МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ Н.П. ОГАРЕВА
АГРАРНЫЙ ИНСТИТУТ
Кафедра переработки производства и переработки
продукции растениеводства
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ОВСА В КРУПУ
Автор курсового проекта
Студентка 508 группы Смирнова Н.В.
Специальность 311200 Технология сельскохозяйственногопроизводства
Обозначения курсового проекта КП-02069964-ТПППР-311200-13-11
Руководитель курсового проекта
К. с. х. наук, доцент Камалихин В.Е.
САРАНСК 2011
МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.П. ОГАРЕВА АГРАРНЫЙ ИНСТИТУТ
Кафедра переработки производства и переработки
продукции растениеводства
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Студентка: Н.В. Смирнова, 508 группа
Тема: РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ОВСА В КРУПУ
Срок представления работы к защите 15.04.2011
Содержание курсового проекта
Глава 2. Виды овсяных круп.
Глава 3. Возделывание овса в условиях РМ. Биологические свойстваовса.
Глава 4. Технология производства овсяных круп.
Глава 5. Оборудование для производства овсяных круп.
Глава 6. Основные направления совершенствования техники и технологиипроизводства овсяной крупы.
Глава 7. Экологические аспекты
Глава 8. Расчеты
Руководитель курсового проекта: к. с. — х. н., доцент В.Е. Камалихин
Задание приняла к исполнению: студентка 508 гр. Н.В. Смирнова
Реферат
Курсовойпроект выполнен на _____ страницах компьютерного текста и включает в себя 1 таблицу,1 приложение, 4 рисунка. Список использованных источников литературы состоит из10 наименований.
Переченьключевых слов: крупа, технология, овсяная крупа, оборудование, производство.
Объектисследования: крупы.
Цельработы: проанализировать технологию производства круп из зерен различных круп, выращиваемыхв Республике Мордовия.
Методыисследования: изучение и использование литературных данных по этой теме.
Областьприменения: сельскохозяйственные предприятия Республики Мордовия.
Содержание
Введение
1. Краткий исторический очерк технологии крупы и муки
2. Крупа овсяная. Виды овсяной крупы
2.1 Оценка качества круп
3. Возделывание овса в условиях Республики Мордовия
3.1 Биологические особенности овса
4. Технология производстваовсяных круп
4.1 Подготовка овса к переработке
4.2 Переработка овса в крупу
4.3 Производство хлопьев Геркулес
5. Оборудование для производства овсяныхкруп
6. Основные направления совершенствования техники итехнологии производства овсяных круп
7. Экологическиеаспекты безопасности
8. Расчеты
Заключение
ЛитератураВведение
В настоящее время большое внимание уделяется увеличению производствазерна крупяных культур и выработки продуктов питания на их основе. В Швеции фирма«Oatly» выпускает овсяное молоко и мороженое, в Финляндии, кроме многочисленныхпродуктов питания, фирма «Sinebruhoff» из овса производит пиво «Каига»,а в Германии фирма «Fazer» — целый ассортимент печенья и галет.
Использование овса в пищевой промышленности (овсяная крупа, хлопья,мука, толокно и др.) связано с хорошей усвояемостью питательных веществ и витаминов,что делает его особенно ценным для детского и диетического питания.
Овсяную муку, ценную по химическому составу и не дающую клейковинупри выпечке хлеба, добавляют к ржаной или к пшеничной муке. В смеси с последнейиз нее изготовляют пользующееся большим спросом овсяное печенье и галеты. В Скандинавскихстранах и в Шотландии овес широко применяют в хлебопечении. Небольшую часть овсаиспользуют в бродильной промышленности для получения спирта, главным образом, всмеси с другими зерновыми культурами или картофелем.
Овес — хороший источник растворимой клетчатки, которая, в отличиеот нерастворимой клетчатки пшеницы и других зерновых культур, усваивается организмом,способствует лучшему обмену веществ. С давних времен овес используют в медицинев качестве лечебного продукта. В этой связи, увеличение производства различных продуктовиз овса и улучшение их качества имеет важное значение. Необходимо большее совершенствованиетехнологии переработки овса, так как на овсозаводах невысок коэффициент использованиязерна, потребительские свойства крупы не соответствуют требованиям современногорынка.
На сегодняшний день очень большое внимание потребителями уделяетсякачеству выпускаемой продукции. От качества зависит успешное продвижение продуктана потребительском рынке и его способность конкурировать с аналогичными товарами.
Цель данной курсовой работы — изучить технологию переработкиовса в крупу, а также изучить показатели качества и конкурентоспособность производстваовсяной крупы.
Задачи данной курсовой работы в том, чтобы изложить теоретическийматериал о классификации овсяной крупы, процессе ее производства и факторах формирующихкачество.
Тема данной курсовой работы выбрана не случайно, так как крупаявляется не только продуктом первой необходимости, но и входит в состав стратегическихзапасов нашей страны.
Существенное отличие крупы от муки внешне выражается в гранулометрическойхарактеристике этих продуктов, в крупности их частиц. При производстве муки эндоспермзерна подвергается тонкому измельчению, в то время как крупа представляет собойцелое, неизмельченное ядро (эндосперм) зерна или же его крупные частицы.
Крупа является основным продуктом переработки пшеницы, ячменя,овса, гречихи, риса и т.д.
Большую часть реализуют населению через розничную торговую сетьи общественное питание.
Крупа также удобна для длительного хранения и транспортировки.
1. Краткий исторический очерк технологии крупы и муки
Производство муки и крупы известно человеку с незапамятных времен,на их основе готовят разнообразные хлебобулочные и кондитерские изделия и кулинарныеблюда.
Теория и практика технологии муки и крупы постоянно развиваются.Во-первых, переработка зерна в муку и крупу — жизненная необходимость. Во-вторых,для измельчения зерна необходимы затраты значительного количества энергии. Поэтомумельница всегда была объектом технической мысли, техника и технология помола постоянноразвивались и совершенствовались. Мельница намного раньше других производств приобрелаоблик промышленного предприятия. Все технические новинки, новые инженерные разработкинаходили свое применение прежде всего на мельнице, особенно в части энергоносителей.
Появление ветряного и водяного двигателей в древние библейскиевремена ознаменовало собой переход от ручной мельницы механической. Вследствие этогожернов перестал быть орудием труда и превратился в машину. Ветряные и водяные мельницыпоявились вначале, очевидно, в странах Малой Азии, а оттуда постепенно распространилисьпо всей Европе.
Первое описание водяной мельницы приводит древний римский архитекторВитрувий около 20 г. до нашей эры; следовательно, эти мельницы появились еще раньше.В это же время, предположительно, возникли и ветряные мельницы. В России водяныеи ветряные мельницы появились уже в IX веке, в XII веке они были повсюду. В 1803г.в одной только Московской губернии было 656 водяных мельниц.
Первая мельница с паровым двигателем была построена в Лондонев 1785г., а в России — в 1818 г. в селе Воротынец Нижегородской губернии — раньше,чем в остальных европейских странах. Паровая машина Черепановых мощностью около 4 л. с. (около 3 кВт), созданная в 1824г., также работала на жерновой мельницепроизводственной мощностью 1,5т/сут. В 1892г. в 56 губерниях европейской части Россииработало свыше 800 крупных паровых мельниц.
На мельницах широко применяли различные двигатели внутреннегосгорания. В 1914г. в Санкт-Петербурге мельница ржаного сеяного помола была переведенана электропривод и стала первым электрифицированным предприятием в России.
По мере развития инженерной мысли происходило совершенствованиетехники, технологии и организации помола.
В 1783 г. американский инженер Эванс разработал проект и построилполностью механизированную мельницу. Это ликвидировало ручной труд в технологическомпроцессе помола. Все транспортные операции на этой мельнице осуществлялись машинами,вплоть до выгрузки зерна из барж.
Огромную роль в развитии мельницы сыграло изобретение вальцовогостанка. В России его впервые применили на мельнице в 1822г., однако успешное использованиевальцового станка на мельнице произошло в 1834г. в Цюрихе. С этих пор станки сталиактивно конкурировать с жерновами, а затем на крупных мельницах совершенно вытеснилиих. В 1880г. в Поволжье почти все мельницы были вальцовыми, а всего в России такихмельниц было уже 180.
Современная мельница представляет собой полностью механизированноепредприятие, причем управление процессом и контроль технологических операций в значительноймере осуществляются автоматизированными системами.
Развитие техники и технологии крупы протекало медленнее, коренноепреобразование простых крупорушек в современный крупозавод произошло только в текущемстолетии.
Вместе с крупными предприятиями длительное время существовалимельницы и крупорушки сельскохозяйственного типа. По данным статистики, еще в 1931 г. на территории СССР было более 200 тыс. ветряных и водяных мельниц, которые обеспечивали нуждысельских жителей. Однако варварские методы перестройки сельского хозяйства на коллективныерельсы, физическое уничтожение зажиточных крестьян и сельской интеллигенции, средикоторых специалисты-мукомолы занимали видное место, разрушили не только веками проверенныйуклад жизни народа, но и уничтожили материальный базис деревни. В настоящее времяот былого изобилия сельских мельниц и крупорушек чудом сохранились единицы.
Развитие частного землевладения и фермерских хозяйств требуетсрочного восстановления малых мельниц и крупорушек. В ближайшие 10.20 лет эта работадолжна быть выполнена.
Постоянное развитие техники и технологии муки и крупы издавнаобеспечивали высокие результаты использования зерна. Даже в условиях рабовладельческогообщества на жерновых мельницах с примитивной технологией подготовки и размола зернамукомолы достигали неплохих результатов.
Современная технология муки и крупы является результатом коллективноготворчества специалистов на протяжении последних 150 лет. Существенный вклад в развитиетехнологии внесли М.М. Пакуто, Я.Н. Куприц, В.Л. Кретович, Н.Н. Козьмина, Е.П. Козьмина,Е.Д. Казаков, В.Я. Гиршсон, П.Г. Платонов, П.Д. Тарутин, Б.М. Максимчук; в областиоборудования особенно важные работы связаны с именами В.И. Ильченко, А.Я. Соколова,В.В. Гортинского. В последние 30 лет выполнен ряд интересных работ в области теориии практики технологии муки и крупы, определивших ее теперешнее оформление.
Современные мельницы и крупозаводы отвечают всем инженерным требованиям.Сложный многофакторный технологический процесс, насыщенность предприятий технологическими вспомогательным оборудованием, автоматизированными системами контроля и управленияпредъявляют повышенные требования к профессиональным знаниям, организационной способностии общему культурному и интеллектуальному уровню инженеров-технологов.
На основе современной технологии мукомолы и крупянщики достигливысокого уровня реализации технологического потенциала зерна. Дальнейшее развитиенаправлено на создание многофункционального технологического оборудования, упрощениетехнологических схем, сокращение процесса, снижение эксплуатационных и энергетическихзатрат. Рыночные условия диктуют расширение ассортимента, в том числе специальныхсортов: для диетического и детского питания, для мучных кондитерских изделий и т.п.
Однако назрела настоятельная необходимость дополнительного исследованиязерна как объекта переработки в муку и крупу.
Важную роль в дальнейшем совершенствовании технологии должнасыграть разработка простых методов контроля эффективности технологических процессови операций при условии обеспечения объективных результатов этой оценки.
Технология нуждается также в комплексной экономической оценкес учетом полноты извлечения эндосперма (ядра — для крупы) в готовую продукцию, анализасложности технологии и определяемых этим удельных затрат.
2. Крупа овсяная. Виды овсяной крупы
Крупы из овса. В зависимости от способа обработки и качестваовсяную крупу подразделяют на виды и сорта.
Крупа овсяная недробленая — это продукт, получаемый из овса,прошедшего пропаривание, шелушение и шлифование.
Крупу овсяную плющенуюполучают плющением на вальцовыхстанках овсяной недробленой крупы, предварительно прошедшей повторное пропаривание.
Цвет крупы этих видов серовато-желтый различных оттенков. Покачеству их подразделяют на три товарных сорта: высший, 1-й и 2-й. Каши из овсянойкрупы варятся медленно и увеличиваются в объеме только в 3 раза. Вкусовые достоинстване очень высокие — вязкая, плотная консистенция. Поэтому овсяную крупу подвергаютдополнительной обработке для получения хлопьев. Пропаривание вызывает клейстеризациюкрахмала, денатурацию белков и инактивацию ферментов, что ускоряет варку каши. Времяварки сокращается до 20 мин и более.
В зависимости от способа обработки сырья овсяные хлопьяподразделяютна три вида: Геркулес, лепестковые хлопья и Экстра. Овсяные хлопья Геркулес и лепестковыевырабатывают из овсяной крупы высшего сорта, а хлопья Экстра — из овса 1-го класса.Овсяные хлопья Экстра в зависимости от времени варки делят на три номера: № 1 — из целой овсяной крупы; № 2 — мелкие из резаной крупы; № 3 — быстроразваривающиесяиз резаной крупы.
Основная составная часть крупы — углеводы, причем на долю крахмалаприходится 62,2%, что значительно меньше по сравнению с другими крупами. Сахарапредставлены сахарозой. Содержится значительное количество клетчатки (3,2%) и пентозанов(5-7%), поэтому каша получается вязкой и рекомендуется для диетического питания.Очень высока биологическая ценность крупы. Белки по фракционному составу близкик белкам гречневой крупы и содержат все незаменимые аминокислоты. Овсяная крупабогата витаминами группы В, РР и Е, липидами (около 7%). Разнообразен минеральныйсостав, но основным его недостатком является то, что фосфор находится в связанномсостоянии с фитиновой кислотой.
Толокно вырабатывают из пропаренного, просушенного овса с последующимизмельчением и просеиванием. Полученный продукт не надо варить. Основной показатель,который контролируют при экспертизе толокна, — зольность, она не должна превышать2%.
Крупы из пшеницы. Из пшеницы вырабатывают манную крупу и пшеничнуюшлифованную крупу (Полтавскую и Артек).
Для получения более питательных и разнообразных круп в схемутехнологического процесса современного крупяного завода включают обработку зернаводой и паром, а также варку при высоком давлении. При пропаривании очищенного зернавозрастает прочность ядра, а оболочки делаются более хрупкими, в результате увеличиваетсявыход высших сортов крупы, ускоряется развариваемость крупы. Кроме того, при пропариванииинактивируются ферменты зерна, что увеличивает срок хранения крупы.
Еще более повышается пищевая ценность круп при варке в сиропе(из солода, сахара, поваренной соли и других компонентов) с последующим плющениеми обжаркой. Кулинарная обработка таких круп-«хлопьев» не нужна. Их потребляютв сухом виде или с молоком, какао, кофе, киселем, бульоном, супами. Другой способповышения усвояемости крупы основан на обработке давлением. Так вырабатывают вспученные(взорванные) зерна пшеницы, риса, кукурузы, увеличенные в объеме в 6-8 раз. Лучшиевспученные зерна получают из стекловидных сортов риса, пшеницы и кремнистых сортовкукурузы. Также из многих видов крупы вырабатывают пищевые концентраты: их смешиваютс другими компонентами и обрабатывают до полной или почти полной готовности.
2.1 Оценка качества круп
Качество крупы зависит не только от химического состава и физическихсвойств зерна. Существенное значение имеют степень очистки от примесей и способыобработки очищенного зерна. Крупа — готовый продукт, который подвергают кулинарнойобработке, и поэтому присутствие в ней каких-либо примесей резко отражается на качествепищи, а некоторые ее виды вообще не требуют кулинарной обработки. Это относитсяк так называемым «сухим завтракам», взорванным зернам и т.д. В последнеевремя интенсивно развивается технология пищевых экструдатов, так же не требующихдополнительной кулинарной обработки.
Качество круп и способы определения его нормированы стандартами.При оценке качества крупы определяют органолептические и физико-химические показатели.Определяют также кулинарные достоинства крупы по цвету, вкусу, структуре свареннойкаши, продолжительности варки и коэффициенту разваримости.
Для крупы устанавливают цвет, вкус, запах, наличие хруста.
Цвет. Зависит от природных свойств зерна, из которого выработанакрупа, а также от способа обработки.
Отклонение от нормального цвета крупы рассматривают как дефект.Потемнение круп обусловлено или недоброкачественностью зерна, из которого они выработаны,либо неправильным хранением. Пшено при длительном хранении, особенно при доступесвета, тускнеет, обесцвечивается. Пшено из проса, подвергшегося самосогреванию,приобретает бурые и красноватые оттенки. Цвет крупы определяют при рассеянном дневномсвете. Крупу рассыпают тонким слоем на черной бумаге или черном стекле анализнойдоски.
Запах. Должен быть свойственным нормальной крупе, без затхлого,плесневого и других посторонних запахов. Для усиления запаха крупу насыпают в фарфоровуючашку, покрывают стеклом и помещают в водяную баню, предварительно нагретую до кипения,и прогревают 5 минут, после чего определяют запах.
Таблица 1 — Цвет различных круп нормального качества. Крупа Цвет Горох (шлифованный) Желтый, зеленый Кукурузная Белый или желтый с оттенком Гречневая Кремовый с желтым оттенком или зеленым оттенком Гречневая (быстроразваривающаяся) Коричневая, разных оттенков Пшеничная (всех видов) Желтый Рисовая Белый Пшено (шлифованное) Желтый, разных оттенков Ячменная Белый с желтоватым оттенком Овсяная Серовато-желтый Толокно (овсяное) От светло-кремового до кремового, однотонное Хлопья (овсяные) Белый с оттенками от кремового до желтоватого Крупа манная марки: М (из мягкой пшеницы) Ровный белый МТ (из мягкой с 20% твердой) Преобладает белый с наличием кремового или желтоватого Т (из твердой) Кремовый или желтоватый
Вкус. Должен быть без кислого, горького и других постороннихпривкусов. Вкус и хруст определяют в размолотой крупе, разжевывая одну — две небольшихпорции массой около 1 грамма каждая. В сомнительных случаях запах, вкус и хрусткрупы определяют в сваренной каше.
Физико-химические показатели и методы их определения.
Среди данных показателей устанавливают влажность, зараженностьвредителями, содержание примесей и тд.
Требования, предъявляемые к крупяному зерну, изложены в специальныхстандартах на крупяное зерно, которые предусматривают ограничения содержания примесейв зерне, его влажности, крупности и других показателей. Одни показатели влияют навыход готовой продукции, другие — на качество крупы. Какие же требования предъявляютсяк зерну?
Свежесть. Зерно должно бытьсвежим, не иметь постороннего запаха (затхлого, плесневого), оболочки должны бытьблестящими без темного неестественного цвета.
Засоренность. В зерне всегдаприсутствуют примеси зерна других культур, а также поврежденные зерна основной культурыи т.д. Примеси делят на сорную и зерновую. Сорная примесь включает минеральную примесь,органическую, семена сорных и других растений. К сорной примеси относят также недоразвитыемелкие зерна, выделяемые проходом сит, размер отверстий которых определен стандартом.Например, для проса таким ситом является сито с продолговатыми отверстиями размером1,4x20 мм, для овса — 1,8X20, ячменя — 2,2x20 мм и т.д. Для риса, проса, гречихик сорной примеси относят все без исключения семена сорных и культурных растений.Зерновая примесь чаще всего представлена поврежденными зернами основной культуры;кроме того, для отдельных культур к ней относят зерна других культурных растений,например в овсе-ячмень, пшеницу, полбу и т.д. К зерновой примеси относят также шелушенныезерна основной культуры. Наиболее неприятными являются так называемые трудноотделимыепримеси, представляющие собой чаще всего семена сорных или других культурных растений,например пшеница и дикая редька в гречихе, пшеница в рисе и т.д. Для выделения такихпримесей приходится использовать сложные технологические приемы и машины.
Пленчатость. От содержанияпленок зависит выход крупы. Чем ниже пленчатость, тем выше выход крупы, и наоборот.
Крупность. Как правило, припереработке более крупного зерна получают больше крупы, так как зерно содержит большеядра и меньше пленок.
Выравненность. Выравненнойназывают партию зерна, в которой большинство зерен близки по размерам. Выравненностьопределяют обычно суммой остатков на двух соседних по размерам ситах. В крупяномзерне ограничивают количество мелкой фракции, получаемой проходом сит, установленныхстандартом. Такое зерно плохо шелушится, по своим размерам близко к готовой крупе,попадая в крупу ухудшает ее качество.
Влажность. Это важный показателькачества зерна, определяющий влажность крупы, а также влияющий на результаты переработкизерна. Так, при переработке очень сухого зерна существенно повышается выход дробленойкрупы из-за высокой хрупкости ядра, что отрицательно сказывается на технико-экономическихпоказателях работы предприятия. Плохо шелушится слишком влажное зерно, а крупа,получаемая из него, может оказаться нестандартной по влажности. Влажность определяюттакже как и влажность зерна — высушиванием размолотой навески (30 грамм) при температуре + 130°C в течении 40 минут. Влажность разных круп должна быть в пределах 12…15,5%.
Доброкачественное ядро. Его содержание зависит от видаи сорта круп. Данный показатель в числе других используют для отнесения крупы ктому или иному сорту.
Зараженность вредителями хлебных запасов. Недопустимаво всех видах и сортах круп. Крупу с признаками заражения считают нестандартнойи без соответствующей обработки не реализуют. Для определения зараженности крупысреднюю пробу просеивают на ситах, установленных стандартом.
Нешелушенные зерна. Резко ухудшают вкусовые качества приготовленныхиз них каш. К тому же в крупе повышается количество неусвояемых веществ: клетчаткии гемицеллюлоз, а так же зольных веществ. Содержание нешелушенных зерен для различныхкруп не должно превышать 0,2…0,7%.
Битые (колотые) ядра. Ухудшают внешний вид круп, развариваютсянеодновременно с основной массой крупы. В зависимости от вида и сорта крупы их содержаниене должно превышать 0,1…1,3%.
Мучка — мелкие частицы ядра, проходящие через проволочныхметаллотканые сита или сита с круглыми отверстиями, размер которых установлен стандартамина различные виды круп. Содержание ее не должно превышать 0,3…0,5%
Мучель — это проход через проволочное сито №056. Содержаниемучели допустимо в пределах 0,2…1,5%.
Металломагнитная примесь. Ее количество не должно превышать3мг/кг. Размер отдельных частиц примеси в наибольшем линейном измерении не более0,3 мг; масса отдельных крупинок руды или шлака не более 0,4 мг.
От содержания их зависят сорт крупы и соответствие продукта требованиямгосударственного нормирования.
Определяют также кулинарные достоинства крупы. В эту оценку входятцвет, вкус и структура сваренной каши, продолжительность варки и коэффициент разваримости,под которым понимают отношение объема каши к объему крупы, взятой для варки. В зависимостиот сортовых особенностей сырья, способов его обработки и ассортимента круп коэффициентразваримости колеблется обычно в следующих пределах: у пшена 4…5,2; круп из гречихи3,2…4; риса 4,3…5,2; перловых 5,5…6,6; у овсяных 3,3…4,1.
3. Возделывание овса в условиях Республики Мордовия3.1 Биологические особенности овса
Считается, что родина овса — Монголия и Китай. В бронзовом векев Европе овес встречался в пшеничных и ячменных посевах как сорняк. В качестве посевнойкультуры он стал использоваться еще на заре человечества. Возделывать овес началиеще во II тысячелетии до нашей эры, а в России — предположительно в VII веке нашейэры. Сегодня же овес культивируют во многих районах, в частности на Кубани, Украине,в Казахстане. Довольно широко эту культуру возделывают и у нас в республике.
Сельское хозяйство является одной из ведущих отраслей экономикии важнейшим звеном агропромышленного комплекса. За годы реформ произошли большиеизменения в этой сфере, не только положительные, но и негативные, что повлекло падениеобъемов производства. Поэтому актуальность темы данной работы обусловлена важностьюпроблемы продовольствия. Сельское хозяйство является одной из ведущих отраслей экономикии важнейшим звеном агропромышленного комплекса. За годы реформ произошли большиеизменения в этой сфере, не только положительные, но и негативные, что повлекло падениеобъемов производства. Поэтому актуальность темы данной работы обусловлена важностьюпроблемы продовольственного обеспечения не только для республики Мордовия, но идля всей страны.
Экономико-географическая характеристика сельского хозяйства,прежде всего, связана с оценкой зональных климатических и почвенных условий, а такжесоциально-экономических условий. Эти факторы являются определяющими для формированиятипа сельского хозяйства, т.е. специализации, уровня интенсивности и эффективности.
овес крупа геркулес переработка
Республика Мордовия расположена на востоке Восточно-Европейскойравнины в бассейне Волги. Северо-западная ее часть лежит на Окско-Донской равнине,юго-восточная — на Приволжской возвышенности. Республика находится на стыке леснойи степной природных зон. Территория составляет 26.2 тысяч квадратных километров.В сельском хозяйстве занято около 20% трудоспособного населения.
Овес. В отличие от ячменя овес более требователен к запасам теплаи условиям увлажнения, хуже переносит летнюю засуху.
Овес это самоопыляющееся растение. Цветение у него обычно закрытое,однако теплая солнечная погода с кратковременными дождями способствует обильномупыльцеобразованию и открытому цветению. Как цветение, так и созревание овса идетпостепенно от верхних колосков метелки к нижним. Самое крупное и тяжеловесное зерноформируется в верхних колосках.
Овес — культура длинного дня. С продвижением на север вегетационныйпериод его сокращается. Продолжительность вегетационного периода у возделываемыхсортов овса колеблется от 70 до 130 дней.
Овес кустится сильнее, чем пшеница, но слабее, чем ячмень. Продуктивнаякустистость овса составляет 1,1.1,3 стебля на одно растение. Овес по сравнению спшеницей и ячменем имеет более развитую корневую систему. При одновременном появлениивсходов овес образует вторичные корни на 6.8 дней раньше ячменя. Уже во время образования2.3 листочков корневая система овса проникает на глубину 70.80 см, а в период формирования и налива зерна — на 1,5.2,0 м. На корнях овса большое количество корневыхволосков, поверхность которых составляет более 90 % поверхности всей корневой системы.Такие волоски обладают повышенной активностью, поэтому корневая система овса отличаетсявысокой поглотительной способностью.
В отличие от ячменя у овса более растянутый критический периодпотребления элементов питания и влаги, который захватывает большую часть фаз выходав трубку, выметывания и цветения. В процессе роста и развития растения овса проходятте же фазы и этапы органогенеза, что и другие зерновые культуры.
Овес принадлежит к группе настоящих хлебов вместе с пшеницей,рожью, тритикале и ячменем. Зерновка овса тонкая, плодовая оболочка покрыта волосками(1.2% от массы зерна); цветковые пленки охватывают зерновку в 2.3 слоя, так чтона их долю приходится 20.40%; доля эндосперма составляет 50.63%. С увеличением крупности(толщины) пленчатость овса снижается.
По химическому составу зерно овса отличается высоким содержаниемжира — до 6,5% около 10% приходится на клетчатку, крахмал занимает 35.40%, белки- около 10%.
Целую овсяную шлифованную крупу производят высшего, 1-го и 2-госортов, их общий выход составляет 45,5%, выход дробленки кормовой и мучки — 15,5%.
Овсяная крупа — высокопитательный продукт, из нее также вырабатываютхлопья и толокно.
В готовой крупе содержание жира составляет 8.9%, так как зародышзерна и алейроновый слой при шлифовании не удаляются. Поэтому крупа требует постоянногоконтроля при хранении.
На крупяных заводах из овса вырабатываютовсяную недробленую и плющеную крупу, хлопья Геркулес, а также толокно.
Основой для производства всех видовкрупяных изделий служит овсяная недробленая крупа, которую вырабатывают по типовойтехнологической схеме.
4. Технология производства овсяных круп4.1 Подготовка овса к переработке
В зерноочистительном отделении крупяногозавода овес очищают от сорных примесей, щуплых и недоразвитых зерен путем трехкратногопоследовательного пропуска через сепараторы, проход через сита которых с прямоугольнымиотверстиями размером 2,2 х 20 мм направляется на крупосортировку для выделения мелкогоовса через сито с отверстиями размером 1,9 (1,8) х 20 мм. Сход с сита с отверстиями размером 2,2 х х 20 мм 2-й системы сепарирования направляется на овсюгоотборочнуюмашину, а сход с сита с отверстиями размером 1,9 (1,8) х 20 мм крупо-сортировки — на куколеотборочную машину. Очищенный овес провеивают на аспираторах.
После очистки овес подвергают гидротермическойобработке: пропариванию, сушке и охлаждению. В зависимости от исходной влажностиовес при пропаривании увлажняют на 2.6%. Сушат овес до влажности 10% при шелушенииего на поставах, а при обработке в обоечных машинах — до влажности 13,5.14%. Послесушки овес направляют в охладительные колонки.
Перед направлением в шелушильноеотделение овес разделяют на рассеве либо сепараторе на две фракции по крупностина ситах с отверстиями размером 2,2. х 20 и 1,8 х 20 мм (схода). Дополнительно при этом выделяются мелкие и невыполненные зерна. Отходы контролируют напросеивающих машинах для выделения мелкого овса.
/>
Рис. 1 подготовка овса к переработке: 1 — автоматические^весы; 2 — воздушно-ситовой сепаратор, 3 — крупосортировочная машина; 4 — овсюгоотборочная машина-5 — куколеотборочная машина; 6 — пропариватель; 7-сушилка;8 — охладительная колонка; 9 — бурат.
4.2 Переработка овса в крупу
По существующей технологии рекомендуетсяшелушить раздельно крупную и мелкую фракции. Продукты шелушения каждой фракции просеиваютдля выделения мучки и дробленки проходом через сито с отверстиями диаметром 2 мм, а затем провеивают на аспираторах для отделения лузги. На операциях просеивания применяютразличные конструкции сепарирующих машин.
Ядра от нешелушенного овса отделяютна падди-машинах либо дисковых триерах (овсюгоотборниках). Овсяную крупу после падди-машиннаправляют на шлифовальный постав. При использовании на операции шелушения машинударного принципа действия и пневмотранспорта крупу не шлифуют.
Крупу сортируют на рассеве либо крупосортировкедля отделения дробленого ядра, мучки (проход через сита с отверстиями диаметром 2 мм либо размером 1,2 х 20 мм), а также посторонних примесей.
Овсяную крупу (проход через ситос отверстиями размером 2,5 х 20 мм
и сход с сита с отверстиями (с диаметром 2 мм) контролируют на падди-машине, провеивают в аспираторе, подвергают магнитномусепарированию и направляют в бункер для готовой продукции.
Мучку и дробленку контролируют наметаллотканом сите № 08. Выделенную дробленку провеивают. Содержание ядра в дробленкеи мучке не должно превышать 2 % от их массы.
Лузгу контролируют путем просеиванияна ситах с отверстиями диаметром 2,0 и 3,5 мм для выделения ядра. Содержание в лузге целого и дробленого ядра не должно превышать 1,5 % от ее массы.
При переработке овса базисных кондицийпредусмотрены следующие нормы выхода овсяной крупы недробленой и плющеной, а такжеотходов (%): крупы недробленой высшего сорта 10.15; крупы недробленой первого сорта19,5.30,5; крупы плющеной высшего сорта 5,5; крупы плющеной первого сорта 10; общийвыход крупы 45; дробленки кормовой 4,5; мучки 11,5; остальное — лузга, мелкий овеси отходы всех категорий.
Ассортимент и нормы качества овсянойкрупы должны соответствовать требованиям ГОСТ 3034 — 75. Помимо других показателей,в этом стандарте регламентируется содержание нешелушеных зерен в крупе высшего сорта,которое не должно превышать 0,4 %, а в крупе первого сорта 0,7 %, соответственнодробленки в этих крупах должно быть не более 0,5 и 1 %.
Временными нормами в настоящее времяпредусмотрен выход овсяной крупы 50.51 % при содержании битого ядра в высшем сорте1 % и нешелушенного 0,5 %, а в первом — соответственно 2 и 0,8 %.
Производственный процесс выработкиовсяной крупы показан на примере овсоцеха (рис.1) с плановой производительностью15 т/сут и базисным выходом овсяной крупы 50,5%. Он предусматривает очистку зерна,гидротермическую обработку, шелушение, сортирование продуктов шелушения, контрольпродукции и отходов.
От сорных примесей, щуплых и недоразвитыхзерен, а также двойных зерен овес очищают путем трехкратного последовательного пропускачерез сепараторы. После двукратного пропуска проводят гидротермическую обработкузерна, включающую пропаривание, сушку и охлаждение. Третий сепараторный проход предусмотренпосле гидротермической обработки. Овес шелушат в обоечных машинах ЗОН-5. При этомодна машина работает на исходном зерне, другая — на сходовых продуктах. Мучнистыечастицы и дробленые ядра выделяют в центрофугалах с последующим провеиванием продуктав аспираторах с замкнутым циклом воздуха. Мучку и лузгу контролируют в центрофугалах.
Отличительная особенность технологическогопроцесса заключается в том, что овес шелушат не на шелушильных поставах, как рекомендуютПравила организации и ведения технологического процесса на крупяных предприятиях,а в обоечных машинах. Кроме того, гидротермическую обработку овса проводят нерегулярноввиду несовершенства горизонтальных шнековых пропаривателей и паровых сушилок ВС-10-49.Для отделения нешелушенных зерен овса от шелушенных применяют дисковые триеры ипадди-машины. Окончательный контроль крупы проводят на рассеве А1-БРУ и крупосортировкеА1-БКГ. Схемой предусмотрено также получение овсяной плющеной крупы, которую вырабатываютпериодически. Плющение производят в вальцевом станке. Внедряемые в настоящее времяшелушильные машины для овса ударно-центробежного принципа действия типа А1-ДШЦ позволятповысить производительность и эффективность процесса выработки овсяной крупы в результатеуменьшения выхода дробленки и мучки, а также повышенного коэффициента шелушенияи сокращения технологического цикла. />
Рис. 2 — технологическая схема производства овсяной крупы накрупяном заводе: 1 — бункера для зерна; 2 — нории внутризаводского транспорта; 3- зерноочистительные сепараторы ЗСМ-5 и ЗСМ-10; 4-шнековый пропариватель; 5 — сушилкапаровая ВС-10-49; 6 — охладительная колонка ОК-2; 7 — аспирационная колонка А1-БКА;8, 10 — шелушильные машины ДШЦ-1; 9 — аспираторы СТ-121; 11 — бураты ЗЦ-2Б; 12- триеры ЗТО-5; 13 — вальцовый станок ЗМ-25; 14 — падди-машина ТА2 X 3 X 13; 15- крупосортировка А1-БКГ; 16 — рассев А1-БРУ; 7-весовыбойные аппараты ДВК-80.
4.3 Производство хлопьев Геркулес
Хлопья представляют собой плющеннуюцелую крупу, их толщина около 0,5 мм. Хлопья вырабатывают из крупы высшего сорта.К ним предъявляют более высокие требования на содержание примесей, поэтому крупудополнительно очищают от примесей в крупосортировочных машинах, аспираторах и падди-машинах(рис.76). Очищенную крупу пропаривают в аппаратах непрерывного действия, при этом ее увлажняют на 2,0.2,5 % и отволаживают20.30 мин.
Крупу плющат в плющильных станкахс гладкими валками при соотношении скоростей 1: 1.
Если влажность хлопьев превышаетдопустимую стандартом (12,5%), их подсушивают, в аспираторах или аспирационных колонкахохлаждают и отвеивают мучку и частицы пленок, после чего направляют в фасовочныйцех. Хлопья упаковывают в картонные коробки вместимостью 0,5 и 1,0 кг.
Производство толокна. Толокно представляетсобой муку из овсяного ядра, подвергнутого глубокой ГТО. Обработка приводит к некоторомугидролизу крахмала, превращая его в декстрины и сахара, легко усваиваемые организмомчеловека, поэтому толокно используется как продукт диетического питания.
При изготовлении толокна сначалаполучают овсяную крупу, которую затем размалывают в муку. Схема производства крупыдля толокна отличается способом ГТО.
После очистки зерна от примесей егозамачивают в течение 2 ч водой, нагретой до 35°С. Затем в варочном аппарате придавлении пара 0,15.0,20 МПа овес выдерживают 1,5.2,0 ч, после чего высушивают впаровых сушилках до влажности 5.6%. После сушки и охлаждения зерно перерабатываютпо схеме, аналогичной схеме получения — обычной крупы.
Полученное ядро размалывают в вальцовыхстанках на рифленых вальцах. Продукты размола просеивают на капроновых ситах № 29и 32, проходом которых получают толокно.
/>
Рис.3 схема производства овсяных хлопьев Геркулес: 1 — бункер;2 — падди-машина; 3 — крупосортировочная машина; 4 — пропариватель; 5 — магнитныйсепаратор; 6 — плющильный станок; 7 — ленточная сушилка; 8-аспирационная колонка.
5. Оборудование для производства овсяных круп
Крупа впищевом рационе человекасоставляет от 8 до 13 % от общего потребления зерновых, причем рис является основнымпродуктом питания более чем для половины населения земного шара.
Эффективность использования зерновыхкультур при выработке крупы зависит в значительной мере от совершенства конструкцийшелушильных и шлифовальных машин. Технологический процесс переработки зерна в крупув общем виде на современном предприятии состоит из восьми-десяти основных этапов(очистка зерна, сортирование по фракциям, шелушение, отбор ядра, шлифование, сортированиепродуктов шлифования, удаление лузги и мучки, контроль готовой продукции). С учетомспецифических свойств отдельных видов крупяных культур некоторые этапы в процессемогут отсутствовать.
Шелушение и шлифование зерна, т.е.удаление цветковых пленок, плодовых и семенных оболочек, — важнейшие технологическиеоперации крупяного производства. Их задача — сохранить ядро зерновки, представляющееосновную питательную ценность, целым и удалить оболочки, не усваиваемые человеческиморганизмом. Поэтому от того, насколько обоснованно выбраны средства и способы дляосуществления процессов шелушения и шлифования, зависит и рациональное использованиесырья — зерна крупяных злаковых и бобовых культур.
Большое число различных шелушильныхи шлифовальных машин объясняется разнообразием структурно-механических свойств зерна,перерабатываемого в крупу.
Технологические процессы выработкикрупы усложняются еще и тем, что однородность и выравненность зерновой массы поразмерам составляет не более 70.80 %. Так как зерно шелушат и шлифуют, пропускаяего между рабочими органами машины, установленными с определенным зазором, то становитсяясно, насколько важно иметь однородную по крупности и качеству зерновую массу. Неоднородностьзерновой массы требует введения специальной технологической операции — разделениязерновой массы на фракции по крупности для последующего крупоотделения. Гречиху,например, сортируют на четыре — шесть фракций, овес и рис на две-три фракции и т.д.
Наиболее распространенные машиныдля шелушения и шлифования зерна проса, риса, овса, ячменя, пшеницы и других культур- шелушильные машины с обрезиненными валками, вальцедековые станки, обоечные машины,шелушильные постава с нижним бегуном, вертикальные и горизонтальные шелушильно-шлифовальныемашины и др.
Количественное содержание ядра взерне в зависимости от культуры находится в пределах 62.80%. При переработке зернав крупу действующими нормативными документами предусматривается выход крупы 50.70,5%, следовательно, от 4.5 до 15 % ядра превращается в отходы, не используемыедля продовольственных целей. Такой большой процент недоиспользования ядра зернакрупяных культур является результатом несовершенства главным образом машин для процессовшелушения и шлифования. Некоторые конструкции шелушильных и шлифовальных машин тяжелы,громоздки, энергоемки и не всегда удобны в эксплуатации. Поэтому применение болеесовершенных конструкций шелушильных и шлифовальных машин позволит перерабатыватьзерно в крупу с меньшими потерями.
В ближайшие годы намечено реконструироватьзначительное количество действующих предприятий с заменой старого и малопроизводительногооборудования новым, современным, высокопроизводительным, позволяющим более эффективноосуществлять процессы очистки, сортирования, шелушения, шлифования и крупоотделения.
В последнее время в крупяной промышленностиполучили распространение шелушильные машины с обрезиненными валками и внедряютсяновые крупоотделительные машины, шелушильные машины ударно-центробежного принципадействия, шлифовальные машины горизонтального и вертикального типа и др.
Знание структурно-механических характеристикзерна крупяных культур позволяет обоснованно выбирать характер и величину основныхпараметров рабочих органов машин, обеспечивать более эффективную его обработку,экономно расходовать сырье и энергию.
Изучение и анализ опыта эксплуатациикрупяных заводов позволяет наметить пути дальнейшего совершенствования техники итехнологии крупяного производства.
Например можно применять для производстванашего вида продукции универсальный мукомольно-крупяной комплекс, который позволяетпроизводить из различного сырья высококачественные крупы: пшеничные, овсяные, ячневые,кукурузные, гороховые, пшено, рис. Несложная переналадка комплекса позволит получатьовсяную, пшеничную (первый и второй сорт), ржаную (обдирная и обойная), гречневуюи кукурузную муку.
Мощность производства муки и круп на основе нашего универсальногокомплекса, при круглосуточной работе, составляет до 25 тонн готовой продукции всутки.
Стоимость мукомольно-крупяного оборудования зависит от комплектапоставки и степени механизации комплекса.
Мукомольно-крупяное оборудование защищено патентами.
Реагируя на требования рынка разработан мукомольно-крупяной комплекспозволяющий производить из различного сырья высококачественные крупы: пшеничные,ячневые, кукурузные, гороховые, пшено, рис. Несложная переналадка комплекса позволитполучать пшеничную (первый и второй сорт), ржаную (обдирная и обойная), гречневуюи кукурузную муку.
Универсальный комплекс состоит из связанного в единую технологическуюлинию оборудования с различной степенью механизации, которое предназначено для выработкикруп и муки в строгом соответствии с действующими стандартами.
Комплекс отличает:
универсальность, т.е. выработка на технологической линии разнообразногоассортимента круп и муки;
широкий диапазон производительности — от 2 до 20 тонн готовойпродукции в сутки (зависит от выбранной комплектации линии);
быстрый ввод в эксплуатацию — запуск технологической линии втечении нескольких часов.
Универсальный комплекс, включает в себя технологическое оборудование:зерносушильную машину, помольный агрегат, просеиватель, аспиратор.
Технологические параметры комплекса:
Производительность, т/сутки:
при производстве муки: 2,0 — 2,5
при производстве крупы: 3,0 — 4,5
Выход муки, %: 60-70
Выход крупы, %: 65-75
Общая масса оборудования, кг: 960
Занимаемая площадь, м²: 25
/>
Рис.4 — Линия по производству крупы и муки ЛПК — 01
Выделим основные параметры, по которым необходимо выбирать оборудование:
1. производительность;
2. выход готовой продукции (в процентах);
3. качество готовой продукции;
4. энергоёмкость оборудования;
5. габаритные размеры;
6. количество обслуживающего персонала;
7. сертифицировано оборудование или нет;
8. цена (очень часто цена оборудования совершенно не соответствуетвозможностям этого оборудования).
Рассмотрим на примере производства пшена.
Итак, рассчитаем основные экономические параметры: точка безубыточности;расходы и прибыль; потребность в сырье и материалах; срок окупаемости вложенныхсредств; выявить, какая позиция из расходов отнимает большую часть денежных средств(что даст возможность подкорректировать либо изменить условия производства); определитьрентабельность;
В качестве исходных данных принято:
1) Вклады на оборудование — 193000 руб
2) Сырьё (овес) в расчёте на 1 тонну готового пшена — 8300 руб
15*8300=124500руб/день
124500*24=2988000руб в месяц нужно для закупки сырья
3) Налоги, аренда — 15000 руб/месяц
4) Шестеро рабочих. Зарплата в сумме — 250 руб/день (один человек)
6*250=1500руб в день; 1500*24=36000руб в месяц — зарплата рабочим;
5) Электроэнергия.23,5 кВт/ч*1,7 руб = 40 руб/час;
40 руб/час*8 час = 320 руб/день;
320 руб/день*24 = 7680руб в месяц;
6) Реализуемая партия пшена в сутки 15 тонн по 10000 руб;
15*10000=150000руб в день получаем от продажи овсяной крупы вдень;
150000*24=3600000 руб в месяц.
Результаты просчёта:
1. Чистая прибыль в месяц при запланированных продажах (15 т/сутки)- 553320 руб. (от выручки отнимаем все затраты). Годовая прибыль 735840 руб. Половинуэтой суммы получаем благодаря реализации побочной продукции (отрубей, сечки, мучки).
2. Вклады (193000 руб) окупятся через 4 мес.
3. Среди всех затрат наибольшую долю отнимает сырьё — 90,2%,непредвиденные расходы — 3,6%.
Анализ расчёта:
Теоретически вырисовывается интересная перспектива. Но, чтобыи на самом деле было всё так гладко и эффективно, в первую очередь необходимо:
добиться высокого качества готовой продукции — это поможет поборотьконкуренцию;
организовать сбыт готовой продукции, что обеспечит бесперебойнуюработу производства (запланированные 15 тонн в сутки);
иметь стабильных и надёжных поставщиков сырья (колхозы, фирмы,арендаторы и т.д.) — это очень важно, поскольку 90% затрат приходится именно насырьё.
6. Основные направления совершенствования техники итехнологии производства овсяных круп
Важнейшим из средств повышения коэффициента использования зернапри одновременном улучшении качества готовой продукции может быть гидротермическаяобработка и применение новых методов воздействия на зерно при шелушении. К сожалениюработ в этом направлении проводиться недостаточно, остаются неизученным товароведнаяоценка круп после новых методов гидротермической обработки.
Следовательно, исследования, направленные на более глубокое изучениеи интенсификацию этих процессов с определением качественных характеристик продукции,являются актуальными и практически значимыми.
Также хорошо известно, что от совершенствашелушильно-шлифовальных машин и процессов во многом зависят качество, ассортименти выход вырабатываемой крупы.
Рабочими органами вальцедековогостанка, используемого для шелушения гречихи и проса, служат горизонтальный абразивныйвалок (цилиндр.) и неподвижно закрепленная у валка дека, образующие клиновидную(для проса) либо серповидную (для гречихи) форму рабочей зоны. Зерно в станке шелушитсяв рабочей зоне в результате действия сил сжатия и трения (скольжение с качением)со стороны валка и деки.
Минимальный зазор между валком идекой (при жесткой деке) должен быть больше размера ядра, чтобы исключить его дробление.Примыкающая к валку рабочая поверхность деки обычно очерчивается тем же радиусом,что и валок. Это позволяет получать кривизну ее поверхности путем притирки о вращающийсявалок.
На эффективность шелушения зернавлияют диаметр и окружная скорость валка, размер и форма рабочей зоны, материалвалка и деки, фракционный состав зерна (по крупности) и др. Диаметр валков составляет500 и 600 мм, длину рабочего отрезка дуги деки принимают от 180 до 300 мм. Валок изготавливают из абразивных материалов или естественного (песчаникового) камня и придаютему окружную скорость от 10 до 15 м/с. Периодически производят насечку валков, чтобыобеспечить требуемую эффективность шелушения. Для шелушения проса деку изготавливаютиз резинотканевых пластин (редко кожи), а для гречихи — из песчаникового камня илизаливкой абразивной массой.
Процесс шелушения в станке происходитследующим образом. Из питающего механизма зерно направляется в рабочий зазор междуабразивным валком и декой, взаимное расположение которых устанавливают при помощиспециальных регулировочных устройств, позволяющих изменять расстояние между нимив необходимых пределах. Совместное действие сил сжатия и трения приводит к деформациии разрушению наружных покровов проса и гречихи. Однако эффективность такого способашелушения сравнительно низкая. Это связано с получаемым повышенным процентом дробленияи измельчения ядра и значительными энергетическими затратами,' обусловленными преодолениемсил сопротивления (трения) шелушению. Например, удельное энергопотребление при шелушениипроса — 4,0.4,5 кВт — ч/т. Кроме того, не все зерна, находящиеся в рабочей зоне,попадают в равные условия, так как более крупные подвергаются интенсивному силовомувоздействию со стороны валка и деки, а мелкие проходят рабочую зону и остаются нешелушенными.Количество нешелушенных зерен резко возрастает, если наносимые на валок и деку(для гречихи) бороздки (насечки) истираются. Это снижает пропускную способностьмашины, увеличивает выход дробленых зерен и мучки, а следовательно, возрастают потериисходного сырья и ухудшается качество вырабатываемой крупы.
Другой разновидностью машин, в которыхзерно подвергают шелушению силами сжатия и трения (качение со скольжением), являютсяшелушильные постава. В этих машинах зерно шелушится между двумя дисками с регулируемымзазором. Рабочая поверхность дисков покрыта абразивной массой. Наиболее распространенышелушильные постава с нижним бегуном, имеющие вертикальный вал, на который устанавливаютабразивный диск (бегун), а верхний диск параллельно нижнему закрепляют неподвижно.Окружная скорость вращающегося абразивного диска находится в пределах 16.20 м/с.Зазор между абразивными дисками регулируют, поднимая и опуская Вал. Зерно вводитсяв зазор через отверстие, предусмотренное в центре верхнего диска, и благодаря центробежнойсиле перемещается по кривой в форме спирали.
Шелушильными поставами производстваГДР оборудованы некоторые предприятия крупяной промышленности, где производитсяпереработка риса и овса в крупу.
Основные недостатки шелушильных поставовследующие: невысокая производительность; низкая технологическая эффективность, таккак зерно подвергается воздействию жестких абразивных поверхностей, путь обработкиимеет большую протяженность, в результате чего содержание дробленых зерен (например,риса) после первого пропуска составляет 5.10 %; высокий удельный расход энергиина процесс шелушения — 3,5.4,6 кВт ч/т; сравнительно большая материалоемкость конструкции;вращение вертикальному валу передается с помощью конического редуктора, что усложняетремонт и обслуживание машины.
Указанные недостатки связаны с тем,что принцип действия этих машин несовершенен и недостаточно полно учитывает физико-механическиструктурно-биологические особенности зерна риса и овса. Очевидно, для риса, имеющегохрупкие цветковые пленки, не сросшиеся с ядром, целесообразно применять при шелушениикратковременное действие сил сжатия и сдвига. Такое действие, как указывалось выше,обеспечивается в машинах с обрезиненными валками типа А1-ЗРД, которыми в настоящеевремя оснащены все рисо заводы страны. Основное направление в совершенствованииэтих машин: повышение износостойкости валков до 240.300" с применением полиуретановыхпокрытий и надежности привода.
Трудность освобождения ядра овсаот цветковых пленок состоит в том, что внутренняя (нижняя) цветковая пленка плотнои глубоко охватывает ядро (не срастаясь с ним), заходя на его боковые стороны, анаружная (верхняя) пленка охватывает, в свою очередь, внутреннюю пленку на значительномпротяжении, образуя соединение в виде «замка»; ядро овса вязкой консистенциии зазор между ним и пленками заполнен ворсинками (волосками).
Такие особенности строения зернаовса вызывают необходимость применять для его шелушения машины, учитывающие этуспецифику. Кроме поставов, овес шелушат на обоечных машинах, где пленки отделяютсяв результате многократно повторяющихся ударов вращающимися бичами (лопастями), которыеотбрасывают зерно (овес) на твердую (абразивную либо металлическую) поверхность.Благодаря небольшому уклону бичей в осевом направлении (8°) и под действием непрерывнопоступающего в абразивный цилиндр овса происходит перемещение его по некоторой винтовойтраектории вдоль образующей цилиндра.
Окружная скорость бичей 20.22 м/с,зазор между бичами и абразивной поверхностью 20.22 мм. Предварительно перед шелушением овес делят на две фракции: крупную (сход с сита с отверстиямиразмером 2,2x20 мм) и мелкую (сход с сита с отверстиями размером 1,8 х 20 мм). Однако режим работы обоечных машин не может быть отрегулирован в такой степени, чтобы обеспечитьоптимальные условия воздействия рабочих органов на всю массу зерен, отличающихсяпо размерам, влажности, консистенции ядра, пленчатости и др. Существенный недостатокмашин — выход большого количества дробленого и измельченного зерна.
Очевидно, для переработки овса необходимоиспользовать машины с принципом действия, более полно учитывающим его структурно-механическиеи биологические особенности. Проведенные на овсозаводе экспериментальные исследованияпоказали, что одним из эффективных является рабочий процесс, в котором реализуетсясовместное действие сил инерции (центробежных, кориолисовых) и удара, осуществленныйв машинах А1-ДШЦ.
Структурно-механические характеристикизерна, имеющего прочную связь оболочек с ядром (ячмень, горох, пшеница, кукурузаи др.), показывают, что для эффективного отделения цветковых пленок, плодовых исеменных оболочек необходимо использовать принцип обработки, основанный на интенсивномтрении продукта в зазоре между вращающимися абразивными кругами и неподвижным перфорированнымцилиндром а также зерен между собой при заполненном рабочем объеме машины В этихмашинах время обработки в рабочем объеме можно регулировать с помощью выпускныхустройств и получать оптимальную эффективносп в зависимости от требований технологиипроизводства крупы.
Машины, работающие на указанном принципе,как правило, непрерывного действия. Их изготавливают с вертикальным либо горизонтальнымрасположением рабочих зон. Особенностью машин с горизонтальным рас положением рабочихзон является наличие специального устройства (шнекового механизма), обеспечивающегопринудительную интенсивную подачу продукта в рабочую зону, что наряду с эффективностьюпроцесса шлифования приводит к повышенному дроблению и измельчению зерна.
Дальнейшее совершенствование конструкцийшелушильно-шлифовальных машин этого типа пойдет по пути создания образцов с вертикальнымрасположением рабочих органов, благодаря чему упрощается подача продукта в зонуобработки и уменьшаются потери зерна в виде дробленки и мучки, так как продукт неиспытывает больших напряжений. Кроме того, требуемую эффективность обработки в указанныхтипах машин можно регулировать путем изменения частоты вращения главного вала ичисла абразивных кругов.
Весьма важной проблемой в отмеченныхтипах машин является увеличение износостойкости перфорированных цилиндров. Повыситьнадежность и долговечность этого рабочего органа — актуальная задача для машиностроителей.
Одно из направлений в создании шелушильныхмашин — применение высокоскоростной воздушной струи в тех случаях, когда необходимоисключить строгое соблюдение геометрических соотношений между продуктом и рабочимиорганами (зазоры, размеры зерновок и др.). При этом обеспечивается комплексное воздействиеструи на обрабатываемый продукт (силы инерции, перепад давлений, скачки уплотненийи др.), в результате чего достигается требуемая эффективность.
Установки, работающие на этом принципе,могут быть эффективными в тех случаях, когда стоимость обрабатываемого сырья в сравнениис затратами энергии в несколько раз выше, а также когда иными средствами невозможнодостигнуть требуемой эффективности.
Совершенствование и создание болеепрогрессивного технологического оборудования позволят разрабатывать и внедрять новыевысокоэффективные процессы производства различных видов круп, а также улучшать качествои выход готовой продукции.
7. Экологические аспекты безопасности
Для выработки экологически безопасных пищевых продуктов требуетсяэкологически безопасное сырье, которое можно получить только при условиях, обеспечивающихсоответствующее состояние окружающей среды (почвы, воды, воздуха, флоры), а такжесостояние здоровья животных. Продукты должны быть биологически полноценными, т.е.их химический и биологический состав должен обеспечивать нормальный обмен веществв организме человека. Однако сельскохозяйственное сырье по биологической ценностичасто не соответствует нормативным требованиям, особенно в районах, экологическинеблагополучных.
Проблема получения экологически безопасной продукции растениеводствазаключается в снижении содержания ксенобиотиков и повышении биологического качествасельскохозяйственных культур. Решение этой проблемы возможно по трем направлениям.
Подбор культур и сортов (особенно при повышенном содержании впочве радионуклидов), обеспечивающих получение безопасной растениеводческой продукции.
Выбор почвы и условий рельефа, оптимальных для культуры и сортаи минимизирующих накопление в них ксенобиотиков. Контурно-экологические севооборотыпозволяют наиболее полно учитывать почвенные условия возделывания конкретной сельскохозяйственнойкультуры и ее биологические особенности.
Совершенствование технологии возделывания сельскохозяйственныхкультур, научно обоснованное применение пестицидов, микро — и макроудобрений. Дляполучения экологически безопасной продукции необходимо соизмерять внесение удобренийсо способностью культуры ассимилировать содержащиеся в них питательные элементыбез загрязнения продовольственной и фуражной продукции вредными веществами, а нагрузкипестицидов на сельскохозяйственный ландшафт — с интенсивностью физико-химическихи биологических процессов их деструкции в окружающей среде и продуктах урожая.
Для получения экологически безопасной растениеводческой продукциинеобходимы:
ресурсосберегающие и природоохранные технологии, создание наих базе замкнутых оборотных и безотходных производственных циклов на животноводческихпредприятиях и на мелиоративных системах, а также на предприятиях перерабатывающейпромышленности;
оптимизация природных механизмов регулирования численности вредителей,сорняков и возбудителей болезней сельскохозяйственных культур; на базе адаптивныхагроландшафтов интегрированная защита растений;
эффективное управление биологическими процессами, создание экосистеми ландшафтов с заданными свойствами.
Для предотвращения негативных последствий использования минеральныхудобрений и пестицидов требуется экологически и гигиенически обоснованное регламентированиеих применения.
С целью минимизации обработки почвы при загрязнении ее радионуклидамиприменяют известкование, внесение фосфорно-калийных удобрений, микроудобрений идр.
Большое значение имеют мероприятия по защите окружающей средыи сельскохозяйственного производства от химического и микробиологического загрязнения.При существующей системе земледелия значительная часть площади сельскохозяйственныхугодий эрозирована, переуплотнена, загрязнена и т.д. Ежегодная интенсивная обработкапочвы тяжеловесными машинами, нерегламентированное применение удобрений и ядохимикатовотрицательно влияют на экологическую систему почва — растение — животное — человек,что может привести к снижению плодородия.
8. Расчеты
Была отправлена партия зерна пшеницы массой 1000 т. Лабораторныйанализ показал, что влажность составила W-18 %, содержаниесорной примеси СП-6 %, зерновой примеси ЗП-12 %, натура составила 800 г, содержание клейковины — 28 %, группа — первая. Рассчитаем стоимость этой партии зерна, если стоимостьзерна базисных кондиций составила 5000 рублей за 1 т. Решение:
1. Приведем партию к зачетному весу.
1.1. Скидка за лишнюю влажность составит: 15,5 % — 15 % = 0,5 %
1.2. Скидка за лишнюю сорную примесь составит: 4,5 % — 1 % = 3,5 %.
1.3. Всего скидок с массы: 3,5 + 0,5 = 4%.
1.4. В натуральном весе это составит:
/>.
1.5. Физический вес данной партии составит: 15000 — 600 = 14400кг.
2. Находим стоимость зачетного веса:
14,4т × 8300 = 119тыс.520 руб.
3. Находим скидки и надбавки к стоимости:
3.1 За сушку: 0,5 % х 0,4% = 0,2%; (скидка)
3.2 За очистку: 3,5 % х 0,3 %= 1,05 %; (скидка)
3.6 Всего сумма надбавок и скидок составит: — 0,2 % — 1,05 %= — 1,25 % (скидка).
4. Находим скидки в денежном выражении:
X = (119520×1,25)/100=1494 руб.
5. Находим окончательную стоимость партии:
119520 руб. — 1494 руб. = 118026 руб.
В результате переработки зерна выход ерупы недробленой составил45,5% от всей массы партии:
1. (14,4 т. * 45,5) / 100 = 6,552 т
В процессе производства кроме целого ядра образуется битое ядро,мучка, лузга, нешелушенное ядро и т.д.:
2. (14,4* 30) / 100 = 4,32т. — мучка
3. (14,4 * 5,3) / 100 = 0,763т. — отходы 1 и 2 категории
4. (14,4 * 0,7) / 100 = 0,1т. — отходы 3 категории и механическиепотери
5. (14,4 * 1) / 100 = 0,14т. — усушка.
Заключение
В условиях Республики Мордовия складываются благоприятные условиядля производства круп из пшеницы, овса, ячменя, проса, гречихи и гороха.
При выработке круп образуется и некоторое количество муки — мучки,используемой на кормовые или технические цели. По выходу цельной крупы, дробленкии мучки судят о работе отдельных машин и предприятии в целом.
При производстве овсяной крупы выход крупы недробленой составляет45,5%, следовательно, 54,5% — различные отходы которые удаляются на определенномэтапе производства крупы и не участвуют в дальнейшей переработке. В составе отходовоколо 30% занимает мучка — продукт, получаемый в процессе шлифования крупы, ее составаналогичен составу крупы. Ее питательность высока, и целесообразно было бы использоватьее на кормовые цели в животноводстве.
Мое предложение: сделать более рациональное использование отходовпроизводства.
Литература
1. Личко Н.М., Курдина В.Н., Елисеева Л.Г. Технология переработки продукциирастениеводства — М.: «КолосС» 2008. — 616с.
2. Трисвятский Л.А., Лесик Б.В., Курдина В.Н. Хранение и технология сельскохозяйственныхпродуктов — М.: «Агропромиздат» 1991.415с.
3. Нечаев А.П., Шуб И.С., Аношина О.М. Технология пищевых производств — М.:«КолосС» 2005. — 767с.
4. Курдина В.Н., Личко Н.М. практикум по хранению и переработке сельскохозяйственныхпродуктов — М.: «Колос» 1992. — 175с.
5. Филатов В.И., Баздырев Г.И., Объедков М.Г. Агробиологические основы производства,хранения и переработки продукции растениеводства — М.: «Колос» 1999.348с.
6. Смирнова Н.А., Надежнова Л.А., Селезнева Г.Ф., Воробьева Е.А. Товароведениезерномучных и кондитерских товаров. Учебник для вузов. М.: «Экономика»1989.278с
7. Мельник Б. Е, Лебедев В. Б, Винников Г.А. Технология приемки, хранения ипереработки зерна. — М.: Агропромиздат, 1990.236с.
8. Трисвятский Л.А. Хранение зерна, 4-е, перераб. И доп. Изд. М.: «Колос»1975.184с.
9. Широков Е.П., Полегаев В.И. Хранение и переработка продукции растениеводствас основами стандартизации и сертификации (4 — е изд.) М.: «Колос» 2001
10. Мазурицкий А.М. Обработка и хранение зерна / Пер. с нем; Под ред. и с предисл.ЮКИША — М.: Агропромиздат, 1985