Понятие зерновой массы. Физические свойства зерна и продуктов его переработки.

Основные потери зерновых как объекта хранения делятся на биологические и механические.
К биологическим относятся потери в массе при дыхании зерна, потери вследствие прорастания (потери в качестве), потери при жизнедеятельности микроорганизмов, жуков, клещей, грызунов и птиц и самосогревание зерна.
К механическим потерям зерна относятся травмирование (потери в качестве), распыл и просыпи.
Зерновая масса - это биоценоз с совершенно особыми свойствами.
Основными свойствами зерновой массы являются: физические (сыпучесть, скважистость, сорбционная емкость и самосортирование), теплофизические (удельная теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность и тепловлагопроводность) и физиологические (послеуборочное дозревание, дыхание зерна, прорастание, жизнедеятельность микроорганизмов и клещей).

Сыпучесть и самосортирование относят к физическим свойствам зерна. Зерновая масса состоит из множества отдельных твердых частиц, различных по размеру и плотности, поэтому обладает большой подвижностью, характеризующейся углом естественного откоса - сыпучестью. Чем меньше угол естест. откоса, тем выше сыпучесть. Наибольшей сыпучестью обладают округлые зерна с гладкой поверхностью (просо, горох), у зерна продолговатого с шероховатой поверхностью сыпучесть снижается.
С сыпучестью связана способность зерновой массы к самосортированию. При любом перемещении или встряхивании зерновая масса «расслаивается». Тяжелые компоненты - минеральная примесь, крупные зерна как бы «тонут», опускаются вниз, а легкие - органический сор, семена сорняков и щуплые зерна «всплывают». Это может оказать отрицательное влияние на сохранность, так как обычно семена сорных трав и щуплое зерно имеют повышенную энергию дыхания, что может привести к порче зерна при хранении. Способность зерновой массы к самосортированию учитывается при отборе проб для анализов.
Скважистость характеризуется отношением общего объема зерновой массы к истинному объему ее твердых компонентов. Обычно скважистость выражают в процентах к общему объему данной насыпи. Плотность укладки зерновой массы в объеме хранилища и, следовательно, ее скважистость зависят от формы, размеров и состояния поверхности зерен, от количества и характера примесей, от массы и влажности зерновой насыпи, формы и размеров хранилища. Однородное по крупности зерно, а также зерно с шероховатой поверхностью имеют скважистость большую, чем зерна разной крупности и округлой формы. Так, скважистость составляет (в %): ржи и пшеницы - 35 - 45, гречихи и риса (зерна) - 50 - 65, овса - 50 - 70. Чем выше скважистость, тем лучше объекты хранения обеспеченны воздухом.
Запас воздуха в межзерновых пространствах имеет большое значение для сохранения жизнеспособности семян. Большая газопроницаемость зерновых масс позволяет проводить активное вентилирование, регулировать состав газовой среды в межзерновых пространствах, вводить пары ядохимикатов для борьбы с амбарными вредителями. Однако наличие межзерновых пространств и кислорода в них благоприятствует развитию амбарных вредителей.
Сорбционные свойства зерна также относят к физическим. Зерно всех культур и зерновые массы в целом обладают сорбционной емкостью, т. е. способностью поглощать газы и пары различных веществ. Направленность сорбционного процесса определяется величиной парциального давления водяных паров на поверхность зерна и продуктов его переработки и в воздухе. Если парциальное давление водяных паров воздуха выше чем на поверхности зерна и зернопродуктов(ЗП), то происходит сорбция – влага поглощается из окружающей среды. Влажность зерна и ЗП увеличивается. Если парциальное давление на поверхности ЗП больше чем в воздухе, то происходит десорбция-зерно и ЗП отдают свою влагу воздуху, сами подсыхаю.Зерно и все ЗП характеризуются плохими теплофизическими свойствами, т.к. являются мелкопористыми органическими телами. Тепло в зерновой массе распространяется двумя способами: от зерна к зерну при их соприкосновении - теплопроводность зерна и перемещением воздуха в межзерновых пространствах - конвекция. Зерно обладает низкой теплопроводностью.
Скорость нагревания зерновой массы - температуропроводность зависит от теплопроводности. Таким образом, зерновая масса характеризуется большой тепловой инерцией, изменение температуры зерна в средних слоях насыпи происходит очень медленно. Поэтому зерно в зимние месяцы можно охладить, проведя активное вентилирование насыпи холодным сухим воздухом. Низкая температура его сохраняется в течение большей части лета, в результате чего замедляются биохимические процессы, протекающие в нем, и прекращается размножение амбарных вредителей. Если же на хранение засыпано теплое зерно, то в нем долго сохраняются благоприятные условия для: активной жизнедеятельности самого зерна, амбарных вредителей и микроорганизмов. В весенне-летний период, а также в осенне-зимний наблюдается большая амплитуда колебаний температуры между отдельными слоями зерновой массы, что может привести к конденсации влаги на отдельных ее участках, увлажнению зерна.

25. Расчет рецептов комб. с пом. ЭВМ. Рецепт –это формула, по которой производят продукцию. Его разрабатывают на основе многолетнего научного и хозяйственного опыта но кормлению сельскохозяйственных животных в колхозах, совхозах, научно-исследовательских организациях. При этом учи-тывают вид и физиологическое состояние животного, направленность продуктивности и генетические возможности.

Рецепты комбикормов нумеруют в соответствии с видом жи­вотных и птицы (табл. 1).

Номера рецептов обозначают двумя числами, из которых пер­вое означает вид и группу животных, второе - порядковый номер рецепта для данной производственной группы животных и птицы. Оба числа ставят рядом через дефис. Расчет рецептов при помощи ЭВМ. В комбикормовой про­мышленности рецепты рассчитывают на основании «Методичес­ких указаний по расчету рецептов комбикормов и БВМД с приме­нением электронно-вычислительных машин».При помощи ЭВМ рассчитывают оптимальный рецепт, кото­рый включает основные компоненты, удовлетворяющие физио­логические потребности животного. Для оптимальной рецептуры требуется найти смесь сырья определенных колич и кач характер.с необходимым содержанием пита­тельных вещ-в.Оптимизация составов рецептов к/в без ухудшения их кач-х показателей позволила рациональнее использо­вать дефицитное белковое сырье и намного увеличить выпуск к/в с компонентами жив. происхождения. Прессование сыпучих продуктов- заключается в его механической обработке под давлением для получения изделий определенной формы, размеров и качества. Прессова­ние подразделяют на гранулирование, когда получают более мелкие изделия в форме небольших цилиндров (гранул), и бри­кетирование, когда получают крупные прессованные изделия — брикеты.

26. Поточные технологические линии ХПП. Предприятия ЭП как характерные представители поточно-производственных систем. К предприятиям элеваторной промыш­ленности относятся в основном такие зернохранилища, как эле­ваторы и механизированные склады с рабочими башнями меха­низации, а также заводы и цеха по подготовке семян различных культур. Эти предприятия — характерные представители поточно-производственных систем (ППС). ППС их однокомпонентны (зер­новая масса) и многопоточны, с разветвленными маршрутами (или технологическими потоками).Под маршрутом понимают цепь машин, меха­низмов, оперативных бункеров и силосов для хранения зерна, предназначенную выполнять какую-либо конкретную операцию по перемещению и обработке зерна.В целом технологический процесс объекта представляет со­бой взаимосвязь технологических и транспортирующих линий.Технологическая линия включает в себя технологическое обо­рудование и аппараты (сепараторы, триеры, сушилки, весы и пр.), а также емкости (бункера, силосы и пр.), соединенные транспор­тирующим оборудованием (конвейерами, нориями, зернопрово­дами) в целях решения определенной задачи по обработке зерна.Транспортирующая линия выполняет операции, связанные только с разгрузкой, перемещением и погрузкой зерна, и состоит из транспортирующего оборудования, соединяющего приемно-отпускные устройства для различных видов транспорта с емко­стями (бункерами, силосами, складами).Работа с зерном должна базироваться на трех принципах: про­грессивная технология, поточные методы обработки зерна, пол­ная механизация или автоматизация производственного процесса.

Принципы организации технологических линий. Целесооб­разно приемку и обработку зерна проводить на поточных техно­логических линиях (ПТЛ).Поточные технологические (механизированные) линии пред­назначены для обработки зерна в потоке от приемки до закладки его на хранение с заданным качеством без промежуточного (меж­ду операциями) хранения.

При поточной обработке зерна трудозатраты сокращаются в 8-10 раз, улучшается качество обработки, повышается степень использования оборудования, создаются условия для длительно­го хранения зерна.ПТЛ могут быть стационарными или составленными из пере­движных и самоходных машин и механизмов.Стационарные поточные технологические линии формируют­ся в составе элеваторов, заводов и цехов по обработке различных культур, комплексов механизированных складов с рабочими баш­нями механизации.Средства передвижной механизации используют для обработ­ки небольших партий зерна на временно создаваемых поточных технологических линиях.ПТЛ могут быть универсальными (для обработки несколь­ких культур) или специализированными (для обработки одной культуры).Нормальная работа ПТЛ предполагает бесперебойную кругло­суточную приемку зерна, доведение зерна до заданных конди­ций, полную его количественную сохранность, формирование партий зерна по качеству в соответствии с целевым назначени­ем. В соответствии с этим при проектировании руководствуют­ся следующими принципам организации поточно-технологиче­ских линий:1) последовательность обработки зерна в потоке; 2) непрерывность потока; 3) количественный и качественный учет на всех этапах.Все поточно-технологические линии имеют в общем следую­щую принципиальную технологическую схему:1) выгрузка зерна из автомобилей (вагонов, судов); 2)предварительная очистка зерна (при наличии в зерновой мас­се вороха); 3)первая основная очистка зерна; 4) сушка сырого и влажного зерна; 5) вторая основная очистка (при необходимости); 6) очистка от трудноотделимых примесей (при необходимости); 7) взвешивание; 8) размещение обработанного зерна в хранилищах (силосах, на­весах, бунтах); 9) отгрузка зерна.Количество операций может быть другим и устанавливается с учетом качества принимаемого зерна и его целевого назначения. Например, при подготовке помольных смесей могут быть преду­смотрены такие операции, как дозирование партий, разделение зерновой массы на фракции. На семеочистительных заводах и в цехах может производиться калибрование семян по размерам, протравливание семян ядохимикатами, выбой и затаривание гото­вой продукции. На отдельных линиях может быть предусмотрена химическая консервация зерна или консервация его холодом.По каждой поточно-технологической линии в зависимости от варианта организации технологического процесса рассчитывают следующие основные характеристики потока: часовую произво­дительность поточной линии, производственные задания линии и отдельных операций (т. е. возможные объемы работ за опреде­ленное время). Производительность поточных технологических линий определяется производительностью лимитирующего обо­рудования (наиболее загруженного во времени). В большинстве случаев таким оборудованием являются зерноочистительные ма­шины или зерносушилки, но могут быть и автомобилеразгрузчи­ки, конвейеры, нории и другое.

 

 

27. Эффективность применение гидротермической обработки крупяных культур. Гидротермическая обработка (ГТО) — это обработка влагой и теплом с целью направ­ленного изменения свойств зерна. ГТО используют в технологии муки, крупы и комби­кормов как обязательную и высокоэффективную технологическую операцию подготовки зерна к переработке. В технологическом плане ГТО предназначена для создания опти­мальных условий по решению главной задачи мукомольной и крупяной технологий — разделить с максимальной эффективностью малоусвояемые, малоценные, грубые оболоч­ки и эндосперм. Эндосперм зерна дает основную продукцию — муку или крупу, а оболоч­ки — побочную продукцию технологии — лузгу, отруби, мучку. В технологии комбикор­мов в задачу процесса не входит разделение оболочек и эндосперма, так как практически все анатомические части зерна должны оказаться в готовой продукции. В основном ГТО в технологии комбикормов направлена на повышение питательности и перевариваемости входящих в состав комбикорма зерновых продуктов, например, при производстве комби­кормов для молодняка животных, у которых недостаточно развита ферментная система. В технологии муки и крупы также происходит улучшение питательных свойств продук­ции благодаря миграции растворимых биологически активных веществ из периферии зерна в эндосперм. При тепловых способах воздействия благодаря биохимическим изме­нениям происходит улучшение перевариваемости, цвета, запаха и вкуса продукции из зерна, прошедшего ГТО. При этом гидротермическая обработка зерна позволяет получать продукцию заранее обусловленной влажности и обеспечивает более длительные сроки бе­зопасного хранения,Необходимость гидротермической обработки становится очевидной при оценке свойств зерна, не прошедшего гидротермическую обработку. Предположительно, что влага в зерне при хранении в сухом состоянии распределена по параболическому закону. Это означает, что крахмалистый эндосперм более влажный, чем периферийная часть зерна.

Вто­рой этап увлажнения - отволаживания проводят только для пше­ницы средней и высокой стекловидности.

После пропаривания зерно проходит кратковре­менное, до 10 минут, отволаживание в нагретом состоянии в теп­лоизолированном закроме (темперирование), затем охлаждается в ванне моечной машины. В результате пропаривания и такого резкого перепада температуры происходит более значительное из­менение всех свойств зерна, поэтому отволаживание продолжает­ся не более 3 часов. Благодаря такому сокращению процесса он и получил название скоростного. После моечной машины в специ­альном влагоснимателе проводят подсушивание зерна, с целью удаления поверхностной влаги.Обе схемы завершаются доувлажнением зерна перед измель­чением, как это описано ранее.На крупозаводах после пропаривания в аппарате периодического или не­прерывного действия зерно темперируют (не для всех культур), за­тем подсушивают до технологической влажности и охлаждают. На последних двух этапах происходит значительное обезвоживание цветковых пленок, что существенно снижает их прочность и повы­шает эффективность шелушения зерна. Оценка технологической эффективности процесса Технологический эффект, достигнутый в результате примене­ния ГТО, оценивают или по конечному результату переработки зерна, или по некоторым промежуточным результатам. Например, при сортовом помоле пшеницы можно надежно выявить этот эффект уже на первом этане размола зерна, в драном процессе, по количе­ству и качеству образующихся частиц эндосперма на первых трех технологических системах измельчения. Эти промежуточные фрак­ции на пути превращения зерна в муку получили название про­дуктов 1-го качества. Их суммарное извлечение (выход) и зольность в значительной степени определяют выход и качество муки; между этими показателями существует тесная корреляция.

Подобно этому, в крупяном производстве уже на первой сис­теме шелушения можно получить обоснованное заключение эф­фективности избранного варианта ГТО: высокое значение техно­логических коэффициентов шелушения и цельности ядра непос­редственно укажут на высокий эффект ГТО.