Особенности аппаратурного оформления процесса шелушения чечевицы

В технологическом процессе крупяного производства шелушение является основной операцией, в результате которой удаляются цветочные пленки, плодовые и семенные оболочки на шелушильных машинах.

При воздействии рабочих органов шелушильных машин на наружные покровы зерна последние подвергаются сложной деформации — сжатию и сдвигу.

Основной задачей процесса шелушения зерна зернобобовых культур является максимальное разрушение связи наружных покровов с ядром при пропуске зерна через шелушильную машину при обязательном сохранении целостности ядра.

Различие физико-механических свойств крупяного зерна требует различного воздействия на него рабочих органов, чем и объясняется разнообразие в конструкции шелушильных машин, применяемых на современных крупяных заводах. Для шелушения чечевицы пригодны несколько типов машин: двух- и однодековые вальцедековые станки 2ДШС-3 и СВУ-2, шелушильные постава, станки с резиновыми валками ЗРД-2,5.

Рис. Двудековый шелушильный станок 2ДШС-3

Станок состоит из станины 5, внутри которой расположен валок 11 и работающие в паре с ним две деки — верхняя 13 и нижняя 20, укрепленные в специальных обоймах-декодержателях. Деки устанавливают по отношению к горизонтальной плоскости валка под углом 45°.

При работе станка на чечевице применяются сборные абразивные валки. Форма дек при переработке чечевицы набирается из кордовой резины. Применение вальцедековых станков с деками, имеющими резиновую поверхность, позволяет отказаться от сортирования зерна на фракции до его шелушения.

Продукт, подлежащий шелушению, из приемного бункера с помощью питающего валика 14 направляется по первому направляющему лотку 18 в рабочую зону между валком и верхней декой, далее по второму лотку 19 во вторую рабочую зону, после чего выводится из машины через выпускной бункер 21.

Поступление зерна в машину регулируется изменением зазора между регулировочной заслонкой 17 и питающим валком 14. Величина зазора фиксируется на шкале регистратора производительности 3. Зерно из бункера должно выходить лентой одинаковой толщины по всей длине питающего валика.

Эффективность шелушения достигается регулированием рабочего зазора между абразивным валком и декой. Положение каждой деки по отношению к валку регулируют механизмами со штурвалами 7 и 9. Минимальный зазор между валком и декой должен быть больше размеров ядра, в противном случае неизбежно его дробление. При необходимости быстрого отвода деки валка (примерно на 10 мм) пользуются рукоятками 6 и 8. На рисунке эти рукоятки показаны в рабочем положении.

При контроле качества шелушения в каждой рабочей зоне пробы отбирают поочередно из-под одной из дек. Другую деку на это время надо отвести рукояткой 6 или 8. Степень загрузки станка во время работы контролируют по показаниям подсоединенного к машине амперметра. Во избежание перегрузки на шкале амперметра красной чертой наносят отметку максимальной нагрузки.

При переработке чечевицы шелушение осуществляли двукратным пропуском через двухдековые или четырехкратным пропуском через однодековые станки. Окружная скорость валков — двухдекового 15,6 м/с и однодекового 15,2 м/с. Количество шелушеных зерен составляет не менее 85% после 1-й шелушильной системы двухдекового станка или двух систем однодековых; не менее 90% после 2-й шелушильной системы двухдекового станка или четырех систем однодековых станков.

Шелушитель ЗРД-2,5 с резиновыми валками

Рис. Шелушитель ЗРД-2,5

Основными узлами машины являются: корпус 16, бункер-питатель 19 с реечной заслонкой 11, клапаном S и грузовой заслонкой 9 с брезентовым фартуком, два резиновых валка 7 и 13, которые вращаются навстречу друг другу, с разной скоростью, механизм 21 регулирования рабочего зазора между валками, механизм 22 привала и отвала валков, расположенный внутри корпуса машины аспирационный канал с патрубком 6 для присоединения к аспирационной сети крупяного завода.

Процесс шелушения на станке ЗРД-2,5 осуществляется между двумя резиновыми валками. Валки состоят из стальной гильзы, жестко смонтированной на валу и покрытой сверху слоем вулканизированной резины толщиной 20 мм. Твердость резины 70—85 единиц по Шору.

Резиновые валки приводятся в движение от электродвигателя 5 через редуктор 3. Быстровращающийся валок 7 соединен с валом редуктора через упругую муфту 1, а медленновращающийся — с валом редуктора через карданный вал 2. Зерно, подлежащее шелушению и очищенное от посторонних примесей, поступает в бункер-питатель 19 станка через патрубок 10 по самотеку. К наклонной плоскости приемного бункера-питателя крепится брезентовый фартук, который вместе с шарнирной заслонкой 9 автоматически закрывает выпускное отверстие питателя при отвале валков, прекращая поступление зерна в рабочую зону.

Технологический процесс шелушения на станке ЗРД-2,5 осуществляется по следующей схеме: зерно из бункера-питателя поступает равномерным потоком по всей длине валков в межвалковую рабочую зону, проходя через которую подвергается деформации сжатия и сдвига и шелушится. После выхода из рабочей зоны продукты шелушения поступают на наклонную стенку аспирационного канала 6, скатываются по ней вниз, где пронизываются воздушным потоком, который уносит отдельные пленки и пылевидные частицы через аспирационный канал, а смесь шелушенных зерен удаляется из машины. Для нормальной работы станка необходимо, чтобы зерно поступало строго в межвалковый зазор, а не на валок, так как в этом случае валки будут изнашиваться неравномерно.

Резину на быстром валке обычно заменяют через 120-150 ч непрерывной работы, а на медленном — через 190-200 ч. Износ валков допускается не более чем до 180 мм диаметра. Температура нагрева резиновой поверхности валков не должна превышать 45-50°С. Интенсивность шелушения зерна в станке ЗРД-2,5 регулируется величиной зазора между валками путем изменения положения медленновращающегося валка по отношению к быстровращающемуся. Величина рабочего зазора при шелушении риса составляет 0,6-0,75 мм.

Технологический режим работы станка устанавливают так, чтобы коэффициент шелушения за один пропуск через машину был в пределах 85-90%, а количество дробленых зерен было увеличено не более чем на 3,0%. При таком режиме валки изнашиваются менее интенсивно, и на протяжении всего периода работы их поверхность остается гладкой.

Вертикальная шелушильная машина ЗШН

Рис. Шелушитель непрерывного действия А1 ЗШН-3

Машина непрерывного действия. Применяется на крупяных заводах для шелушения зерна ячменя, гороха, пшеницы, а также для шлифования и полирования крупы, получаемой при переработке этих культур. Шелушение чечевицы на этих машинах возможно но при этом выход крупы не более 65%

Машина состоит из вертикального корпуса 7, установленного на станине 18. Внутри корпуса расположен цилиндр из сита толщиной 1,2 мм с отверстиями прямоугольного сечения. В средней части через всю машину проходит вертикальный пустотелый (в верхней части) вал 15, на который насажены семь абразивных дисков 5. Между этими дисками расположены металлические аспирационные обечайки 4, соединенные с отверстиями (окнами) пустотелого вала. Аспирационные обечайки по окружности имеют по шесть-восемь отверстий ∅20 мм.

Вертикальный вал с абразивными дисками и аспирационными обечайками — основной рабочий орган машины, и от его технического состояния зависит технологический эффект работы всей машины.

В верхней части машины расположена крышка со сферической головкой и приемный патрубок 14. Внизу размещены выпускной канал 16 с клапаном для регулирования выпуска из машины обработанного продукта (клапан поворачивается вручную за рукоятку с указателем) и вентилятор 3, ротор которого насажен на вертикальный вал шелушителя. Всасывающее отверстие вентилятора соединено с зоной между ситовым цилиндром и наружными стенками корпуса. Привод вертикального вала осуществляется от электродвигателя 17 через клиноременную передачу.

Продукт обрабатывают в кольцевом пространстве (рабочей зоне) между абразивными вращающимися дисками и ситовой поверхностью.

Продукт, подлежащий обработке, через приемный патрубок 14 поступает на коническую часть верхнего диска, скатывается под действием центробежной силы по его поверхности, теряет скорость и заполняет рабочую зону машины. На выход ядра и качество его обработки влияют в основном окружная скорость дисков, расстояние между дисками и ситовым цилиндром, крупность абразива дисков, состояние их поверхности и время пребывания в машине, которое колеблется в пределах 12-18 с. Обязательным условием нормальной работы машины является наличие в рабочей зоне подпора продукта, который в процессе работы надо тщательно регулировать так, чтобы количество выпускаемого продукта не превышало количество поступающего, и наоборот. В противном случае будет нарушен установленный режим работы. Подпор регулируют клапаном, установленным в выпускном патрубке 16.

При небольшой толщине слоя продукта (10 мм) и плотном заполнении этого объема рабочей зоны масса продукта в машине составляет около 13 кг. Продукт в рабочей зоне машины движется по винтовой линии против часовой стрелки.

Кроме механического воздействия рабочих органов машины, продукт в процессе обработки также подвергается интенсивному продуванию воздушным потоком, создаваемым вентилятором 3. Воздух из помещения вентилятором засасывается в машину через щели в верхней части головки 12, поступает в полость пустотелого вала, затем в аспирационные обечайки 4, проходит сквозь слой продукта, находящегося в рабочей зоне, в отверстия ситового цилиндра, захватывая при этом из продукта мучную пыль, мучку, мелкие частицы оболочек. Из зоны между ситом и стенками корпуса воздух попадает во всасывающее отверстие вентилятора, который и направляет этот воздух для очистки в циклоны.

Воздушный поток частично охлаждает и очищает зерно и несколько сдерживает скорость опускания продукта в рабочей зоне, что способствует увеличению интенсивности обработки. Струю воздуха регулируют полукруглым воздушным затвором.

Шелушильный постав

Рис. Шелушильный постав

Шелушение чечевицы с коэффициентом 0,85 позволяет рекомендовать эти машины для этой технологической операции Зерно шелушится в рабочем пространстве между двумя дисками — неподвижным верхним 6 и вращающимся нижним 5. Диски чугунные, покрытые сверху слоем абразивной массы толщиной 45 мм. Верхний неподвижный диск вместе с поддоном 3 укреплен на кронштейнах станины, а нижний посажен на конусный конец вертикального вала 2, который вращается в двух подшипниках и нижним концом опирается на подпятник 14.

Положение нижнего диска по отношению к верхнему (расстояние между ними) регулируется подъемным механизмом 15. Зерно в рабочую зону подают через приемный патрубок 9, укрепленный при помощи стоек на неподвижном диске. Для выпуска из машины обработанного зерна в поддоне 3 имеется отверстие, к которому присоединяется выпускной патрубок. Для подачи продукта к этому отверстию нижний диск имеет два гонка 4, прикрепленных к нему болтами. На эффективность работы шелушильного постава существенно влияют толщина слоя продукта в рабочей зоне, выравненность зерна по крупности и его влажность, состояние поверхности рабочих дисков. Поэтому зерно перед направлением на шелушильный постав следует рассортировать на 2-3 фракции и каждую фракцию шелушить отдельно. Очень важно, чтобы рабочая поверхность дисков была ровной, без бугров или впадин, а сами диски установлены строго параллельно.

Шелушитель У1-БШР (разработан на базе двухроторного шелушителя ШМД)

Рис. 1 Шелушитель У1-БШР

Рис. 2 Шелушитель У1-БШР

Предназначен для шелушения увлажненного и кратковременного отволоженного зерна чечевицы за счет межзернового трения и взаимодействия продукта с лопатками и ситовой обечайкой. Конструкция включает питатель 1, шелушитель 2, состоящий из ротора 10, сита 11, клапана 12, шнека 3, приводов ротора и шнека 4,5. В питателе встроена поворотная секторная заслонка с рукояткой 14. Для наблюдения за поступлением продукта имеется окно. Ротор представляет собой барабан 15,состоящий из толстостенной трубы с приваренными к ней с торцов дисками. В диски вварены полуоси. На трубе барабана в специальных гнездах установлены лопатки 16.

Ротор устанавливается в двух разнесенных корпусах на сферических роликовых подшипниках. В одном из корпусов смонтировано выходное устройство 13,представляющее собой кольцо, тормозящее продукт на выходе из рабочей зоны машины. Перемещение кольца и изменение тем самым сопротивления выхода осуществляется специальным винтовым механизмом через тяги, помещенные в направлении втулки. Винтовой механизм 1конструктивно состоит из неподвижного винта, вваренного в крышку подшипникового корпуса ротора, и специальной гайки. Нагайку устанавливаются штурвал и кольцо (в виде тарелки), к которому крепятся тяги. Фиксация штурвала осуществляется контргайкой. Сито предназначено для частичного отделения оболочек от шелушенного зерна. Сито разъемной конструкции. Состоит из двух частей, представляющих собой сварной каркас, к которому крепится набор колосников(специально отштампованная проволока из нержавеющей стали). Колосники в сборе, нанизанные на стержни, образуют между собой щели шириной 1,2мм. Обе части сита крепятся к планкам между подшипниковыми корпусами ротора. Клапан предназначен для сброса шелушенного зерна из рабочей зоны в случае перегрузки привода ротора и представляет собой сварной корпус с расположенными на нем наборными грузами. Корпус крепится к оси, установленной в подшипниках скольжения. Вал шнека установлен на двух шариковых сферических подшипниках, один из корпусов которых выполнен плавающим.

Увлажненное и кратковременно отволоженное зерно, пройдя через питатель, отрегулированный на заданную производительность, поступает в машину. В рабочей зоне (ротор, сито, клапан) продукт, взаимодействуя с лопатками, закрепленными на роторе, шелушится и транспортируется вдоль ситовой обечайки по направлению к выпускному устройству, где за счет изменения сопротивления выхода регулируется интенсивность процесса шелушения и шнеком выводится из машины. Увлажнение зерна на машине ЗЗМ равнялось в среднем 2%. Расход воды на увлажнение составил 20 г на 1 кг зерна. Нагрев зерна составил 3-4°, а температура зерна после шелушильной машины 17,5°. Процент снятия оболочек (от общей массы перерабатываемого зерна) до 1,5%.

Китайская компания АГИКО выпускает машины серии FTP

Данная шелушильная машина подходит для фасоли, сои, чечевицы, сорго, кукурузы и т.д. Применяется метод сухого шелушения, нет необходимости в использовании воды. Шелуха удаляется посредством трения валков. Машина имеет высокую эффективность шелушения, низкий уровень повреждения и превосходный эффект разделения. Ядро полностью очищается от оболочки и не повреждается.

Данная машина в сочетании со щёточной машиной может обеспечить лучший эффект шелушения. Она является необходимой для использования на больших, средних и малых заводах по обработке бобов. Её производственные мощности составляют от 10 до 20 т/ч.

Шелушильная машина FTP 500 для фасоли, бобовых:

• Мощность – 18,5 кВт.
• Производительность шелушения бобовых – 1000 кг/ч
• Вес – 550 кг.Размер упаковки – 1600 * 800 * 2000 мм, вес брутто 620 кг.

Основой процесса является использование алмазного диска с высокой скоростью вращения и непрерывного срезания оболочки зерна и трения, для разрушения эндосперма и силы связывания эмбриона. Модель состоит из подающего механизма, гребного винта, пилинг камеры, трансмиссии, сборного бункера, подающего устройства, и других компонентов.

Центробежный шелушитель типа FKS 500

Центробежный шелушитель фирмы «SCHULE» был разработан для получения высокой степени шелушения при минимальном количестве дробленого ядра. Форма и различные используемые материалы в сочетании с плавно регулируемой частотой вращения и регулировкой крыльчатки-метателя обеспечивают оптимальный выход готовой продукции. Отбойное кольцо регулируется по высоте, что гарантирует равномерный износ и тем самым

более длительный срок службы кольца. Отбойное кольцо выпускается в различном исполнении: из камня, резины и керамики.

Двигатель 5,5 кВт.

Вертикальная шелушильная машина VPS 2 S для зернобобовых

Шелушение осуществляется с помощью наждачных дисков. Эти диски вращаются внутри материала, который движется вниз, таким образом выполняя действие шелушения.

Масса зерна обеспечивает адекватное давление материала на наждачные диски. Эффект шелушения зависит от времени обработки. Это время, а также количество сырья, проходящее через машину, регулируется с помощью разгрузочного затвора.

Отдельный вентилятор служит для охлаждения блока с помощью втягивания воздуха из верхней части машины. Воздух проходит через зазоры между наждачными дисками и через материал, который шелушиться, вынося с собой частицы лузги и шелухи, которые образуются при шелушении, через перфорацию из ёмкости. Изменение количества воздуха также воздействует на эффект шелушения.

При обработке лучший результат в основном достигается за счет того, что материал перед шелушением подвергается гидротермической обработке. Это помогает эффективнее удалять шелуху и позволяет избежать повреждения ядра.

Технические данные вертикальной машины VPS 2 S для зернобобовых

Тип Пропускная способность Общие размеры Мощность двигателя Количество воздуха Детали для транспортировки Длина Ширина Высота Вес машины Общий вес Кубатура т/ч мм мм мм кВт м 3 /мин кг кг м 3 VPS2 S 2 – 3,5 1480 780 1920 30,0 30 – 40 1375 1700 3,5

Однако при выборе той или иной машины необходимо учитывать прочностные характеристики зерна и ядра, физические показатели: коэффициент внутреннего трения, насыпную плотность и геометрические характеристики.

Шерстобитов В.В., кандидат технических наук, СХП «Укрсоя-21»