Развитие научных основ и практических методов повышения эффективности технологии зерносушения
|
Скачать 0.61 Mb.
|
|
Влияние способов и режимов сушки на характер изменения технологических свойств зерна Влияние способов и режимов сушки на технологические свойства высушиваемого зерна изучали в увязке с выявленными кинетическими особенностями процесса сушки. Комплексная оценка качества высушиваемого зерна выполнена с использованием стандартизированных методов и общепринятых методик при определении мукомольных, крупяных, кулинарных достоинств высушиваемого зерна и продуктов его переработки. Главными критериями при обосновании технологии сушки с учетом необходимости сохранения качества высушиваемого зерна являлись предельно допустимая температура нагрева зерна и максимальная температура сушильного агента, причем определение предельно допустимой температуры нагрева зерна имело доминирующее значение. При сушке зерна пшеницы и ржи исходили из требований наиболее полного сохранения хлебопекарных достоинств муки из высушиваемого зерна, при сушке зерна кукурузы – сохранения технологических достоинств в соответствии с ее назначением. При сушке зерна проса, гречихи, риса, овса и ячменя критерием допустимого нагрева зерна являлось сохранение кулинарных достоинств выработанной из высушиваемого зерна крупы, при сушке семян подсолнечника – содержания и качества масла. В высушиваемом зерне всех культур контролировали энергию прорастания и всхожесть как показатели, характеризующие начало изменения протеолитической активности ферментов и фракционного состава белковых веществ зерна и, в конечном счете, свидетельствующие о сохранении его пищевой ценности и пригодности к переработке. Влияние пониженных температурных режимов на технологические свойства высушиваемого зерна пшеницы, ржи, ячменя, овса, кукурузы, проса, гречихи, риса исследовали при моделировании технологии прямоточной сушки. Установлено, что с понижением температуры сушильного агента величина возможного снижения влажности без риска перегрева зерна выше допустимой температуры увеличивается, качество высушиваемого зерна сохраняется (табл.1). Это подтверждает необходимость выбора температуры сушильного агента и расчета длительности сушки по разработанной нами методике с учетом предельно допустимой температуры нагрева зерна. Таблица 1 Влияние температуры агента сушки на качество зерна пшеницы
Положительное влияние пониженных температур сушильного агента проявляется и при сушке зерна других культур (ячменя, овса, проса, гречихи, риса), что подтверждается сохранением их технологических свойств. Так, при сушке зерна ячменя со снижением температуры сушильного агента со 100 до 70°С при одинаковом влагосъеме технологические свойства высушиваемого зерна сохраняются лучше (табл.2). Комплексное влияние температуры и повышенного влагосодержания сушильного агента на технологические свойства высушиваемого зерна пшеницы изучали при моделировании производственных условий сушки с повторным использованием отработавшего сушильного агента. Таблица 2 Влияние температурных режимов на качество высушиваемого зерна ячменя
При сушке зерна пшеницы агентом температурой 80-85°С и влагосодержанием 10-12 г/кг с.в. зерно нагревалось до 54-62°С. Содержание клейковины в просушенном зерне и муке всех сортов уменьшалось на 0,5-1,6%, общий выход муки уменьшился на 0,2-0,3%, выход муки высоких сортов снизился на 1-3%, зольность муки разных сортов увеличилась на 0,05-0,15%, белизна – на 2-7 единиц. Объемный выход хлеба снижался на 15-35 см3 на 100 г муки, формоустойчивость – на 0,02-0,04, пористость – на 5-6%. При сушке пшеницы агентом той же температуры и повышенного влагосодержания до 30-40 г/кг с.в. отмечалось меньшее негативное изменение технологических свойств высушиваемого зерна. При сушке агентом температурой 70-75°С с одновременным повышением его влагосодержания до 32-41 г/кг с.в. и нагревом зерна до 54-60°С отмечалось полное сохранение технологических свойств высушиваемого зерна (рис. 16). Выявленный характер изменения технологических свойств зерна при сушке агентом повышенного влагосодержания и пониженной температуры обусловлен снижением интенсивности внешнего влагообмена, замедлением процесса углубления поверхности испарения внутрь зерна, большей равномерностью температурного поля в слое высушиваемого зерна.  Рис. 16. Комплексное влияние пониженной температуры и повышенного влагосодержания агента сушки на технологические достоинства высушиваемого зерна: а) изменение всхожести зерна; б) изменение содержания клейковины в зерне; в) изменение объемного выхода хлеба; г) изменение содержания клейковины в муке высшего сорта; д) изменение содержания клейковины в муке первого сорта; е) изменение содержания клейковины в муке второго сорта; 1 – t1 = 85°C; d1 = 11г/кг с.в. 2 – t1 = 75°C; d1 = 32 г/кг с.в. Установленный характер изменения технологических свойств высушиваемого зерна позволяет рекомендовать несколько более высокие на 5-7°С значения допустимой температуры нагрева зерна при сушке агентом повышенного влагосодержания. Проведенные исследования позволили обосновать эффективность сушки зерна агентом температурой 70-80°С и начальным влагосодержанием 30-40 г/кг с.в. Эти параметры согласуются с техническими возможностями современных зерносушилок, переведенных на работу с повторным использованием отработавшего сушильного агента. Влияние сушки с предварительным нагревом зерна агентом различного влагосодержания в сочетании с различными режимными параметрами процесса исследовали при моделировании условий прямоточной и рециркуляционной сушки разных культур. Сушку крупяных культур, как наиболее склонных к трещинообразованию, проводили по технологии с предварительным нагревом зерна агентом различного влагосодержания и последующей сушкой при пониженных температурных режимах – температура сушильного агента была снижена на 25°С в сравнении с рекомендуемой «Инструкцией по сушке…». Установлено, что при прямоточной сушке проса с кратковременным интенсивным предварительным нагревом зерна в псевдоожиженном слое до 45-46°С агентом влагосодержания 11 г/кг с.в. и последующей сушкой при пониженном температурном режиме с однократным снижением влажности на 4,0-4,5% отмечается лучшее сохранение энергии прорастания, всхожести, общего выхода крупы и выхода целой крупы, уменьшается выход дробленой крупы в сравнении с прямоточной сушкой без предварительного нагрева зерна. При прямоточной сушке проса с кратковременным интенсивным предварительным нагревом зерна в псевдоожиженном слое до 45-52°С агентом повышенного влагосодержания (25÷40г/кг с.в.) и последующей сушкой сушильным агентом пониженной температуры 55-60°С с нагревом зерна до 45-49°С отмечалось полное сохранение качества высушиваемого зерна (рис. 17). Проведенные исследования позволили обосновать эффективность технологии сушки крупяных культур с предварительным нагревом зерна в условиях повышенного влагосодержания сушильного агента и последующей сушкой при пониженных температурных режимах. При рециркуляционной сушке пшеницы с нагревом сырого зерна контактным способом от рециркулирующего полное сохранение технологических свойств высушиваемой пшеницы отмечалось только при сушке сушильным агентом температурой, пониженной на 20-40°С в сравнении с рекомендуемой «Инструкцией по сушке…». Энергия прорастания и всхожесть зерна, содержание клейковины в зерне и муке всех сортов, выход и качество муки и хлеба оставались на уровне контрольных показателей. При рециркуляционной сушке ячменя и подсолнечника с предварительным нагревом сырого зерна в псевдоожиженном слое и последующей сушке при пониженных температурных режимах (на 10-40°С в сравнении с рекомендуемой «Инструкцией по сушке…») отмечалось полное сохранение технологических свойств высушиваемого зерна – энергия прорастания и всхожесть зерна, общий выход крупы из просушенного зерна ячменя и кислотное число масла семян подсолнечника оставались практически без изменений.  Р  ис.17. Изменениетехнологических свойств высушиваемого зерна проса: а) изменение всхожести; б) изменение выхода целой крупы; в) изменение выхода дробленой крупы; 1 – при прямоточной сушке; 2 – при сушке с предварительным нагревом; 3 – при сушке с предварительным нагревом агентом повышенного влагосодержания
Результаты экспериментальных исследований апробированы на хлебоприемных предприятиях Алтайского и Краснодарского краев, Оренбургской, Омской, Самарской, Курской, Владимирской, Нижегородской областей, Республики Башкортостан и Украины при сушке свежеубранного зерна разных культур (пшеницы, ржи, ячменя, овса, кукурузы, проса, гороха, семян подсолнечника) на типовых и реконструированных зерносушилках ДСП-32от, ДСП-24сн, А1-УЗМ, А1-ДСП-50, РД-2х25, К4-УС-2А (рис. 18). Краснодарский кр. Подсолнечник w = 20,0-30,0% Омская обл. Пшеница w = 19,0-23,0% Алтайский кр. Пшеница w = 19,0-30,0% Самарская обл. Пшеница w = 15,5-18,0% Рожь w = 15,5-15,5% Овес w = 15,0-18,0% Украина Пшеница w = 17,0-26,0% Рожь w = 16,0-16,5% Просо w = 15,5-19,0% Кукуруза w = 26,0-41,0% Подсолнечник w = 10,0-12,0% Нижегородская обл. Ячмень w = 17,5-19,0% Владимирская обл. Рожь w = 19,0-20,0% Оренбургская обл. Пшеница w = 16,0-17,0% Курская обл. Рожь w = 18,5-20,5% Ячмень w = 18,0-22,0% Башкортостан Рожь w = 15,5-17,5% Горох w = 20,0-20,5% Рис. 18. Промышленная апробация результатов исследований Технология прямоточной сушки при пониженных температурных режимах апробирована при сушке зерна пшеницы влажностью 20 – 30% на зерносушилке ДСП-32от Ребрихинского элеватора Алтайского края. Установлено, что снижение температуры сушильного агента на 15-30°С в сравнении с рекомендуемыми «Инструкцией по сушке…» не обеспечивало полной сохранности качества высушиваемого зерна. При сушке высоковлажного зерна требуется большее смягчение температурного режима или применение других технологий сушки. Технология рециркуляционной сушки при пониженных температурных режимах апробирована при сушке зерна разных культур на зерносушилках А1-ДСП-50 разных регионов. Установлено, что снижение температур сушильного агента в зависимости от высушиваемой культуры на 10-55°С в сравнении с рекомендуемыми обеспечивает более полное сохранение качества высушиваемого зерна. Сушка при пониженных температурных режимах в целом способствует уменьшению неравномерности нагрева зерна по сечению шахты прямоточных и рециркуляционных сушилок на 10-15%. На основе результатов проведенных исследований разработаны рекомендации по применению технологии сушки с пониженными температурными режимами для сушки зерна разных культур и рекомендации по эксплуатации сушилок А1-ДСП-50. Технология сушки с предварительным нагревом зерна, повторным использованием отработавшего агента сушки и пониженными температурными режимами апробирована при сушке зерна пшеницы, ржи, ячменя, кукурузы, проса и семян подсолнечника на типовых и реконструированных прямоточных и рециркуляционных зерносушилках. На реконструированной прямоточной зерносушилке ДСП-32от Ребрихинского элеватора Алтайского края апробирована технология сушки зерна пшеницы. Интенсивный предварительный нагрев зерна осуществлялся в аппарате с вихревым слоем. Отработавший в аппарате сушильный агент повторно использовался в смесительной камере топки сушилки. Начальная влажность зерна составляла 19-30% . Предварительно нагретое до температуры 39-46°С зерно высушивалось при пониженных в сравнении с рекомендуемыми режимах – температура агента сушки была снижена на 15-50°С, температура нагрева зерна при этом достигала предельно допустимых значений. Однако, выявленные изменения показателей качества просушенного зерна свидетельствуют о необходимости еще большего смягчения температурного режима на стадии сушки. На реконструированной прямоточной зерносушилке ДСП-32от Краснодарского масложирового комбината апробирована технология сушки семян подсолнечника. Интенсивный предварительный нагрев зерна осуществлялся в аппарате с псевдоожиженным слоем. Отработавший в аппарате сушильный агент повторно использовался в первой сушильной зоне. Начальная влажность семян составляла 13-16%. Предварительно нагретые до температуры 54-56°С семена высушивались при пониженных в сравнении с рекомендуемыми (на 5-10°С) температурах агента сушки. Апробированная технология благоприятно сказалась на качестве просушенных семян – кислотное число масла снижалось на 0,6-0,7 мг КОН, содержание масличной примеси увеличилось незначительно. Производительность сушилки при работе по апробированной технологии увеличивалась на 40-50%, расход условного топлива на сушку сокращался на 20-25%. На реконструированной прямоточной зерносушилке К4-УС2-А Зачепиловского ХПП Харьковской области апробирована технология сушки проса начальной влажность на уровне 18% с предварительным нагревом зерна агентом повышенного влагосодержания 30-40 г/кг с.в., отработавшим в первой сушильной зоне и дополнительно подогреваемым до температуры 90-105°С. Температура сушильного агента на стадии сушки составляла 80-90°С. Максимальный нагрев зерна при указанных режимных параметрах не превышал допустимых «Инструкцией по сушке…» значений и составлял 32-38°С. Производительность сушилки возросла на 15-30%, расход условного топлива уменьшился на 20%. Оценка технологических свойств просушенного зерна показала, что разработанная и апробированная технология сушки обеспечивает полное сохранение качества высушиваемого проса. Общий выход крупы из просушенного зерна увеличился на 1,0-1,5%, выход дробленого ядра уменьшился на 0,5%, улучшились органолептические показатели и кулинарные достоинства крупы. На реконструированной рециркуляционной зерносушилке РД-2Х25-70 Калачинского элеватора Омской области апробирована технология сушки зерна пшеницы агентом повышенного влагосодержания. Отработавший в камере нагрева сушильный агент повторно использовался в сушильной шахте. Предварительный нагрев зерна осуществлялся агентом, температура которого была снижена по сравнению с рекомендуемой на 80-120°С. Температура зерна на выходе из камеры нагрева составляла 42-47°С. Температура сушильного агента на входе в рециркуляционную шахту составляла 60-75°С, его влагосодержание – 32-40 г/кг с.в. Содержание клейковины в зерне и муке оставалось практически без изменений, общий выход муки увеличивался на 0,5-0,8%, выход муки высоких сортов – на 2,5-3,5%, уменьшалась средневзвешенная зольность муки. Объемный выход хлеба оставался практически на уровне исходного, формоустойчивость повышалась на 0,03-0,04, пористость снижалась на 1-2%, относительная упругость – на 4-6%, несколько улучшался внешний вид хлеба. На рециркуляционных зерносушилках типа А1-УЗМ Приютовской хлебной базы №67 Башкортостана, Сахновщинского элеватора Харьковской области и Сергачского элеватора Нижегородской области апробирована технология сушки зерна пшеницы, ржи, ячменя и кукурузы. Предварительный нагрев зерна осуществлялся в аппарате с каскадно-падающим слоем, установленном в диффузоре подвода агента сушки в напорно-распределительную камеру сушилки. Отработавший в аппарате сушильный агент поступал в напорно-распределительную камеру сушилки. Установлено, что снижение температуры сушильного агента в зависимости от высушиваемой культуры на 10-55°С в сравнении с рекомендуемыми «Инструкцией по сушке…» обеспечивает более полное сохранение качества высушиваемого зерна всех культур. На основе результатов проведенных исследований разработаны рекомендации по применению технологии прямоточной и рециркуляционной сушки с предварительным нагревом зерна, повторным использованием отработавшего агента сушки и пониженными температурными режимами на стадии сушки. С целью исследования возможного загрязнения зерна вредными веществами при сушке в производственных условиях в качестве сушильного агента применяли смесь воздуха с продуктами сгорания разных видов топлива (природного газа, тракторного керосина, смеси тракторного керосина с химическим абсорбентом, дизельного топлива) (рис. 19). Башкортостан Рожь РД2х25-70; А1-УЗМ Природный газ Башкортостан Горох А1-ДСП-50 Дизельное топливо Самарская обл. Пшеница Рожь Овес ДСП-32отх2; А1-ДСП-50 Смесь тракторного керосина с химическим абсорбентом Владимирская обл. Рожь А1-ДСП-50 Тракторный керосин Украина, Харьковская обл. Пшеница А1-УЗМ-01 Дизельное топливо Рис. 19. Объекты исследования возможного загрязнения зерна вредными веществами при сушке в производственных условиях Возможность загрязнения высушиваемого зерна вредными веществами устанавливалась по результатам сравнительных анализов проб зерна, отобранных до и после сушки. Пробы сырого зерна на всех зерносушилках отбирали при поступлении его на сушку, а пробы просушенного зерна – на выходе из камеры окончательного охлаждения. Определение содержания бензапирена и нитрозаминов в зерне осуществляли в лаборатории биофизики НИИ онкологии им.проф.Н.Н.Петрова. На зерносушилках ДСП-32отх2 и А1-ДСП-50 (Самарская обл.) была проведена опытная сушка зерна пшеницы, овса и ржи (табл.3). При использовании нерекомендуемого вида топлива (смеси тракторного керосина с химическим абсорбентом) отмечалось существенное увеличение содержания бензапирена в просушенном зерне. Это объясняется тем, что используемое топливо содержит повышенное количество бензапирена, и его диспергированные частицы, не сгоревшие в топке сушилки, уносятся потоком теплоносителя и локально загрязняют зерно, что обусловливает вероятность появления в просушенном зерне отдельных зерен со значительно повышенной загрязненностью бензапиреном, и, в свою очередь, оказывает влияние на содержание этого канцерогена во всей анализируемой пробе. Таблица 3 Результаты определения содержания бензапирена и нитрозаминов в зерне
При использовании в качестве топлива природного газа (зерносушилки РД-2х25 и А1-УЗМ, Башкортостан) были получены наилучшие результаты по чистоте просушенного зерна. Результаты определения содержания нитрозодиметиламина в высушиваемом зерне не позволяют установить определенные закономерности между содержанием этого канцерогена и процессом сушки. В результате проведенных исследований получены новые данные, существенно дополняющие имеющуюся информацию о потенциально возможном загрязнении высушиваемого зерна канцерогенно-опасными веществами. Разработана система мероприятий по предотвращению загрязнения высушиваемого зерна вредными веществами. Проведенные технико-экономические расчеты свидетельствуют о целесообразности применения предложенных способов и методов повышения эффективности технологий тепловой сушки зерна. Применение пониженных температурных режимов сушки позволяет достичь более полного сохранения качества высушиваемого зерна при существенно большем снижении влажности зерна за один пропуск через сушилку, исключить необходимость транспортирования и хранения недосушенного зерна, снизить себестоимость сушки и послеуборочной обработки зерна в целом. Эффективность разработанной технологии сушки с предварительным нагревом зерна, повторным использованием сушильного агента и пониженными температурными режимами обеспечивает сокращение расходов топлива на сушку на 10-25%, снижение себестоимости сушки и в целом послеуборочной обработки зерна в 1,1-1,2 раза, повышение эксплуатационной производительности линий послеуборочной обработки зерна на 15-20%. Технологические поточные линии с реконструированными зерносушилками, работающими по указанной технологии, способны принимать и обрабатывать большее количество разнокачественных партий зерна в сутки. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 |
Тюменской области постановлени е В целях выявления, пропаганды и повсеместного внедрения в молочном животноводстве передовых приемов и методов труда, повышения эффективности... |
|
Развитие научных основ моделирования кристаллизации отливок с направленной... Работа выполнена в Московском государственном машиностроительном университете (мами) |
|
Методические рекомендации для участников стажировочной площадки по... «Эмоционально-сенсорное развитие младших школьников как фактор повышения эффективности их учебной деятельности в рамках реализации... |
|
Цели освоения дисциплины: изучение методологии, средств и методов... Постановка задачи бизнес-аналитики для оценки эффективности деятельности на предприятии |
 |
Программа в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности... Комплексный анализ текущего состояния энергосбережения и повышения энергетической эффективности 6 |
|
Методические указания по освоению основ энергосбережения и управлению... Негосударственное образовательное учреждение дополнительного образования Ставропольский краевой образовательный центр |
|
К научно-методической разработке разработка технологии для повышения... ... |
|
Курс повышения квалификации по обучающей программе «Анализ и исследование... «Анализ и исследование потенциала энергосбережения и повышения энергетической эффективности» |
|
Программа энергосбережения и повышения энергетической эффективности... ... |
|
Программа энергосбережения и повышения энергетической эффективности... Программа энергосбережения и повышения энергетической эффективности на 2015-2018 гг |
|
«Современный подход к организации образовательного процесса уроков... На заседании методического объединения учителей технологии, обж и физической культуры |
|
К городской целевой программе «Энергосбережение и повышение энергетической... Информационная система в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности 5 |
|
Методические указания по выполнению контрольной работы Целью выполнения... Целью выполнения контрольной работы является закрепление знаний теоретических основ дисциплины «Правоведение» и получение практических... |
|
Фгуп росдорнии сборник дороги и мосты В очередном отраслевом сборнике научных трудов «Дороги и мосты» нашли отражения последние исследования ученых и специалистов ведущих... |
|
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Целью освоения дисциплины является изучение основ и методов современной психолого-педагогической диагностики и формирование диагностических... |
|
Пояснительная записка к программе энергосбережения и повышения энергетической... Федеральный закон от 23. 11. 2009 г. №261-фз «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений... |