измененным цветом семядоли. К зерновой примеси горохе 1-го и 2^го классов относят также семена фасоли, нута, чины и чечевицы, целые и поврежденные, не отнесенные по характеру их повреждений к сорной примеси, а в горохе 3-го класса — зерна и семена других культурных растений, целые и поврежденные, не отнесенные согласно стандартам на эти культуры по характеру повреждений к сорной примеси.

К мелким относят целые семена гороха, проходящие через сито с отверстиями диаметром 5 мм и не отнесенные по характеру повреждений к сорной и зерновой примесям.

крупа питание сырье

3. Технология производства продукции

Из гороха получают крупу горох целый шелушений и горох колотый шелушеный. Горох целый шелушеный — это целые семена с неразделенными семядолями. Примесь колотого шелушеного гороха допускается не более 5%. Г орох колотый шелушеный представляет собой шелушеные и полированные семена с разделенными семядолями. Содержание в горохе колотом целого гороха допускается не более 5%.

В крупяной технологии используют горох продовольственный первого типа белый, желтый и зеленый. Базисным по качеству считается горох с содержанием сорной примеси 1%, зерновой — 2%, мелкого гороха — 5% и примесей гороха II типа — не более 5%.

Ко второму типу относят горох кормовой с различной окраской семени от буро-зеленой до черной различных оттенков.

К мелкому гороху относят целые и поврежденные семена гороха, проходящие через сито с диаметром отверстий 5 мм. К зерновой примеси относят семена гороха битые, изъеденные, проросшие с вышедшим наружу корешком, поврежденные самосогреванием и сушкой, заплесневевшие, давленные, учитываемые во фракции, полученные сходом сита 5 мм.

При переработке гороха базисных кондиций, по качеству отвечающего требованиям ГОСТ 23 843–79 «Горох. Технические условия», получают базисный выход продукции, представленный в таблице 3.1.

Таблица 3.1 — Ассортимент и нормы выхода продукции из гороха

Цвет крупы из гороха — желтый и зеленый. Вкус и запах должны быть свойственны нормальной гороховой крупе. Влажность крупы, не более 15%. В крупе первого сорта содержание сорной примеси должно быть не более 0,4%, а в крупе второго сорта — не более 3,0%. Содержание минеральной примеси в числе сорной для целого и колотого гороха не должно превышать 0,05%. Ограничивается также содержание в крупе изъеденных семян, нешелушеных, дробленых. В крупе не допускается содержание сечки и мучки. Содержание металломагнитной примеси на 1 кг крупы не более 3 мг. Не допускается зараженность вредителями хлебных запасов.

Одна из особенностей семени гороха состоит в том, что при ударе оно раскалывается на семядоли. Это необходимо учитывать при всех операциях с горохом, так как наличие расколовшихся частиц понижает качество сырья.

Процесс производства крупы можно разделить на два этапа: подготовка зерна к переработке и непосредственно получение крупы.

При подготовке к переработке зерно очищают от органических и минеральных примесей, семян сорных растений, дефектных и мелких семян основной культуры.

Операции в подготовительном отделении

Очистку гороха от примесей осуществляют путем двукратного последовательного пропуска через сепараторы, в которых сходом с сит с отверстиями⁰10 мм отбирают отходы III категории. Крупные грубые и легкие примеси, выделенные на сепараторах, не представляют кормовой ценности и направляются без контроля в отходы III категории.

Продукт, получаемый на сепараторах проходом через сито с отверстиями диаметром 5,0 мм, направляют на просеивающие машины хтя контроля отходов, где сходом с сита с отверстиями диаметром 2.0 (2.5) мм получают мелкий горох, а проходом — отходы III категории. Наклон сит сепараторов не должен превышать 6−7%. При большом уклоне горох может попадать в крупные примеси (сходом сортировочного сита), а мелкие примеси — в горох. Размер отверстий сит сепарирующих машин необходимо корректировать в зависимости от крупности поступающего в переработку гороха. Скорость витания гороха около 16 м/с, что значительно больше, чем у зерна любых других культурных растений и большинства сорняков. Поэтому при соответствующей скорости воздушного потока в пневмоеепарирую-щих каналах возможно удаление значительного количества примесей. В тяжелые относы могут попасть щуплые и нормальные зерна злаков, щуплый горох, большинство органических примесей.

Размеры отверстий сит, рекомендуемые для машин зерноочистительного отделения, приведены в таблице 3.2

В результате сепарирования в подготовительном отделении получают отходы III категории, в состав которых входят минеральные примеси, соломистые частицы, стебли различных растений, сорные семена. Поэтому данная категория отходов не имеет какой-либо кормовой ценности и считается вместе с механическими потерями. В соответствии с технологической схемой в эту категорию отходов попадают сходы приемных и сортировочных сит сепараторов, а также относы пневмосистем.

Кроме того, в зерноочистительном отделении выделяют около 5% мелкого гороха, который малоценен в технологическом отношении.

После очистки от примесей горох можно подвергать пропариванию или увлажнению с последующим высушиванием до влажности 14−15%.

Пропаривание осуществляют при давлении пара 0,10−0,15 МПа и продолжительностью 2,0−2,5 мин. Увлажнение гороха осуществляют на 2,0 — 2,5% при последующем отволаживании в течение 20−30 мин.

Температура зерна гороха после высушивания не должна превышать температуру воздуха производственного помещения более чем на 6−8°С. Отволаживать горох после сушки не рекомендуется.

Операции в рушальиом отделении

Горох перед шелушением направляют на рассев для разделения на две фракции по крупности: сходом с сит с отверстиями диаметром 7,0 мм получают крупную фракцию, проходом через сито с отверстиями диаметром

6,0 мм — мелкую фракцию; сход с сит с отверстиями диаметром 6,5 мм присоединяют к крупной или мелкой фракции в зависимости от крупности и выравненное™ перерабатываемой партии гороха.

Шелушение и шлифование гороха производят раздельно крупной из мелкой фракций на двух последовательных системах шелушильно — шлифовальных машин типа А1-ЗШН (диаметр отверстий ситового цилиндра — 2,5 м. Состав абразивных дисков машин А1-ЗШН (в%) приведен в табл. 3.3

Таблица 3.3

Состав абразивных дисков машин А1-ЗШН (в%) приведен в табл. 3.3

Продукт, получаемый после шелушильно-шлифовальных машин типа А1 — ЗШН первых систем (крупной и мелкой фракций), направляют на рассевы для сортирования: сход с сит с отверстиями 4,0×20 мм для крупной фракции и сит с отверстиями 3,0×20 мм для мелкой фракции провеивают и направляют на машины типа А1-ЗШН вторых систем; сход с сит с отверстиями диаметром 3,0 мм — горох, расколотый на семядоли, поступает на отдельную машину типа А1 — ЗШН для дополнительной обработки колотого гороха.

Продукт, получаемый после машины типа А1-ЗШН вторых систем, также направляют на рассевы для сортирования:

— сход с сит с отверстиями 4,0×20 мм и 3,0×20 мм (шелушеный целый горох) провеивают в аспираторах для отделения лузги и направляют на полирование;

— сход с сит с отверстиями диаметром 3,0 мм вторых систем (горох колотый) объединяют с соответствующим продуктом первых систем и после дополнительного шлифования в машине типа А1-ЗШН, сортирования в рассеве и провеивания в аспираторах его направляют на полирование.

Продукт, получаемый со всех рассевов проходом через сито с отверстиями диаметром 3 мм и сходом с сит с отверстиями диаметром 1,5 мм, после контрольного провеивания направляют в отходы I и II категорий.

Готовую целую и колотую гороховую крупу раздельно дважды провеивают в аспираторах и после магнитного контроля направляют в закрома.

Относы аспираторов контролируют на сите с отверстиями диаметром 3,0 мм. Проход направляют на контроль мучки, а сход (лузгу) подвергают контрольному провеиванию в аспираторах и после магнитного контроля направляют в закрома. Содержание в сечке и мучке, а также в отходах I и II категорий частиц гороха, получаемых сходом с сита с отверстиями диаметром 2.0 мм не должно превышать 5,0% от их массы.

Содержание в лузге дробленых частиц гороха, получаемых сходом с сита № 1,0, не должно превышать 1,5% от ее массы.

На операциях ситового контроля мучки и лузги допускается применение буратов, центрофугалов и рассевов. Контроль мучки (включая аспирационные относы машин типа А1-ЗШН) осуществляют на сите с отверстиями диаметром 1,5 мм. Сход направляют в отходы I и II категорий, а проход после магнитного контроля направляют в закрома для сечки и мучки.

4. Разработка линии по переработке продукции растениеводства и расчёт технологического оборудования. Принципы расчёта и подбор оборудования

Произвести расчет — это, значит, подобрать необходимое число оборудования с заданными функциями, которое обеспечило бы надежную работу завода по проектируемой технологии. Для расчета технологического оборудования необходимо иметь:

— запроектированную технологическую схему процесса;

— производительность предприятия;

— нормы нагрузок или паспортную производительность технологического оборудования;

— количественный баланс для определения загрузки систем технологического процесса.

При расчете и подборе технологического оборудования необходимо руководствоваться следующими положениями:

— Расчет вести строго в соответствии с технологической схемой. Это значит, что все технологическое оборудования должно быть рассчитано, т. е. определено его число, принята марка или тип, а также производительность на данном этапе. При наличии в технологических схемах одноименного оборудования, выполняющего равные функции с одинаковой производительностью, но на разных этапах, допускается расчет производить только для первого этапа. Для последующих этапов необходимо подобрать аналогичное оборудование, о чем должна быть соответствующая запись.

— Подбирать оборудование максимальной производительности, которое может быть оптимально загружено на данной технологической операции.

— Стремиться к выбору оборудования одной производительности.

— Выбирать наиболее современное и экономичное оборудование.

— Технологическое оборудование должно быть оптимально загружено на проектируемом предприятии. Допускается некоторая перегрузка или недогрузка оборудования. Причем величину перегрузки или недогрузки выбирают конкретно по каждому виду оборудования. Значительная перегрузка, как правило, снижает технологическую эффективность операций и надежность работы оборудования. Недогруженность оборудования на конкретном этапе технологии приводит к низкому коэффициенту использования оборудования по производительности, к повышенному расходу электроэнергии, к снижению коэффициента мощности предприятия.

В соответствии с требованиями технологии для повышения надежности работы предприятия допускается использование запасного оборудования. В этом случае фактическое число оборудования на данной операции должно быть увеличено на единицу.

К такому типу оборудования можно отнести мешкозашивочные машины в упаковочном отделении, шлифовочные машины в шелушильном отделении крупяных заводов. Запасное оборудование, если оно предусмотрено в проекте, должно быть включено в коммуникационную схему завода и без значительных затрат включаться в работу основного оборудования. В результате расчетов общее число оборудования по рамкам и типоразмерам должно быть кратно единице.

Согласно теме курсового проекта необходимо спроектировать технологическую линию по производству гороховой крупы на предприятии малой мощности производительностью 5 тонн в сутки.

Коэффициент запаса равен 1,15. Поэтому, учитывая коэффициента запаса, количество сырья поступающего в подготовительное отделение составляет 11,5 т. Предприятие работает 8 часов в сутки. В среднем в час перерабатывается 625.

Технологическая схема производства гороховой крупы представлена следущими операциями:

1) приемка зерна

2) взвешивание зерна

3) отделение крупных и мелких примесей

4) отделение минеральных примесей

5) разделение зерна на фракции

6) размещение отдельных фракций в бункере

7) гидротермическая обработка

8) сушка зерна

9) шелушение зерна

10) отделение отшелушенных оболочек ядра, выделение ядра

11) шлифование выделенного ядра

12) выделение готовой продукции

13) фасование готовой продукции Расчет и подбор оборудования для крупозавода.

Расчет потребности в бункерах для зерна, поступающего в подготовительное отделение завода.

Для производства гороховой крупы на крупоцехе используют приемный бункер, два бункера после сепаратора после размещения фракций зерна различной крупности и бункер для отходов. Вместимость бункеров для зерна принимают, исходя из следующих нормативов:

— для неочищенного — на 20…30 часов работы крупозавода;

— для отволаживания гороха — на 20…30 мин. работы шелушильного отделения;

Вместимость бункеров V, м3 определяют по формуле:

V= ЮОО 24хухКи где V — объем бункеров, м3;

QKp — расчетная производительность крупозавода, т/сут; ч — длительность нахождения продукта в бункере (На 20…30 мин работы шелушильного отделения), ч; у — объемная масса продукта, кг/мЗ (таблица 4); где QKp — производительность завода, т/сутки;

К_и — коэффициент использования бункеров.

Коэффициент К_и характеризует степень заполнения бункера продуктом. Он зависит от отношения высоты бункера к его максимальной ширине. Для приемки зерна применяют бункер БВ-12. Высота бункера равна 8,68 м, ширина — 2,8 м. Таким образом, отношение h/B = 3, а коэффициент Ки равен 0,85. Длительность нахождения зерна в бункера составляет 20 ч.

Исходя из этого, вместимость бункера должна составлять:

V = 5×0,5×1000−0,16 м³

24×771×0,85

Вместимость бункера в тоннах определяют по формуле:

JU6X771 — 1000

Бункер БВ — 12 имеет вместимость: 12 м³

Таблица 4. 1 — Физическая характеристика зерна крупяных культур и продуктов его переработки

Расчет и подбор оборудования для подготовительного (зерноочистительного) отделения крупозавода (крупоцеха)

Производительность подготовительного отделения крупозавода (крупоцеха) должна превышать суточную производительность предприятия на 15% при переработке гороха. Производительность подготовительного отделения (Qn.₀. Kp) определяют по формуле:

Qn.o. Kp. = KxQKp

где К — коэффициент запаса (1,15);

QKp — производительность завода, т /сутки.

Qn.o. Kp = 1,15×5 = 5,75 т Расчет сепараторов, триеров, камнеотборников, аспираторов Необходимое количество машин находят по формуле:

>Г Qp Ям. пкм п — количество машин;

Qp — расчетная производительность крупозавода, т/сут;

q м. п — паспортная производительность машины, т/сут; км — коэффициент производительности, зависящий от перерабатываемой культуры. Определяется по таблице 4.2.

Таблица 4.2 — Значение коэффициента производительности км

В данном крупоцехе мы будем использовать сепаратора А1-БЛК

В данном крупоцехе мы будем использовать аспиратор АСХ — 2,5.

Весы подбирают по каталогу с учетом суточной производительности завода (цеха), а при установке автоматических порционных весов по формуле:

Ев= QKpxlOOO / (24×60п),

где Е_в — вместимость бункера весов, т;

Q_Kp — суточная производительность завода (цеха), т/сут.;

п — допустимое число взвешиваний в минуту (не более 2-х взвешиваний в минуту).

Ев =5×1000 / (24×60×2) = 1.7

Необходимое число зерноочистительных машин (пкр) находят по формуле:

пкр = Окр gM

где g_M — паспортная производительность машины, т/сут.

Просеивающую поверхность всех машин F (м²), включая машины подготовительного отделения, определяют по формуле:

F = Qkp х 1 ООО / q

Где q — удельная нагрузка на 1 м² просеивающей поверхности (для гороха q= 1,65), т/сут.

F = 0.96×1000/1,65= 582 м²

Таблица 4.3 — Распределение просеивающей поверхности по этапам технологического процесса

Рассчитываем необходимое количество зерноочистительных машин для очистки 625 кг зерна.

Рассчитываем необходимое количество зерноочистительных машин для очистки 1 тонны зерна. После приемки зерно направляется на взвешивание. Для этого применяют весовое устройство УРЗ-1. Производительности весового устройства составляет 2 т/ч, поэтому взвешивание одной тонны будет осуществляться за 30 мин. Необходимое количество машин находим по формуле:

пм = Q

где Q4 — часовая производительность предприятия, gM — часовая производительность машин, Т — время работы.

Количество машин для взвешивания находим: пм = 0.625 = 0,625 = 1 2×0,5 После приемки зерно отправляется на сепарировании. Здесь происходит отделение крупных и мелких примесей, которое осуществляется на сепараторе А1-БЛК. Производительность сепаратора 2,5 т/ч. 1 тонна зерна будет очищаться в течение 24 мин. 0,625 кг зерна будет очищаться в течение 23 мин. Необходимое количество машин находим по формуле:

пм = Qh / (qM х Т) где Q4 — часовая производительность предприятия, gM — часовая производительность машин, Т — время работы. Количество машин определяем: п = 0,625 / (2×0,5)

После прохода через сепаратор количество выделенных мелких примесей составляет 3,0%, а крупных 2,0%. На дальнейшие операции зерно отправляется в количестве 95% (594 кг). При этом для облегчения технологического процесса масса зерна разделяется на две фракции по крупности. Первая (сход с сита ® 7 мм) составляет 60% (375 кг), вторая — промежуточная (^Q 7/ S⁵ 6 мм) — 30% (187,5 кг), третья (сход с сита ® 6 мм) — 10% (62,5 кг). Дальнейшие операции осуществляется раздельно для каждой фракции последовательно. Каждая фракция зерна размещается отдельно в бункерах. Размер бункеров выбирают исходя из количества каждой фракции зерна. Вместимость бункера должна быть не меньше располагаемого здесь зерна. Первая фракция поступает для отделения минеральных примесей на камнеотборник А1-БКП производительностью 1,5т/ч. После прохождения первой фракции за следом поступает вторая. Весь процесс отделения будет осуществляться в течение 30 мин. Количество машин находим по формуле:

пм = Q4 / (qM х Т) п = 0,625 / (2,5×0,38) = 1

После отделения крупных и мелких примесей проводят отделение минеральных примесей на камнеотборнике Al-БКР производительностью 2,5т/ч. Процесс отделения будет осуществляться в течение 23 мин. Количество машин находим по формуле: пм = 0,625 = 0,6=1 2,5×0,38

Количество выделенных минеральных примесей составляет 0,5%. Зерно после очистке составляет 907 кг.

Для облегчения технологического процесса перед остальными операциями все зерно разделяется на три фракции на рассеве А1-БРУ, производительность которого составляет 5,2т/ч. Разделение происходит в течение 10,46 мин. Количество машин определяют: пм = 0,625 = 0,72 = 1 5,2×0,17

Гидротермическая обработка зерна проводится отдельно для каждой фракции. Начинается она с самой крупной фракции. Первым этапом обработки является пропаривание, которое осуществляют на пропаривателе А9-БПБ. Производительность его составляет 3,96т/ч. 375 кг зерна пропарится за 8.3 мин. Обработанная фракция отправляется дальше на сушку, а на пропаривание поступает следующая фракция -187,5 кг — 4,2 мин, а 62,5 кг — 1,4 мин.

Пропаривание всего зерна (912 кг) осуществиться за 14 мин. Количество машин будет составлять: n = 0,915 /(3,96×0,28) = 0,82

Следующий этап гидротермической обработки — сушка. Её осуществляют на сушилке ВС-10−49 производительностью 1,1 т/ч. Сушку также проводят для каждой фракции отдельно. Сначала высушивают крупную фракцию в количестве 544,2 за 30 мин. Затем 272 кг — за 15 мин, а 90,7 кг — за 5 мин. Весь процесс сушки протекает 50 мин. Количество машин находят по формуле:

пм = 0,912 = 1 1,1×0,83

В процессе сушке происходит усушка. Она составляет 4% (36,28 кг). Поэтому на дальнейшую переработку отправляется зерно в количестве 745 кг. * Если его рассмотреть фракционно, то в количестве: первая фракция — 522,6 кг, вторая — 171,3, третья — 52,1 кг.

Сушка является заключительным этапом подготовительного отделения. Подготовленное зерно отправляется в шелушильное отделение для дальнейшей переработки. Количество обработанного зерна составляет 745 кг.

Расчет и подбор оборудования для шелушильного отделения крупозавода (крупоцеха)

Основой для определения необходимого числа оборудования шелушильного отделения является схема технологического процесса и технические нормы использования оборудования (удельной нагрузки). Поэтому перед выполнением расчетов необходимо выбирают схему технологического процесса.

На горохозаводах общее число шелушильных машин определяют по формуле:

ПМ = Q4 gMxT

Подготовленное зерно сначала поступает на шелушение. Для этого используют шелушильную машину Al-ЗШН-З производительностью Зт/ч. Шелушение проводят по фракциям. Первая фракция обрабатывается в течение 10,5 мин, вторая — 5,25 мин, третья — 2 мин. Весь процесс осуществляется за 18 мин. Количество машин определяем:

пм = 0,745 = 0,7= 1 3×0,3

После шелушение массу шелушенного зерна пропускаем через аспиратор А1-БДЗ для удаления лузги. Производительность аспиратора составляет 2т/ч. Продувание всей массы осуществляется за 26,25 мин. Количество машин определяем по формуле:

пм = 0,745 = 0,84=1 2×0,44 В процессе продувания отделяется лузга в количестве 6% (44,7 кг). Остальное зерно в количестве 700,3 кг отправляется дальше на переработку. При этом первая фракция составляет 491,2 кг, вторая — 245,6 кг, третья — 7818,7 кг.

Следующая операция — выделение отшелушенного зерна. Она проводится на рассеве А1-БРУ, производительность которого составляет 5,2т/ч. В процессе выделения отшелушенного зерна отделяют необруш, дробленое ядро, а также лузгу и мучку. Весь процесс осуществляется в течение 9,5 мин. Количество машин определяют: пм = 0,818 = 1 5,2×0,15

При просеивании получают необруш в количестве 5% (40,94 кг), дробленое ядро-5% (40,94 кг), лузгу и мучку — 6% (49,12 кг). Если учитывать, что процесс протекает по фракциям, то первая фракция будет составлять 412,64 кг, вторая — 206,32 кг, третья — 68,77 кг. Шелушенное недробленое ядро направляется дальше на переработку. Необруш идет на повторную гидротермическую обработку, а затем на шелушение. Дробленое ядро, мучка и лузга отправляются в бункера для отходов.

При просеивании получают необруш в количестве 5% (40,94 кг), дробленое ядро-5% (40,94 кг), лузгу и мучку — 6% (49,12 кг). Если учитывать, что процесс протекает по фракциям, то первая фракция будет составлять 412,64 кг, вторая — 206,32 кг, третья — 68,77 кг. Шелушенное недробленое ядро направляется дальше на переработку. Необруш идет на повторную гидротермическую обработку, а затем на шелушение. Дробленое ядро, мучка и лузга отправляются в бункера для отходов.

Шелушенное недробленое зерно направляют на шлифование. Его проводят на шлифовальной машине А1-БШМ — 2,5. Производительность шлифовальной машины составляет Зт/ч. Процесс шлифования проводят в течение 14 мин. Количество машин определяют по формуле:

пм = 0,687 = 1 3×0,23

После шлифования зерновую массу отправляют на рассев А1-БРУ с целью выделения шлифованного недробленого ядра (готовой крупы). Производительность рассева равна 5,2т/ч. Процесс выделения осуществляется в течение 10 мин. Количество машин находят:

В процессе шлифования помимо шлифованного недробленого ядра образуется дробленое ядро, мучка и лузга. С помощью рассева их отделяют от готовой крупы. При этом дробленого ядра образуется в количестве 5,0% (34,35 кг), мучки и лузги — 6% (41,22 кг). После их отделения количество готового продукта составляет 611,43 кг. Если по фракциям, то первая фракция составляет 366,8 кг, вторая -183,4 кг, третья — 61,2 кг. Дробленое ядро, мучка и лузга направляются в бункера для отходов, а готовая продукция — на фасование.

Фасование готовой продукции проводят на вертикальном фасовочном автомате А5-АРВ, производительность которого составляет 15 пакетов в минуту. Масса одного пакета равна 0,5 кг. Поэтому производительность автомата составляет 450 кг/ч. Фасование 581,5 кг проводится в течение 1 ч 17 мин.

Таким образом, весь процесс от приемки до фасования готовой продукции осуществляется за 6 часов.

Технохимический контроль на предлагаемом предприятии

На крупоперерабатывающем предприятии после переработки зерна в крупы обязательной операцией является контроль готовой продукции. Однако кроме него предприятие постоянно проводит контроль за промежуточными продуктами переработки, отходами (дробленым зерном, мучкой, лузгой), а также контролирует каждый технологический процесс переработки зерна. Задачи технохимического контроля заключаются в определении качества зерна, наблюдении за размещением и хранением зерна, контроле очистки и сушки зерна, составлении партий зерна для переработки, расчете и контроле выхода готовой продукции, разработке схемы и графика технологического контроля, наблюдении за подготовкой и переработкой зерна в крупу, контроле качества продукции, проверке правильности упаковки и маркировки крупы, наблюдении за её хранением.

Технохимический контроль производства предназначен для обеспечения более эффективного исполнения перерабатываемого зерна, технологического и транспортного оборудования, электроэнергии. Контроль технологического процесса осуществляют в соответствии с Правилами организации и ведения технологического процесса на крупяных предприятиях. Его начинают с приемки зерна и заканчивают упаковкой и маркировкой готовой продукции. Приемка, размещение и хранение крупяного зерна производится в соответствии с «Инструкцией № 9−7 — 88 по хранению зерна, маслосемян, муки и крупы» и «Правилами организации и ведения технологического процесса на элеваторах и хлебоприемных предприятиях». При приемке и размещении партий зерна в складах крупяных предприятий обеспечивают соблюдение плана размещения партий зерна на предприятиях, полную сохранность принятой партии зерна при всемерном улучшении качества, раздельное хранение партий зерна с разными технологическими свойствами и показателями качества, перемещение партий зерна крупяных культур по линиям и емкостям, исключающим его россыпь и перемешивание партий зерна других сельскохозяйственных культур в основную. Работу зерноочистительного отделения контролируют отбором проб зерна, поступающего в закрома для неочищенного зерна, и перед подачей его в шелушильное отделение. Пробы отбирают через каждые 2 ч из самотеков. Кроме этого, отбирают среднесменные пробы автоматическими пробоотборниками типа МТИПП-Зм или при помощи отводных патрубков.

В отобранных контрольных и среднесменных пробах зерна определяют: цвет, запах, вкус, зараженность вредителями, влажность, засоренность, пленчатость, содержание ядра, наличие испорченных и шелушенных зерен. Также отбирают мелкое зерно и контролируют овес на содержание крупного зерна. Для определения содержания крупного зерна просеивают навески зерна массой 100 г. в течение 3 мин на ситах: для овса с размером отверстий 1,8×20 мм. Остаток круглого зерна на ситах не должен быть более 2%.

В зерноочистительном отделении ведется также контроль за качеством отходов. Периодически не реже одного-двух раз в месяц лаборатория контролирует эффективность работы каждой машины зерноочистительного отделения.

Сепараторы. Эффективной считается работа сепараторов, если из зерна полностью удалены крупные и на 95% легкие и мелкие примеси. Наличие зерна в крупном соре не допускается, а в остальных группах отходов его должно быть не более 2%.

Сортировочные машины (рассев). Используют для разделения зерна на фракции и выделения мелкого зерна, что в дальнейшем облегчает очистку зерна от примесей и шелушение. Для контроля сортировочных машин отбирают пробы зерна до и после машины и выделяют навески массой 100 г. Затем просеивают на ситах с отверстиями, размер которых соответствует размерам, принятым в машине. Просеивание ведут на лабораторном рассеве в течение 5 мин. При анализе определяют примесь одной фракции в другой.

Гидротермическая обработка зерна крупяных культур состоит из увлажнения, отволаживание, пропаривания, сушки и охлаждения зерна.

Пропариватели. Контроль состоит в наблюдении за давлением пара и приростом влаги после пропаривателя. Зерно овсяной недробленой пропаренной крупы пропаривают при 1,5−2 атм с доведением зерна до влажности 20%.

Сушилки. После пропаривания зерно овса подсушивают, чтобы облегчить снятие цветковых пленок. При контроле работы сушилок проверяют температуру агента сушки и зерна, а также влажность зерна. Влажность зерна после сушки должна быть для овса не более 13%).

Шелушильное отделение. Работу машин шелушильного отделения контролируют периодически по графику.

Шелушильные, машины. Применяют для снятия цветковых пленок у овса. В процессе шелушения получают ядро, нешелушеные зерна, дробленое ядро, мучель и лузгу. Для контроля работы шелушильных машин отбирают пробы продукта до и после машин. Из отобранной пробы выделяют навеску массой 100 г., в которой устанавливают: количество целого ядра, нешелушеных зерен, дробленого ядра и мучели. На основании полученных данных вычисляют коэффициент шелушения и коэффициент целостности ядра. Коэффициент целостности ядра характеризует степень точности шелушения. Допускается увеличение количества битых ядер не более чем на 1% и мучки на 0,5%. Шелушение овса считается эффективным, если количество шелушеных зерен после первого прохода для крупной фракции составляет не менее 90−96%", для мелкой фракции — 80−85%), а при обработке сходовых продуктов — 90−96%. Количество дробленых частиц ядра должно составлять для первого прохода обеих фракций зерна не более 3-4%, а при обработке сходовых продуктов — 5 — 6%.

Крупоотделительная машина (рассев). Назначение машины — отделить нешелушеные зерна от шелушеных. Машина делит поступающий продукт на верхний сход (состоит из нешелушеных зерен с небольшой примесью шелушенных) и нижний сход (состоит из ядра и незначительного количества нешелушеных зерен). Для контроля работы этой машины отбирают пробы продукта до машины и из верхнего и нижнего сходов после машины. Из проб выделяют навески массой 100 г., в которых определяют содержание ядра и нешелушеных зерен в процентах. Кроме того, снимают баланс для установления количества продукта, поступающего за 1 мин на машину, и количество продукта в верхнем и нижнем сходе. По полученным данным рассчитывают процентное содержание верхнего и нижнего сходов. По нормам общее количество продукта в нижнем сходе должно быть не менее 75%, а содержание нешелушеных зерен в нем не более 1%.