Верещинский А.П. - доктор технических наук, генеральный директор (ООО «ОЛИС», г. Одесса);
 Пирус Ю.Б. - директор по разработкам и внедрениям (ООО «ОЛИС», г. Одесса)

Как известно, просо – хороший предшественник для других сельскохозяйственных культур при организации севооборота, а также ценное сырье для производства крупы. Пшено является традиционно потребляемым продуктом в рационе питания населения многих стран. Вместе с тем, задачи обеспечения экономически целесообразного выхода крупы и требуемого рынком ее качества часто не решаемы в рамках традиционной технологии переработки проса, что ограничивает производство и потребление этой крупяной культуры.

Технология выработки пшена обусловлена особенностями строения зерновки проса, а также химическим составом ее анатомических частей. Зерна проса покрыты цветочными оболочками, которые плотно облегают ядро, но срастаются с ним только на небольшом участке – «рубчике», который расположен в области зародыша. При приложении внешних усилий цветочные оболочки сравнительно легко раскалываются на две части и отделяются от ядра. Цветочные оболочки составляют 15...18°% от массы зерна, содержат, в основном, клетчатку и почти не содержат питательных веществ. Поэтому производство пшена предполагает полное удаление цветочных оболочек. Традиционная технология переработки проса (рис. 1 а) предусматривает шелушение зерна на трех шелушильных системах, реализованных вальцедековыми станками с резиновой декой. Для обеспечения необходимой эффективности шелушения зерно предварительно фракционируют и на первой шелушильной системе обрабатывают раздельно. Лузга проса не пригодна для кормовых целей и может утилизироваться как топливо. После удаления оболочек ядро проса (дранец) шлифуют в машинах с абразивными поверхностями, традиционно используя шелушильно-шлифовальные машины типа А1-ЗШН. Посредством шлифования с поверхности ядра удаляют полупрозрачные плодовые и семенные оболочки, а также частично алейроновый слой и зародыш, в результате чего пшено приобретает желтый цвет и достойный товарный вид. Таким образом, пшено – это в основном эндосперм проса, на долю которого приходится 65...70% массы зерна.

Технологические операции шелушения проса и шлифования дранца связаны с образованием значительного количества кормовых продуктов. В соответствии с действующими требованиями [1] базисные нормы выхода продуктов при выработке пшена предполагают образование до 5% дробленки и до 11,5% мучки. Однако практика производства пшена показывает, что фактическое количество дробленки и мучки в большинстве случаев значительно превышает их расчетные значения за счет существенного снижения выхода крупы.

Таким образом, повышение эффективности шелушения и шлифования является перспективным направлением совершенствования технологии переработки проса.

Анализ литературных данных и наши поисковые исследования показали, что щадящие режимы шелушения проса эффективно могут быть реализованы путем применения шелушителей с обрезиненными валками. Использование таких шелушителей [2] позволило ВНИИЭКИпродмаш предложить и реализовать новый способ производства пшена, отличающийся существенным упрощением технологической схемы переработки за счет сокращения числа применяемых операций. Указанная технология предполагает исключение фракционирования зерна перед шелушением, использование двух шелушильных систем с шелушителями с обрезиненными валками, а также шлифовальной системы с использованием шелушильно-шлифовальной машины типа А1-ЗШН. После каждой из указанных систем легкие продукты шелушения (лузга, мучка) отделялись в аспирационных колонках, а дробленка – в крупосортировках. Производственная апробация показала целесообразность и перспективность указанного способа. Полученные показатели фактического выхода, товарного вида и качества крупы превосходили показатели, получаемые с использованием традиционной технологии. Однако, несмотря на очевидные преимущества, новая технология не нашла применения в промышленности, что, по нашему мнению, обусловлено главным образом низкой износоустойчивостью используемой в то время резины. Поэтому применение современных износоустойчивых полимерных материалов с широким разнообразием их физико-механических свойств позволило бы открыть путь к промышленному использованию прогрессивной технологии, а также еще более повысить ее эффективность. Кроме того, применение современных шелушильно-шлифовальных машин конструкции «Каскад» на этапе шлифования дранца, позволяющих в отличие от машин типа А1-ЗШН реализовать щадящее воздействие и высокую эффективность, может служить дополнительным резервом в повышении эффективности рассматриваемой технологии.

С целью подбора характеристик полимерных материалов для покрытия валков шелушителя, определения рациональных режимов шелушения и шлифования, а также обоснования структуры технологического процесса нами был выполнен цикл исследований. В результате установлены наиболее приемлемые для использования полимерные материалы, износостойкость которых более чем в 3 раза превышает износостойкость резины. Подтверждено, что определенные режимы работы шелушителя обеспечивают эффективное шелушение зерна проса без его фракционирования и раздельной обработки каждой фракции (табл. 1). Исследование продуктов шелушения после 2-й шелушильной системы показало, что содержащиеся не шелушенные зерна – это зерна с нарушенной цветочной оболочкой, которая легко отделима при выполнении операции шлифования в машине конструкции «Каскад». Таким образом, повышение эффективности 3-й шелушильной системы путем установки более «жестких» режимов обработки и ее использование в производственном процессе лишены смысла. Кроме того, ввиду отсутствия дробленки в продуктах шелушильных систем, отпадает необходимость ее отбора, а, следовательно, исключаются операции просеивания, реализуемые в крупосортировках.

Таблица 1. Рекомендованные и фактические результаты работы шелушильных и шлифовальной систем

Система Шелушенные зерна, % Дробленое ядро, %
рекомендованные значения [1] полученные значения рекомендованные значения [1] полученные значения
1-я шелушильная 80-90 70,6 не более 2,0 0
2-я шелушильная 90-95 92,9 не более 3,7 0
3-я шелушильная 95-99 94,6 не более 5,0 0
Шлифовальная -- 100 -- 3,5

Выполненные исследования позволили рекомендовать структуру переработки проса (рис. 1б), реализуемую с использованием шелушителей с валками, покрытыми полимерным материалом, и шелушильно-шлифовальной машины конструкции «Каскад». Апробацию усовершенствованной технологии проводили в стендовых условиях на зерне проса 1 класса с содержанием ядра 78,9% и лузги 17,4%. Сравнение расчетного выхода продуктов, определенного по рекомендованной методике [1], с фактическим выходом (табл.2) показало, что фактический выход пшена на 6,5% выше расчетного за счет снижения выхода дробленки и мучки. Увеличение фактического выхода лузги по сравнению с расчетным объяснимо снижением ее измельчения и попадания в мучку. Снижение фактического выхода отходов I и II категории обусловлено невысокой эффективностью этапа очистки зерна, реализуемой в условиях испытаний, и попадания части примесей в побочные продукты на этапах шелушения и шлифования. По показателям качества, предъявляемым к пшену шлифованному, определено, что полученная крупа удовлетворяет требования высшего сорта. Следует отметить, что пшено высшего сорта допускает содержание до 0,3% не шелушенных зерен, однако таких зерен в полученном пшене не выявлено.

Таким образом, усовершенствование новой технологии производства пшена, выполненное с использованием новых материалов и машин, обеспечивает возможность ее широкого внедрения в промышленности, а также характеризуется минимальным составом технологических операций, и позволяет получить более высокий выход пшена шлифованного с лучшим качеством.

Таблица 2. Базисный, расчетный и фактический выход продуктов переработки

Продукты переработки Выход Выход Выход
базисный, % расчетный, % фактический, %
Пшено шлифованное 65 63 69,5
Дробленка кормовая 4 4 3,1
Мучка кормовая 7,5 8,4 6,7
Лузга 15,5 14,9 16,7
Отходы I и II категории 7 6,7 3,5
Усушка 0,5 0,5 0
Отходы III категории и мех. потери 0,5 0,5 0,5
Всего 100 100 100

ЛИТЕРАТУРА

  • Крошко Г.Д. Правила організації і ведення технологічного процесу на круп’яних заводах. [Текст]/Г.Д. Крошко [та ін.]. – К.: Віпол, 1998. – 145 с.
  • Гринберг Е.Н. Производство крупы [Текст]/Е.Н. Гринберг. –М.: Агропромиздат, 1986. – 89-92.

Опубликовано по материалам
"Технологии зернопереработки"
№2 (179) февраль 2014