книги из ГПНТБ / Подготовительные процессы переработки масличных семян

Дисковые шелушители (гуллеры), работа которых основана на методе разрезания, имеют принципиальные недостатки, свя­ занные с многократностью воздействия рабочих органов на се­ мена: сильное перетирание ядра, образование большого количе­ ства масличной пыли и вследствие этого замасливание шелухи, что приводит к повышенным потерям масла. С другой стороны, степень обрушивания семян в дисковых шелушителях невелика. В связи с этим семена на них обрушивают последовательно 2 ра­ за, т. е. использование метода разрезания приводит к усложне­ нию технологических схем подготовительных цехов.

Метод скалывания, конструктивно осуществленный в ноже­ вых шелушителях, хотя и характеризуется также многократно­ стью воздействия рабочих органов на семена, все-таки качествен­ но отличается от последнего метода меньшим перетиранием мате­ риала. В ножевых шелушителях многократное воздействие ра­ бочих органов на семена наблюдается не непрерывно, а лишь периодически, кратковременно, в местах встречи скалывающих кромок неподвижного и движущегося ножей. Степень обруши­ вания семян в ножевых шелушителях больше, чем в дисковых, она приближается к 100% и поэтому ножевые шелушители ра­ ботают по схеме однократного шелушения.

В области обрушивания семян хлопчатника до настоящего времени по существу не было фундаментальных исследований. Поэтому закономерности этогопроцесса не изучены. Можно лишь сказать, что эластичность семенной оболочки (шелухи) хлопчатника приводит к тому, что усилия разрушения в опреде­ ленной степени воспринимаются и ядром, в связи с чем упруго­ пластичные свойства его приобретают важное значение. По­ этому влажность, опушенность и сорт семян иногда оказы­ вают решающее влияние на эффективность их обрушивания. В частности, в так называемых вальцовых шелушителях [3], в которых происходит деформация сжатия, эффективность обру­ шивания семян повышенной влажности низкая, что явилось од­ ной из основных причин отказа от их применения в промышлен­ ности.

НОВЫЕ МЕТОДЫ ОБРУШИВАНИЯ

А э р о ш е л у ш е н и е [67, 234] осуществляется в трубке не­ большого диаметра при помощи движущейся со звуковой или сверхзвуковой скоростью воздушной струи. Собственно обруши­ вание происходит под действием ряда факторов: удара воздуш­ ной струи по семянке, разрыва оболочки воздухом изнутри, инерционной перегрузки семянки, трения воздушной струи о се­

282

в которую из конусной емкости инжектируются семена, дви­ жется со скоростью более 500 м/с. Такой воздушный поток об­ ладает большим динамическим напором, что приводит к удар­ ному нагружению семянки с высокими местными напряжения­ ми. Возникающие при этом деформации сдвига и сжатия при­ водят к возникновению первичного нарушения прочности обо­ лочки.

Поскольку статическое давление воздуха в струе, движущей­ ся со сверхзвуковой скоростью, при определенных условиях, соз­ даваемых в аэрошелушителе, ниже атмосферного, под которым

приводящая к разрыву оболочки.

Семянка, попавшая в трубку смешения, движется с боль­ шим ускорением, равным приблизительно 1000 g [67]. Сила инерции способствует нарушению связи ядра с оболочкой, поскольку масса ядра значительно больше массы оболочки. Наконец, скорость воздушного потока намного больше скорости семянки, особенно в начале трубки смешения, что является причиной фрикционного воздействия воздуха на семянку, при­ водящего к срыву оболочки с ядра. Скачки уплотнения воздуш­ ного потока при сверхзвуковой скорости его движения способ­ ствуют отделению оболочки' от ядра под действием описанных факторов.

Выполненные ВНИИЖем исследования аэрошелушения вы­ сокомасличных семян подсолнечника показали, однако, неудов­ летворительные результаты [258]. Так, содержание целяка и недоруша в рушанке колебалось в пределах 21,5—50, 54%, содержание лузги в сечке — 52,0—61,0% лузга обмасливалась на 0,71—1,34%. Расход электроэнергии оказался в 30 раз выше, чем при использовании бичевых обрушивающих машин.

Применение метода аэрошелушения для высокомасличных семян подсолнечника в настоящее время считается нецелесооб­ разным. Не исключено, что положительные результаты, полу­ ченные при шелушении риса, проса, овса и гречихи [67], могут быть достигнуты и при обрушивании таких масличных культур, структура которых хоть в небольшой степени аналогична струк­ туре этих видов зерна, например семян конопли или горчицы. Для решения этого вопроса необходима специальная экспери­ ментальная работа.

М е т о д м г н о в е н н о г о с н я т и я и з б ы т о ч н о г о д а в ­ л е н и я в о д я н о г о п а р а состоит в том, что вначале в полос­ тях между ядром и оболочкой тем или иным путем (подогрев семян и испарение содержащейся в них воды или непосредст­ венный ввод острого пара) создается избыточное давление во­ дяного пара, после чего герметический сосуд, в котором нахо­ дятся семена, сообщается с атмосферой, в результате чего воз­

283

никает перепад давлений между внутренними полостями семян и межсеменным пространством и оболочка «взрывается» изнут­ ри. Такой прием вначале был предложен для разрушения кле­ точной структуры ядра масличных семян [96]. В настоящее время он исследуется в КНИИППе в связи с проблемой обру­ шивания высокомасличных семян подсолнечника.

Можно предположить, что данный метод обрушивания в принципе позволяет получить ядро и лузгу семян без их сущест­ венного дробления. По-видимому, трудность такого решения вопроса заключается в создании условий, в которых может быть реализована эта возможность. Однако, с другой стороны, при вводе острого пара в межсеменное пространство наблюдается в течение некоторого промежутка времени деформация сжатия оболочки семян, поскольку проницаемость оболочки ограничена и давление пара направлено внутрь семян. Благодаря этому обо­ лочка как бы прижимается к ядру, а иногда и ядро испытыва­ ет сжимающее усилие. Для такого высокомасличного ядра, как ядро семян подсолнечника, не исключен даже минимальный от­ жим масла и впитывание его лузгой. Во всяком случае, тесное контактирование ядра и лузги может привести к обмасливанию последней.

М е т о д ц и к л и ч е с к и х и з м е н е н и й д а в л е н и я с р е ­ ды [270] заключается в том, что среда межсеменного простран­ ства, например воздух, подвергается циклическому сжатию (компрессия—декомпрессия), в результате чего возникают ме­ ханическая усталость оболочки и разрушение. Для одной и той же эффективности обрушивания чем больше разность давлений, тем меньше число циклов, и наоборот. В цитируемой работе от­ мечается, что при обрушивании подсолнечника по мере увели­ чения числа циклов вначале на заостренных концах семян луз­ га раскрывается подобно лопающейся почке, потом части лузги постепенно раздвигаются настолько, что свободно могут быть удалены простым перетиранием между пальцами. По оконча­ нии обработки семян получается почти целое ядро с полностью отделенной лузгой. Надо полагать, что этому методу также свойственен недостаток, связанный с деформацией оболочки и ее обмасливанием.

возникают импульсы высокого гидравлического давления, спо­ собные производить работу разрушения и пластического дефор­ мирования. Электрический разряд между двумя электродами, погруженными в жидкость, создает высокоионизированный про­ водящий электрический канал из газа и плазмы. При расшире­ нии плазменного канала за счет соударения его частиц с холод­ ной стенкой жидкости формируется ударная волна с давлением

284

в несколько тысяч атмосфер, движущаяся с постоянной скоро­ стью и сопровождаемая пульсацией и кавитационными явлени­ ями. Весь этот комплекс явлений и способен вызвать разруше­ ния материала, помещенного в жидкость.

Семена высокомасличного подсолнечника помещали в ка­ меру под ситовую поверхность и обрабатывали серией импульс­ ных разрядов, при этом происходило обрушивание семян.

По данным цитируемой работы, рушанка содержала до 87,8% целого ядра и незначительный процент сечки и масличной пыли.

Отметим, что пока неизвестен баланс сухих веществ, т. е. остается открытым вопрос о потерях ценных веществ, например белков в рабочей жидкости. Кроме того, совершенно неясно, как такой метод обрушивания семян подсолнечника повлияет на эф­ фективность проведения последующих технологических процес­ сов их переработки.

В заключение отметим, что в настоящее время трудно дать окончательную оценку описанным новым методам обрушивания семян, так как недостаточно экспериментальных данных. Вооб­ ще не было проведено исследований по сравнительной оценке этих методов.

Г Л А В А XI ОБРУШИВАЮЩИЕ МАШИНЫ

РАБОЧИЕ ОРГАНЫ ОБРУШИВАЮЩИХ МАШИН

Рассмотрим этот вопрос в соответствии с основными методами обрушивания масличных семян.

/

Рис. 161. Схема рабочих органов обрушивающего устрой­ ства клещевинной молотилки:

Рис. 162. Схема рабочих органов центробежной обруши­ вающей машины [130]:

а — диск, оснащенный подвижными деками и прямыми ради­ альными каналами, б — диск с радиальными каналами, загнуты­ ми на конце в сторону вращения в сочетании со ступенчатой де­ кой, в — диск с прямыми радиальными каналами в сочетании со ступенчатой декой.

В центробежной обрушивающей машине (рис. 162) семена сг помощью питателя 1 равномерно распределяются по радиаль­ ным каналам 2 и после приобретения нужной скорости обруши­ ваются о подвижную или неподвижную деки 3. При использова­ нии неподвижной деки радиальные каналы могут быть прямыми или загнутыми в конце. Загиб радиальных каналов позволяет

286

По В

Рис. 163. Схема рабочих органов дискового шелушителя АС-900:

і — сегмент, 2 — ножи (рифлн) крупные, 3 — ножн (рифли) мелкие.

Рис. 164. Схема режущих элементов ножевого шелушителя.

288

В действительности при переработке семян высокомаслично­ го подсолнечника качественные показатели обычно хуже приве­ денных выше нормативных данных. Более или менее представи­ тельными характеристиками качества рушанки можно считать

167 и 168). Машина со­ стоит из следующих основных узлов: питателя, ротора, вращаю­ щегося на вертикальном валу, и регулируемого электропривода. Вывод рушанки из машины осуществляется через два патрубка, к которым подсоединены трубы для аспирации.

Ротор изготовлен из двух дисков, соединенных между собой при помощи болтов. Между дисками установлено 16 направляю­ щих каналов. Семена попадают в них из питателя. За счет цент­ робежной силы они приобретают необходимую скорость для раз­ рушения плодовой оболочки (лузги). Семена при движении по каналам ориентируются по своей продольной оси, что обеспечи­ вается углообразной формой поперечного сечения направляю­ щих каналов.

290

Рис. 168. Схема центробежной обрушивающей машины А1-МРЦ:

/ — питатель, 2 — ротор, 3 — крышка кожуха. 4 — трубы для аспнрацнн, 5 — вертикальный вал, 5 — электропривод, 7 — дека подвижная, 8 — дека неподвижная, 9 — патрубки, 10 — эластичная муфта.

П р и м е ч а н и е . Машина может быть снабжена только под­ вижной или только неподвижной декой.