СПОСОБ ГИДРОТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗЕРНА Российский патент 1997 года по МПК B02B1/08 

Изобретение относится к переработке зерна в крупу и может быть применено в зерноперерабатывающей промышленности.

Известен способ гидротермической обработки зерна, предусматривающий пропаривание зерна перегретым паром при давлении пара 0,30-0,35 МПа в течение 5 мин и последующую сушку. (см. Гинзбург М.С. Технология крупяного производства. М. Колос, 1981 г. с. 132).

Недостатками этого способа являются, во-первых, большая продолжительность пропаривания, порядка 10-12 мин, во-вторых, то, что не предусмотрено использование отработанного пара.

Известен способ гидротермической обработки зерна, взятый за прототип, включающий предварительный нагрев зерна отработанным паром, проходящим по трубам, расположенным в бункере предварительного нагрева, последующее пропаривание и сушку (см. авт. св. СССР 971468, кл. B 02 1/04, 1981). При этом отработанный пар не контактирует с зерном, а нагрев осуществляют посредством теплообмена через металлические трубы.

Первым недостатком описанного способа является то, что проведение предварительного нагрева зерна перед пропариванием приводит к его подсушиванию, а сухое зерно требует для обработки более высокого давления пара и большей длительности пропаривания, что в свою очередь ведет к увеличению времени обработки зерна в пропаривателе и, соответственно, снижению производительности.

Также известно, что пропаривание зерна ведет к конденсации пара на его поверхности, поглощению зерном влаги, клейстеризации крахмальных гранул, соответственно к укреплению ядра и повышению выхода целой крупы. Причем чем больше масса сконденсировавшегося на поверхности зерна пара при пропаривании, тем глубже идет процесс клейстеризации и соответственно укрепления ядра. Однако масса сконденсировавшегося пара и, следовательно, прирост влаги при пропаривании зависит от температуры зерна перед пропариванием, что подтверждается следующей формулой (см. автореферат диссертации на с.у.с. к.т.н. Старовойтова В.Н. "Исследование теплофизических свойств зерна пленчатых крупяных культур с целью оптимизации гидротермической обработки на крупозаводах". Москва, 1978):
Мк = C3 м:(t(τ₂) - t(τ₁))/Rk ,
где Мк масса пара, сконденсировавшегося на поверхности зерна при пропаривании, кг;
C3 удельная теплоемкость зерна, Дж/кг•град;
M масса пропариваемого зерна, кг;
t(τ₁) средняя температура зерна в начальный период пропаривания, ^oC;
t(τ₂) средняя температура зерна в конечный период пропаривания, ^oC;
R_k удельная теплота конденсации пара.

Из формулы видно, что чем выше температура зерна перед пропариванием, тем меньше масса сконденсировавшегося пара и прирост влаги при пропаривании.

Соответственно вторым недостатком описанного способа является то, что он снижает прирост влаги, при пропаривании это не позволяет достигать высокого эффекта клейстеризации крахмала, укрепления ядра, что ведет к снижению выхода целой крупы.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе гидротермической обработки зерна, включающем пропаривание зерна и сушку, осуществляют двух- или трехкратное предварительное пропаривание зерна отработанным паром и последующее отволаживание каждого предварительного пропаривания.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении выхода целой крупы и повышении производительности за счет сокращения времени обработки.

Повышение выхода целой крупы достигается за счет применения поэтапной обработки зерна, что обеспечивает равномерную клейстеризацию крахмала по всему объему ядра и, следовательно, максимальное укрепление ядра.

Повышение производительности достигается за счет того, что предварительное пропаривание зерна, которое совпадает по времени с периодом выпуска отработанного пара из пропаривателя, и отволаживание, совпадающее по времени с периодом обработки зерна в пропаривателе, позволяют сократить время обработки зерна в пропаривателе и повысить его производительность.

Обработка крупяных культур в зависимости от их технологических особенностей требует двух-, либо трехкратного предварительного пропаривания. Проведение первого предварительного пропаривания приводит к конденсации влаги на поверхности зерна, при последующем отволаживании влага начинает проникать внутрь ядра.

Второе предварительное пропаривание увеличивает прирост влаги, а последующее отволаживание способствует равномерному распределению по всему объему зерна, все это при одновременном повышении температуры зерновой массы приводит к клейстеризации крахмала, процесс клейстеризации усиливает проведение третьего предварительного пропаривания.

Последующая обработка зерна в пропаривателе завершает процесс клейстеризации крахмала, а сушка в паровой сушилке укрепляет ядро. Проведение однократного предварительного пропаривания отработанным паром и последующее отволаживание не позволяют влаге сконденсироваться в достаточном количестве на поверхности зерна, а также глубоко проникнуть внутрь ядра.

Проведение предварительного пропаривания и отволаживания более трех раз приводит к чрезмерному переувлажнению зерна, а следовательно, к повышению затрат на последующую сушку.

На чертеже дана схема установки для гидротермической обработки зерна.

Установка для гидротермической обработки зерна содержит пропариватель 1 периодического действия, соединенный посредством паровых задвижек 2 и 3 с бункером 4 для предварительного пропаривания и отволаживания и с паровой сушилкой 5 соответственно. Пропариватель 1 связан с бункером паропровода 6, подключенного к распределителю 7, соединенному с перфорированными трубами 8. Перфорированные трубы 8 размещены на трех уровнях внутри бункера 4. Паропровод 6 снабжен вентилем 9, регулирующим подачу отработанного пара из пропаривателя 1 в бункер 4 и вентилем 10 для выпуска пара в атмосферу. Вентиль 11 предназначен для регулировки подачи перегретого пара в пропариватель 1. Вентилятор 12 предназначен для создания разряжения в бункере 4.

Гидротермическую обработку зерна в описанной установке осуществляют следующим путем (на примере зерна гречихи).

Открывают задвижку 2, при этом часть зерна бункера 4 перемещается в пропариватель 1, по заполнении пропаривателя 1 задвижку 2 закрывают, открывают вентиль 11 и проводят пропаривание зерна перегретым паром при давлении пара 0,20-0,25 МПа в течение 2-3 мин. В это время в бункере 4 идет отволаживание зерна. По окончании пропаривания вентиль 11 закрывают, открывают вентиль 9 и отработанный пар в течение 1-1,5 мин поступает по паропроводу 6 через распределитель 7 и перфорированные трубы 8 и в бункер 4. После проведения предварительного пропаривания зерна в бункере 4 в течение 1-1,5 мин открывают вентиль 10 и сбрасывают излишки пара в атмосферу. После снижения давления пара в пропаривателе 1 до нормального атмосферного зерно из него направляют в сушилку 5, открывая задвижку 3, где высушивают до влажности 13,5
Затем закрывают задвижку 3, вентили 9 и 10, открывают задвижку 2 и подают следующую партию зерна из бункера 4 в пропариватель 1, после чего цикл гидротермической обработки повторяют.

В результате вышеперечисленных операций зерно в бункере 4 перемещается последовательно из зоны I в зоны II и III, проходя в каждой из них предварительное пропаривание отработанным паром, а в зонах I и II - отволаживание между циклами пропаривания.

Вентилятор 12, создавая незначительное разряжение в бункере 4, позволяет пару проникнуть в самые отдаленные участки зерновой массы и исключить попадание пара в производственные помещения.

Использование: зерноперерабатывающая промышленность. Сущность: способ гидротермической обработки зерна включает пропаривание отработанным паром и последующие отволаживание, пропаривание и сушку. 1 ил.

Способ гидротермической обработки зерна, включающий пропаривание зерна и сушку, отличающийся тем, что осуществляют предварительное пропаривание зерна отработанным паром и последующее отволаживание после каждого предварительного пропаривания.