Экспериментальное определение оптимальных параметров оборудования для обработки зерна при подготовке к помолу
Аннотация
Введение. Современная технология переработки зерна уделяет особое внимание качественной и эффективной подготовке зерна к помолу. На малых предприятиях с сокращенным технологическим процессом это практически единственный способ, позволяющий повысить выход и качество получаемой продукции. Без правильной и многоступенчатой подготовки зерна к помолу на малых предприятиях невозможно достичь качества и количества продукции, выпускаемой промышленными мельницами. Шелушение зерна является одним из самых эффективных способов очистки поверхности от загрязнений и удаления наружных оболочек. Удаление внешних оболочек позволяет на сокращенных схемах помола повысить выход муки высшего сорта. Ключевое влияние на эффективность процесса шелушения оказывают конструктивные и режимные параметры шелушильной машины. Цель данной работы – экспериментальное определение оптимальных условий протекания процесса обработки зерна в шелушильно-сушильной машине.
Материалы и методы. Для определения оптимальных условий протекания процесса обработки зерна в шелушильно-сушильной машине был применен метод экстремального планирования эксперимента. Отбор факторов, наиболее значимых и существенных по степени их влияния на параметр оптимизации, был осуществлен методом случайного баланса. При отыскании области оптимума использовался метод крутого восхождения по поверхности отклика (метод Бокса – Уилсона): реализованы матрица планирования, статистический анализ полученных результатов и крутое восхождение по поверхности отклика. Проверка результатов исследования осуществлялась с помощью программы Statistica 10.0.
Результаты исследования. На основании экспериментальных исследований была получена математическая модель технологического процесса обработки зерна пшеницы в шелушильно-сушильной машине, связывающая конструктивные и режимные параметры машины с влажностью обрабатываемого зерна. Полученные результаты подтвердили работоспособность разработанной машины при работе с зерном повышенной влажности и являются основополагающими для ее дальнейшей модернизации.
Обсуждение и заключение. Анализ диаграммы рассеивания управляемых факторов позволил отобрать наиболее значимые из них по степени влияния на выбранный параметр оптимизации – белизну муки, полученную из обработанного зерна. В результате оценки экспериментальных данных проведенных исследований определили конструктивные и режимные параметры разработанной машины, соответствующие области оптимума параметра оптимизации: частота вращения вала – 1400 об/мин; угол наклона высштамповки на ситовом барабане – 15 градусов; исходная влажность обрабатываемого зерна – 15,5 %; производительность машины – не выше 700 кг/ч.
Литература
2. Гафин М. М. Подготовка зерна к помолу с использованием традиционного оборудования // Научный вестник технологического института – филиала ФГБОУ ВПО Ульяновская ГСХА им. П. А. Столыпина. 2014. № 13. С. 51–55.
3. Кондроков Р. Х., Панкратов Г. Н. Роль шелушения зерна в технологии переработки твердой пшеницы // Хлебопродукты. 2013. № 3. С. 44–45. URL: https://khlebprod.ru/74-texts/%D0%B6%D1%83%D1%80%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D1%8B-13-%D0%B3%D0%BE%D0%B4%D0%B0/03-13/657-2013-04-01-08-45-51 (дата обращения: 01.10.2019).
4. Журба О. С., Карамзин А. В., Крикунова Л. Н., Рябова С. М. Влияние шелушения зерна на параметры процесса его измельчения // Хранение и переработка сельхозсырья. 2012. № 8. С. 18–23. URL: http://www.foodprom.ru/journals/khranenie-i-pererabotka-selkhozsyrya/131-khraneniei-pererabotka-selkhozsyrya-8-2012 (дата обращения: 01.10.2019).
5. Adherence within Biological Multilayered Systems: Development and Application of a Peel Test on Wheat Grain Peripheral Tissues / M. R. Martelli [et al.] // Journal of Cereal Science. 2010. Vol. 52, Issue 1. Pp. 83–89. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcs.2010.03.007
6. Electrostatic Separation of Peeling and Gluten from Finely Ground Wheat Grains / M. Remadnia [et al.] // Particulate Science and Technology. 2014. Vol. 32, Issue 6. Pp. 608–615. DOI: https://doi.org/10.1080/02726351.2014.943379
7. Алимкулов Ж. С., Егоров Г. А., Максимчук Б. М., Щербакова Г. С. Опыт подготовки зерна пшеницы к помолу с предварительным отделением оболочек // Экспресс-информация. 1979. Т. 1, Вып. 7. С. 22.
8. Верещинский А. Подготовка зерна шелушением на мельницах сортовых помолов пшеницы большой производительности // Хлебопродукты. 2010. № 1. С. 32–33.
9. Анисимов А. В. Пути повышения эффективности процесса переработки зерна на малых предприятиях // Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. 2012. № 8. С. 38–42. URL: http://agrojr.ru/index.php/asj/issue/view/146/2012_8 (дата обращения: 01.10.2019).
10. Беляев В. В., Овчаров Д. Е., Анисимова Л. В., Солтан О. И. А. Влияние способов увлажнения зерна овса при гидротермической обработке на эффективность его шелушения // Горизонты образования. 2017. № 19. С. 1–4.
11. Перов А. А. Способы шелушения зерна // Комбикорма. 2010. № 3. С. 45–46.
12. Верещинский А. П. Эффективность шелушильно-шлифовальных машин «Каскад» при подготовке зерна пшеницы в сортовых помолах // Хлебопродукты. 2012. № 11. С. 40–41.
13. Шелушильно-шлифовальная машина: пат. 2159679 Рос. Федерация. МПК В02В3/02; заявл. 11.06.1999; опубл. 27.11.2000. Бюл. № 33. URL: http://www.freepatent.ru/patents/2159679 (дата обращения: 01.10.2019).
14. Анисимов А. В., Рудик Ф. Я., Загородских Б. П. Совершенствование технологии подготовки зерна к помолу на малых предприятиях // Вестник Мордовского университета. 2018. Т. 28, № 4. С. 603–623. DOI: https://doi.org/10.15507/0236-2910.028.201804.603-623
15. Шелушильно-сушильная машина: пат. 2491124 Рос. Федерация. № 2012104970/13; заявл. 13.02.2012; опубл. 27.08.2013. Бюл. № 24. URL: https://patents.s3.yandex.net/RU2491124C1_20130827.pdf (дата обращения: 01.10.2019).
16. Анисимов А. В. Экспериментальное моделирование процессов подсушивания зерна в СВЧ-поле при подготовке к помолу // Молочнохозяйственный вестник. 2017. № 2 (26). С. 80–91. DOI: https://doi.org/10.24411/2225-4269-2017-00009
17. Анисимов А. В. Усовершенствованная система для автоматического управления температурой и влажностью зерна при подготовке к помолу // Аграрный научный журнал. 2015. № 6. С. 53–56. URL: http://agrojr.ru/index.php/asj/issue/view/37/2015_6 (дата обращения: 01.10.2019).
18. Овчинников В. А., Чаткин М. Н., Овчинникова А. В. Оптимизация параметров и режимов работы дискового высевающего аппарата по критерию равномерности высева // Вестник Мордовского университета. 2018. Т. 28, № 3. С. 379–388. DOI: https://doi.org/10.15507/0236-2910.028.201803.379-388
19. Штейнберг Т. С., Леонова Т. А., Шведова О. Г. Определение белизны муки. Новый стандарт // Контроль качества продукции. 2016. № 11. С. 22–25. URL: http://vniiz.org/science/publication/article-208 (дата обращения: 01.10.2019).
