СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИРОВАННОЙ РИСОВОЙ КРУПЫ Российский патент 2001 года по МПК B02B3/00 B02B3/12 

Изобретение относится к области крупяного производства и может быть использовано при оптимизации процессов шлифования и полирования.

В настоящее время процесс полирования рисового ядра осуществляется традиционным способом машинами с металлическими рабочими органами. С целью максимального сглаживания ядра, в зону обработки подается влажный воздух с мельчайшими капельками воды (см. Япония, заявка N 61-35899). Предшествующий процессу полирования общеизвестный способ шлифования неэффективен. Процесс шлифования риса не обеспечивает должной подготовки поверхности ядра к последующему полированию, так как обработку осуществляют рабочими абразивными поверхностями с крупными размерами частиц карбида кремния. В результате "жесткой" обработки получают продукт с глубокими царапинами, при последующем полировании которого не удается сгладить поверхность ядра до минимальной шероховатости. В последнее время наиболее актуальна проблема получения высококачественной полированной рисовой крупы. Предлагается изменить процесс шлифования с целью максимальной подготовки рисового ядра к последующему процессу полирования за счет применения высокоэффективных абразивных поверхностей рабочих органов машин и применения промежуточного процесса шлифования-полирования.

Известен способ производства шлифованной рисовой крупы (см. Бутковский В. А. , Гафнер Л.А., Кулак В.Г. Эксплуатация оборудования мельниц и крупозаводов. - М.: Колос, 1974, с. 185-190), включающий операции по очистке зерна от примесей, шелушение, четырехэтапное шлифование с использованием рабочего органа с абразивной поверхностью на магнезиальной связке, содержащих наполнитель из смеси частиц карбида кремния черного различной крупности. При обработке рисового ядра абразивами на магнезиальной связке, вследствие ее недостаточной прочности и способности адсорбировать из воздуха влагу и углекислый газ, наблюдают низкую технологическую эффективность процесса шлифования. Повысить прочностные свойства абразивов можно только за счет увеличения доли связки и увеличения зернистости шлифовальных зерен. Но это не приводит к желаемому результату. При увеличении доли связки степень шлифования резко снижается, так как режущие грани абразивных частиц утоплены в ней, постепенно истираются, происходит "засаливание" поверхности абразива, в контактном трении участвует большая часть магнезиальной связки, а не шлифовальные зерна, что ведет к росту сил трения и нормальных нагрузок в зоне обработки и, как следствие, увеличению температуры в рабочей зоне, что в конечном итоге приводит к интенсификации процесса трещинообразования и не способствует при последующем полировании получению полированного продукта с гладкой, глянцевидной поверхностью с высокими показателями белизны, отвечающими требованиям качества с минимальным выходом дробленого ядра. При известном способе производства шлифованной рисовой крупы обработку ядра ведут абразивами на магнезиальной связке и наполнителя смеси частиц карбида кремния черного зернистостью N 100 (1250-1000 мкм), N 80 (1000-800 мкм) и N 63 (800-630 мкм), что способствует росту выхода дробленых ядер и крупы с шероховатой и травмированной поверхностью.

Наиболее близким к предложенному способу является способ производства полированной рисовой крупы (см. Правила организации и ведения технологического процесса на крупяных предприятиях. - М.: ЦНИИТЭИ Минзага СССР, 1981, с. 17-22), включающий операции по очистке зерна от примесей, шелушение, четырехэтапное шлифование с использованием абразивов на магнезиальной связке и наполнителя смеси частиц карбида кремния черного зернистостью N 100 (1250-1000 мкм), N 80 (1000-800 мкм), N 63 (800-630 мкм) с различным процентным соотношением их по этапам шлифования с последующим полированием. Учитывая то, что для переработки рисового ядра по способу-прототипу используют абразивы на магнезиальной связке, то в процессе шлифования наблюдают те же аналогичные недостатки, что и в способе-аналоге. Потеря шлифующей способности абразивов на магнезиальной связке в процессе обработки ядра, как правило, компенсируется увеличением зернистости шлифовальных зерен. Однако это не приводит к желаемому результату. Зернистость абразивных частиц должна обеспечить получение продукта с минимальной шероховатостью поверхности и травмированностью ядер с показателями белизны, отвечающими требованиям качества. Чтобы увеличить плотность укладки шлифовальных зерен для повышения степени шлифования в структуре абразива используют трехкомпонентную смесь различных фракций крупности абразивных частиц. Однако применение трехкомпонентной смеси шлифовальных зерен технологически нецелесообразно, так как отклонение крупных фракций абразивных частиц от уровня верхнего слоя рабочей поверхности превышает требуемую глубину шлифования и уменьшает число режущих граней, что в конечном итоге способствует росту трещинообразования, получению продукта с глубокими царапинами. При последующем полировании такого продукта металлическим рабочим органом не удается сгладить поверхность ядра до минимальной шероховатости с показателем белизны, отвечающим требованиям качества. При четырехэтапном шлифовании абразивами на магнезиальной связке с использованием трех компонентной смеси шлифовальных зерен в структуре абразивной массы для достижения оптимальной степени обработки рисового ядра процесс ведут в "жестких" режимах, что также способствует росту выхода дробленых ядер. Полученный продукт обладает наименьшей стойкостью к упругопластическим деформациям в последующей полировке.

Техническая задача изобретения - уменьшение выхода дробленой крупы с одновременной интенсификацией процесса шлифования-полирования за счет применения высокоэффективных структур абразивных рабочих органов, обеспечивающих оптимальное воздействие на зерно при обработке с целью получения полированного продукта с высоким товарным качеством.

Поставленная задача решается за счет предложенного способа производства полированной рисовой крупы, включающего операции по очистке зерна от примесей, шелушение, поэтапное шлифование с использованием рабочего органа с абразивной поверхностью, сортирование продуктов шлифования с промежуточным отбором дробленого ядра и мучки и полирование. При шлифовании ядра риса используют рабочий орган с абразивной поверхностью, содержащий основу из эпоксидной диановой смолы, отвержденной полиэтиленполиамином, и наполнителя из смеси частиц карбида кремния черного заданной крупности при соотношении основы и наполнителя 0,15:1-0,25:1 массовых долей. Процесс шлифования ведут в три последовательных этапа, при этом на первом этапе шлифование осуществляют абразивами, содержащими смесь частиц карбида кремния с размерами основной фракции 1000-800 мкм и 800-630 мкм, взятых в равных массовых долях, на втором этапе шлифование осуществляют абразивами, содержащими смесь частиц карбида кремния с размерами основной фракции 800-630 мкм и 630-500 мкм, взятых в равных массовых долях, на третьем этапе шлифования осуществляют частичное полирование абразивами, содержащими смесь частиц карбида кремния с размерами основной фракции 630-500 мкм и 500-400 мкм, взятых в равных массовых долях. После каждого этапа обработки определяют степень шлифования и степень полирования по показаниям белизны и выхода мучки и в случае необходимости регулируют технологические режимы процесса изменением рабочего зазора между абразивной поверхностью, ситовой обечайкой и тормозными колодками. На первом этапе шлифование крупы ведут до показания степени обработки по белизне 49,50-57,30% и выхода мучки 2,81-6,2%, на втором этапе обработку крупы ведут до показания степени шлифования по белизне 58,13-66,70% и выхода мучки 3,0-5,5% и на третьем этапе шлифования - до показания белизны 67,00-72,30% и выхода мучки 2.2-4,6%, а на заключительном этапе - полировании - до показания белизны 68,10-70,50% и выхода мучки 0,3-0,4%. Полирование осуществляют в машинах с металлическим рабочим органом с подачей в зону обработки влажного насыщенного воздуха с мельчайшими капельками воды.

На фиг. 1 изображена поверхность шлифованного рисового ядра, обработанная традиционным способом, где 1 - плодовая оболочка, 2 - алейроновый слой, 3 - трещина.

На фиг. 2 изображена поверхность шлифованного рисового ядра, обработанная по предложенному способу, где 1 - плодовая оболочка, 2 - крахмальные гранулы.

Способ осуществляется следующим образом. Поступающее на крупозавод зерно риса подвергают очистке от посторонних примесей. Очищенный от примесей рис-зерно пофракционно двумя потоками направляют в шелушильное отделение крупозавода. Процесс шелушения осуществляют в машинах с обрезиненными валками и/или в поставах. После сортирования продуктов шелушения ядро риса подвергают шлифованию. Процесс шлифования осуществляется равномерно по всей поверхности зерновки, без образования местных чрезмерно вышлифованных участков. Это особенно важно при дальнейшей обработке ядра риса - полировании. Для решения поставленной задачи, а также снижения образования микротрещин на поверхности зерновок и, как следствие, снижения выхода дробленого ядра процесс шлифования осуществляют в машинах с абразивной рабочей поверхностью на основе эпоксидной диановой смолы, отвержденной полиэтиленполиамином, и наполнителя смеси карбида кремния черного заданной крупности при соотношении основы и наполнителя 0,15:1-0,25:1 массовых долей. Предлагаемая основа обладает комплексом свойств, обеспечивающих прочность, значительную стойкость абразива к действию влаги и растворителей. Оптимальное соотношение основы и наполнителя карбида кремния черного позволяет увеличить число активно работающих в процессе шлифования абразивных частиц, обладающих максимальной шлифующей способностью. В результате в контактном трении постоянно участвуют только режущие грани шлифовальных зерен, а не связка, что значительно влияет на выход целого ядра. При увеличении доли связки степень шлифования резко снижается, так как режущие грани абразивных частиц утоплены в связке, постепенно истираются, и происходит "засаливание" поверхности абразива. При уменьшении доли связки ниже оптимального значения шлифовальные зерна сильно выступают над уровнем связки, происходит их выкрашивание из структуры абразива и при обработке ядра риса травмируют их. Процесс шлифования ядра риса осуществляют путем последовательной трехэтапной обработки. Крупность абразивного материала рабочих органов рисошлифовальных машин постепенно уменьшается от первого этапа к третьему. На первом этапе шлифования необходимо удалить с поверхности ядра риса плодовые и семенные оболочки. Поэтому на первом этапе для достижения максимальной технологической эффективности используют двухкомпонентную смесь шлифовальных зерен с размерами основной фракции 1000-800 мкм и 800-630 мкм, взятых в равных массовых долях. Продукты переработки подвергают оценке степени шлифования, определяя значение белизны и выхода мучки, и в случае необходимости регулируют технологические режимы процесса изменением рабочего зазора между абразивной поверхностью, ситовой обечайкой и тормозными колодками. На втором этапе шлифования в задачу процесса входит удаление зародыша и частично алейронового слоя. Для достижения максимальной технологической эффективности обработку ядра на втором этапе ведут рабочим органом с использованием в структуре абразивной поверхности двухкомпонентной смеси шлифовальных зерен с размерами основной фракции 800-630 мкм и 630-500 мкм, взятых в равных массовых долях. После второго этапа обработки получают рисовую крупу с удаленным зародышем и частично алейроновым слоем с неглубокими царапинами и минимальной травмированостью ядер, так как процесс ведется в "щадящем режиме". После промежуточного отбора мучки и дробленого ядра определяют степень шлифования целого ядра и в зависимости от показания белизны и выхода мучки при необходимости регулируют режимы процесса изменением рабочего зазора между абразивной поверхностью, ситовой обечайкой и тормозными колодками. В задачу третьего этапа шлифования входит максимальная подготовка рисового ядра к процессу полирования. Необходимо полностью удалить алейроновый слой и сгладить поверхность ядра. Для этого используют рабочий орган с абразивной поверхностью с содержанием смеси мелкодисперсных абразивных частиц с размерами основной фракции 630-500 мкм и 500-400 мкм, взятых в равных массовых долях. Шлифование ядра с оптимальным составом мелкодисперсных абразивных частиц ведется в "щадящем режиме" с мягким воздействием абразивной поверхности на ядро. При таких режимах обработки на третьем этапе шлифования осуществляется частичное полирование риса. Следствием этого является уменьшение процесса трещинообразования, что способствует выходу целого ядра, стойких к упругопластическим деформациям в последующей полировке. Как видно из предложенных фотографий (фиг. 1) на поверхности ядра риса после шлифования традиционным способом наблюдаются участки с различной степенью воздействия острых кромок абразивных рабочих органов. Глубина внедрения частиц шлифовальных зерен превышает предел устойчивости микроструктуры ядер, что приводит к трещинообразованию. В целом традиционный процесс обработки приводит к ухудшению качества конечных продуктов по покупателям выхода дробленого ядра и степени шероховатости. При последующем полировании не удается сгладить поверхность ядра до минимальной шероховатости. По предложенному способу, на фиг. 2, поверхность обработанного ядра имеет минимальную шероховатость, относительно однородная, гладкая с небольшим количеством плодовых оболочек и зародышевых трещин. Подготовленная таким образом крупа после отбора мучки и дробленого ядра подвергается процессу полирования. Обработка ядра ведется традиционным способом. Крупа обрабатывается в машинах с горизонтально расположенным металлическим рабочим органом. В зону обработки ядра подается влажный насыщенный воздух с мельчайшими капельками воды. В результате предлагаемый способ получения полированной рисовой крупы обеспечивает интенсификацию процесса шлифования с получением полированного продукта с гладкой, глянцевидной поверхностью с высокими показателями белизны, отвечающими требованиям качества, с минимальным выходом дробленого ядра за счет более "мягких" режимов обработки.

Пример конкретного выполнения N 1
Рис-зерно после предварительной очистки в элеваторе подается в бункера завода. Зерно, подвергшееся операции очистки от примесей, поступает пофракционно параллельными потоками на шелушильные машины. После сортирования продуктов шелушения ядро риса в количестве 100 т подвергают процессу шлифования. Шлифование осуществляют на машинах с абразивной рабочей поверхностью на основе эпоксидной диановой смолы, отвержденной полиэтиленполиамином, и наполнителя смеси частиц карбида кремния черного определенной крупности при соотношении основы и наполнителя 0,15: 1 массовой части. На первом этапе шлифование осуществляют на машинах с абразивной поверхностью рабочего органа содержащего смесь частиц карбида кремния с размерами основной фракции 1000-800 мкм и 800-630 мкм, взятых в равных пропорциях. В результате первого этапа шлифования получают 5,8 т мучки и 94,2 т смеси целой и дробленой крупы. Пройдя этап пневмосепарирования, ядро риса подвергается оценке степени шлифования по показаниям белизны и выхода мучки. Значение белизны составляет 57,30%, что соответствует требованиям качества. Смесь целого и дробленого ядра поступает на второй этап шлифования. На втором этапе шлифование осуществляют на машинах с абразивной поверхностью рабочего органа, содержащего смесь частиц карбида кремния с размерами основной фракции 800-630 мкм и 630-500 мкм, взятых в равных пропорциях. 91,2 т продукта после второго этапа обработки подается на предварительное сортирование, где полученные 0,2 т мучки отправляют в склад, а 6,9 т дробленой крупы - на дальнейшую переработку. Целую крупу подвергают оценке степени шлифования по показаниям белизны и выхода мучки. Показание белизны не соответствует требованиям качества. Регулируют технологический режим процесса уменьшением рабочего зазора между абразивной поверхностью, ситовой обечайкой и тормозными колодками до показания степени обработки ядра риса по белизне 66,70%. 84,1 т основного продукта подают на третий этап шлифования. На третьем этапе шлифования осуществляют частичное полирование на машинах с абразивной поверхностью рабочего органа, содержащего смесь частиц карбида кремния с размерами основной фракции 630-500 мкм и 500-400 мкм, взятых в равных пропорциях, и получают 80,7 т целой крупы, 1,0 т дробленой крупы и 2,2 т мучки. Определяется степень обработки по показаниям белизны. Показание белизны составляет 72,3%, что удовлетворяет требованиям качества. Подготовленную таким образом целую крупу после отделения дробленого ядра и мучки подвергают процессу полирования. Полирование осуществляют за один проход в машинах с горизонтально расположенным металлическим рабочим органом с продувкой в зону обработки влажного насыщенного воздуха с мельчайшими капельками воды. В результате процесса полирования получают 79,8 т целой крупы, 0,6 т дробленого ядра и 0,3 т мучки. Обработку ведут до показания степени полирования ядра риса по белизне 70,5%.

В итоге получают: полированной рисовой крупы 79,8 т, дробленой крупы - 8,5 т и мучки - 11,3 т, что в процентном соотношении составляет соответственно: 79,8%, 8,5%, 11,3%.

Для определения степени обработки промежуточных и полученного проектов используют шаровый фотометр ФМШ-56 М. В результате, получают продукт со степенью обработки по белизне 70,5%.

Примеры конкретного выполнения N 2 и 3 выполнены аналогично и данные по выходу дробленой крупы и степени обработки для этих примеров приведены в таблицах 1 и 2. Соотношение основы и наполнителя для примеров N 2 и 3 составляет 0,25:1 и 0,35:1 соответственно.

Для сравнения экспериментальных данных с прототипом проведены исследования процесса полирования рисовой крупы по прототипу с крупностью шлифовальных зерен в структуре абразива N 100, 80 и 63 (1250-1000 мкм, 1000-800 мкм и 800-630 мкм) (см. Правила организации и ведения технологического процесса на крупяных предприятиях. - М. : ЦПИИТЭИ Минзага СССР, 1981, с. 17-22). Результаты исследования сведены в табл. 1 и 2.

В результате предложенного способа получения полированной рисовой крупы получают продукт, качество которого выше, чем у крупы, получаемой традиционным методом. Об этом можно судить по высоким показателям крупы. Цвет ядра белый, поверхность гладкая, блестящая, что подтверждается показаниями табл. 2. Коэффициент отражения по предлагаемому способу выше, чем по прототипу. Как видно из табл. 1, при обработке риса-зерна по предлагаемому способу производства полированной рисовой крупы происходит сокращение выхода дробленого ядра в 2,2-2,4 раза и увеличение степени обработки. Поэтому предложенный способ обеспечивает высокое качество полированной рисовой крупы за короткий цикл технологического процесса при минимальном выходе дробленой крупы.

Изобретение относится к области крупяного производства и может быть использовано при шлифовании и полировании рисовой крупы. Способ производства полированной рисовой крупы включает операции по очистке зерна от примесей, шелушение, поэтапное шлифование, сортирование продуктов шлифования с промежуточным отбором дробленого ядра и мучки и полирование. При шлифовании ядра риса используют рабочий орган с абразивной поверхностью, содержащей основу из эпоксидной диановой смолы, отвержденной полиэтиленполиамином, и наполнитель из смеси частиц карбида кремния черного. Соотношение основы и наполнителя 0,15:1 - 0,25:1 массовых долей. Процесс шлифования ведут в три последовательных этапа. На первом этапе шлифование осуществляют абразивами, содержащими смесь частиц карбида кремния с размерами основной фракции 1000-800 и 800-630 мкм, взятых в равных массовых долях до показания степени обработки по белизне 49,50-57,30% и выхода мучки 2,81-6,2%; на втором этапе шлифование осуществляют абразивами, содержащими смесь частиц карбида кремния с размерами основной фракции 800-630 и 630-500 мкм, взятых в равных массовых долях до показания степени шлифования по белизне 58,13-66,7% и выхода мучки 3,0-5,5%. На третьем этапе шлифования осуществляют частичное полирование абразивами, содержащими смесь частиц карбида кремния с размерами основной фракции 630-500 и 500-400 мкм, взятых в равных массовых долях до показания белизны 67,00-72,30% и выхода мучки 2,2-4,6%, а на заключительном этапе - полировании - до показания белизны 68,10-70,50% и выхода мучки 0,3-0,4%. В случае необходимости технологические режимы процесса регулируют изменением рабочего зазора между абразивной поверхностью, ситовой обечайкой и тормозными колодками. Полирование осуществляют в машинах с металлическим рабочим органом с подачей в зону обработки влажного насыщенного воздуха с мельчайшими капельками воды. Изобретение уменьшает выход дробленой крупы с одновременной интенсификацией процесса шлифования-полирования. 2 з.п.ф-лы, 2 табл., 2 ил.

1. Способ производства полированной рисовой крупы, включающий операции по очистке зерна от примесей, шелушение, поэтапное шлифование с использованием рабочего органа с абразивной поверхностью, сортирование продуктов шлифования с промежуточным отбором дробленого ядра и мучки и полирование, отличающийся тем, что при шлифовании используют рабочий орган с абразивной поверхностью, содержащий основу из эпоксидной диановой смолы, отвержденной полиэтиленполиамином, и наполнителя из смеси частиц карбида кремния черного заданной крупности при соотношении основы и наполнителя 0,15:1 - 0,25:1 массовых долей, а процесс шлифования ведут в три последовательных этапа, при этом на первом этапе шлифование осуществляют абразивами, содержащими смесь частиц карбида кремния с размерами основной фракции 1000 - 800 и 800 - 630 мкм, взятых в равных массовых долях, на втором этапе шлифование осуществляют абразивами, содержащими смесь частиц карбида кремния с размерами основной фракции 800 - 630 и 630 - 500 мкм, взятых в равных массовых долях, на третьем этапе шлифования осуществляют частичное полирование абразивами, содержащими смесь частиц карбида кремния с размерами основной фракции 630 - 500 и 500 - 400 мкм, взятых в равных массовых долях, после каждого этапа обработки определяют степень шлифования и степень полирования по показаниям белизны и выхода мучки и, в случае необходимости, регулируют технологические режимы процесса изменением рабочего зазора между абразивной поверхностью, ситовой обечайкой и тормозными колодками. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первом этапе шлифование крупы ведут до показания степени обработки по белизне 49,50 - 57,30% и выхода мучки 2,81 - 6,2%, на втором этапе обработку крупы ведут до показания степени шлифования по белизне 58,13 - 66,70% и выхода мучки 3,0 - 5,5%, на третьем этапе шлифования - до показания белизны 67,00 - 72,30% и выхода мучки 2,2 - 4,6%, на заключительном этапе - полировании - до показания белизны 68,10 - 70,50% и выхода мучки 0,3 - 0,4%. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что полирование осуществляют в машинах с металлическим рабочим органом с подачей в зону обработки влажного насыщенного воздуха с мельчайшими капельками воды.