Июл 12 2003

МІКРОГАБАРИТНА УСТАНОВКА

Опубликовано в 18:57 в категории Пищевая промышленность

МІКРОГАБАРИТНА УСТАНОВКА

ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ПШОНА

Л.Г.Гросул, доктор технічних наук

Одеська національна академія харчових технологій

Переробна галузь промисловості України відрізняється високою централізацією виробництва продовольчих товарів із сільськогосподарської сировини. Особливого розмаху досягла концентрація зернової сировини та використання гігантських підприємств для виготовлення борошна та крупів. Централiзоване виробництво продовольчих товарiв iз зерна характеризується широким впровадженням розвинених технологiй та високопродуктивного устаткування [1, 2], якi забезпечують ефективне використання сировини для виготовлення продуктiв харчування, економiю витрат енергiї на реалiзацiю технологiчних процесiв та скорочення ручної працi, дають порiвняно найбiльшi виходи борошна та крупи при стабiльних показниках якостi готової продукцiї, що задовiльняє державнi потреби та вимоги споживачiв. До недолiкiв централізовної переробки зерна [3] в умовах переходу народного господарства до ринкової економiки можна вiднести значнi витрати на заготiвлю, сушку та первинну обробку і навантажувально-розвантажувальнi роботи та транспортування сировини при її концентрації. До негативних факторів можна віднести і високу iнертнiсть великих пiдприємств щодо асортименту i якостi готової продукцiї та нездатнicть швидкого реагування на змiни у вимогах споживачiв i ринковому попитi до обсягiв виробництва.

Проведені дослідження [4] свідчать, що під час збирання, зберігання та централізації втрачається 1% одержаного зерна, а сукупні витрати на проведення цих операцій складають до 60% від загальної вартості зерна. Енергозатрати на обробку та сушку зерна досягають 30% (а для кукурудзи - навіть 50…60%) від їх загальних потреб на виробництво.

Крiм цього централiзоване виробництво супроводжується вагомими втратами зерна i готової продукцiї, а також значним погiршенням якостi, особливо при зберіганні пшона. Останнє пояснюється тим, що цiле зерно є бiологiчним об\’єктом, який, виходячи з природних умов вирощування, вiдрiзняється високою пристосованнiстю до тривалого збереження завдяки специфiчностi анатомiчного складу i при наявностi захисних оболонок не потребує особливих умов зберiгання. По iншому виглядають обставини з продуктами переробки зерна, якi вмiщують частки із виключно внутрiшнiх, цiнних в харчовому вiдношеннi структур зерна. Позбавленi захисних оболонок частки крупи вiдрiзняються високою гiдрофiльнiстю та значною питомою площею поверхнi, активно поглинають вологу, окислюються при контактi з киснем повiтря, легко сприймають невластивi запахи та стають благодiйним середовищем для iнтенсивного розвитку бактерiй, грибiв, мiкроорганiзмiв та iнших шкідників, що рiзко знижує якiсть продукцiї i обмежує терміни iї зберiгання. Це дає змогу обгрунтувати доцiльнiсть зберiгання хлiбопродуктiв у виглядi зерна, а переробку його в крупу необхiдно виконувати в невеликих обсягах [8, 9] безпосередньо перед реалiзацiєю їх споживачевi або використанням для виготовлення харчових продуктiв та страв.

Усунення вказаних недолiкiв в умовах ринкової економiки потребує децентралiзацiї виробництва і вимагає негайного рiшення питань розробки та створення високоефективного технологічного устаткування для переробки окремих порцій зерна проса, соризу та інших культур в крупи безпосередньо перед їх використанням для виготовлення харчових продуктів на місцях їх споживання. До такого устаткування відноситься і розроблений кофедрою ТОЗП мікрогабаритний просорушальний агрегат.

Обрушування лузги з поверхні цілого ядра виконується внаслідок пульсуючих деформацій елементарних об’ємів зерна в умовах міжзернового тиску, утвореного внаслідок транспортуючого ефекту ротора та дроселювання продуктів обробки на виході з робочої зони. Сепарація продуктів обрушування виконується шляхом продувки вертикально падаючої в аспіраційному каналі суміші перпендикулярними їй і радіально спрямованими потоками повітря, які виводять лузгу з потоку утвореного ядра і транспортують її до фільтра-приймальника. Інтенсифікація процесу сепарації та підвищення ефективності очистки готової продукції досягнуто внаслідок розширення площі поперечного перерізу потоку зернопродуктів при переході їх з робочої зони до аспіраційного каналу.

Мікропросорушка складається (рис. 1) з вертикального циліндричного корпуса 1, кришки 2 з центральним отвором для живильного патрубка 3 та отворами для подачі повітря, розташованими по її периметру, розміщеного співвісно до корпуса електродвигуна М, обрушувального пристрою і систем повітряної сепарації продуктів обрушування та регулювання режимів обробки. Обрушувальний пристрій включає закріплену на верхньому хвостовику вала електродвигуна М пустотілу маточину 4, верхня частина вертикального каналу якої сполучена з живильним патрубком 3, а нижня переходить в радіально орієнтовані канали подачі зерна до робочої зони. Остання має форму кільцевої порожнини і обмежена з зовнішньої сторони жорстко і співвісно закріпленим у корпусі 1 барабаном 5, а з внутрішньої сторони - умовно гвинтовою поверхнею ротора обрушувального пристрою.

Ротор виконано із нанизаних на маточину 4 ексцентриків 6 (наприклад чотирьох) з ексцентриситетом е, які утримуються стяжною гайкою 7 та виготовленою з циліндричними бортами шайбою 8, і закріплюються з постійним кутовим кроком t (для даного випадку t=900 у напрямку, протилежному обертанню ротора, починаючи з нижнього) за допомогою стопорних гвинтів 9. На зовнішню ступінчату поверхню кожного ексцентрика 6 одягнено антифрикційні вкладки 10, виготовлені з еластичного матеріалу (наприклад, капрону), що характеризується низьким коефіцієнтом тертя. Вкладки 10 також мають ступінчату зовнішню поверхню, яка повторює профіль ексцентриків 6 і використовується для установки робочих кілець 11 по ходовій посадці. Фіксація кілець 11 на вкладках 10 за допомогою стопорних шайб 12 та гвинтів 13 з потайними головками запобігає можливості їх переміщення у напрямку осі ротора, але забезпечує вільне обертання навколо ексцентриків 6. Сукупність зовнішніх поверхонь робочих кілець утворює умовно гвинтову поверхню ротора, ковзні точки якої підіймаються догори при його обертанні. Відстань між зовнішньою поверхнею робочого кільця 11 та внутрішньою поверхнею барабана 5 є робочим зазором.

У верхній частині робочої зони співвісно до бортів шайби 8 та барабана 5 розташовано конічний дросельний клапан 14, який утримується в крайньому нижньому положенні попередньо стисненими пружинами 15 на регулювальних гвинтах 16, що вільно проходять крізь отвори в кришці 2.

Закріплений у центральному отворі кришки 2 живильний патрубок 3 сполучений з вертикальним каналом маточини 4, оснащений заслонкою 17 регулювання подачі зерна на обробку і служить основою для завантажувального бункера 18.

Система повітряної сепарації складається з розподільної камери, аспіраційного каналу, збірного конуса для лузги та вентилятора. Повітрерозподільна камера являє собою циліндрично-конічну порожнину, обмежену з зовнішньої сторони стінками корпуса 1 мікропросорушки і з внутрішньої сторони - конічною ситовою обічайкою 19. Верхня частина розподільної камери сполучається з навколишнім середовищем отворами, аналогічно розташованими по периметру кришки 2 та на поворотному шибері 20 з язичком 21 установки його в необхідне положення. Останній, шляхом часткового суміщення отворів при повороті шибера 20, дозволяє регулювати величину загального поперечного перерізу для подачі повітря в розподільну камеру.

Ситова обічайка 19 разом із зрізано-конічною жалюзійною поверхнею 22 утворюють аспіраційний канал, який має форму кільцевої порожнини, розміщений по периметру барабана 5 та дросельного клапана 14 на виході з робочої зони і служить для сепарації продуктів обрушування. Отвори жалюзійного конуса 22 розміщені горизонтальними рядами, мають форму еліпса, менша вісь якого дорівнює середньому діаматру зерна, і захищені похилими скатними поверхнями, розташованими на шляху падіння продуктів обрушування. Внутрішня порожнина жалюзійного конуса 22 за допомогою збірного конуса для лузги 23 сполучена із всмоктуючим патрубком равликоподібного кожуха 24 та вихлопним патрубком 25 вентилятора. Крилатка 26 останнього жорстко закріплена на нижньому хвостовику вала електродвигуна М.

Аспіраційний канал виходить у нижче розташовану камеру, утворену корпусом 1 мікропросорушки та збірним конусом 27 з випускним патрубком 28 для накопичення готової продукції та організованого виведення пшона в одягнений на нього пакет-приймальник.

Включення електродвигуна М обумовлює обертальний рух маточини 4 ротора та крилатки 26 вентилятора. Разом з маточиною 4 в обертальний рух приводяться і жорстко закріплені на ній з постійним кутовим кроком t ексцентрики 6. При цьому, установлені на ексцентриках 6 з можливістю вільного обертання на антифрикційних вкладках 10 робочі кільця 11, виконують коловий поступальний рух і змінюють по сінусоїдальному закону величину робочого зазору в інтервалі ±е. А будь яка точка утвореної зовнішніми поверхнями робочих кілець 11 умовної гвинтової поверхні при обертанні ексцентриків 6 рухається догори робочої зони.

Обертання крилатки 26 вентилятора створює розрідження в корпусі 1 мікропросорушки і, внаслідок пониженого тиску, атмосферне повітря з навколишнього середовища всмоктується крізь отвори по периметру кришки 2 та поворотного шибера 20. Розподілені рівномірно ситовою обічайкою 19 потоки повітря (хвиляста стрілка) пронизують аспіраційний канал, проходять крізь отвори жалюзійного конуса 22, спрямовуються до всмоктуючого отвору вентилятора і його крилаткою 26 викидаються в одягнений на вихлопний патрубок 25 фільтр-приймальник лузги.

Призначене для переробки в пшоно зерно проса засипається в завантажувальний бункер 18, звідки регульованим заслонкою 17 потоком крізь живильний патрубок 3 подається в вертикальний канал маточини 4 (суцільна стрілка) і по її радіальним каналам надходить до нижньої частини робочої зони. Транспортуюча дія умовно гвинтової поверхні ротора забезпечує заповнення робочої зони зерном та переміщення його догори, до виходу з робочої зони, який прикрито дросельним клапаном 14. Останній, затруднюючи вільний вихід зерна з робочої зони, і поряд з транспортуючою дією умовно гвинтової поверхні ротора, складає необхідну умову створення в робочій зоні регульованого міжзернового тиску, який суттєво впливає на ефективність процесу обробки. Величина створюваного міжзернового тиску в робочій зоні регулюється ступенем попереднього стиснення пружин 15 за допомогою гвинтів 16 і підтримується постійною за рахунок зміни перерізу вихідного потоку зерна шляхом переміщення дросельного клапана при відхиленнях міжзернового тиску.

Коловий поступальний рух робочих кілець 11 у сукупності з барабаном 5 супроводжується зміною величини робочого зазору і, при наявності в робочій зоні міжзернового тиску, обумовлює пульсуючі деформації елементарних об’ємів оброблюваних зернопродуктів, викликає їх навантаження зусиллями стиснення та зсуву і супроводжуєтья перетіканням продуктів обрушування з одних елементарних об’ємів до інших. Ці явища викликають появу нормальних та дотичних напружень в оболонках зерна проса, які досягають межі міцності покривних тканин, обумовлюють їх руйнування та відділення від ядра.

Одержана в результаті обрушування суміш ядра та оболонок, переборюючи опір дросельного клапна 14, рівномірним потоком виводиться з робочої зони по периметру барабана 5 і надходить до аспіраційного каналу (штрих-пунктирна лінія) між ситовою обічайкою 19 та жалюзійним конусом 22. В процесі вільного падіння та зсипання по жалюзійній поверхні суміш продуктів обробки багаторазово продувається спрямованими до віссі мікропросорушки потоками повітря, які, внаслідок різних аеродинамічних опорів ядра і оболонок, захоплюють частки останніх, транспортують їх крізь отвори жалюзійної поверхні 22 до збірника лузги 23 і далі крилаткою 26 вентилятора викидають лузгу до фільтра-приймальника, а відфільтроване повітря - до навколишнього середовища.

Рис. 1. Схема мікропросорушального агрегата

Виходячи з аспіраційного каналу очищене ядро проса, з якого формується готова продукція - пшоно, вільно падає в збірник 27 і крізь випускний патрубок 28 окремо виводиться з мікропросорушки в пакет-приймальник готової продукції.

Застосування мікрогабаритного устаткування для переробки зерна і особливо проса, дозволяє оперативно задовільняти попит населення до обсягів виробництва, якості та асортименту круп’яних виробів безпосередньо на місцях використання готової продукції, уникнути їх втрат при зберіганні та розподілі між споживачами, зменшити витрати на транспортування сировини та поліпшити умови утилізації побічних продуктів.

Таблиця 1

Технічна характеристика мікрогабаритної агрегатної установки для виробництва круп

Параметри

Просо

Сориз

Продуктивність по зерну,   кг/год

6

3

Потужність приводу,     кВт

0,2

0,2

Вихід готової продукції,        %   до

65

75

Маса,                                       кг    до

25

Габаритні розміри,            мм

320х300х250

Агрегатна мікропросоорушка в настольному варіанті (табл.1) може використовуватись: у виробничо-торгових центрах, магазинах, крамницях та iнших органiзацiях торгiвельної мережi, що займаються оперативним виготовленням крупи по замовленням та в присутностi покупцiв; на пiдприємствах громадського харчування та в домашнiх господарствах з метою додержання необхiдного рацiону або розширення меню по iндивiдуальним замовленням вiдвiдувачiв; в реабiлiтацiйно-профiлактичних установах, де необхiдно забезпечити умови дiєтичного та лiкувального харчування хворих, вiдпочиваючих, спортсменiв та iншого контингенту людей.

Впровадження мікрогабаритного крупорушального агрегата у виробництво дозволить скоротити витрати на заготівельні роботи при концентрацiї зерна, зменшити втрати та погіршення якості крупів при їх зберіганні та розподiлi, знизити вартість крупів та побічних продуктів виробництва і оперативно задовiльняти ринковий попит та вимоги споживачiв вiдносно обсягiв виробництва, якостi та асортименту виробiв.

Література

1. Мукомольно-крупяная промышленность Украины: Справочник 2000 / Подготовлен редакц. журн. “Хранение и перераб. зерна” и “АПК-информ”. -Днепропетровск: ИА “АПК-зерно”, 2000. -60 с.

2. Артеменко В.Ф. Аналіз сучасного стану зернопереробних підприємств, проблеми перспективи розвитку, потреба в обладнанні для переробки та зберігання зерна // Хранение и перераб. зерна. -2000. -№4. -С. 7-8.

3. Теняев Д.М., Сергеев Ф.П., Мануйлов А.А. Снижение потерь при перевозках и хранении зерна. -М.: ЦНИИТЭИ Минзага СССР, 1973. -27 с.

4. Черных Г.П., Малугина Л.Г., Чухарько З.Т. Предупреждение и сокращение потерь зерна в процессе производства заготовок, хранения и переработки. -М.: ЦНИИТЭИ Минхлебопродукта СССР, 1987. -34 с.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.